无人机航空摄影正射影像及地形图制作项目技术

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  无人机航空摄影正射影像及地形图制作项目技术方案设计_表格类模板_表格/模板_实用文档。. 无人机大比例尺地形图航空摄影、正 射影像制作项目技术方案 . . 1、概述 根据项目需求对项目区进行彩色数码航空摄影,获取真彩数码航片,并制作 正射影像及地形图。 1.1 作业范围 呼伦贝尔市

  . 无人机大比例尺地形图航空摄影、正 射影像制作项目技术方案 . . 1、概述 根据项目需求对项目区进行彩色数码航空摄影,获取真彩数码航片,并制作 正射影像及地形图。 1.1 作业范围 呼伦贝尔市北部区域约 400 平方公里。如下图: . . 飞行区域(红色) 1.2 作业内容 对甲方指定的范围进行 1:2000 航空摄影,获取高分辨率的彩色影像。 1.3 行政隶属 任务区范围隶属于呼伦贝尔市。 1.4 作业区自然地理概况和已有资料情况 1.5 作业区自然地理概况 (1)地理位置 呼 伦 贝 尔 市 地 处 东 经 115°31′ ~ 126°04′ 、 北 纬 47°05′ ~ 53°20′。东西 630 公里、南北 700 公里,总面积 26.2 万平方公里 [2] , 占自治区面积的 21.4%,相当于山东省与江苏省两省面积之和。南部与兴安盟相 连,东部以嫩江为界与黑龙江省大兴安岭地区为邻,北和西北部以额尔古纳河为 界与俄罗斯接壤,西和西南部同蒙古国交界。边境线 公里,其中中 俄边界 1051.08 公里,中蒙边界 682.24 公里。 (2)地形概况 呼伦贝尔市西部位于内蒙古高原东北部,北部与南部被大兴安岭南北 直贯境内。东部为大兴安岭东麓,东北平原——松嫩平原边缘。地形总体特点为: 西高东低。地势分布呈由西到东地势缓慢过渡。 (3)气候状况 呼伦贝尔地处温带北部,大陆性气候显著。以根河与额尔古纳河交汇 处为北起点,向南大致沿 120°E 经线划界:以西为中温带大陆性草原气候;以 东的大兴安岭山区为中温带季风性混交林气候,低山丘陵和平原地区为中温带季 风性森林草原气候,“乌玛-奇乾-根河-图里河-新帐房-加格达奇-125°E 蒙黑 界”以北属于寒温带季风性针叶林气候。 1.6 已有资料情况 甲方提供的航飞范围。 2、作业依据 (1) 《全球定位系统(GPS)测量规范》GB/T 18314-2009; (2) 全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》CH/T2009-2010; (3)《低空数字航空摄影规范》CH/Z3005-2010; (4)《低空数字航空摄影测量外业规范》CH/Z3004-2010; . . (5)《航空摄影技术设计规范》GB/T 19294-2003; (6)《摄影测量航空摄影仪技术要求》MH/T 1005-1996; (7)《航空摄影仪检测规范》MH/T 1006-1996; (8)《航空摄影产品的注记与包装》GB/T 16176-1996; (9)《国家基础航空摄影产品检查验收和质量评定实施细则》国家测绘局; (10)《国家基础航空摄影补充技术规定》国家测绘局; (11)《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图航空摄影规范》GB/T 6962-2005; (12)《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图航空摄影测量外业规范》GBT 7931-2008; (13)《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图航空摄影测量内业规范》GBT 7930-2008; (14)《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图航空摄影测量数字化测图规范》 GB 15967-1995; (15)《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图图式》GB/T 20257.1-2007; (16)《1∶500、1∶1000、1∶2000 地形图要素分类与代码》GB 14804-93; (17)《全球定位系统(GPS)辅助航空摄影技术规定》 (18)《数字航空摄影测量空中三角测量规范》GB/T23236-2009; (19)《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》GB/T 18326-2001; (20)《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T 18316-2008; (21)《测绘成果质量检查与验收》 GB/T24356-2009; (22)《国家基本比例尺地形图分幅和编号》GBT 13989-2012; (23)《基础地理信息数字成果 1:500、1:1000、1:2000 数字正射影像图》 CH/T 9008.3-2010; (24) 《数字测绘产品质量要求第 1 部分:数字线划地形图、数字高程模 型质量要求》GB/T 17941.1-2000; (25)《高程控制测量成果质量检验技术规程》CH/T1021-2010; (26)《平面控制测量成果质量检验技术规程》CH/T1022-2010; (27)《测绘管理工作秘密范围的规定》(国测办[2003] 17 号)。 . . 3、技术要求 (1)比例尺 采用 1:2000 比例尺,航摄数字影像的地面分辨率应优于 0.20 米。 (2)坐标系统 采用 CGCS2000 坐标系。 (3)地图投影 投影方式统一采用高斯-克吕格投影,标准的 3°分带平面直角坐标系统, 有必要时,可按照 1.5°分带或任意中央经线)保密 相关产品的生产,存储和提交应符合国家有关保密的法律、法规及相关规 定。 4、总体技术方案 本项目拟采用我公司自主研发的固定翼垂直起降无人机航摄系统、加载飞思 180 数字航摄仪和双频差分 GPS 系统进行航空摄影,获取作业区范围内的真彩色 影像,通过 GNSS-RTK 技术进行像片控制测量,获取像控点的平面和高程坐标。 利用全数字摄影测量系统进行空三加密,进行正射影像制作,并对数据进行质量 检查、成果整理和提交。总体作业流程如下: 作业准备 航空摄影 像片控制测量 DEM 制作 DOM 制作 质量检查 成果整理与提交 . . 4.1 航摄仪器选定 图:总体作业流程 根据本次任务要求,拟采用我公司自主研发的无畏者 BE-30 固定翼垂直起降 无人机航摄系统执行,该系统由飞行平台、低空数字航摄仪、控制系统三大部分 组成。其中控制系统包括机载飞行控制和地面监控站两部分,机体外观见下图: 航摄飞机具体参数如下 . . 本项目拟采用飞思 180 数字航摄仪进行摄影,Phase One IXA 采用耐用的 6061 航空铝合金构造而成,提供高动态范围和细致画质,拥有专为飞思设计的施耐德 电子内控式快门和飞思数码镜头,最高快门速度为 1/4000 秒,iXA180 感光度为 ISO35-800,有效像素达 8000 万。 拍照参数: 相机品牌 相机参数 焦距(毫 米) 图像感 应器尺 53.7*4 寸(毫 0.4 24 米) 飞思 像元大 iXA180 小(毫 0.0052 35 米) 图像尺 寸(毫 米) 10320* 7752 50 地面分 辨率 相对航高 (米) 影像对应 地面长 (米) 影像对应 地面宽 (米) 0.2 923 2064 1550 0.2 1346 2064 1550 0.2 1923 20640 1550 4.2 航摄设计 (1)采用专业设计软件,地形参考全球 90mDEM(SRTM)。 (2)地面分辨率保证:在做技术方案时为确保影像成果满足要求,按所要 求的地面精度更优的精度要求来设计技术方案。为确保获得更好的影像质量本项 目设计主分辨率为 0.15 米。 (3)航线按常规方法敷设时,平行于摄区边界线的首未航线一般敷设在摄 区边界线上或边界线外,确保摄区边界实际覆盖不少于像幅的 30%。在便于施测 像片控制点及不影响内业正常加密时,旁向超出摄区边界线%, 可视为合格。考虑飞行中航线及姿态的保持情况,要相应地增加旁向重叠率。 (4)在高差特别大的地区,可以插补航线)分区边界覆盖应满足分区间各自满幅的要求。 (6)旋偏角一般不大于 15?,在确保航向、旁向重叠度仍能符合规范要求 的前提下,个别旋偏角最大不超过 25?。 4.3 航空摄影实施 (1)根据准备的航摄技术设计、设计航线进行航拍,起飞前,要对航摄仪 . . 做基本程序检查,如航摄仪座架、镜头、飞行控制系统及定向系统通电检查,确 保电路、机械传动部件、飞行管理软件、数据硬盘记录工作正常,设备各项设置 参数正常无误。 (2)摄影时间要求 根据地形条件的不同,严格按规范规定的太阳高度角要求选择摄影时间。 (3)航空摄影成果的自检 1)飞行质量 a、像片重叠度的检查; b、像片旋偏角; c、航摄比例尺; d、图廓覆盖; e、分区覆盖。 2)影像质量 a、云、云影检查; b、检查影像色彩亮度是否协调统一。 (4) 补摄与重摄 1)航摄过程中如出现绝对漏洞、相对漏洞及其它严重缺陷,质检员要分析 造成缺陷的原由,把需要注意和调整的事项及依据规范规定需及时补摄的航线)漏洞补摄必须按原设计航线)一条航线上应采用同一主距的数码航摄仪进行补摄。在补摄时,飞行记 录要详细、准确无误,为后期质检、资料整理移交作好准备。 4.4 像片控制测量 本测区采用区域网像控布点,像控点一般应布设在航向及旁向六片或五片重 叠范围内,使布设的像控点尽量公用。 像片控制点选定条件 a、像片控制点的目标影像应清晰,易于判别;如选在交角良好(30°-150°) 的细小线状地物的交点、明显地物拐角点、像片上影像小于 3ⅹ3 像素(0.3mm ⅹ0.3mm)的点状地物中心,同时也应是高程变化较小的地方,易于准确定位和 量测,常年相对固定。 b、布设的控制点宜能公用,一般布设在航向及旁向六片或五片重叠范围内。 . . c、控制点应选在旁向重叠中线附近,当旁向重叠过大,不能满足要求时, 应分别布点;旁向重叠较小使相邻航线不能共用时,可分别布点,此时控制范围 所裂开的垂直距离一般应小于 1cm,困难时不应大于 2cm。 d、位于自由图边、待成图边以及其他方法成图的图边控制点,应布设在图 廓线外。 像控点布点方案:本项目采用无构架航线的布点方案,要求航线 根基 线布设一列平高控制点,要求每隔 1 条航线之间都需要有控制点,再在区域中间 布设合适的检查点。 像控点测量要求 每个点必须测量三次,每次测量必须重新开关机,两次测量数据精度要在 0.03m 以内,每个点必须有对应检核点。 像控点需有点之记,有现场照片,点之记格式见附图 每天开始测量前必须检核前一天的测量点至少 2 个。 4.5 空三加密 加密本身需要的连接点位置应尽量选在下图所示的 1、2、3、4、5、6 六个 标准点位附近。当标准点位的选点目标不适合时,应适当增加连接点的数量,提 高连接强度。 加密点位分布图 全数字空中三角测量(空三加密)采用 Inpho 进行空三加密和平差解算。 . . 创建工程 自动匹配加密点、连接点 加测控制点 加密点、连接点编辑 光束法区域网平差 检查像点、控制点精度 区域网接边、成果输 出 空三作业流程图 4.6 正射影像制作 正摄影像制作的具体流程如下: a、引入空三加密成果建立测区文件,恢复模型。 b、定义单模型的作业区域,生成核线影像,对核线影像进行匹配,形成匹 配点与等视差曲线。作业区域的确定应尽量靠近控制点连线,对于高差较大的地 区,更应注意,防止像对之间出现裂隙。 c、检查匹配结果,根据需要进行交互立体编辑(区域编辑,点编辑)处理。 重点是:高层建筑区、影像模糊区、阴影区、大面积水域、建筑密集区、森林覆 盖区以及山谷、山脊地形变换处等。如果局部匹配存在问题,则应增加特征点、 特征线。 d、生成 DEM。 e、数字微分纠正 根据单模型 DEM 及像片内外方位元素、影像分辨率,采用微分纠正方法进行 纠正及影像重采样,生成单模型 DOM。 f、色调或色彩调整 影像镶嵌前,应检查相邻各片之间的色调或彩色偏差,根据需要采用图像处 理方法进行调整,使之基本趋于一致。 . . g、镶嵌拼接 根据图廓坐标来设定镶嵌范围,指定文件存放路径。执行影像镶嵌命令,对 于穿房子,穿桥等破坏地物导致地物不完整的镶嵌线,要人工干预修改,并使用 修改后的镶嵌线自动拼成整幅的 DOM。 影像镶嵌拼接完成后,认真检查所生成的 DOM,对接边区域内部分出现影像 模糊、影像遗漏的地方,应给予修补,城区内的影像镶嵌应采用人工方法进行, 防止出现高层建筑因投影方向不一致而产生的影像扭曲变形。 h、接边检查 在 orthoVista 软件下进行接边检查,主要检查图幅接边处影像的过渡是否 自然、是否存在空白缝隙;图幅接边处影像的亮度、反差、色彩是否基本一致, 地物是否有错位。 i、参考 1:2000 比例尺标准分幅数字化地形图格式逐幅输入整饰注记,对 DOM 进行整饰,生成整饰数据;图廓整饰注记内容包括接图表、图号(无需图名 注记)、密级、出版机关、航摄作业时间、出版时间、平面坐标系统及比例尺, 共八项内容。 j、将整饰数据和 DOM 数据叠加,输出包含完整整饰数据的影像地图数据。 k、整饰数据为 DWG 格式。 5、成果提交 (1)基础参数及技术设计文件 (2)观测、检核数据电子文档 (3)像控点布设、测量数据 (4)高程注记点成果 (5)技术总结、质量检查报告 (6)所仪器参数等资料 (7)所作业区域标准分副正射影像图电子版 (8)所作业区域地形图电子版 (9)所需提交的其他材料 . . 6、质量控制措施 6.1 质量目标 我公司严格执行公司 ISO19001-2008 质量管理体系,质量目标为:交付顾客 产品合格率=100%,产品一次交验合格率≥97%,顾客满意率≥90%。 6.2 质量保证措施 我公司严格执行公司 ISO19001-2008 质量管理体系,成立有专门的质量管理 部门-质检部,各个部门及项目部、作业组均有专职或兼职质检员,严格执行“三 级检查、两级验收”制度,各级检查均按规定比例进行,并做好记录,写出检查 报告,具体为: 三级检查: a、自检:作业员(组)重复检查,检查比例 100%。 b、互检:项目部安排作业员(组)交换互相检查,检查比例 100%。 c、专检:专职检查员检查,内业检查 100%,外业巡视 70%,实际操作检查 20%。 两级验收: a、由公司质检部组织检查验收。 b、甲方组织专家检查验收。 为确保该项目保质、按时完成任务,我公司拟采取如下的技术和组织措施: a、建立严格的岗位制,明确各岗位职责,责任到人。 b、严格执行 ISO9001 质量管理体系,严格执行“三级检查、两级验收”制 度。 c、检查过程中严禁不合格成果流入下一道工序,下道工序有权不接受上一 工序的不合格成果,并对其造成的成果质量和工期延后给予一定的经济处罚。 6.3 确保项目质量的组织措施 确保工程质量除严格按照质量管理体系运行之外,还应做好工程质量的组织 措施,我公司计划成立以质量总监为领导的质量管理小组,对项目进行检查及各 工序协调和质量、技术把关监理,工程质量组织结构如下图所示: . . 公司质检部 质量总监 质检部质检 员 作业工序质检 员 小组质检员 作业组 1 作业组 2 作业组 3 作业组 4 主要人员岗位职责如下: (1)质量总监 a、以保证质量为中心,满足需求为目标,防检结合为手段,项目全体员工 参与为基础,促进项目保质保量,按期完工; b、严格执行 ISO9001 质量管理体系,加强对项目运行过程的质量体系的监 督力度,规范项目产品质量管理工作; c、严格执行“三级检查、一级验收”制度,明晰各级人员的质量责任与权 利; d、制定本项目质量管理的相关规定,奖优罚劣; e、确保提交的产品质量合格率达 100%,杜绝产品质量事故,最终使项目产 品质量优、良品率在 90%以上。 (2)质检部质检员 a、按照国家相关规范进行质检工作,对检查验收的成果质量负责; b、在检查过程中,如遇重大问题,有责任报告给领导,商议处理意见及措 施; d、在各项工作中必须秉公执法,一视同仁,严以律己,以身作则,保证工 程质量评定的线)项目质检员 a、未经检查验收的成果不得上交。成果经过作业组的自检、互检后,并经 . . 项目部质检员检查后方可提交成果。 b、严格按照规范和要求进行飞行质量和影像质量的检查,检查中发现问题, 立即组织作业员进行补射或重摄。避免出现问题的严重事故。 (4)作业工序质检员 a、组织作业组内进行自检、互检,对作业成果成图进行内业审查、签署, 提出技术小结或文字说明; b、对所在工序所出的成果资料进行检查,对检查验收的成果质量负责; c、严格按照规范要求进行检查,对检查发现的问题及时组织人员进行处理, 避免不合格产品流入下道工序。 (2)确保项目质量的技术措施 为确保工程质量,我公司将组织精干的作业队伍和熟练的技术人员,投入先 进的仪器设备,严格按照 ISO9001 质量体系认证要求,有针对性的建立质量保证 体系,执行国家规定的专业技术标准和内部产品质量检查规定,各工序实行三级 检查制度,保证本项目测绘产品在接受贵方指定单位的检查验收中一次性通过, 质量控制流程如图所示。 质量控制流程如图所示: 作业组 项目生 产 出 具 质 验 量 收 检 意 查 一级检查 二级检查 见 三级检查 甲 方 申请甲方验 组 收 织 专 家 否 质量是否符 合要求 验 收 组 是 . . 出具验收报告 图:质量控制流程图 A、建立检查验收制度 建立公司全面自检、互检、专检、市国土资源局检查、省国土资源主管部门 预检和验收的检查验收制度。 B、质量管理 公司实行各工序三级检查制度,即作业组进行 100%自查互查,作业队检查 人员进行 100%过程检查,公司质检人员进行最终检查。各工序按质量控制的内 容逐项进行检查,按统一格式记录,并进行产品质量等级的自我评定。项目质量 管理由公司质检部承担,总工程师为负责人,负责执行公司三级检查制度,监督 各工序的作业质量,并撰写质量检查报告。 C、检查验收程序 项目完成形成项目成果后,由公司质检部向甲方提交检查验收申请,并提交 检查报告。由甲方组织有关专家组成项目预检组,根据有关规定对项目成果进行 实地检查,形成检查报告,以文字形式明确成果存在问题及意见。根据检查组提 出的意见对成果进行补充和完善,然后由甲方组织对项目进行验收,成果验收合 格由验收组作出书面验收报告。 7、安全生产保障措施 测绘生产单位应坚持安全第一、预防为主的方针,遵守《中华人民共和国安 全生产法》的规定。根据各部门、各工种和作业区域的实际特点,研究分析作业 环境,评估安全生产潜在风险,制定安全生产细则,指导和规范职工安全生产作 业,以保证工程项目人员、仪器设备、技术资料的安全。 (1)在实施航飞作业前,必须检查系统设备的工作状态是否正常,包括地 面站设备检查、任务设备检查、飞行平台检查、燃油和电池检查、弹射架检查、 通电检查、发动机启动后检查等等,各岗位操作员职责分工应明确,各岗位均确 认设备工作状态正常时,才能进行作业; (2)在实施飞行中进行监控,包括起飞阶段阶段操控、飞行模式切换、视 距内飞行监控、视距外飞行监控、降落阶段操控等等; (3)项目部工作人员应增强职工的自我保护意识,所有工作人员必须熟悉 . . 本岗位的安全保护规定,做到安全生产。 (4)项目经理在开工之前必须有针对性地组织好安全教育工作。 (5)认真落实制定的各种安全保护措施,完善安全承包体系,项目各班组、 各关键岗位都做到承包到人,安全承包不留死角。 (6)定期展开安全检查、查事故隐患和不安全因素,发现不好苗头及时整 改。 (7)加强职工的防盗、防抢意识,与当地治安部门加强联系。 (8)作业人员要具备安全用电常识,电压超过 36V 时,作业人员必须使用 绝缘防护用品。 (9)当发生意外伤害事故时,要立即将受害者送附近医院急救并保护现场, 组织有关人员进行调查,明确责任事故。 (10) 外业作业时使用的设备、资料等不准离人,谁使用谁保管谁负责。 (11)严防成果的失密与泄密,对委托方提供的图纸、数据一定要严格使用 范围,由专人保管。项目完成后应交还原提交单位。全部成果均属于委托方知识 产权。各单位人员无权擅自提供给委托方以外的单位或个人使用及存留。 (12)本项目测绘资料属国家秘密资料,使用过程中要严格按照国家保密管 理条例执行。所有资料接收后,要由专人清点造册,妥善保管,使用时登记借阅 和归还日期,使用后要及时归还资料档案室以防丢失。工程过程中形成的质量记 录、各种报告材料以及上述记录的电子文档都要作为资料汇总存档,以备查考。 本工程各阶段形成的所有过程成果数据均属国家保密资料,不得随意拷贝泄露。 .

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