倾斜摄影与三维实景建模技术设计书

倾斜摄影与三维实景建模技术设计书倾斜摄影与三维实景建模技术设计书承担单位：主要设计人：审核意见：审核人：设计负责人：（注册测绘师盖章）（注册测绘师盖章）年月日年月日批准单位：审批意见：审批人：年月日I目录1.概述..............................................................11.1项目来源和目的...............................................11.2项目作业范围和内容...........................................12.作业区自然地理概况与已有资料情况..................................12.1作业区自然地理概况...........................................12.2已有资料情况.................................................23.引用文件..........................................................34.成果主要技术指标和规格............................................34.1测绘基准.....................................................34.2基本精度指标.................................................44.3成果数据格式.................................................45.设计方案..........................................................45.1软、硬件环境及其要求.........................................45.1.1硬件环境及其要求.......................................45.1.2软件环境及其要求.......................................45.2作业技术流程.................................................45.3各工序的作业方法、技术指标和要求.............................55.3.1准备工作...............................................55.3.2航空摄影...............................................65.3.2.1航高设计要求......................................65.3.2.2航线布设、飞行质量及影像质量要求..................65.3.2.3飞行控制要求......................................75.3.3像控测量...............................................85.3.3.1像控布设..........................................85.3.3.2像控点判刺........................................85.3.3.3像控点联测........................................85.3.4空中三角测量...........................................95.3.5全自动三维建模.........................................9II5.4管理体系保证措施............................................105.4.1质量保证措施..........................................105.4.2环境、职业健康安全保证措施............................105.5上交和归档成果及其资料......................................111倾斜摄影与三维实景建模技术设计书1.概述1.1项目来源和目的2013年8月，丰县被确定为全国第二批智慧城市创建试点县，并启动建设了数字丰县地理空间框架项目。该项目整合更新了多尺度、多分辨率、多类型和多时相的丰县基础地理信息数据体系，构建了丰县地理信息公共服务平台，为“智慧丰县”建设提供了坚实基础。为进一步完善基础地理信息数据，更加直观的辅助决策，丰富丰县国土资源“一张图”管理系统，丰县国土局决定实施丰县国土资源“一张图”管理系统倾斜摄影与三维实景建模项目。受丰县国土局委托，我院承担本项目工作。为规范作业、统一技术要求，保证测绘产品质量符合相应的技术标准，根据国家有关规范，编制本项目技术设计书。1.2项目作业范围和内容根据甲方需求对丰县主城区约50平方公里进行倾斜摄影和三维实景模型制作任务。图1：丰县倾斜摄影范围图2.作业区自然地理概况与已有资料情况2.1作业区自然地理概况2丰县，又名凤城，徐州市下辖县，位于江苏省徐州市西北部，界于东经116°21′15″～116°52′03″，北纬34°24′25″～34°56′27″之间，地处苏、鲁、皖三省七县交界处，淮海经济区中心地带。北与山东省的金乡、鱼台县接壤，南与安徽省砀山、萧县毗邻，西接山东省单县、东与本省铜山、沛县相连。丰县总面积1449.7平方公里，南北长约59.2公里，东西宽约46.6公里。处于淮海经济区中心地带和华北平原的东南边缘。丰县历史悠久，有“先有徐州后有轩，唯有丰县不记年”一说。是汉高祖刘邦家乡、又是天师张道陵家乡，有“千古龙飞地，一代帝王乡；天师故里”的美誉。丰县境内河流原为自然河流，东西走向，建国后进行了全面治理，以大沙河为界，东有郑集南北支流，流向自西向东；西有复新河水系，流向自南向北，废黄河经过治理，引入长江水，形成了大沙河带状水库。丰县地处暖温带半湿润季风气候区，四季分明，日照充足，年平均气温在15℃左右，最冷月（一月）平均气温-0.2℃，最热月（七月）平均气温27.3℃，年平均降水量约630.4毫米，无霜期达200天左右。丰县已经形成以高等级公路和铁路为骨架，水陆并举，内联外延，四通八达的交通网络。境内徐菏（徐州－菏泽铁路，徐宿淮盐铁路的一部分）铁路、在建的丰沛铁路、徐济（徐州－济宁）高速公路穿境而过；有省级公路三条（S321、S322、S254），其中徐丰一级公路（S322）连接洛连（洛阳－连云港）、宁徐（南京－徐州）、京沪（北京－上海）、京福（北京－福州）高速公路；丰县东有京沪铁路、南有陇海铁路、西有京九铁路、北有新石铁路。丰县距陇海铁路40公里、距京沪铁路70公里、距京九铁路100公里、距徐州观音机场100公里、距商丘机场100公里、距济宁嘉祥机场60公里、距沛县农用机场40公里、距连云港码头300公里。正常情况下，丰县至北京、上海、南京、连云港分别只需7小时、6小时、4小时、2小时。境内水运主航道有复新河五级航道及丰沛运河航道。复新河航道与微山湖连接直通京杭大运河，丰沛运河亦与京杭大运河连接，水运通过运河连接京杭大运河可通江达海。2.2已有资料情况3（1）江苏省全球导航卫星连续运行参考站综合服务系统（以下简称JSCORS）可为本项目提供高精度、现势性强的测绘基准服务；（2）江苏省全省2017年0.3米影像数据为本项目提供基础影像和航线设计；（3）江苏省B、C级GPS网共同构成的CGCS2000大地坐标框架，其成果为2000国家大地坐标系成果及1985国家高程基准的高程成果。2002年施测的江苏省C级GPS控制点，国家一、二、三、四等三角点，均可以提供CGCS2000坐标，该成果可用于像控点起算数据和已知成果点的数据检核；（4）似大地水准面成果：“十二五”期间完成的江苏省似大地水准面精化成果，成果精度优于3cm，成果可用于高程数据的转换；（5）江苏省“十二五”基础测绘成果数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）等资料作为其检校资料；（6）近几年的像控测量历史成果、像控点库可作为本项目参考、检核及后期成果检校数据。3.引用文件（1）CH/T3006-2011《数字航空摄影测量控制测量规范》；（2）CH/Z3004-2010《低空数字航空摄影测量外业规范》；（3）CH/Z3003-2010《低空数字航空摄影测量内业规范》；（4）CJJ/T73-2010《卫星定位城市测量技术规范》；（5）CH/T2009-2010《全球定位系统实时动态测量(RTK)技术规范》；（6）CH/T1004-2005《测绘技术设计规定》；（7）CH1016-2008《测绘作业人员安全规范》；（8）CJJ/T157-2010《城市三维建模技术规范》；（9）CH/T9015-2012《三维地理信息模型数据产品规范》；（10）CH/T9016-2012《三维地理信息模型生产规范》；（11）CH/T9024-2014《三维地理信息模型数据产品质量检查与验收》。4.成果主要技术指标和规格4.1测绘基准（1）平面坐标系统：采用2000国家大地坐标系（CGCS2000），高斯-克吕格投影，中央子午线117°，3°分带。4（2）高程基准：1985国家高程基准。4.2基本精度指标地面影像分辨率优于0.05米。空三加密基本定向点平面位置残差不大于0.3m，高程残差不大于0.26m。检查点平面位置误差不大于0.5m；高程误差不大于0.4m。（阴影、摄影死角、隐蔽等特殊困难地块误差可适当放宽0.5倍）三维模型的平面精度、高度精度均达到Ⅲ级，平面中误差不大于0.8m，高度中误差不大于1m。地形（DEM）格网点平地高程中误差不大于0.37m。（阴影、摄影死角、隐蔽等特殊困难地块误差可适当放宽0.5倍）三维模型景观效果达到二级模型景观的要求。4.3成果数据格式航片成果格式为*.jpg；三维模型成果数据格式*.osgb。5.设计方案5.1软、硬件环境及其要求5.1.1硬件环境及其要求（1）固定翼无人机、多旋翼无人机、操控设备等；（2）倾斜相机（2镜头或3镜头或5镜头等）；（3）高、中档微机、图形工作站等；（4）双频GNSS接收机。5.1.2软件环境及其要求（1）ContextCaptureCenter、pix4dmapper、photoshop等数据处理软件。（2）无人机地面站软件；（3）GNSS接收机相应的商用数据处理软件；（4）江苏省2000国家大地坐标系基准转换平台。5.2作业技术流程5资料收集设计方案制定航空摄影像控测量空三加密全自动三维建模质量检查成果整理上交否方案审批模型修饰过程检查图2：作业技术流程图5.3各工序的作业方法、技术指标和要求5.3.1准备工作本项目拟采用无人固定翼航飞平台搭载多镜头进行倾斜影像获取,地面影像分辨率要求0.05米。根据甲方确定范围后，至现场进行现场踏勘，制定航飞方案，确定采用的飞机类型、相机类型，人员安排等。在经过现场踏勘后，本项目拟采用飞马F200固定翼无人机，搭载SONYQX1倾斜相机（镜头角度为左38°左倾，右25°后倾）。6图3：飞马F200无人机及相机参数5.3.2航空摄影5.3.2.1航高设计要求丰县主城区地势平坦，按照一个航摄分区进行航飞。航高根据所航摄区域楼高、地面分辨率、现场周边情况综合考虑设计。航高示意图及公式如下：图4：航高示意图aGSD=fh式中：h—飞行高度f—镜头主距(20mm)a—像元尺寸(4.3μm)GSD—地面分辨率(优于0.05m)在相机正射地面时相对航高最大不超过232m。由于搭载相机为左38°左倾，