1、項目概述1.1?項目來源

根據湖南省自然資源廳發(fā)文的【湖南省基礎地理信息數(shù)據更新技術規(guī)程】及【湖南省市縣城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內1:500地形圖成果匯交規(guī)定】，針對市縣城鎮(zhèn)開發(fā)邊界要求，設計 1：500地形圖測量推薦方案。

1.1?測區(qū)范圍

以川山坪鎮(zhèn)郊區(qū)1.1KM2 地量項目為例，任務布分情況見圖。

1.1?工作內容

本項目的工作任務為：采用無人機航空傾斜攝影采集測區(qū)的航空影像，對航空影像進行處理生成實景三維模型，同時采用三維測圖的方法生產滿足地形圖測量精度要求的 1:500?數(shù)字線劃圖，之后對三維測圖生產的 1:500?數(shù)字線劃圖進行調繪等。

地形圖測量的任務包括以下幾個方面：

1)?航空傾斜攝影測量：包括航空傾斜影像數(shù)據采集、內業(yè)三維建模、內業(yè)三維測圖。

2)?外業(yè)調繪：包括對調查區(qū)域新增地物、陰影區(qū)地物、隱蔽區(qū)地物等變形嚴重內業(yè)三維測圖精度不達標的地物點、界址點，根據外業(yè)補測成果進行數(shù)據編輯生成最終的滿足地形圖測量精度要求的 1：500?線劃圖工作。測區(qū)具體工作量如下表所示

2、測區(qū)自然地理概況和已有資料準備2.1測區(qū)自然地理概況2.1.1?作業(yè)區(qū)地形地貌

測區(qū)地形地貌都比較適合無人機航空攝影，房屋較為集中，可以整片測區(qū)采用M300RTK+102S五鏡頭飛行。

2.1.2?作業(yè)區(qū)氣候情況

測區(qū)航攝作業(yè)的時間是12?月，氣溫在 20?度左右，天氣多為多云和雨天不適合航測作業(yè)，冬天霧霾較多應該注意。

2.1.3?作業(yè)區(qū)飛行空域概況

測區(qū)附近沒有機場，不影響無人機航攝作業(yè)。

2.2已有資料情況

1、由甲方提供 WGS84?坐標系的測區(qū)范圍數(shù)據。

2、另通過收集攝區(qū)交通圖、行政區(qū)劃分圖、地形圖等資料，對航攝區(qū)域進行實地勘察，輔助航線設計、像控點布設等工作。

2.3、引用標準及作業(yè)依據2.3.1基礎標準

??1）、《國家基本比例尺地形圖分幅和編號》（GB/T 13989-2012 ）

??2）、《國家基本比例尺地圖圖式第?1?部分：1∶500 1∶1000 1∶2000?地形圖圖式》，(GB/T 20257.1-2017),以下簡稱《地形圖圖式》

2.3.2生產技術標準

??1）、《低空數(shù)字航空攝影規(guī)范》 （CH/Z 3005-2010）

??2）、《低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》（CH/Z 3004-2010）

??3）、《低空數(shù)字航空攝影測量內業(yè)規(guī)范》（CH/Z 3003-2010）

??4）、《航空攝影測量 測圖規(guī)范 第 1?部分：1:500?1:1000?1:2000?數(shù)字高程模型 數(shù)字正射影像圖 數(shù)字線劃圖》（CH/T 3007.1-2011）

??5）、《地理信息數(shù)字成果 1:500 1:1000 1:2000 數(shù)字線劃圖》（CH/T?9008.1-2010）

??6）、《無人機航攝系統(tǒng)技術要求》（CH/Z 3002-2010）

??7）、《無人機航攝安全作業(yè)基本要求》（CH/Z 3001-2010）

??9）、《全球定位系統(tǒng)實時動態(tài)測量（RTK）技術規(guī)范》（CH/T 2009-2010）

??10）、《測繪作業(yè)人員安全規(guī)范》（CH 1016-2008）

2.3.3管理標準

??1、《測繪成果質量檢查與驗收》（GB/T 24356-2009）

??2、《數(shù)字測繪成果質量檢查與驗收》（GB/T 18316-2008）

??3、《測繪技術設計規(guī)定》（CH/T 1004-2005）

??4、《測繪技術總結編寫規(guī)定》（CH/T 1001-2005）

我公司將依據甲方的要求，參考現(xiàn)行的國家法規(guī)、標準和規(guī)范進行工作，本項目方案未提及內容，按有關規(guī)范和規(guī)程執(zhí)行；本項目方案個別內容與有關規(guī)范和規(guī)程有出入處，以本項目方案要求為準。

3、產品規(guī)格及技術指標3.1數(shù)學基礎

項目所提供的成果數(shù)據應具有統(tǒng)一的數(shù)學基礎

1)?坐標系統(tǒng)：為 CGCS2000?坐標系；

2)?投影方式：采用高斯—克呂格投影；

3)?成圖要求：1:500?比例尺成果，成果按 3°分帶；

4)?高程基準：采用 1985?國家高程基準，高程系統(tǒng)為正常高，高程值單位為“米”；

3.2產品規(guī)格要求

1)?航空攝影數(shù)據：*.JPG?格式；

2)?三維模型成果數(shù)據：*.osgb?格式。

3)?數(shù)字線劃圖數(shù)據：*.dwg?格式

4)?數(shù)據分幅要求 數(shù)字線劃圖采用 1:500 地形圖 50cm×50cm 矩形分幅，其圖幅編號采用圖廓西南角坐標編號法編號。

3.3、產品精度要求

因為生成的 1：500 數(shù)字線劃圖是用于制作地形圖圖，所以精度要求按照地形圖測量的精度要求執(zhí)行。

平面精度要求如下表：

高程精度要求如下表：

4、總體技術路線

本次任務和以往傳統(tǒng)地形圖調查不同的地方在于，使用了航空傾斜攝影來采集高分辨率的航空影像，同時利用三維模型使用三維測圖技術結合外業(yè)修補測生產滿足地形圖精度要求的 1:500?數(shù)字線劃圖，利用這種最新技術可以極大縮短工期、降低成本。

其過程包括方案設計、空域申請、像控測量、無人機傾斜航空攝影、三維建模、三維測圖、外業(yè)調繪、質量檢查、提交成果資料、成果驗收，要求嚴格質量關鍵節(jié)點，各環(huán)節(jié)質檢合格后移交下一環(huán)節(jié)。

4.1、生產流程圖

4.2、軟硬件設備選型情況

測區(qū)是小面積的作業(yè)區(qū)，針對這種狀況我們使用了無人機進行航攝作業(yè)。

4.2.1無人機系統(tǒng)

經緯M300 RTK是一款小型多旋翼高精度航測無人機，面向低空攝影測量應用，具備厘米級導航定位系統(tǒng)和高性能成像系統(tǒng)，便攜易用，全面提升航測效率。

該系統(tǒng)針對小范圍快速獲取傾斜攝影數(shù)據的需求，將無人機技術與傾斜攝影技術有效結合。系統(tǒng)具有成本低、飛行可靠性高、操作使用簡單、起飛和著陸場地要求低，定位精度高等特點，可以滿足傾斜攝影測量與快速三維建模對數(shù)據獲取的要求。

4.2.2 相機

賽爾102S是一款將五鏡頭集成于一體的專業(yè)攝影測量相機，可同時采集前視、后視、左視、右視、下視五個方向的正射和傾斜影像，且五個視角相機獨立 POS 定位存儲，無需進行后處理的 POS 解算。其精準至1cm的獨立POS數(shù)據可滿足高精度航測要求。

4.2.3其他硬件

1）像控測量階段：滿足相關規(guī)范要求的 GNSS 接收機 1-2 臺；

2）1:500 數(shù)字地形圖補測調繪階段：鋼尺、手持式激光測距儀、2 秒或 5 秒全站儀;

其它：計算機、打印機等。

4.2.4大疆智圖自動建模軟件

大疆智圖是一款提供自主航線規(guī)劃、飛行航拍、二維正射影像與三維模型重建的 PC 應用軟件。一站式的解決方案幫助行業(yè)用戶全面提升內外業(yè)效率，重點針對測繪、電力、應急、建筑、交通、農業(yè)等垂直領域提供一套完整的二維、三維模型重建解決方案。

4.2.5三維測圖軟件

三維測圖軟件使用航天遠景的的傾斜測圖模塊MM3D， 在高精度三維模型的基礎上采集二維矢量信息。具備信息化測繪入庫能力，是集采、編、庫、更新一體化的航測立測系統(tǒng)。 如圖所示。

5、技術方案5.1像控點布設

1、像控點布設平面及高程方向盡量均勻分布，大概200-300米一個；

2、像控點測量時，盡量使用簡易三角支架，采用HNCORS測量整周模糊度固定后，值不再變動后方可測量，測量設置5S以上連續(xù)觀測。

5.2無人機航飛

1、高差起伏大區(qū)域，可適當提高重疊度，盡量在地形高差中間區(qū)域起飛；

2、M300 RTK一天可以采集約2.5平方公里的正射+傾斜數(shù)據。

5.3三維模型生產

本項目三維模型生產采用的軟件是大疆的DJI?TERRA自動建模軟件，在同等電腦配置情況下，大疆智圖建模效率是市面上主流軟件5-10倍；整個建模過程一鍵式操作，無需專業(yè)的攝影測量背景也能重建出精細化模型。

5.4 三維測圖

1、根據技術要求，直接內業(yè)采集房屋、附屬、全貌要素；

2、根據技術設計要求，直接內業(yè)采集層高、要素材質等屬性信息；

3、自定義成果導出格式，實現(xiàn)要素屬性與dwg數(shù)據匹配。

5.5 外業(yè)調繪

1、核實地物情況，采集并標繪遺漏地物；

2、核實內業(yè)采集疑問邊數(shù)據，核實內業(yè)疑問屬性數(shù)據；

3、隨機抽取部分數(shù)據，進行精度驗證。

5.6編輯成圖

1、調繪成果上圖

2、確認拓撲屬性正確；

3、整飾圖面，保證圖面美觀。

6、項目成果

1）1:500 數(shù)字線劃圖 1 套；

2）其他相關資料和成果。

7、總結7.1 精度檢驗

測區(qū)內共設有效像控點25個，檢查點3個?？杖龍蟾嬷?，x,y,h（正常高）三個方向的控制點（內符合精度）以及檢測點（外符合精度）均滿足技術設計要求。

采用HNCORS打圖根控制點，Leica TS02全站儀實測檢驗，地勢較為平坦地塊檢測一站。

7.2與傳統(tǒng)測繪相對比

從以上測量成果可以看出傳統(tǒng)測量作業(yè)模式與無人機傾斜攝影測量作業(yè)模式進行對比與分析，使用M300 RTK進行“1:500城鎮(zhèn)開發(fā)邊界地形圖更新”測量作業(yè)的效率明顯比傳統(tǒng)實測更高，相同測量任務的前提下，使用M300 RTK無人機作業(yè)的人員數(shù)量能夠減少50%，生產周期縮短50%。

?結束語

從以上測量成果可以看出傳統(tǒng)測量作業(yè)模式與無人機傾斜攝影測量作業(yè)模式進行對比與分析，使用使用大疆M300進行 “1:500城鎮(zhèn)開發(fā)邊界地形圖更新” 測量作業(yè)的效率明顯比傳統(tǒng)實測更高，相同測量任務的前提下，使用大疆M300無人機作業(yè)的人員數(shù)量能夠減少50%，生產周期縮短50%。