1、項目概述1.1?項目來源

根據(jù)湖南省自然資源廳發(fā)文的【湖南省基礎(chǔ)地理信息數(shù)據(jù)更新技術(shù)規(guī)程】及【湖南省市縣城鎮(zhèn)開發(fā)邊界內(nèi)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(shè)計 1：500地形圖測量推薦方案。

1.1?測區(qū)范圍

以團(tuán)山湖村0.2KM2 地量項目為例，任務(wù)布分情況見圖。

1.1?工作內(nèi)容

本項目的工作任務(wù)為：采用無人機(jī)航空傾斜攝影采集測區(qū)的航空影像，對航空影像進(jìn)行處理生成實景三維模型，同時采用三維測圖的方法生產(chǎn)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(chǎn)的 1:500?數(shù)字線劃圖進(jìn)行調(diào)繪等。

地形圖測量的任務(wù)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(jù)采集、內(nèi)業(yè)三維建模、內(nèi)業(yè)三維測圖。

2)?外業(yè)調(diào)繪：包括對調(diào)查區(qū)域新增地物、陰影區(qū)地物、隱蔽區(qū)地物等變形嚴(yán)重內(nèi)業(yè)三維測圖精度不達(dá)標(biāo)的地物點、界址點，根據(jù)外業(yè)補(bǔ)測成果進(jìn)行數(shù)據(jù)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(zhǔn)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)地形地貌簡單，地勢平坦，比較適合無人機(jī)航空攝影，房屋分散且數(shù)量不多，可以整片測區(qū)采用M300RTK+P1免像控飛行。

2.1.2?作業(yè)區(qū)氣候情況

測區(qū)航攝作業(yè)的時間是1?月，氣溫在?10?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(yīng)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(jī)場，不影響無人機(jī)航攝作業(yè)。

2.2已有資料情況

1、由甲方提供?WGS84?坐標(biāo)系的測區(qū)范圍數(shù)據(jù)。

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(jìn)行實地勘察，輔助航線設(shè)計、像控點布設(shè)等工作。

2.3、引用標(biāo)準(zhǔn)及作業(yè)依據(jù)

2.3.1基礎(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)

??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(chǎn)技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)

??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(nèi)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(jī)航攝系統(tǒng)技術(shù)要求》（CH/Z 3002-2010）

??7）、《無人機(jī)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(shù)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(biāo)準(zhǔn)

??1、《測繪成果質(zhì)量檢查與驗收》（GB/T 24356-2009）

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

??3、《測繪技術(shù)設(shè)計規(guī)定》（CH/T 1004-2005）

??4、《測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定》（CH/T 1001-2005）

我公司將依據(jù)甲方的要求，參考現(xiàn)行的國家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)和規(guī)范進(jìn)行工作，本項目方案未提及內(nèi)容，按有關(guān)規(guī)范和規(guī)程執(zhí)行；本項目方案個別內(nèi)容與有關(guān)規(guī)范和規(guī)程有出入處，以本項目方案要求為準(zhǔn)。

3、產(chǎn)品規(guī)格及技術(shù)指標(biāo)

3.1數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

項目所提供的成果數(shù)據(jù)應(yīng)具有統(tǒng)一的數(shù)學(xué)基礎(chǔ)

1)?坐標(biāo)系統(tǒng)：為?CGCS2000?坐標(biāo)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(zhǔn)：采用?1985?國家高程基準(zhǔn)，高程系統(tǒng)為正常高，高程值單位為“米”；

3.2產(chǎn)品規(guī)格要求

1)?航空攝影數(shù)據(jù)：*.JPG?格式；

2)?三維模型成果數(shù)據(jù)：*.osgb?格式。

3)?數(shù)字線劃圖數(shù)據(jù)：*.dwg?格式

4)?數(shù)據(jù)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(biāo)編號法編號。

3.3、產(chǎn)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(shù)路線

本次任務(wù)和以往傳統(tǒng)地形圖調(diào)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(shù)結(jié)合外業(yè)修補(bǔ)測生產(chǎn)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(shù)可以極大縮短工期、降低成本。

其過程包括方案設(shè)計、空域申請、像控測量、無人機(jī)傾斜航空攝影、三維建模、三維測圖、外業(yè)調(diào)繪、質(zhì)量檢查、提交成果資料、成果驗收，要求嚴(yán)格質(zhì)量關(guān)鍵節(jié)點，各環(huán)節(jié)質(zhì)檢合格后移交下一環(huán)節(jié)。

4.1、生產(chǎn)流程圖

4.2、軟硬件設(shè)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(jī)進(jìn)行航攝作業(yè)。

4.2.1無人機(jī)系統(tǒng)

經(jīng)緯M300 RTK是一款小型多旋翼高精度航測無人機(jī)，面向低空攝影測量應(yīng)用，具備厘米級導(dǎo)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(jù)的需求，將無人機(jī)技術(shù)與傾斜攝影技術(shù)有效結(jié)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(jù)獲取的要求。

4.2.2 相機(jī)

禪思?P1是一款高性能、多用途的航測相機(jī)，集成了全畫幅4500萬圖像傳感器與三軸云臺，支持多款鏡頭（本測區(qū)搭配焦距為35mm的行業(yè)專用DJI DL卡口定焦鏡頭）。在免像控情況下，其平面精度可達(dá)3cm，高程精度5cm。靈活的三軸穩(wěn)定云臺和快至0.7s的最小連續(xù)拍照間隔，禪思P1在三維數(shù)據(jù)采集時可實現(xiàn)邊飛邊擺動云臺角度，快速實現(xiàn)三維數(shù)據(jù)采集。?

4.2.3其他硬件

1:500 數(shù)字地形圖補(bǔ)測調(diào)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(jī)、打印機(jī)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(yīng)用軟件。一站式的解決方案幫助行業(yè)用戶全面提升內(nèi)外業(yè)效率，重點針對測繪、電力、應(yīng)急、建筑、交通、農(nóng)業(yè)等垂直領(lǐng)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(yuǎn)景的的傾斜測圖模塊MM3D， 在高精度三維模型的基礎(chǔ)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(shù)方案

5.1像控點布設(shè)

本測區(qū)范圍較小，總共0.2平方千米，航飛高度為120米，采用M300RTK+P1一個架次可以飛完。采用P1智能擺動拍攝模式大大節(jié)約了飛行時間和照片數(shù)量（測區(qū)正射加傾斜照片總計1608張），提高內(nèi)業(yè)數(shù)據(jù)處理效率：

5.2無人機(jī)航飛

1、高差起伏大區(qū)域，可適當(dāng)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(jù)。

5.3三維模型生產(chǎn)

本項目三維模型生產(chǎn)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(xì)化模型。

5.4 三維測圖

1、根據(jù)技術(shù)要求，直接內(nèi)業(yè)采集房屋、附屬、全貌要素；

2、根據(jù)技術(shù)設(shè)計要求，直接內(nèi)業(yè)采集層高、要素材質(zhì)等屬性信息；

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

5.5 外業(yè)調(diào)繪

1、核實地物情況，采集并標(biāo)繪遺漏地物；

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

3、隨機(jī)抽取部分?jǐn)?shù)據(jù)，進(jìn)行精度驗證。

5.6編輯成圖

1、調(diào)繪成果上圖

2、確認(rèn)拓?fù)鋵傩哉_；

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(guān)資料和成果。

7、總結(jié)

7.1 精度檢驗

測區(qū)內(nèi)采用免像控作業(yè)，與實測點位坐標(biāo)相差不超過7cm，滿足技術(shù)設(shè)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(jī)傾斜攝影測量作業(yè)模式進(jìn)行對比與分析，使用M300 RTK進(jìn)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(wù)的前提下，使用M300 RTK無人機(jī)作業(yè)的人員數(shù)量能夠減少50%，生產(chǎn)周期縮短50%。