DB34_T 3713-2020公路工程无人机倾斜摄影测量技术规程(高清正版）.pdf

ICS 07.CCS A 7安公Tec2020-1040 75 徽公路工chnical spe11-27 发布徽程 无ecification布 安省无人机n for UAV安徽省市场地 机倾斜V highway 场监督管理方斜摄影y engineeri 理局 发方DB影测量ing obliqu发 布3标B34/T 37量技术ue photogr2020-34 准132020 术规程rammetry-12-27 实准 0 程 实施DB34/T 37132020 I 目次 前言.II 1 范围.1 2 规范性引用文件.1 3 术语和定义.1 4 作业准备.2 5 控制测量.2 6 航空摄影.3 7 数据处理.7 8 成果管理.9 附录 A（资料性）无人机倾斜摄影测量技术流程.11 附录 B（资料性）技术设计书的内容和格式.12 附录 C（资料性）航摄飞行记录表.13 附录 D（资料性）摄区资料移交书.14 附录 E（资料性）文件命名规则.15 附录 F（资料性）元数据格式规则.16 DB34/T 37132020 II 前言 本文件按照 GB/T 1.12020标准化工作导则 第1部分：标准化文件的结构和起草规则的规定起草。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由安徽省交通运输厅归口。本文件起草单位：安徽省交通规划设计研究总院股份有限公司、武汉大学测绘遥感信息工程国家重点实验室、安徽省交通勘察设计院有限公司、武汉大势智慧科技有限公司、安徽省高速公路试验检测科研中心有限公司、安徽省中兴工程监理有限公司。本文件主要起草人：毛洪强、陈修林、戴玮、王旭、张耀允、黄先锋、孙晓伟、陶鹏、赵宇、孙莉、高云龙、方圆、葛飞、石睿、闫轶夫、陈溯源、欧佳佳、何飞、刘志中、徐亮、曹智磊。DB34/T 37132020 1 公路工程 无人机倾斜摄影测量技术规程 1 范围 本文件规定了利用无人机进行公路工程倾斜摄影测量技术获取实景模型的作业准备、航空摄影、数据处理和成果管理。本文件适用于各等级公路无人机倾斜摄影测量，市政道路、专用公路可参照执行。2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T 7931 1:500 1:1 000 1:2 000 地形图航空摄影测量外业规范 GB/T 15967 1:500 1:1 000 1:2 000 地形图航空摄影测量数字化测图规范 GB/T 23236 数字航空摄影测量 空中三角测量规范 GB/T 27920.1 数字航空摄影规范 第1部分：框幅式数字航空摄影 GB/T 35637 城市测绘基本技术要求 CH/T 1004 测绘技术设计规定 CH/T 1014 基础地理信息 数据档案管理与保护规范 CH/T 2009 全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范 CH/Z 3004 低空数字航空摄影测量外业规范 CH/Z 3005 低空数字航空摄影规范 JTG C10 公路勘测规范 3 术语和定义 GB/T 7931、GB/T 35637 界定的以及下列术语和定义适用于本文件。3.1 倾斜摄影 oblique photography 摄影机主光轴明显偏离铅垂线或水平方向并按一定倾斜角进行的摄影。3.2 倾斜摄影测量 oblique photography photogrammetry 利用倾斜摄影技术对地物进行的量测。3.3 相机倾斜角度 oblique angle 倾斜相机与垂直相机主光轴之间的夹角。3.4 航线弯曲度 strip deformation 一条航线上,实际航迹与航线首末端像主点连线的偏离程度，通常以百分比表示。DB34/T 37132020 2 3.5 垂直影像 nadir image 飞行平台的垂直相机获取的影像。3.6 倾斜影像 oblique image 飞行平台的倾斜相机获取的影像。3.7 实景模型 reality model 通过倾斜摄影技术生成的具有高真实度的三维模型。3.8 真正射影像 true digital orthophoto map 采用数字微分纠正技术，改正原始影像的几何变形，对整个测区进行影像重采样后，使影像视角被纠正为垂直视角而形成的影像图。4 作业准备 4.1 资料收集 作业前收集的资料包括但不限于以下内容：a)测区范围、航摄要求；b)地形地貌、数字高程模型数据和气象资料；c)基础控制点资料，如控制点成果表、点之记和技术总结等基础资料；d)地形图、遥感卫星影像和规划设计图等图纸资料。4.2 测区踏勘 作业前应进行测区踏勘，了解测区内起降场地、较高建筑物/构筑物、危险源等与生产、生活的相关情况。4.3 空域申请 作业前应遵循相关空域管理规定，获得有关空域管理部门的飞行批复文件。4.4 4.4 技术设计 作业前应进行技术设计，技术设计流程应参见附录A，技术设计书编写格式及内容要求应参见附录B。4.5 无人机设备 无人机设备应符合以下要求：a)应具备出厂合格证，保险处于有效期内；b)使用前应检查，符合使用要求。4.6 作业人员 应持有无人机设备操作证书，具备熟练操作无人机设备的能力。5 控制测量 5.1 基基础5.2 像5.2.1 a)b)c)5.2.2 绘制区域5.2.3 点、终点围外边缘5.2.4 高检查点5.3 像5.3.1 mm，高程5.3.2 5.3.3 5.3.4 符合 CH/5.4 成提交6 航空6.1 航6.1.1 风速a)b)6.1.2 当能础控制测量 础控制测量应片控制点布设像片控制点像像片控制点和量测的地在复杂区域标。“”标像片控制点区域网布点域网布设示意航带法布点航点和转弯处应缘。GNSS 辅助航点，互通立交片控制点测量精度要求平程中误差不应像片控制点编刺点与整饰应像片控制点测/T 2009 的规果要求 交成果资料应摄影 飞条件 风速条件 速条件应符合无人机起飞飞行时的风能见度条件 能见度较差时应符合 JTG C设 像片控制点应点的目标应清地方；域布设像片控标长边 152点在像片中的区域网布点应意图。航带法的布点应布设 1 组平航摄航带法布交等节点控制量 面控制点和平应超过基本等编号基础控制应符合 CH/Z测量应符合 规定。应符合 CH/Z 合以下要求：飞和降落时，风速应小于飞时，宜降低航C10 的规定。应符合以下要清晰、易于判控制点时，航20 个像素，的位置应符合应符合 CH/Z 点应沿航线方平高点。每组应布点 GNSS 辅助制工程可根据平高控制点相等高距的 1/10制点应使用原 3004 的规定 GB/T 7931 3004 的规定 地面风力宜飞行平台最大航高以保证影。要求：判别和立体量航飞前应布设短边 1015合 CH/Z 3004 3004 的规定方向，间隔 6应布设 3 个平助航摄航带法据实际情况增相对邻近基础0。原有编号，像定。的规定，有定，经检查合宜为 12 级；大可承受风速影像质量。量测，且应设设地面标志，5 个像素，“的规定。定，根据公路610 条基线平高点，宜位法布点应沿航设。础控制点的点像片控制点宜网络信号地合格后，可移 速。设置在高程起地面标志宜”标直径 的特点制定详线，对称布设位于道路中心航线方向，每点位平面中误宜沿路线走向区宜采用 CO移交下一工序DB34/T 起伏较小、易宜布设成“1520 个像详细的区域网设 1 组平高点心附近和道路每千米布点不误差不应超过向顺序编号，ORS 网测量，序。371320203 易于准确定位”标或“”像素；网布点方案，点。在航线起路两侧测量范不少于 3 个平过图上 0.1不得重号。具体要求应0 位”起范平1 应DB34/T 37132020 4 6.1.3 温度条件 室外温度宜在-2050。6.1.4 光照条件 6.1.4.1 航摄时光照度应充足，太阳高度角和阴影倍数应符合表 1 要求；表1 摄区太阳高度角和阴影倍数 地形类型 太阳高度角（）阴影倍数 平坦地 20 3 丘陵地和一般城镇 30 2 山地、高山地和大、中城市 45 1 6.1.4.2 对沙漠、大面积盐滩、盐碱地、戈壁滩等地形地貌摄影时，正午前后 2 小时内不宜摄影；6.1.4.3 高山地和高层建筑物密集的区域不宜在当地正午前后 1 小时内摄影。6.1.5 管制条件 航飞应符合国家及作业地区相关法律法规要求，航飞前应取得相关部门的许可。同时在飞行活动过程中与相关管制单位建立可靠的通信联系，及时通报情况，服从空中交通管制。6.2 飞行平台 6.2.1 固定翼无人机 固定翼无人机应符合以下要求：a)应具备 4 级风力条件下安全飞行的能力；b)巡航速度宜大于 15 m/s；c)升限高度不应大于 1000 m；d)应具备回收功能。6.2.2 多旋翼无人机 多旋翼无人机应符合以下要求：a)应具备 4 级风力条件下安全飞行的能力；b)升限高度不宜大于 500 m；c)宜具备仿地飞行功能。6.2.3 辅助设备 宜选用带有定位功能的手持像片采集设备。6.2.4 地面控制系统 无人机地面控制系统应符合以下要求：a)应具备对无人机飞行平台和任务载荷进行监控和操纵的能力；b)地面操纵人员可通过无线数据传输链路控制无人机飞行；c)应具备根据无人机实时位置信息在电子地图上进行轨迹标注功能；DB34/T 37132020 5 d)应具备历史记录及回放功能。6.2.5 无人机起降性能 无人机起降性能应符合以下要求：a)无人机应具备不依赖机场起降的能力；b)起降困难地区，无人机应具备弹射起飞能力。6.3 倾斜相机 倾斜相机应符合以下要求：a)数码相机检校应符合 CH/Z 3005 中的规定；b)单个镜头不宜低于 2000 万像素，一次曝光周期内不低于 1 亿像素，具备定点曝光功能；c)镜头应定焦，焦平面应恒定无穷远，镜头与相机机身连接应稳固；d)定位模块宜满足 RTK、PPK 等模式要求。6.4 航测要求 6.4.1 测区带宽 为满足公路工程各阶段应用要求划定，针对公路主体的测区一般以道路中心线为中心，带宽 W 取值宜参照表2 选定。表2 各阶段测区带宽 单位：m 区域类型 规划设计 施工 运营养护 一般地区、工矿区 W500 W200 W200 城镇建筑区 W300 W200 W200 注：互通枢纽等节点工程以实际需要为准，保证测区范围充分覆盖该区域。6.4.2 相机倾角 相机倾角应根据公路工程各阶段实际要求设置。6.4.3 航摄重叠度 航摄重叠度应符合以下要求：a)垂直影像 航向重叠度在陡峭山区和高层建筑物密集区域宜设计为 7080，其他地区航向重叠度宜不低于 60；旁向重叠度宜设计为 5080，最低不低于 30。b)倾斜影像 当满足垂直影像重叠度后，倾斜影像的航向、旁向重叠度可不再重新设计，应与垂直影像一致；航摄成果用于三维建模时，其航向重叠度宜不低于 53。6.4.4 地面分辨率 地面分辨率 G 取值宜参照表3 选定。DB34/T 37132020 6 表3 各阶段地面分辨率 单位：mm 区域类型 规划设计 施工 运营养护 一般地区、工矿区 G80 G40 G40 城镇建筑区 G80 G40 G40 注：倾斜摄影的地面分辨率 G 采用摄影主光轴垂直于地面时的地面分辨率表达。6.4.5 相对航高 相对航高应符合以下要求：a)同一航线上相邻像片的航高之差不应大于 20 m，最大航高与最小航高之差不应大于 30 m，实际航高与设计航高之差不应大于 50 m；b)起飞相对航高宜依据地面分辨率、倾斜设备参数及地面情况进行计算，相对航高不宜大于 500 m；c)测区相对高差大于 1/4 航高时可增加仿地形飞行功能。6.4.6 航线弯曲度 航线弯曲度不应大于 3。6.4.7 漏洞补摄 航摄中出现的相对漏洞和绝对漏洞应及时补摄，补摄相机应采用前一次航摄飞行的相机，补摄航线的两端应超过漏洞之外两条基线。对于复杂区域，应增加手动补摄，直至满足要求。6.5 过程控制 6.5.1 控制系统监控 作业人员应通过控制系统对作业中的无人机进行实时监控。6.5.2 无人机监控 作业人员应实时监控作业中无人机的飞行状态。6.5.3 管制通信 作业人员应同相关管制单位实时通信，及时了解通报情况，服从空中管制。6.6 成果要求 6.6.1 成果形式 飞行记录表内容参见附录C，采集成果移交资料参见附录D。6.6.2 成果质量 影像质量要求应符合 GB/T 27920.1 的规定。6.6.3 资料整理与验收 文档资料的整理应符合 GB/T 27920.1 的规定。DB34/T 37132020 7 7 数据处理 7.1 预处理 7.1.1 区域分块 区域分块应符合以下要求：a)分块大小应根据航摄分区、软硬件处理能力合理设置；b)分块接边处宜选择地形起伏较小区域；c)区域接边处需有控制点分布。7.1.2 格式转换 可对原始数据进行数据格式转换，不应损失几何信息和辐射信息。7.1.3 影像增强 影像质量较差时，应进行对比度增强、去雾处理和去噪等影像处理。7.2 空中三角测量 7.2.1 技术设计 7.2.1.1 技术设计应符合以下要求：a)项目设计书、专业设计书的编写原则应符合 CH/T 1004 的规定；b)项目设计和专业设计中空中三角测量的相关内容，应满足本文件的各项技术要求。7.2.1.2 测量过程中使用的新技术和新方法，应经过实践验证并提供实验报告，同时在技术设计书中明确说明相关要求和规定。7.2.2 相对定向 相对定向应符合以下要求：a)连接点中误差应优于 1 个像素，最大残差应优于 3 个像素；b)像对连接点应分布均匀；c)像对连接点数目应大于 30。7.2.3 绝对定向 绝对定向应符合以下要求：a)区域网平差计算结束后，基本定向点残差、检查点误差、公共点较差最大限值，应符合 GB/T 23236 的规定；b)平差计算时连接点、像片控制点应进行粗差检测、删除或修正。7.3 三维重建 7.3.1 实景模型质量要求 如下：a)实景模型的瓦片划分准则、起始位置、瓦片尺寸应统一；b)数据起算原点应保持一致；c)区域瓦片划分、三维成果应保持空间参考一致。DB34/T 37132020 8 7.3.2 分块接边处理要求 分块接边处理应符合以下要求：a)分块宜选择在比例尺相同、地形平坦且控制点分布的区域；b)接边区域颜色应均衡过渡；c)接边瓦片应完整。7.4 成果要求 7.4.1 成果类型及成果格式 倾斜摄影测量成果类型及成果格式应符合表4 的要求。表4 成果类型及成果格式 序号 成果类型 成果格式 1 数字高程模型（DEM）tiff等 2 数字正射影像(DOM）tiff等 3 数字真正射影像（TDOM）tiff等 4 数字地表模型（DSM）tiff等 5 三维点云（3D point）las、ply、vtk等 6 实景模型 osgb、obj、3D tiles、3mx等 7.4.2 成果质量检查 7.4.2.1 成果质量检查内容 成果质量检查内容应符合表5 的要求。表5 成果质量检查内容 质量要求 检查项 检查内容 空间检查 空间参考系 平面坐标系、高程坐标系、投影方式。位置精度 平面精度、高程精度。覆盖度/测区范围内模型区域的覆盖度、模型数据包含的要素种类和数量。模型质量 要素检查 1.道路、水系等地物要素的连续性和均匀性；2.建筑物和构筑物外形轮廓清晰度；3.树木植被外形；4.不合理空洞、起伏、扭曲、碎片和漂浮物。纹理检查 纹理分辨率和纹理真实性。附件质量 原始数据 原始数据结构、内容的完整性和正确性。文档成果 其它属于项目成果的文件资料的正确性和完整性，包括：1.文件资料的类别、数量、格式、文件组织方式、文件命名等；2.质检报告的内容完整度、表述表达准确性，总结报告分析、实施过程和结论的合理性；3.其它文档、表格、图片资料内容的合理性。注：位置精度应符合 GB/T 15967 的规定。7.4.2.2 成果质量检查方法和要求 DB34/T 37132020 9 成果质量检查方法和要求应符合表6 的要求。表6 成果质量检查方法和要求 质量要求 检查方法 检查要求 空间检查 外业实测、内业人机交互检查 平面精度、高程精度满足规范和项目需求。覆盖度 空间叠加检查 各作业任务的模型成果范围连续且重叠。模型质量 内业人机交互检查 1.各类地物要素连续且均匀；2.构筑物和建筑物外形及纹理清晰准确；3.植被覆盖区域外形及纹理合理；4.主要目标物无不合理空洞、起伏、扭曲、碎片和漂浮物。附件质量 程序自动检查文档的质量、人工阅读检查文件具体内容 1.文件资料的类别及格式齐全、数量完整、文件组织方式及文件命名规范；2.质检报告和总结报告的内容完整、表述表达准确，分析、实施过程和结论的合理；3.其它文档、表格、图片资料内容合理。注：平面精度、高程精度应符合 GB/T 15967 的规定。8 成果管理 8.1 成果分类 8.1.1 分类原则 本文件按照道路类型和专题要求两种不同的分类原则，对成果进行分类及编码。8.1.2 按道路类型分类 应符合表7 的要求。表7 按道路类型分类 公路分类 代码 描述 高速公路 GS/一级及以下等级公路 DJ/市政道路 SZ/专用公路 ZY/8.1.3 按专题要求分类 应符合表8 的要求。表8 按专题要求分类 专题分类 代码 描述 公路主体 YB 公路路线及周边区域内的要素 服务区 FW 公路侧服务区 收费站 SF 收费公路收费站及出入口 DB34/T 37132020 10 表8 按专题要求分类（续）专题分类 代码 描述 养护工区 YH 公路养护工区、应急处治中心等 其它 QT/8.2 文件命名规则 文件命名规则参见附录E。8.3 元数据格式 元数据格式规则参见附录F。8.4 存储要求 成果存储要求应符合 CH/T 1014 的规定。无人机倾图A.1附录A（资料性）倾斜摄影测量 倾斜摄影测A ）量技术流程测量流程图DB34/T 3713202011 0 DB34/T 37132020 12 附录B （资料性）技术设计书的内容和格式 B.1 幅面 技术设计书建议采用A4 幅面（210 mm X 297 mm），以便于阅读、复印和保存。B.2 封面格式 B.2.1 项目设计书 项目设计书封面格式应符合 CH/T 1004 的规定。B.2.2 专业技术设计书 专业技术设计书封面格式应符合 CH/T 1004 的规定。B.3 设计书的字号及字体 B.3.1 封面和目次的字号和字体 设计书封面名称用二号黑体，封面的其它文字均用四号仿宋。目次页的“目次”用三号黑体，目次内容用小四号宋体。B.3.2 正文的字号和字体 设计书正文中，章、条、附录的编号和标题用小四号黑体，图、表的标题亦用小四号黑体。正文和附录的其它内容均采用小四号宋体。B.4 设计书内容 设计书内容主要包括任务概述、测区自然地理概况和已有资料情况、主要技术指标要求、设计方案，具体内容应符合 CH/T 1004 的规定。DB34/T 37132020 13附录C （资料性）航摄飞行记录表 机组 日期 从 时 分到 时 分 摄区 摄区 名称 航线规划代号 航摄 分区 垂直影像地面分辨率/m 相对 航高 飞行 架次 时间 地形地貌 飞机 飞机 型号 飞机 编号 航摄 航向重叠率 旁向重叠率 相机 倾角 照片 数量 天气 天气 状况 水平能见度 垂直能见度 机组 飞行员 校核员 航摄飞行示意图 备注：填表人：DB34/T 37132020 14附录D （资料性）摄区资料移交书 根据 年 月 日 合同，执行 摄区航空摄影任务，完成航摄里程 km，航摄面积 km2，移交资料如下表：表D.1 外业摄区简表 工程阶段 完成航摄面积（km2）测区带宽（m）相机倾角（）影像 类型 起飞点 相对航高 航向重叠率 旁向重叠率 备注 规划设计 施工 运营养护 表D.2 移交资料清单 序号 项目 规格 份数 数量 备注 1 倾斜摄影技术设计书 纸质文档 附电子文档 2 倾斜摄影飞行记录表 附电子扫描件 3 外业摄区简表 附电子扫描件 4 成果处理简表 附电子文件 5 其它相关资料 附电子文档 以上内容经双方确认无误后，签字后生效。甲方签字：乙方签字：时 间：时 间：DB34/T 37132020 15附录E （资料性）文件命名规则 项目分类代码采用以下格式：公路分类代码+专题代码,专题代码为可选项。示例：如高速公路服务区倾斜摄影测量项目分类代码为 GSFW。工程命名：工程名称缩写-类型代码-批次 元数据命名：M-工程名称缩写-类型代码-批次 成果文件命名：F-工程名称缩写-类型代码-批次-起始里程桩号-结束里程桩号 采集照片文件集命名：P-工程名称缩写-批次-起始里程桩号-结束里程桩号 相关资料集命名：Z-工程名称缩写-批次-起始里程桩号-结束里程桩号 工程名称缩写指本测量工程的中文名称拼音首字母缩写，类型代码为本项目的分类代码。批次是指本项目的第几次数据采集及建模，采用阿拉伯数字记录。里程桩号均精确到米，起始里程桩号向下取整，终止里程桩号向上取整。外业照片数据集和资料集可以根据实际情况添加或不添加里程桩号信息。示例：XX 高速公路施工工程，K1+200.2-K2+000.5 段第 2 次采集。工程命名：XXXX-GSYB-2 元数据命名：M-XXXX-GSYB-2 成果文件命名：F-XXXX-GSYB-2-K1+200-K2+001 外业照片保存数据集：P-XXXX-GSYB-2-K1+200-K2+001 外业相关资料集命名：Z-XXXX-GSYB-2-K1+200-K2+001 元数pr zh /p 数据采用 xmloject aliasname alias=name alias=type alias=batch aliasdate alias=des alias=geoinformat startstat endstatio SRS alias epsg al name al des al VCS al extent al/geoinformafilesinfo a count al list alia file al name forma /filesinfocreater al company a director tel alias roject l 格式记录，s=项目信息=项目名称缩=项目中文名=项目类型s=采集批次=完成日期项目信息备tion alias=tion alias=on alias=终s=空间参考lias=坐标Ilias=坐标系ias=描述/ias=高程系 ias=四至范ation alias=文档ias=文件数as=文件列表lias=文件 alias=文件at alias=文 ias=制作者 alias=公司 alias=项s=联系电话ias=邮箱/元，格式如下：息 缩写/名称/次/备注/=空间信息=起始桩号终止桩号/考系统 ID/系名称/系统/范围/档信息 数量/表 件名称/文件格式/者信息 司名称/目负责人/话/附录F（资料性）元数据格式规 /F ）规则 DB34/T 37132020160 6