无人机航空摄影测量专业技术设计书.docx

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无人机航空摄影测量专业技术设计书

密级：

无人机航空摄影测量

专业技术设计书

XXXX测绘科技有限公司

2020年7月

无人机航空摄影测量

专业技术设计书

项目承担单位（盖章）：

设计负责人：

审核意见：

主要设计人：

审核人：

年月日年月日

批准单位（盖章）：

审批意见：

审批人：

年月日

1项目概述

略。

2测区概况

略。

3作业依据与基本规定

3.1作业依据

3.1.1《1:

5001:

10001:

2000地形图航空摄影规范》GB/T6962-2005；

3.1.2《航空摄影技术设计规范》GB/T19294-2003；

3.1.3《摄影测量航空摄影仪技术要求》MH/T1005-1996；

3.1.4《航空摄影仪监测规范》MH/T1005-1996；

3.1.5《无人机航摄安全作业基本要求》CH/Z3001-2010；

3.1.6《无人机航摄系统技术要求》CH/Z3002-2010；

3.1.7《低空数字航空摄影规范》CH/Z3005-2010；

3.1.8《数字测绘成果质量检查与验收》GB/T18316-2008；

3.1.9《测绘产品质量评定标准》CH1003-1995；

3.1.10《测绘产品检查验收规定》CH1002-1995；

3.1.11《测绘技术设计规定》CH/T1004；

3.1.12《测绘技术总结编写规定》CH/T-1001-2005。

3.2基本规定

3.2.1平面坐标：

采用CGCS2000坐标系；高斯-克吕格投影，3度分带，投影面：

0米。

采用105度中央经线。

3.2.2.高程系统：

1985国家高程基准。

4技术方案

根据本项目的需求，本测区采用无人机低空高分辨率航空摄影，航拍地面分辨率优于0.05米。

本次航摄资料利用无人机搭载高分辨率数码相机拍摄，生产流程如下图：

5航空摄影

5.1无人机飞行平台

1）八旋翼无人机

长航时八旋翼无人机主要特点是飞行时间长，轻便简约的设计，使用便捷维护简单，大大降低使用成本。

可装载专用的GH3、GH4、5D云台、摄像、数字图传、模拟图传等设备，可实现测绘应用、空中动态侦查、安全监控、摄影航拍等多用途功能。

更大负载，更长航时，动力富足，机型零部件相互兼容。

地面站设备

八旋翼无人机技术参数：

机架参数

对称电机轴距

1320mm

飞机尺寸

长450ｍｍ宽450ｍｍ高800ｍｍ

旋翼长度

18-20寸

螺旋桨材质

3K碳纤维复合材料

重量

7KG

载重（不含电池）

5KG

动力系统

铝聚合物电池

铝聚合物电池

飞行参数

最大起飞重量

17.3kg

飞行半径

10公里（根据电台选配）

飞行区域

不受海拔限制，高低海拔均可

安全飞行速度

15米／秒以内

适合飞行区域

平原，高原

飞行时间（电池充满）

45分钟

2）固定翼无人机

固定翼航空摄影采用无人机“bjV-I”型飞机，航摄仪:

NikonD800相机，焦距:

f=35mm，相幅:

4912*7360像素（36.0mm×24.0mm）。

bjV-I型常规型固定翼无人机技术参数：

翼展

2.44m

最大平飞速度

160㎞/h

机长

2.2m

正常巡航速度

110㎞/h

机翼面积

1.0㎡

海平面最大爬升率

10m/s

机高

0.4m

升限

4500m

飞行半径

90㎞

通信距离（无中继）

40km（无遮挡）

最大起飞重量

20kg

续航时间

2h

空机重量

10kg

最大任务载荷

10kg

最大燃油重量

10kg

电源

集成供电电源：

≥8000mAH

控制方式

手动/程控/遥控

航程:

典型

200㎞

最大

400㎞

可搭载的传感器类型

可见光传感器

工作温度

可在-30℃～60℃工作环境中正常运行

高光谱传感器

红外传感器

微波传感器等

飞行性能参数

最大过载：

2G

发动机巡航转速：

5600-5800转/分钟

发动机最高转速：

7600转/分钟

起降抗风能力：

最大抗风4-5级

巡航抗风能力：

12米/秒

起飞滑跑距离：

40米

降落滑跑距离：

40米

迫降伞下降速率：

4米/秒抗雨能力：

小雨

5.2航空摄影技术参数设定

1）航摄要求如下：

航线设计根据测区形状，采取东西或者南北飞行，航线间隔即旁向重叠度应控制在25％～45％之间,高点按25%设计，最小不得小20％。

航摄像片航向重叠度一般控制在65％～75％之间，高点按60%设计。

最小不得小于60％。

保证全摄区无航测漏洞，有效航片航向超出摄区范围可用基线六条以上，旁向超出摄区不少于50％像幅。

像片倾斜角及倾俯角一般应小于4.5°，最大不超过12°，出现超过8°的航片不多于总数的10％。

像片旋偏角一般应不大于15°，在确保像片航向和旁向重叠度满足要求的前提下，个别最大旋角不超过30°，在同一条航线上旋角超过20°像片数不应超过3片，超过15°旋角的像片数不得超过分区像片总数的10%。

像片倾角和像片旋角不应同时达到最大值。

影像要求色彩均匀清晰，颜色饱和无云影和划痕，层次丰富，反差适中。

2）照片数据的存储和包装。

照片数据应纪录在硬盘上，像片号文件名应与曝光点数据序号保持一一对应关系：

提交航摄资料清单应包括:

航摄日期、机组号、摄区代号、航线号、起止片号、总片数以及相机鉴定参数。

5.3航空摄影的实施

1）航摄前准备工作

我公司现已经准备飞行平台及专用数码相机，严格按照合同规定的调机时间进场。

连接航摄仪进行通电检查进行设备调试及测量，对航摄硬件进行检查维护；确保设备处于最佳状态。

进场后试飞：

飞机及人员抵达测区后，立即安排设备和材料的试飞试照，并及时处理试照的影像，总结出在该地区的航摄照相诸元素。

为正式作业做好准备工作。

待到能见度好，碧空无云的晴朗好天气时，进行航空摄影，争取在同一架次或相似的气候条件下执行航飞任务。

作业期间定期检查飞机及航摄设备，对飞机、航摄仪等主要设备和电源系统、记录系统进行定期检查，使其保持良好工作状态。

5.4摄影质量控制措施

1）飞行质量控制措施：

导航：

采用GPS导航，检查GPS导航仪的工作状况，防止因卫星失锁造成GPS导航失效。

2）摄影质量控制措施：

利用飞行管理系统软件控制飞行，保证飞行数据准确。

摄影时间：

严格按照航摄规范和招标书规定的太阳高度角确定摄影时间。

摄影天气控制：

严格掌握摄影天气。

原则上航摄必须在晴天碧空，能见度良好时进行。

本摄区可在云下进行，但必须保证地面无云影，并有足够的光照度。

本次航空摄影必须选择能见度大于2千米的碧空天气或少云天气，尽量保持各飞行架次气象条件基本一致。

曝光参数的选用：

根据飞行高度、大气能见度、太阳高度角和等情况正确选择合理的曝光参数，保证影像质量。

保证单张彩色像片影像清晰，能够正确地辨认出各种地物，能够精确地绘出地物的轮廓，相邻的影像间相同地物色调基本一致，整个摄区的像片色调效果也基本均匀一致。

3）航摄结束飞机返场后，摄影员要采用飞行管理软件，立即对获取的摄站点GPS坐标数据作技术处理，当天评价飞行质量，若有不合格航线立即组织补飞。

存储航片影像数据的介质在做妥善包装后，当天由专人护送至基地做数据后期处理，数据处理中心在第二个飞行日前将航片数据质量检验报告送交现场人员，以便及时修改作业方案。

4）漏洞补摄与重摄，航摄过程中出现的相对漏洞和绝对漏洞应及时补摄，漏洞补摄应按原设计要求进行。

对不影响内业加密模型连接的相对漏洞，可只在漏洞处补摄，补摄航线的长度应超出漏洞之外一条基线。

控制航线如其本身出现局部的相对漏洞或有其他缺陷（如：

云影、脱膜、斑痕等），在不影响整条航线内业加密选点和模型连接的情况下可不补摄。

凡需要补摄时，应整条航线重摄。

5）记录资料的填写，每次飞行均应认真填写飞行报告表和摄影处理参考表等原始记录资料，并随所摄航片送交摄影处理工序存查。

6质量控制

在整个作业实施过程中，实行“两级检查制度”，保证飞行和影像质量满足航摄规范的要求。

两级检查是指：

作业部门在第一时间对航摄成果进行检查；公司质检中心在整个过程中进行监督，整个摄区航摄飞行完成后，及时安排人员对成果陆续进行检查，确定没有缺陷和需要补摄的内容后，对整个摄区的资料按照相关要求进行整理。

6.1飞行质量控制

1）航高：

按照设计航高飞行，摄影分区内实际航高与设计航高之差小于设计航高的5%。

同一航线上相邻相片的航高差不得大于30米，最大航高差不得大于50米。

2）飞行姿态的控制：

为了防止飞行过程中飞机姿态变化过大造成GPS卫星信号失锁，飞行过程中，要求飞机转弯坡度不能大于20度，飞机上升、下降速率不大于10m/s。

6.2摄影质量控制

正确选择滤光镜，确保曝光量正常，底片密度和反差适中、影像清晰、色彩丰富、颜色饱和、彩色平衡良好。

直接观察像片，应能辨认出与航摄比例尺相适应的细小地物影像，能够建立清晰的立体模型，能确保立体量测的精度。

1）摄影时间：

摄影时天气情况要求良好，确保有足够的光照度，能见度不得低于3公里，摄影时太阳高度角应大于45º，阴影不大于1倍。

摄影时间要求为10-14时为最佳选择。

2）摄影天气控制：

严格掌握摄影天气。

原则上航摄必须在晴天碧空，能见度良好时进行。

3）为确保成图精度，注重影像质量，确保全摄区无航摄漏洞。

4）旁向覆盖超出测区边界不少于像幅50％，航向覆盖超出测区边界不少于一条基线；

5）影像质量特别强调影像清晰，反差适中，颜色饱和，色彩鲜明，色调一致，相同地物的色彩基调基本一致。

有较丰富的层次、能辨别与地面分辨率相适应的细小地物影像，太阳高度角选择应保证阴影不大于2倍。

正射影像接边重叠带不允许出现明显的模糊和重影，相邻数字正射影像要严格接边，精度满足规范要求。

6）影像数据要求记录在硬盘等介质上，并要求明确标记摄区代号、摄影时间、航线、起止相片号和总数等。

7）在整个航摄过程中实时地进行航摄像片的质量检查，对于不符合要求的产品进行补摄或重摄，确保最后送到用户手中的是高质量的航摄资料。

①.航摄过程中出现的绝对漏洞、相对漏洞及其它严重缺陷必须及时补摄。

②.漏洞补摄必须按原设计航迹进行。

补摄航线的长度应满足用户区域网加密布点的要求。

③.应采用同一主距的数字航摄仪进行补摄。

6.3航摄成果质量检查

1）像片重叠度

将相邻两张像片按其中心附近2cm范围的地物重叠后，再将重叠百分尺的末端置于第二张像片的边缘，读取第一张像片边缘在重叠百分尺上的分划值，此值即为像片的航向重叠度。

如摄区为山地或高层建筑物密集的城市，则按相邻像片主点连线附近1cm范围内的地物重叠后，再将一张像片边缘的直线影像转绘到相邻像片上形成的曲线，用重叠百分尺量取该曲线到像片边缘的最小分划值，即为最小航向重叠度。

检查相邻航线像片旁向重叠度时，将相邻像片旁向重叠中线附近1cm范围内的地物重叠后，再按上述检查航向重叠度相同的方法，用重叠百分尺量取像片的旁向重叠度。

2）像片倾斜角

一般根据像片边缘或角隅上圆水准气泡影像偏离其中心的程度进行检查，尤其要注意检查整条航线相邻像片上水准气泡偏离其中心的方向和位置是否有明显的移动。

无水准气泡记录的像片，可在已有的地形图上选择若干明显地物点作为控制点，用摄影测量方法进行测算检查。

3）像片旋偏角

首先在两相邻像片上各自标出主点位置，然后按主点附近地物将两张像片重合，并将两主点相互转刺，在两张像片上分别绘出两主点连线和航向框标间连线所形成的。

4）航线弯曲度

平坦地区按像片索引图检查，有起伏的地区按每条航线分别镶辑检查。

用直尺量测航线两端像主点之间直线的长度和偏离该直线最远的像主点到直线的垂距，计算航线弯曲度。

5）航高保持

a）在已有地形图及其相应于立体像对相邻像片重叠中线附近，分别量取相应地物点之间的长度，求得相邻像片间的比例尺之差，再计算得相邻像片的航高差。

b）将像片按航线和分区镶辑，在已有地形图上和像片上分别量取相应地物之间的长度，按地面最高处和最低处分别求得各像片的最大比例尺和最小比例尺，然后取中数求得相对于摄影基准面的实际比例尺。

根据比例尺按航线和分区分别算出同航线上的最大航高和最小航高之差和分区的实际航高与设计航高之差。

6）摄区、分区、图廓覆盖

将像片按重叠镶辑，对照航摄设计图上所标出的图廓、分区和摄区的边界及其附近的同名地物，确定所摄像片的覆盖情况。

7）敷设航线

按图幅中心线和旁向两相邻图幅公共图廓线敷设航线。

将像片分航线按重叠镶辑，对照航线设计图上标出的图幅中心线或公共图廓线，把每张像片的主点转标到图上的相应位置，量测出实际航迹线相对于图幅中心线或公共图廓线的偏离值。

8）漏洞

经检查，所有航摄区域不存在相对漏洞。

7安全生产和风险规避

航空摄影是一项高风险的工作，在项目的实施过程中要积极做好安全教育和安全检查，确保安全生产并保证项目按期实施完成。

为保证作业人员、设备的安全和企业抗风险的能力，本公司已为相关设备和人员投保。

8成果提交

航摄完成后，对所有航摄资料进行整理，及时交给用户单位。

航摄成果资料包括：

1）全数字原始影像数据；

2）航摄像片索引图数据（曝光点数据）；

3）航摄相机鉴定参数；

4）专业技术设计书一份；

5）质量检查报告一份；

6）专业技术总结一份；

7）资料移交书一份。