校区无人机航测方案设计.docx
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校区无人机航测方案设计
学校代码：
学号：
HENANINSTITUTEOFENGINEERING
毕业设计
题目学院校区无人机航测方案设计学生姓名专业班级学号学院．
校区无人机航测方案设计
）（职称指导教师完成时间
学院毕业设计版权使用授权书*
本人完全了解xx工程学院关于收集、保存、使用学位论文、设计的有关规定，同意如下内容：
（1）按照学校要求提交设计说明和设计图纸的印刷本和电子版；
（2）学校有权并采用影印、缩印、扫描、数字化或其它手段保存该印刷本和电子版；
（3）学校有权提供目录检索以及提供全文或者部分的阅览服务；
（4）学校有权按有关规定向国家有关部门或者机构送交复印件和电子版；
（5）在不以赢利为目的的前提下，学校可以适当复制部分或全部内容用于学术和教学活动。
学生签名：
____年__月__日
校区无人机航测方案设计
毕业设计原创性声明*
本人郑重声明：
所呈交的设计，是本人在指导教师指导下，经过调查研究、综合分析，根据设计要求自主完成的设计成果。
除注明引用的内容外，设计成果不包含任何他人创作、已公开发表的作品和专利内容。
对本设计所涉及的研究工作做出贡献的其他个人和集体，均已在文中以明确方式标明。
本设计原创性声明的法律责任由本人承担。
学生签名：
____年__月__日
学院*毕业设计任务书题目*学院校区无人机航测方案设计
专业学号姓名
主要内容、基本要求、主要参考资料等：
主要内容1
1.1工作目的、任务来源、测区概况、作业内容及范围、作业依据、已有资料分析
1.2航空摄影测量方法和技术规定、像片控制测量的布设方法及要求、空中三角测量的作业要求和精度要求数字正射影像图（DOM）的制作、质量保证措施
基本要求22.1掌握无人机航测方案设计的基本要求及主要内容。
2.2基本掌握设计的过程，有清晰的设计思路。
2.3方案合理、优化、可行。
2.4掌握撰写设计说明书、学术性论文基本要求。
主要参考资料3[1]xx，数字测图技术[M].xx:
xx水利出版社，2005.
[2]xx，xx.数字摄影测量学[M].xx:
xx大学出版社，2012.
校区无人机航测方案设计
[3]xx，xx.摄影测量学[M].xx:
xx大学出版社，2005.
[4]xx，.GPS测量原理及应用[M].xx:
xx大学出版社，2008.
[5]，摄影测量原理与应用[M].xx:
xx大学出版社，2009.
完成期限：
指导教师签名：
专业责人签名：
__月__年____日
校区无人机航测方案设计
录目摘要.........................................错误！
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ABSTRACT.........................................错误！
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1工程概况.....................................错误！
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1.1主要工作内容............................错误！
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1.2测区自然地理概况.......................错误！
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2资料概况.....................................错误！
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3作业依据与基本规定........................错误！
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3.1技术依据................................错误！
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3.2基本规定................................错误！
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3.3成图精度................................错误！
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4技术方案.....................................错误！
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5航空摄影.....................................错误！
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5.1航空摄影技术参数设定..................错误！
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5.2航空摄影的实施.........................错误！
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5.3摄影质量控制措施.......................错误！
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5.4成果资料的检查.........................错误！
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5.5安全生产和风险规避.....................错误！
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6航测外业技术要求...........................错误！
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6.1像片控制测量............................错误！
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6.2调绘.....................................错误！
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6.3外业高程点补测.........................错误！
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校区无人机航测方案设计
7航测内业技术要求...........................错误！
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7.1空中三角测量............................错误！
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7.2数据采集................................错误！
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7.3图形编辑................................错误！
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8数字正射影像图（DOM）的制作...........错误！
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8.1DOM制作...............................错误！
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8.2DOM的技术要求........................错误！
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8.3DOM影像数据的生成...................错误！
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8.4DOM数据的存储格式...................错误！
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8.5DOM精度要求..........................错误！
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9质量保证措施................................错误！
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9.1质量管理................................错误！
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9.2检查流程和方法.........................错误！
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9.3生产过程质量控制.......................错误！
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10项目计划安排...............................错误！
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11成果提交....................................错误！
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致谢.........................................错误！
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参考文献.........................................错误！
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校区无人机航测方案设计
*学院校区无人机航测方案设计
摘要无人机产生于20世纪70年代，早期的无人机主要用于军事活动，由于其特有的技术优势，后来逐渐延伸到科研和民用领域。
无人机与航空摄影测量相结合，成为无人机低空摄影测量系统被引入测绘行业，加上非量测数码相机的引入，就使得无人机航摄系统成为航空摄影领域的一个新发展方向。
近年来，随着各种新型传感器和摄影测量平台的不断发展，无人机数字航摄技术以其机动灵活、经济、便捷等显著特点，成为了传统航空摄影测量手段的有力补充，在突发灾害应急数据获取及小范围快速成图方面显示出了无人机航摄系统独特的优势，得到了遥感和摄影测量等领域的广泛关注。
本文以*学院为航测方案设计对象，通过分析校园地理位置和地势的特点，设计了合理航测方案，主要以小型无人机作为实例，从测区资料分析、踏勘、设计，无人机航空摄影测量数据采集与处理，外业控制点选取与测量，航测数据内业数据处理，数据误差处理等方面做了详细的设计。
目的在于为小区域大比例尺地形图测绘航测方案提供参考。
关键词无人机；航线规划；航空像片；像控点
校区无人机航测方案设计
YellowRiverConservancyTechnicalInstituteCampusDesign
aerialUAV
ABSTRACT
UAVproducedinthe1970s,theearlyUAVsmainlyusedfor
militaryactivities,becauseofitsuniquetechnical
advantages,thengraduallyextendedtotheresearchand
civilianfields.UAVsandaerialphotographycombinedtobecome
thelow-altitudeUAVsystemwasintroducedphotogrammetry
mappingindustry,coupledwiththeintroductionofnon-metric
digitalcamera,itmakestheUAVaerialsystemintoanew
directionofdevelopmentinthefieldofaerialphotography.
Inrecentyears,withthedevelopmentofnewsensorsand
photogrammetryplatformdigitalaerialdronetechnologywith
itssignificantfeaturesofflexible,economical,convenient
andsoon,hasbecomeapowerfulcomplementtotraditionalmeans
ofaerialphotography,inaburstdisasteremergencyfastdata
acquisitionandmappingaspectsofsmall-scaleshowsaunique
校区无人机航测方案设计
advantageUAVaerialsystem,hasbeenwidespreadconcernin
remotesensingandphotogrammetryandotherfields.
Inthispaper,YellowRiverConservancyTechnical
Institute,aerialdesignobjectsbyanalyzingcampuslocation
andterraincharacteristics,designedreasonableaerial
programs,mainlytheMD4-200UAVasanexample,fromthe
measuredareadataanalysis,reconnaissance,design,no
machineaerialphotographymeasurementdataacquisitionand
processing,fieldcontrolpointselectionandmeasurement,
dataprocessingindustryintheaerialsurveydata,dataerror
handling,etc.areexpectedtodothedetaileddesign.The
purposeistoprovideareferenceforthesmallarealarge-scale
topographicmappingaerialsurveyprogram.
KEYWORDSUAV;Routeplanning;Aerialphotograph;photograph
controlpoints
校区无人机航测方案设计
工程概况1
主要工作内容1.1
（1）获取*技术学院校园范围内约0.93平方公里真彩数码航片。
（2）获取*技术学院校园范围内约0.93平方公里1：
2000数字线划图（DLG）。
（3）*技术学院校园（DOM）生成。
测区自然地理概况1.2
本次设计对象为*技术学院，校区位于xx西北角。
开封界于东经113°51′51″-115°15′42″，北纬34°11′43″-35°11′43″，xx约92公里，xx约126公里，总面积6444平方公里。
其中市区面积359平方公里。
东距亚欧大陆桥东端的港口城市xx500公里，西距省会xx72公里，xxxx，xxxx，在xx版图上处于xx大xx的中心部位。
xx地处xxxx，xx下游大冲积扇xx。
海拔69米至78米。
这里地势平坦，土层深厚，土质良好，结构稳定，有利于各种农作物和经济作物的种植，xx覆盖率高于全国平均水平。
xx气候主要受xx高压、xx副热带高压交替控制，属温带大陆型季风性气候。
其主要气候特征：
四季分明，降水集中于夏季，冬夏温差大，具体表现为春季气温回升迅速，冷暖变化剧烈气候干燥；夏季炎热多雨；秋季天高气爽；冬季寒冷少雨雪。
年均日照率为51％，
校区无人机航测方案设计
平均日照时数为2267.6小时。
年平均气温为14.0-14.2℃，年无霜期为207-220天，年平均降雨量为627.5-722.9毫米，年平均大气蒸发量为1959.1毫米。
本次设计的对象为*技术学院新校区，学院位于xx西北角，xxxx大道西段。
学校占地面积1000多亩，建筑面积41万平方米。
资料概况2
现有资料有*技术学院1：
1000数字地形图采用1985国家高程基准，xxxx坐标系。
*技术学院校园GPS控制点。
资料由*技术学院老师提供。
3作业依据与基本规定
技术依据3.1
本设计主要依据以下国家标准和行业规范（见表3-1）：
（自己再加点阐述的内容，不然打印出来空着的地方太多，不美观）
表3-1技术依据
序号
标准名称
标准代号
1
《全球定位系统城市测量技术规程》
97—CJJ73
2
《航空摄影技术设计规范》
2003GB/T19294—
3
《城市测量规范》
99CJJ8—
校区无人机航测方案设计
4
1：
2000地形图图式》500《1：
、1：
1000、
1995GB/T7929—
5
1、：
1000、1：
2000航测内业规范》《1：
500
87GB7930—
6
《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》
2001GB/T18316—
7
地球空间数据交换格式
1999GB/T17798—
8
2000、1：
5001：
1000、1：
地形图航空摄影测量数字化测图规范
1995
GB15967—
9
试行）》国家测绘局《GPS辅助航空摄影技术规定（
—
10
国家三、四等水准测量规范
91GB12898—
11
:
数字测绘产品质量要求第1部分数字线划地形图，数字高程模型质量要求
2000
GB/T17941.1—
12
航测外业规范》：
、、5001：
100012000：
《1
GB7931-87
13
《测绘产品检查验收规定》
CH1002-95
14
《测绘产品质量评定标准》
CH1003-95
15
地形图数字化规范》2000：
、：
、：
《1500110001
1997—GB/T17160
基本规定3.2
）所获取影像为可进行立体测量的真彩色数字影像。
1（
1:
100010cm地面分辨率进行技术设计，影像数据满足
（2）按）DOM）、数字高程模型（DEM）和正射影像图（DLG比例尺的线划图（。
[1]的成图精度要求
接收机，其性能应满足相应测GPS）配置高精度动态测量型（3图精度的技术要求，摄站点坐标成果采用事后相位差分技术解算。
数据缺失或精度不够时，必须整条航线重摄。
GPS4（）当
校区无人机航测方案设计
（5）摄区边界xx覆盖一般不少于象幅的30%；每条航线开关机点按超出摄区所在相应测图比例尺图幅边界外xx各一条基线。
（6）航线按图廓中心线敷设，要求一张航片覆盖一幅图，航向重叠60%-65%；旁向重叠30%-35%。
（7）航片最大倾角不大于2°，数码相机旋偏角不大于9°。
（8）航摄分区的平均高度平面，按分区的高点平均高度加低点平均高度的1/2求得。
（9）基本航线按xx方向布设[1]。
（10）坐标系统：
1980xx坐标系，xx投影3°分带，中央xx参照校园所在位置；高程系统：
1985国家高程基准。
（11）成图比例尺：
1：
1000。
（12）1:
1000成图基本等高距为0.5米。
（13）测图范围：
*技术学院新校区。
（14）数据规格：
数据格式分别为：
数字线划图（DLG）为CAD2010的DWG数据格式；自由分幅，按村庄整幅图进行数据提交。
图幅上方图名标注如“xx村三队工程地形图”。
图廓、注记、独立符号均按xx方向注记。
校区无人机航测方案设计
数字正射影像图（DOM）为TIF（附tfw）数据格式（0.1分辨率）；
成图精度3.3
地形图的精度应符合下表3-2规定：
表3-2地形图精度规定
数字化采集外业调绘、复核
内业编辑
检查验收
成果整理上交
点位中误差（
成图比例尺1:
1000
隐蔽和困难地区，平面和高程中误差可放宽控制、像控测量
高程中误差注记等高
0.250.2
0.61.
注：
点位xx误差为地物点对最近已知控制点的xx误差，高程xx误差为高程注记点，等高线对最近水准点的高程xx误差，极限误差规定为xx误差的两倍。
技术方案4
（1）航空摄影：
本次航摄资料利用MD4-200无人机搭载高分辨率数码相机拍摄。
按照1:
1000比例尺成图要求及无人机飞行相关要求设计飞行实施。
（2）像片控制测量：
利用xxCORS系统，采用RTK测量或双频接收机双参考站模式按快速静态方式施测。
采用区域网布点法，按照4-5条基线，逐条航线布设平高像片控制点的原则进行布点[2]。
校区无人机航测方案设计
选刺执行GB/T7931-2008《1:
5001:
10001:
2000航空摄影测量外业规范》；像控点的测量执行GB/T18314-2009《全球定位系统（GPS）测量规范》和CH/T2009-2010《全球定位系统实时动态测量（RTK）技术规范》。
（3）高程点测量：
按照每幅图10-15个点全野外进行实测，内业编辑上图。
（4）调绘参照GB/T7931-2008《1:
5001:
10001:
2000航空摄影测量外业规范》执行。
图式符号执行GB/T20257.1-2007《1：
5001：
10001：
2000地形图图式》。
（5）空中三角测量：
量测、计算采用全数字摄影测量工作站，用光束xx差软件进行xx区域网计算平差。
（6）立体采集：
由MapMatrix全数字摄影测量工作站完成。
航测内业技术要求执行GB/T7930-2008《1:
5001:
10001:
2000航空摄影测量内业规范》、GB/T20257.1-2007《1:
5001:
10001:
2000地形图图式》，采集要素分类码执行《1:
5001:
10001:
2000地形图要素分类与代码》。
外业高程点作为高程点和检查点使用。
（7）数据编辑：
数字地形图在CASS8.0编辑软件环境下完成。
（8）数字高程模型通过匹配编辑生成DEM，后期经格式转换为ASCIIGRID格式。
DEM格网1:
1000间隔1米。
校区无人机航测方案设计
（9）正射影像图（DOM）利用专业软件进行微分纠正，匀光、镶嵌生成图幅DOM。
（10）生产流程如下图3-1所示：
校区无人机航测方案设计
资料收集分析技术设计
测区勘查
航线规划
航空摄影数据采
正摄影空三加图3-1生产流程图
航空摄影5
5.1航空摄影技术参数设定
5.1.1基本参数确定
航线设计需要确定的基本参数有重叠度、航摄比例尺、测区平均基准面、摄影机的焦距、影像的像幅大小。
由基本参数计算出航线设
校区无人机航测方案设计
计的参数有：
在基准面上的飞行高度、航线位置、航向角及航线数、曝光的时间间隔、每条航线的曝光数、总曝光数。
（1）重叠度
重叠度包括航向重叠度和旁向重叠度，航向重叠60%-65%；旁向重叠30%-35%。
航线设计是参照平均基准面进行的，地面起伏、影像倾斜角、飞行偏离航线、航高和地速变化等对重叠度均有影响[3]。
在航线规划时，可以预先考虑xx的是由地形起伏引起的变化，地形起伏对重叠度的影响不容忽视。
地形起伏的高差对重叠度的影响如下式给出：
Px=P′x+（1-P′x）·?
h/H
（5-1）
Py=Py+（1-P′y）·?
h/H
Px为考虑地形起伏影响时，航向重叠度实际值；P＇X为航向重叠度理论值；Py为考虑地形起伏影响时，旁向重叠度实际值；P＇y为旁向重叠度理论值；H为飞行的相对高度（相对基准面的高度，选取基准面）；?
h为测区地形相对基准面的变化值。
（2）航摄比例尺
航摄像片的比例尺是航空摄影的一个最基本的集合要素，是指像片上的一个单位距离所代表的实际地面距离[4]，表示为：
校区无人机航测方案设计
m=p/GSD（5-2）
m为航摄比例尺；GSD为影像地面分辨率；p为单位像元大小。
实际摄影比例尺在像片上处处不相等，一般采用平均比例尺表示：
）（5-3m平均=f/Hf为摄影机的焦距；H为飞行的相对高度。
（3）测区基准面确定
一般情况下航测作业的基准面并非平均海面，通常需要根据测区地形特点选定的一个平面作为基准面[5]。
）低）（5-
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