通用城市实景三维数据生产项目技术设计书

某城市实景三维数据生产项目

技术设计书

某测绘院某年某月某日

某城市实景三维数据生产项目

技术设计书

项目承担单位（盖章）：

某测绘院

审核意见：审核人：

设计负责人：主要设计人：

年月日年月日

批准单位（盖章）：审批意见：审批人：

年

月

日

目次

1概述................................................................... 11.11.21.31.4

项目来源........................................................... 1项目意义........................................................... 1测区概况........................................................... 1任务概况........................................................... 2

2资料情况............................................................... 32.12.2

基础控制资料....................................................... 3图件资料........................................................... 3

3引用文件............................................................... 44规格及主要精度指标..................................................... .14.24.34.3.14.3.24.3.34.4

数学基础........................................................... 5数据规格........................................................... 5主要精度指标....................................................... 5数字航空摄影测量

................................................. 5

空中三角测量..................................................... 5实景三维数据产品精度要求阶段成果坐标系统的规定

......................................... 6

............................................. 6

5总体作业流程........................................................... 76倾斜摄影............................................................... 86.16.26.36.46.56.5.16.5.26.66.76.7.1

摄区范围........................................................... 9航摄系统........................................................... 9航摄技术基本设计................................................... 9采用的遥感设备性能................................................ 11地面GPS同步观测.................................................. 12地面GPS布设.................................................... 12GPS接收机与观测 .................................................. 13飞行检校场........................................................ 13影像数据预处理及检查.............................................. 14影像数据预处理要则

.............................................. 14

6.7.26.7.36.86.96.9.16.9.26.9.3影像数据的检查要则.............................................. 15

影像处理流程.................................................... 15POS数据处理........................................................ 16实施工作量设计.................................................... 16飞行工作量...................................................... 16精度检校场外业与内业工作量GPS基准站布设与周边河北...................................... 16

CORS站数据的使用 ......................... 166.9.4精化大地水准面资料的引用........................................ 166.9.5数据下载转换、预处理工作量

...................................... 17

6.10质量检查内容...................................................... 176.10.1数据获取质量控制

................................................ 17

6.10.2POS数据质量控制原则............................................. 186.10.3飞行质量控制.................................................... 186.11

阶段成果.......................................................... 18

7像片控制测量.......................................................... 197.1像控布点方案...................................................... 197.2像控点点位要求.................................................... 207.3刺点、整饰及现场记录.............................................. 207.3.1刺点要求........................................................ 207.3.2整饰要求........................................................ 217.3.3现场记录........................................................ 217.4像片控制测量...................................................... 227.5

阶段成果.......................................................... 23

8空中三角测量优化...................................................... 238.1空三优化.......................................................... 248.1.1STREETFACTORY空三模型............................................... 248.1.2组文件(GROUP FILE)制作 ............................................ 258.1.3生产连接点文件................................... 8.1.4空三优化工具..................................... 8.1.5连接点调整....................................... 8.1.6

空三优化过程参数设置

.............................

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8.1.7空三精度评价标准................................. 8.1.8增加控制点...................................................... 258.1.9空三成果提交.................................................... 268.1.10输出纠正影像.................................................... 268.2空三优化质量控制措施.............................................. 268.3

阶段成果.......................................................... 26

9实景三维数据生产...................................................... 269.1实景三维数据生产.................................................. 279.1.1实景三维数据生产系统管理........................................ 27

9.1.2实景三维数据生产流程

............................................ 27

9.1.3坐标系统转换.................................................... 279.1.4国家大地坐标系与地方坐标系的转换.................

9.2实景三维数据生产质量控制措施

...................................... 27

9.3

提交成果.......................................................... 28

10质量控制.............................................................. 2810.1检查验收的程序.................................................... 2810.2

检查比例.......................................................... 29

11项目进度.............................................................. 2912项目预算...............................................

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1概述1.1

项目来源某市国土资源局委托间为年月日。1.2

项目意义

随着二十一世纪的互联网、计算机、

3S、虚拟现实等技术的飞速发展，给地理信息技

某测绘院制作市区内80平方公里的实景三维数据产品，完成时

术手段带来前所未有的变革：利用倾斜摄影技术，通过对影像的平面、高程、结构、色彩、纹理等的数字化处理，按照统一坐标无缝拼接，迅速建立城市实景三维数据产品，人们可以直观的从三维模型上判读山川、河流、楼宇、道路。借助传统平面地图的概念，叠加空间矢量数据，地物兴趣点数据形成城市实景三维数据展示系统。与传统二维

WEB GIS系统

相比，城市实景三维数据展示系统突破平面地图对空间描述二维化、三维空间尺度感差、没有要素结构与纹理信息等诸多，通过对真实地形、地物、建筑的数字化三维模拟和三维表达，提供给使用者一个与真实生活环境一样的三维城市环境；通过对三维城市模型的数字化管理，为城市建设、政务管理、企业信息发布与公众查询提供可持续发展的信息化服务，减少信息孤岛，大力提高城市空间信息共享和利用水平，提高城市整体信息化管理和经营管理水平。1.3

测区概况

xx市地处xx省中部，某某经济区，距首都北京

xxx公里。位于北纬37°xx′～38°

xx′,东经113°xx′～115°xx′之间，东与xx市接壤，南与xx市毗连，西与xx省为邻，北与xx市为界。

xx市地处中低纬度欧亚东缘，属于暖温带性季风气候。太阳辐射的季节性变化显著，地面的高低气压活动频繁，四季分明，寒暑悬殊，雨量集中于夏秋季节。干湿期明显，夏冬季长，春秋季短。总降水量为为xxxx - xxxx

xxx - xxx

毫米，时空分布不均。年总日照时数

小时，其中春夏日照充足，秋冬日照偏少。

1，面积约xx平方公里），地势

项目制作区域位于xxx市区主体部分（作业范围见图

平坦，建筑物密集，交通发达。xx市是xx省的省会城市，是xx省集政治、经济、金融和文化于一体的中心城市，现辖

xx个区（包括新成立的xx新区）、xx个县、xx个县级市和

xxx万平方公里，常住人口

xxxx万人。

xx个国家级高新技术产业开发区，总面积

本项目制作的实景三维城市模型有以下亮点尤为突出：

1)自xx大街至xx大街的主要经济繁华地区，聚集了广场及建筑群。

2)xxx市高教区，高校云集，是

xxx广场、xxx广场等大型购物

xxx省内高校聚集区之一。

3)以xxx小区为代表，具备高层建筑与现代园林错落有致布局的新兴住宅小区。4)分布在xx路、xx路、xxx路上多座穿梭于城市建筑群中的高架桥及立交桥。5）xxx博物馆是重点文物保护单位。1.4

任务概况

xx城市实景三维数据生产项目为维数据生产项目实施内容如下:

序号1 2 3 4

实施内容倾斜数码航空摄影像片控制测量空中三角测量实景三维数据生产

实际有效面积

xx kmxx kmxx kmxx km

22

xx市数字城市建设提供实景三维数据模型。实景三

2

2

项目覆盖范围如下：

图1 项目覆盖范围

2资料情况2.1

基础控制资料

国家C级GPS点、四等GPS点，以及联测的三四等水准成果以及为保证数字相机系统和机载

CORS系统。

GPS基站，架

GPS/IMU系统技术的实施，需要在地面布设

设高精度GPS信号接收机与机载POS系统内置GPS接收机同步进行GPS观测，进行DGPS相位差分测量定位。参照

GB/T18314-2001《全球定位系统(GPS)测量规范》，以下GPS控制

点可作为本项目的备选基站。

1 2 3 4 5 6 7 8

XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX

GB2 GB3 GB5 GB6 GB1 GE02 GE01 GE03

9 10 11 12 13 14 15 16

XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX XXX

GE08 GE09 GE12 GE16 GE18 GE11 GE04 GE05

2.2图件资料

本测区有1:10000地形图、1:2000正射影像图以及xxx市国土资源局提供的1:500地

形图，可作为本项目生产安排及项目用图，其中模型精度室内检查的工作底图，根据

1:500地形图现势性较好，可作为本项目

xxx市国土资源局提供的似大地水准面的精化成果，

可对POS及GPS成果进行1985国家高程基准的改正。

3引用文件

1)CH/T 1004－2005《测绘技术设计规定》；2)GB/T 27920.1－2011《数字航空摄影规范

第1部分:框幅式数字航空摄影》；

3)3)《全球定位系统（GPS）辅助航空摄影技术规定》，国家测绘局；4)CH/T 3006－2011《数字航空摄影测量

控制测量规范》；

5)CH/T 9015－2012 《三维地理信息国情数据产品规范》；6)GB/T 27919－2011 《IMU/GPS辅助航空摄影技术规范》；7)CH/T 1016－2008《测绘作业人员安全规范》；8)CH/T 2009－2010《全球定位系统实时动态测量（

规范”；

9)GB/T 7931－2008 《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量外业规范》；10)GB/T 23236－2009《数字航空摄影测量

空中三角测量规范》；

RTK）技术规范》，以下简称“RTK

11)GB/T 7930－2008 《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量内业规范》；12)GB/T 18316－2008《数字测绘成果质量检查与验收》；13)CH/T1018－2009《测绘成果质量监督抽查与数据认定》；14)GB/T 24356－2009《测绘成果质量检查与验收》。

当本设计文件的技术指标及要求与上述规范、标准相应条款不一致时，按本技术设计书执行。

4规格及主要精度指标4.1

数学基础

平面坐标系统: CGCS2000坐标系，高斯投影，子午线： xxx

市坐标系。

114°00′00″；

高程基准: 1985国家高程基准。4.2

数据规格1)Tile分幅

采用400m*400m正方形分幅，按整体Tile分布编号,行在前列在后，均保留3位有效数字，中间加短线连接，***-***

2)成果数据格式

实景三维数据采用OSGB通用三维数据格式。4.34.3.1

主要精度指标数字航空摄影测量

IMU/GPS系统

。

根据《全球定位系统（GPS）辅助航空摄影技术规定》有关要求，机载应满足如下要求：

1)机载GPS接收机为高精度动态测量型双频双2)IMU测角中误差精度要求：侧滚角（

P码GPS接收机，最小采样间隔1s；

Roll）和俯仰角（Pitch）不得大于0.01度；

航偏角（Yaw）不得大于0.02度,记录频率要高于50Hz；

3)具有信号时标输入器（Event Marker）接口，能够将航摄仪快门开启脉冲时刻)通过接口准确写入GPS数据流，脉冲延时不得大于

5ms；

(即曝光

4)机载GPS信号接收天线必须采用航空型产品，具有高动态、高精度双频数据接收能力，并有精确定义和稳定的相位中心，保证能在高飞行高度、高速度情况下正常工作；

5)电源系统应满足航摄作业无间断供电；6)机内存储系统能够记录和存储航摄作业所有Mark)数据及其他必要数据；4.3.2

空中三角测量

空中三角测量规范》有关要求，对需成图区

IMU数据、GPS数据以及时标(Event

按GB/T 23236-2009《数字航空摄影测量域进行空中三角加密测量。

区域网平差计算结束后，连接点相对于野外控制点的平面位置中误差和高程中误差不大于下表规定。连接点的中误差一般采用检查点

(多余像片控制点，不参与平差)的中误差

进行估算。

单位:米

参考比例尺

1:1000

平面位置中误差

0.35

高程中误差0.28

区域网平差计算结束后，基本定向点区域网间公共点较差限值为连接点中误差的4.3.3

实景三维数据产品精度要求

(测图定向点)残差值为连接点中误差的2.0倍。

0.75倍，

1）空间精度：

平面精度、高程精度应优于2）产品的纹理精度：???

无遮蔽的建筑物楼体外形清晰、表面光滑；能够精确表示各类树木的高度及轮廓；

立交桥实景三维其正面及侧面纹理应当达到连续、外轮廓清晰的要求；此外，桥下纹理在最大程度上进行内凹表示；?

道路实景三维应当消除运动车辆对纹理的影响，使道路的纹理得到均匀、连续、合理的表示。3）产品的局限性：

出于倾斜摄影技术以及

StreetFactory

软件的局限，实景三维数据在细节表现方

0.5m。

面略有不足，在不影响整体数据使用的情况下，主要影响如下：??

相邻建筑物间距小于10米且楼层高于5层时，允许少量楼体“粘连”现象出现；由于水面为弱纹理区，其范围内允许出现少量实景三维数据漏洞现象，但应当有有效措施在三维平台应用中弥补；?

由于电线杆、灯柱、塔吊、电线塔等支架细小的物体以及女儿墙、单独展牌等边缘地区的像素数较少，无法正确匹配点云，故允许有少量实景三维数据表达不完全；?

由于道路上运动车辆以及建筑物侧面大块玻璃区域反光现象对定影响，故允许此类区域的表面模型有少量起伏。

4.4

阶段成果坐标系统的规定1)航空摄影

其航线结合图及POS系统相关的数据采用CGCS2000坐标系，1985国家高程基准。2)相片控制测量

TIN网的构成有一

采用CGCS2000坐标系，高斯投影，经线：3)空中三角测量

采用CGCS2000坐标系，高斯投影，经线：4)实景三维模型数据

采用CGCS2000坐标系，高斯投影，经线：5总体作业流程

114°00′00″，1985国家高程基准。

114°00′00″，1985国家高程基准。

114°00′00″，1985国家高程基准。

项目设计书编写

GPS同步观测数据

倾斜摄影

高精度POS数据

像片控制测量

像控点标记及坐标

空中三角测量优化

影像内外方位元素

实景三维数据生产

实景三维数据产品

生产流程阶段性成果

6倾斜摄影

摄区规划

倾斜摄影GPS同步观测

飞行检校场

数据处理

否

数字影像预处理

POS数据处理

否

合格

合格

是

是

阶段成果上交

6.1摄区范围

利用倾斜数字测绘航空摄影系统可形成实景三维数据产品的有效范围约为

80平方公

里。范围如下：

图2摄区范围

6.2

航摄系统

该系统由运5飞机、xxx倾斜数字航空摄影相机、机载定位定姿系统、航摄计划设计软件和飞行管理系统等集成。

航摄设备表：

租用设备名称

运5 xxx

设备类型

飞机航摄仪

设备编号- -

产商

xxx飞机制造公司

xxxxxxx公司

6.3航摄技术基本设计

1)季节要求：由于xxx市气候属于性季风气候，春、夏季交替季节多风少于，且

建筑物阴影遮挡区域面积降至最小，故要求于xxx月间飞行。

xx

2)可飞时段：根据历年天气统计、飞行空中管制等因素，本摄区可飞行时间段为时至xx时。

3)进驻机场：根据测区附近机场分布情况以及航空数字相机系统对飞行的一些特殊要求，选择距离本项目测区最近的场。

4）航摄基本技术参数设计：参考比例尺： 1:1000；航摄比例尺： 1:10000；地面分辨率：0.06米（下视）；

xxx机场作为飞行的主机场，同时把

xxx机场作为备用机

摄区面积：

xxx市

飞行面积xxx平方公里，有效面积

xx平方公里

飞机：运5；

航摄仪：xxxx，50mm镜头（下视），彩色倾斜数码航摄仪；相对航摄高度：500m。

5）航线布设方向：东西方向飞行。6）航摄范围覆盖：

旁向重叠方向：平行于摄区边界线的首未航线敷设在摄区边界线外；航线重叠方向：沿航线东西方向，各超出摄区边界线大于设计基线长两倍的长度。

7）像片重叠度：要求航带旁向重叠度为8)飞行参数

根据项目要求，并结合使用飞机（运制定各飞行参数。

基本飞行的相关参数（航摄因子表）如下表所示：

5）、航空数字相机系统

xxxxx的自身性能指标，

70％，航向重叠度为70%。

技术参数

重量（摄影部分，不含

单机幅面像元大小焦距畸变差存储容量辐射分辨率

光圈快门方式最短曝光间隔

感光度单机请教子相机同步时间

IMU）

35kg 8176*6132

6μ50mm/80mm 〈2μ

1000片/CF卡（空中可更换）

8/12bit

真彩色

最大3.5

中心镜间快门：1/125，1/250，1/320，1/500，1/800

2s

50/100/200/400

45度1毫秒以内

基本飞行参数表

参考比例尺设备类型焦距

1:1000 xxxx 50 mm/80mm

像元尺寸像幅大小飞机型号飞行速度测区名称航线敷设方法分区编号平均地面高程相对航高m 绝对航高m 平均地面分辨率设计航向重叠度设计旁向重叠度

航线条数航线长度km 相片总数

m

6.0 um 8176*6132 运-5 140km/h Xxx市东西1 60 500 560 0.06 70% 70% 80 约800 约38000

图3摄区航线示意图

6.4采用的遥感设备性能1）xxxx倾斜相机介绍

xxxx系列航空相机是我国自主知识产权的科研产品，作为航空遥感的重要技术手段，

填补了国内空白，xxxx系列已进行了多次生产性科研试验。xxxx主体由5台xx相机（单

GPS和自动控制等关键

机幅面为8176*6132，像元大小6.0μm）组合而成，系统中集成了技术。

xxxx倾斜数字航空摄影仪可以搭载于绝大多数航摄飞机，

既包括国产蜜蜂系列、海燕

等超轻型飞机，也覆盖运-5、运-8、运-12、安-30、塞斯纳等常规使用的航摄飞机，给用户对于飞行载体的选择带来极大便利。xxxx数字航空摄影仪适用于城市大比例尺三维地形

图、正射影像图测绘。

xxxx数字倾斜航摄仪，区别于传统的竖直航摄，通过在同一飞行平台上搭载多个相机，分别从竖直和四个倾斜角度对地面进行拍摄面的真实纹理，并且有效集成

,得到被拍摄物体的多视角影像，建筑物外立

POS系统，获取到每张相片的外方位元素，所采集数据可广

泛应用于数字城市、数字地球（智慧地球）的基础地理空间框架建设。

图4 xxxx 倾斜相机

2）飞行管理控制系统

飞行与控制管理系统的出现使得航摄飞行变得舒适、便捷。航测飞行中所有操作都由飞行与控制管理系统控制，飞行导航、数据记录以及航测仪器工作状况监视只需通过一个人工交互操作屏完成。高智能化软件减少了操作员的工作量，精确的实时方位数据方便了飞行员的飞行，同时飞行质量控制功能提高了效率，降低了投入。

最新航空摄影测量技术通过软件集成到高性能航测仪器系统中，全程控制整个航空摄影测量流程，从制定飞机计划到最终数据提交。飞行与控制管理系统提供了在航摄飞行任务中的飞行以及航测仪器整体流程控制。

3）飞行计划编排评估程序

飞行计划编排评估程序可以高效率地完成多种传感器的任务处理，其高效的流程控制，使得在任务初期便掌握先机，不但可以提高生产效率，而且可以大大节约成本。6.56.5.1

地面GPS同步观测地面GPS布设

GPS/IMU系统技术的实施，需要在地面布设

GPS同步观测

为保证数字相机系统和机载

基站，架设高精度GPS双频接收机与机载POS系统内置GPS接收机同步进行GPS观测，来完成后期的GPS解算。根据测区范围，拟在

xx区、xx区两区域布设1~2个GPS基站。

图5可选GPS同步观测点分布示意图

6.5.2GPS接收机与观测

为保证IMU/DGPS辅助航空摄影飞行，必须在已知控制点上架设基站，采用高精度GPS双频接收机，与飞机上机载

POS系统接收机同步进行GPS观测。

基站GPS接收机的性能应与机载GPS接收机性能相匹配，满足如下要求：????

基站GPS接收机为高精度测量型双频双

P码GPS接收机，采样间隔1s；

带抑径板或抑径圈的GPS信号接收天线；

配备充足的电池或电源系统，保证航摄作业中供电不间断；配备能适应满架次作业所需地面观测数据存储要求的存储器；

航空摄影飞行前，机载POS系统与GPS基准站在停机位上经8分钟以上的同步初始化测量后，飞机才能滑出。飞机起飞进入航线前与一个架次完成后，均应进行

S型飞行，保

证IMU动态精度。飞机滑回停机坪，GPS基准站和机载POS系统继续进行8分钟以上的静态测量后结束整个航摄飞行架次的测量工作。6.6

飞行检校场

为确定IMU与数字相机系统相互框架位置关系的系统差、

GPS天线相位中心与数字相

机系统之间的偏心矢量和摄站高程的系统差，并考虑对相机进行系统校正，需要飞行校准航线。本次航摄选用的

POS型号为POS AV510型，校准航线设计考虑飞行的便利、有明显

地物标志和GCP(地面控制点)测量等因素，校准航线布设遵循如下原则：

1)检校场应选取在地势较为平坦，明显地物较多的区域，本项目拟选择在测区内；2)检校场应设置4条航线，每条航线摄取不少于行方向一致；

10个像对，航线方向与摄区航线飞

3)在检校场区域内部及其周边合理布设地面控制点（GCP）；

4)GCP(地面控制点)应选在能准确判断点位和高程变化不大的地点。5)在检校场内用GPS测量若干个检查点；6)检校场航线采取与测区相同的高度进行飞行；

7)实际选取过程中可根据地形和影像灵活选取检校场位置，利用既有航线进行检校飞行，以减少飞行时间和成本；

8)为保证控制点的点位精度，刺点标志的选择应以公路斑马线的角、井盖中心、下水道篦子中心、瓷砖图案中心等明显易识别的地物或标志为主。

9)检校场的外业测量工作，在测区内选取合适的区域并在内业进行设计选点后，由外业队伍执行外业测量工作。该测量可利用供测量坐标、点之记以及现场数码相片。

CORS系统进行RTK测量。各测量点位要求提

航线控制点检查点

图6检校场外业点布设示意图

6.76.7.1

影像数据预处理及检查影像数据预处理要则

1)针对项目区域测绘的特点，有针对性对数字影像数据进行预处理，对影像落水情

况进行仔细分析，以利于后续数据处理；

2)对于有可能出现航摄漏洞，预处理时，充分考虑补飞航线与相邻航线之间数据的关系；

3)对预处理成果进行无地面控制抽样试作

DOM，以进行精度评估。

6.7.2影像数据的检查要则1)数据的覆盖检查；2)重叠度检查；3)数据异常检查；

4)云、水汽、浓烟的检查：航线中若出现大片云、较浓的雾气或烟，检查出存在漏

洞的区域，准备进行补飞；

5)影像综合指标的检查。6.7.3

影像处理流程

影像处理是对影像所作的格式转换、光学畸变纠正、色彩均衡等方面的处理，通过处理得到xxxx航摄仪拍摄的最终航摄成果，该成果为后续的内业数字产品制作奠定了基础，其处理流程如下：

图7 影像数据处理流程

1)原始格式转换为通用TIFF格式

应用xxx软件转换从相机CF卡中下载的原始数据成为通用格式2)畸变差改正

选择相机检校结果文件，应用畸变差改正软件，进行畸变差改正从而得到无畸变差的正常影像。

3)影像匀色软件

为了尽可能保持整个测区影像色彩的协调一致，必要时还需进行测区影像的匀色处理。

TIFF文件

6.8POS数据处理1)ERC文件处理

飞行控制计算机产生的*．ERC文件，该文件中包含了相机曝光时刻信息、摄站单点

GPS伪距坐标、时间信息等内容，利用该记录文件可以获取曝光同步性以及曝光连续正确性等信息。

ERC文件处理是指根据航摄飞行过程中摄影员记录情况对该文件中的记录内容进行正确性处理并进行适当的数据统计，通过处理，使得相机曝光时刻的中的曝光记录相对应一致，为“计，了解相机曝光的同步性。

2)GPS数据处理

通过GPS原始观测数据的下载与预处理，将

GPS原始观测DAT文件转换为统一数据格

Mark记录与ERC文件

POS数据解算”环节提供参考数据，并通过适当的数据统

式（RINEX）的O文件和N文件，并分离出触发事件(event)TXT文件，为GPS数据精处理（PPP解算或差分解算）和Mark点内插做数据准备。

3)检校场空三加密

4)组合导航解算及外方位元素获取

通过以上数据准备，通过专门的解算软件解算出组合导航的结果，并通过检校场加密结果以及之前检校好的相机安装角度获取到每张相片的外方位元素。6.96.9.1

实施工作量设计飞行工作量

航摄长度

摄区名称

（Km）

xxx

xxx

（架次）

xx

xxxx

飞行架次

执行时间段

6.9.2精度检校场外业与内业工作量

计划外业布设共约20个平面和高程点。6.9.3

GPS基准站布设与周边CORS站数据的使用

2-3个CORS站数据，从而提高本项目

计划布设2-4个GPS基准站，并综合使用周边实施机载POS系统的解算精确度。6.9.4

精化大地水准面资料的引用

条件允许情况下利用已有控制点成果计算测区大地精化水准面；条件不满足时，可利

用河北省大地精化水准面成果资料。6.9.5

数据下载转换、预处理工作量

为正确地使用航飞数据成果，需要对数据进行下载、转换处理，每架次的工作量约为5人工天。项目总工作量计划为15人工天的工作量。6.106.10.1

质量检查内容数据获取质量控制

15人工天。同时需要对数据进行综合预处理与分析，约需

1)摄影时间控制

严格按规范规定的太阳高度角要求选择合适的摄影时段，即每日2)飞行质量控制

?在便于施测像片控制点及不影响内业正常加密时，旁向超出摄区边界线不少于像幅的15%，可视为合格。

?航向覆盖超出摄区边界线至少一条基线。?本项目航向、旁向重叠度数据均优于?航摄影像像点位移最大不超过

70%。

10时至14时摄影。

1.5个像素。

?旋偏角一般不大于15度，在像片航向和旁向重叠度符合要求的前提下，最大不超过25度。

?在一条航线上达到或接近最大旋偏角限差的像片数不得连续超过三片；在一个摄区内出现最大旋偏角的像片数不得超过摄区像片总数的3)影像质量控制

?为确保成图精度，应特别注重影像质量。

?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。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，实景三维数据生产的需要。4)补摄与重摄

?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。?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。

?补摄航线的长度应超出漏洞外一条基线。?应采用相同的数字航摄仪进行补摄。

4％。

6.10.2POS数据质量控制原则

1)检查地面基站GPS数据是否存在异常，并要保存原始观测数据；

2)检查机载GPS数据有无失锁现象发生，如果有失锁现象，观察失锁的区间和时间段，分析是否需要补飞或补漏；

3)检查IMU数据是否连续；

4)数据处理精度检查时应注重观测质量、共星情况和解算精度，分析成果是否满足后处理要求，各个架次的飞行数据均要能够满足项目的精度要求。6.10.3

飞行质量控制

IMU、GPS的工作时间，要求要至少达到

10分钟以上；

1)检查飞机起飞前和降落后2)进入摄区航线时为了避免每次的直飞时间不宜大于

IMU误差积累，宜采用左转弯和右转弯交替方式飞行，且

420km/h计，航线

30分钟，在20分钟内为佳（按飞机巡航速度

长度一般不宜大于210km，在140km内为佳）；

3)飞行过程中飞机的上升、下降速率一般不能大于宜超过20°，以免造成卫星信号失锁；

4)测区边界覆盖：旁向覆盖超出测区边界线不少于内业正常加密，旁向覆盖不少于像幅的

5)个别情况下，允许影像旋偏角大于常。6.11

阶段成果

15%；

15°但不超过25°，保证航向、旁向重叠度正

400米。为便于施测影像控制点及10m/s，飞行过程中的转弯坡度不

1)摄区完成情况图2)3)4)5)6)

相机技术参数航空摄影飞行记录表航摄技术总结

原始数据1套（数码）

机载IMU记录数据、机载GPS记录数据、地面GPS基准站及其附属仪器设备记录数据及数据处理结果

7像片控制测量流程图：

测区分析，设计布点图

打印像控片

内业初选像控点位

外业像控点测量

否

像控点坐标转换

合格

是

阶段成果上交

7.1像控布点方案

xxx城市实景三维数据生产项目的倾斜摄影数据具备

IMU/GPS资料，并且航向、旁向

重叠度均为70%，因此在空中三角测量中并不过度依赖于像控点密集程度；此外考虑到测区属于平原地形，故采用稀疏布点的方式即可。本次布点密度为

1个像控点/2平方公里。

布点图如下：

图8 像控点布点图

7.2像控点点位要求

1)分区外围控制点应能够控制测绘面积，测区外围的图边处，控制点应布设在图廓

线以外航向不少于1条基线以上、旁向不低于800米。

2)航线两端的控制点左右偏离不大于半条基线。

3)像片控制点点位目标影像应清晰，易于判刺和立体量测，房角、地块角等明显地物角点或地物交汇角适宜于作为平高像控点点位，

地物交汇角一般应在30度～150度之间；

高程控制点应选在高程变化不大的地方，以平山头或者线状地物的交点为宜，当目标与其它像片条件发生矛盾时，应着重考虑目标判读条件。

4)尽量不选择墙角做为刺点目标，两侧植被茂密的田间小路（宽度业不易量测，不宜作为控制点位。

5)像控点位应具备适宜的水面。

6)为利于像控成果在其他项目中的使用以及存档的需要，点位应尽量选择固定的、利于长期保存的目标。7.37.3.1

刺点、整饰及现场记录刺点要求

1)像片控制点应在像片上准确刺出。

2)刺点时选择较清晰的控制像片刺点，刺孔直径不得大于时，换片重测，不允许出现双孔。

3)利用电子像片进行刺点时，像片控制点的刺点误差不得大于像片上

2个像素。

0.1mm，并要刺透。刺偏

GPS的观测环境，避开大功率电磁辐射装备，避开大面积

1.5米以下），内

4)当像控点刺在树冠上或刺点位置上有植被覆盖，且像片上看不清地面影像时，应测注刺点处的植被高度至

0.1m，若植被比航摄时增长较大，应注出摄影时的植被高度，当

点位刺在高于地面的地物顶部时，应量注顶部与地面的比高至0.1m，量注的数值应在像片

的反面注明，点位刺在陡坎等地物边缘时，应在像片反面注明刺在坎上或坎下，并注出坎的比高。

5)条件允许时，像片控制点位应在实地打桩或作出固定标志（标记）6)像片控制点刺点应经第二人在实地检查。7.3.2

整饰要求

1)像片上的刺点整饰必须现场完成，数字刺点成果可于当日收测后室内完成。2)已刺的控制点在像片正面均用红笔以直径以分式形式注记，分子为点号，分母为高程程值保留小数点后2位)。

3)像片背面用铅笔在实地绘制刺点略图，说明刺点位置，略图大小为

2cm×2cm，符

7mm的圆圈表示，点号及高程均用红笔

。

(去除仪器高后的实测刺点点位的水准高，高

号大小与像片正面相同，方位说明用东西南北（按像片正面方向，像片编号字头方向为上）描述，还应说明高程测注位置（无需标记比高）检查者等信息，字头方向同像片号。7.3.3

现场记录

，并实地拍摄

。在旁边适当位置注明刺点日期、刺点者、

参照以下照片制作点号标志牌（作为参照，具体尺寸样式可适当调整）数码照片，分辨率不低于

500万像素，在拍照时将相应的点号和方向放置正确后再进行拍

照，标识方向是指拍照时镜头指向的方向。

图9 点号标志牌样式及使用

1)在GPS观测时，将点号标志牌放置于像控点旁，分别拍摄四个方向，至少不少于两个方向（东、南、西、北）彩色数码照片，同时在一个有利于判读的方向拍摄全景（视场较大，距离较远）照片一张。照片文件名为点名

+方向代码，方向代码为：东为

E、西为

W、南为S、北为N，全景为A,例如点P01001的北方向照片文件名为为JPG格式（500DPI以上彩色照片）。

P01001N。数码照片

2)拍摄照片时应视野开阔，便于内业判读。标志牌方向应准确，拍摄照片中必须包含观测仪器（保证相片中的仪器严格位于观测位置上，尽量做到观测与拍照同时进行，以利于内业精确判读像控点与地物的关系），尽量避免车辆出现在照片中（遮蔽地物）。

3)图10所示照片是不合格的，必须避免，内业加密人员将不能确定刺点的真正位置。

图10 错误的拍照方式

4)数字刺点影像。利用影像数据制作数字刺点片（样式如下）

，其文件名为：像控点

点号.jpg。使用原始航摄影像数据，保持原始数据分辨率，以像控点为中心，裁切成的

2001*2001像素的影像，并在像控点刺点位置标识中心带十字的红色圆（半径为50个像素），旁注点号。

图11 数字刺点像片样式

7.4像片控制测量1)像片控制点测量在

xxx省连续运行卫星定位综合服务系统

(CORS)下，利用GNSS

接收机采用网络RTK方式进行观测。

2)在无线网络信号不能满足数据传输要求时，采用静态观测模式，观测时长

15-45min，（根据观测条件延长观测时间）采用事后处理求得像控点成果。

3)网络RTK观测的基本条件要求如下：

观测窗口状态良好窗口勉强可用的窗口不能观测的窗口

卫星数≥5 4 ≤3

卫星高度角20度以上15度以上

PDOP值≤5 ≤8

4)观测次数、初始化次数和历元数的要求如下：

等级像控测量

注：采样间隔为

测回数2

1秒；平面收敛阈值应大于

2厘米、高程

每次观测初始化次数

1

初始化时间

60

3厘米；每测回有效观测值不少

60个；

测回间的平面坐标分量较差不应超过作为最终观测成果。

2cm，垂直坐标分量较差不应超过3cm。应取各测回结果的平均值

5)其他要求?

天线高的量测、确认和输入要认真仔细，使用三脚架架设仪器时，量取仪器高两次，两次读数不大于核相关数据。??

架于建筑物顶部拐角处的仪器，要尽量保证仪器中心位于拐角。

观测员在作业期间不得擅自离开测站，并应防止仪器受震动和被移动，防止人为和其它物体靠近天线，遮挡卫星信号。?7.5

接收机在观测过程中不应在接收机近旁使用对讲机或手机。

5mm，取中数输入GPS 接收机中，使用对中杆时，要两次复

阶段成果1)仪器检定证书；2)像控点成果表；3)像控点位分布略图；4)像控刺点像片；5)像控刺点影像数据；6)像控点位照片；7)阶段技术总结。

8空中三角测量优化

流程图：

影像分析，划分测区

POS数据分析

自动提取匹配点

POS数据导入

虑值与优化

否

划分子测区（若干）

合格

是

子测区一优化

子测区二优化

子测区三优化

……

子测区N优化

加入像控点、优化

空三结束

子测区合并

导出优化后影像及内外方位元素

8.18.1.1

空三优化空三模型

Smart3D实景三维软件针对倾斜相机平台专门设计了一套有别于传统框幅式的全新传感器模型，能够更好地模拟优化包括倾斜相机在内的所有影像。

1)GPS/IMU 数据整理

Xn,Yn,Zn

单位：米

2)相机镜头与GPS/IMU平台的位置偏差

图12相机镜头与GPS/IMU平台的位置偏差示意图

Xc,Yc,Zc ?单位：米

3)相机相关参数

Focal,ppx/ppy,xpps/ypps K1/K2/K3,P1/P2

?焦距，像主点... ?畸变差

单位:mm

4)切比雪夫多项式参数

x0/y0,x1/y1,x2/y2,x3/y3 ...

?单位：米

对于不同类型的模型参数，根据其特定的物理意义，在进行平差优化时采取不同的计算模式。

参数类型A B C D

优化模式

参与计算的每张影像对应参数各自优化，互不影响属于同一相机拍摄的影像其优化值应该保持一致属于同一相机拍摄的影像其优化值应该保持一致

(相机位置固定) (相机镜头不变)

属于同一相机拍摄且同一航线的影像其优化值应保持一致

8.1.2Block文件制作

Smart3D软件的Excel

将以上各种POS/IMU数据，以及相机内方位元素整理成可导入文档，这种文件在Smart3D被称为组文件Block Import。8.1.3

影像完整性检查

在区块Block成功导入后，点击Check Photo检查导入影像路径的完整性；8.1.4增加控制点

在空三项目中加入控制点信息，以完成对本次空三项目的绝对定向过程。

使用Control Point具体位置。8.1.5

空三成果提交

加载控制点列表，根据点位参考资料信息确定控制点在影像上的

当确认空三成果满足项目精度要求时，发送命令进行空三成果的提交。8.1.6

空三成果输出及输出纠正影像

通过运算成功的Block右键点击Export可以导出相关xml格式的空三成果及消除原始影像的畸变差，并以8.2

TIFF格式输出。

空三优化质量控制措施

由于空三作业过程为航测内业的关键作业过程，因此作业部门负责人应高度重视，加

密作业之前应认真分析外业控制资料和数码影像数据，发现问题及时沟通，并制定详细的作业方案，加密过程必须由经验丰富的专业人员完成，过程检查和成果检查均由作业部门主任工程师负责并签字认可，作业过程中发现的外业问题和其它不可预见的问题统一按质量管理体系中的有关规定进行记录和处理。8.3

阶段成果

1)经过内方位元素改正的纠正影像；2)影像的内外方位元素；9实景三维数据生产

空三优化后影像及内外方位元素

单模型点云提取

测区实景三维制作

Tile点云合并

Tile001

Tile002

……

Tile0N Tile点云优化

Tile点云光滑

Tile纹理提取

数据导出（*.osgb）

9.19.1.1

实景三维数据生产

实景三维数据生产系统管理

(Tile)的任务状态，将其归类到不同的文件夹

实景三维数据生产会根据每个计算单元中。

Project/Tiles Pending:

未处理的Tiles

Running：正在进行计算的Tiles Completed：Failed：

已经处理结束的Tiles 计算发生错误的Tiles

根据Tiles的状态，快速查找项目计算的情况和状态。

9.1.2实景三维数据生产流程

Smart3D中每个Tile的实景三维数据生产都分为以下几个步骤：1)建立影像金字塔2) 创建像对文件3) 提取点云4) 构建不规则三角网5) 优化三角网6) 简化三角网7) 选择三角网对应贴图

8) 排列及合并贴图到一张或多张贴图文件内

9.1.3坐标系统转换

Smart3D软件在进行实景三维数据生产时，默认采用了局部笛卡尔三维坐标系统。坐标系统的原点位于测区范围的中间，

Z值的起点为测区高程最低值。

4000多个标准EPGS坐标系（包含

用户也可以手动选择输出成果坐标系为内置的CGCS2000等坐标系），或导入prj文件自定义坐标系9.2

实景三维数据生产质量控制措施

实景三维数据产品的质量应满足完整性、几何精度、逻辑一致性的要求。1)实景三维数据产品的完整性应符合下列要求：数据要素不应有遗漏。

2)实景三维数据产品的几何精度应符合下列要求：??

点位应满足设计精度要求；

模型数据各组成部分的相对位置应真实准确。

3)实景三维数据产品的逻辑一致性应符合下列要求???

数据在遵循的概念模式规则上应具有一致性；存储格式应具有一致性；

模型数据空间位置应具有拓扑一致性。

4)实景三维数据产品应按照技术规范划分细节层次，其几何模型制作要求：??9.3

所有数据应在统一的参照系下，模型的坐标位置和高程数据应准确；模型数据应统一以“m”为计量单位；

提交成果

1)石家庄城市实景三维数据生产项目技术设计书2)石家庄城市实景三维数据产品

2套。

OSGB格式2套（CGCS2000坐标系、石家庄城市坐标

系成果各1套），存储介质为硬盘。

3)石家庄城市实景三维数据生产项目技术总结

2套。

10质量控制

项目建设按我院《质量/职业健康安全/环境》管理手册的要求运行，全体参与人员应在规定的框架内从事作业活动，搞好工序质量控制。严格实行三级检查一级验收制度，保证各工序成果资料质量达到规定指标要求。三级检查即作业员的自检、作业部门检查员检查、作业单位质检部门专职检查员的检查，各级检查工作必须按比例抽检，不得省略或替代。各级检查工作应做好记录，质检部门专职检查员在检查结束后还应编写质量检查报告。经过质检部门检查合格的产品交甲方验收。10.1

检查验收的程序

修改后

修改后

修改后

作业组自查部门检查单位专检交用户验收

不合格返工

不合格返工

1)自检: 自检应在作业中随时进行,发现问题及时修改。

2)部门检查:部门检查应根据作业项目的进度、全过程跟踪检查，发现问题及时修改,

并记录。

3)单位专检:单位专检在分项目作业完成后组织检查，检查技术标准的执行情况，作业质量情况，检查人员履行职责情况，发现质量问题应及时处理报告。

4)项目负责人为质量第一责任人，对项目质量全权负责；项目参与者为质量责任人，对自己职责范围内的产品质量全权负责。

5)作业成果签名制度:所有成果均应有作业者、检查者的签名。所有的检查记录均应由检查者签名，整理存档。10.2

检查比例

作业人员自查的比例为100%，工程处室的检查比例为内业100%、外业检测点不少于100个。

100%，质检部门的检查比例为：

,并记录，形成质量检查

11项目进度

项目航空摄影外业像控空三加密实景三维建模项目验收

开始时间结束时间

本项目预计用时x个月，在年月日前完成项目验收工作。