[航空航天]示范输电线路巡线与三维可视化管理项目设计书.doc

密级：秘 密 编号：2010-ZDL0030示范输电线路巡线与三维可视化管理项目项目设计书宁波市测绘设计研究院2010年12月示范输电线路巡线与三维可视化管理项目项目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 日目 录1 概述11.1 项目来源及要求11.2 已有资料分析利用11.2.1 平面控制点资料11.2.2 高程控制点资料21.2.3 其他资料21.3 项目目标22 测区自然地理概况及已有资料分析利用32.1 测区自然地理概况32.2 仪器设备32.2.1 机载激光雷达成套设备32.2.2 直升飞机53 引用文件64 成果主要技术指标和规格64.1 坐标系统64.2 数据规格64.3 成图规格74.4 基本精度指标75 设计方案85.1 资源配置85.2 工作流程95.3 技术规定105.3.1 飞行设计105.3.2 数据采集135.3.3 数据预处理145.3.4 数据后处理175.3.5 三维建模206 成果资料的提交和归档217 项目管理227.1 项目组织227.2 项目策划237.2.1 项目实施计划237.2.2 项目质量目标237.3 过程管理237.4 质量保证措施247.4.1 质量控制措施247.4.2 安全生产措施27附图1：测量对象及相关信息示意图29示范输电线路巡线与三维可视化管理项目 宁波市测绘设计研究院示范输电线路巡线与三维可视化管理项目设计书1 概述1.1 项目来源及要求 为确保宁波市域高压送电线路安全运行，进一步深化宁波市域数字电网建设，研究应用输电线路三维可视化管理最新技术，宁波市电业局委托宁波市测绘设计研究院采用直升机搭载三维激光雷达对由宁波市电业局管辖的宁海境内的胜苍5801线、胜岩5802线、宁浦5479线、海浦5480线四条500kv输电线路进行电力线路巡线航测，获取该部分输电线路走廊范围的地理数据产品。为确保项目按时、保质完成，特编制本项目设计书，以指导作业。项目名称示范输电线路巡线与三维可视化管理项目委托单位宁波电业局承担单位宁波市测绘设计研究院工期要求2010年11月至2011年2月项目对象测区位于浙江省宁波市宁海县，为该县域内的胜苍5801线、胜岩5802线、宁浦5479线、海浦5480线四条500KV输电线路， 项目规模、主要工作量需对四条线路走廊总长度约100公里，航飞宽度约400米范围内进行激光点云数据采集分类和数码正射影像、数字高程模型的生产，全线路三维模型制作。具体范围见附图1。1.2 已有资料分析利用1.2.1 平面控制点资料 宁波市连续运行卫星定位服务系统（NBCORS）是我国华东地区市级的GNSS连续运行参考站网系统的重要节点之一，是我市现代基础测绘基准体系建设重要组成部分。NBCORS的网络体系是覆盖宁波全市，以数据中心为中心节点的星型网络。系统由连续运行参考站网、系统控制与数据中心、数据通信网络以及用户应用系统组成。2007年宁波市似大地水准面精化项目实施时，将宁波市各CORS站点与宁波市GPS框架网按GPS B实施了同步联测。框架网联测的平均相对精度为0.011ppm，最弱边基线边长为18896.2297m，其相对精度为0.428ppm，。GPS点位坐标分量在水平方向上的平均精度为0.0020m,大地高方向为0.0038m，最弱点水平精度为0.0067m，大地高精度为0.0136m。可以直接利用宁波市连续运行卫星定位服务系统的宁海参考站点（GPS B级点NIHA）作为航飞时差分GPS静态联合观测的已知高等级地面控制点之一。 我院与宁海县规划设计院于2010年4月联合完成了宁海县四等GPS控制和四等水准测量项目成果，其中分布在送电线路周边40km范围内的控制测量成果: G4NH047、G4NH072、G4NH0096，可以作为航飞时差分GPS静态联合观测的已知高等级地面控制点使用。1.2.2 高程控制点资料我院与宁海县规划设计院于2010年4月联合完成了宁海县四等GPS控制和四等水准测量项目成果，其中分布在送电线路周边40km范围内的控制测量成果: G4NH047、G4NH072、G4NH0096，可以作为航飞时差分GPS静态联合观测的已知高等级水准点使用。1.2.3 其他资料2009年5月获取的Geoeye多光谱遥感影像图、宁海县交通旅游图可作为项目设计、生产计划、选埋航飞控制点的参考用图。测区内原有的一级控制点，在测区内及周边保存完好的点位标志可以利用，但需要重新测量，成果不予采用。1.3 项目目标本项目采用直升机航飞采集高精度激光点云数据和高分辨率数码影像数据，内业数据处理生成数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）和数字地表模型（DSM），并对四条送电线路整体进行三维仿真建模，搭建电力资产三维可视化管理平台。1）沿线200米宽（以输电线路为中线，两侧各100米宽）的激光雷达数据采集；2）对激光点云数据按相关特征地物进行应用分类；3）生成数字高程模型（DEM）、数字正射影像（DOM）、数字地表模型（DSM）；4）送电线路的高压铁塔与线缆三维模型；2 测区自然地理概况及已有资料分析利用2.1 测区自然地理概况宁海，位于中国大陆海岸线中段，浙江省东部沿海，象山港和三门湾之间，天台山、四明山山脉交汇之处，中心地理坐标为东经12125、北纬2917。计划单列市宁波市属县，国务院批准的第一批沿海对外开放地区之一。全县下辖4个街道办事处、14个镇乡，人口58万，总面积1931平方千米，海岸线176千米，山地面积945平方千米，平原面积805平方千米，滩涂面积181平方千米。宁海属亚热带季风性湿润气候区，常年以东南风为主，气候温暖湿润，四季分明，日照充足，雨水充沛，年平均气温15.317，年日照1900小时左右，平均相对湿度78%，年平均降水量10001600mm，无霜期230天。宁海地理位置优越，交通便捷，通讯发达。沈海高速公路和甬台温铁路纵贯县境，34省道甬临线是一级公路，和盛宁线、象西线和沿海南线组成陆路交通主骨架，县城距宁波机扬64千米，离北仑港80千米。5000吨级强蛟码头投入使用，北通宁波、上海、大连，南达温州、厦门、香港，水陆客货周转能力大大提高。电力充足，水资源丰富，劳动力素质高，服务优良。开放的宁海正按照宁波市副中心城市规划的要求，大踏步向一个现代化中等城市迈进。本项目所针对的4条输电线路，其中：宁浦5479线、海浦5480线的起点为宁海500kv变电站，终点位于台州市境内，南北向贯穿宁海全境；胜苍5801线、胜岩5802线的起点为宁海强蛟电厂变电站，终点位于绍兴市境内，东西向贯穿宁海全境。本次测量范围为宁海县域所辖部分。4条线路所涉地形复杂，地表植被茂密，高差变化剧烈，人迹罕至，给测量带来了较大困难，属于测量困难地区。2.2 仪器设备2.2.1 机载激光雷达成套设备本项目拟采用机载三维激光雷达测量系统Harrier 68i，该机载激光雷达测量系统是代表世界领先水平的新一代三维激光雷达系统。它使用的是最安全的一级激光，所以它能够在超低空使用，而不会对人群、海洋动物和陆地动物造成伤害；激光脉冲的最大发射频率可高达400,000 赫兹；它所具有的独特的在线回波信号数字化和后期离线波形分析的功能，它是能最大限度的满足机载激光测量需求的高速度、高性能、高精度、长距离的航空测量设备。它主要由以下几个部分组成：1、激光扫描测距系统：用于测量传感器到地面点之间的斜距；2、动态全球定位系统：用于测量扫描投影中心的空间坐标位置；3、空间姿态测量系统：用于测量扫描装置主光轴的空间姿态；4、数码相机：用于同步获取地面影像；5、飞行控制器：用于在飞行过程中的系统内部同步交互与控制。同时，还带有几个显示器用于监视飞行路线与测量内容，另外还配备了数据储存系统等必要设备。下图设备，其中由DGPS系统和IMU系统组成的POS系统和激光系统集成在一起，与其他设备通过控制线相连，并由控制器统一控制。图2.2.1 机载激光雷达系统设备机载激光雷达系统详细参数如下表所示：设备型号Harrier68i激光扫描仪型号Riegl LMS-Q680最大脉冲频率400000Hz扫描角度4560度可调扫描频率10HZ-160HZ光斑发散角度0.5mrad测距精度20mm(1)+20ppm航带宽度45度时是有效操作距离的83%，60度时是有效操作距离的115.5%数据获取方式全波段扫描方式平行线扫描惯导系统型号Applanix POS/AV 系列POSPOSTrack 510采样频率200Hz角度精度0.005/0.005/0.008航空数码相机型号Rollei Metric AIC Pro像素6000万（8284*7195）角度56.65度相片平面精度0.03m影像校准几何和辐射校准传感器箱重量42kg（包括IMUlaserdfc）尺寸64*30*48cm计算机箱重量42kg尺寸54*50*44cm电源安全电流25A电压24-28V（正常）正常工作电流22A（系统启动时） 16A（正常工作）2.2.2 直升飞机本项目的航空平台拟使用欧洲直升机公司生产的AS350 B3型“松鼠”直升机。AS350单发小松鼠系列直升机以其性能、安全、低运行成本而著称。而AS350B3则是小松鼠中的高性能版本，使用久经考验的透博梅卡Arriel2B发动机，并配备全权数字发动机控制系统。适合各种要求高性能、高可靠性的任务，尤其是山地、高原或热带地区任务。图2.2.2 AS350 B3型直升机标准座位数1+5吊挂能力/最大吊挂重量Yes/3085机身规格11.05*2.74*3.26米（长宽高）座舱规格2.21*1.87*1.29米（长宽高）最大连续功率728 轴马力最大起飞重量2251.84公斤标准空重915.26公斤有效载重1336.57公斤最大航程664公里不可逾越速度286公里/小时最大连续速度259公里/小时爬升率609.53米/分钟最大悬停高度4091.78米3 引用文件 1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影规范（GB/T 6962-2005）； 1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范（GB15967-2008）； 1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量内业规范 （GB/T7930-2008）； 1:500 1:1000 1:2000地形图航空摄影测量外业规范 （GB/T7931-2008）； 全球定位系统(GPS)测量规范（GB/T 183142009）； 数字测绘产品检查验收规定和质量评定（GB/T 18316-2008）；4 成果主要技术指标和规格4.1 坐标系统 平面坐标系统：WGS84坐标系。 高程基准：1985国家高程基准。4.2 数据规格 激光点云分类成果数据，点云密度要求不小于25点/平方米，需要分类出所测线路的导线、铁塔、植被、建筑物、地表、被跨越的其它线路等类别。 数字高程模型（DEM）成果，格网间距为1米； 包含分类植被等信息的数字地表模型（DSM）成果； 数字正射影像（DOM）成果，空间分辨率0.1米，无数据区域为RGB（0,0,0）的黑色； 电力杆塔及线缆三维模型成果； 4.3 成图规格 DEM、DSM、DOM、激光分类成果，采用图幅分块方式。图幅分幅：采用正方形分幅，规格为1km1km，相邻分幅之间数据有10m重叠。图幅编号：以图幅左下角数学坐标系坐标的整公里数命名，如：4373+500，其中前四位为横坐标，后三位为纵坐标。 电力杆塔及线缆三维模型成果，以一类塔型作为一个单独文件。编号规则为：线路编号_杆位编号，如：“5801_13“表示胜苍5801线路的杆位编号为13#的杆塔。4.4 基本精度指标 数字正射影像（DOM）平坦地区影像平面位置中误差不大于0.20m，山区影像平面位置中误差不大于0.40m。 数字高程模型（DEM）平坦地区DEM格网高程点中误差不大于0.15m，山区DEM格网高程点中误差不大于0.30m，DEM内插点高程中误差不大于相应格网点中误差的1.2倍。 数字地表模型（DSM）平坦地区DSM平面位置中误差不大于0.20m，山区DSM平面位置中误差不大于0.40m。平坦地区DSM高程点中误差不大于0.15m，山区DSM高程点中误差不大于0.30m。 三维仿真模型高压铁塔三维仿真模型的关键特征点点位中误差不大于0.25m，模型顶部和关键特征点高程中误差不大于0.10m。电力导线三维仿真模型弧段点的点位中误差不大于0.25m，模型弧段点的高程中误差不大于0.10m。5 设计方案5.1 资源配置 硬件序号设备名称品牌等级精度数量1直升飞机欧直AS350 B312机载激光雷达系统 TopSYS Harrier 68i13GPS仪器天宝570010mm2ppm14GPS仪器徕卡123010mm2ppm35数据服务器戴尔PowerEdge 280026磁盘阵列戴尔AS-SAN（AX100）17磁带机戴尔PowerVault 124T(LTO2)18图形工作站戴尔Precision380209移动图形工作站戴尔 M70210汽车长安、大众等5 软件序号软件名称软件用途1TrackAir航飞设计2Applanix Pos/PacPOS后处理3TopPIT数据预处理4TerraSolid系列软件（TerraScan、TerraPhoto、TerraModeler、TerraMatch）激光点云数据处理5Laser Studio Classification激光点云数据分类6MicroStation数据处理平台、三维建模73DMax三维建模、编辑8PhotoShop影像数据处理人力资源为保证项目的顺利进行，项目组明确项目实施过程中有关人员及相应职责，确保各项工作能够具体落实到每一个人，使项目成果质量得到了全面保证。该项目拟投入30人，其中管理人员5人，生产人员25人，实施航空摄影、数据处理及质量检验等工作。5.2 工作流程 为了更好地组织项目实施，并使内、外业工作能够合理协调，制订如下工作流程表：5.3 技术规定5.3.1 飞行设计 飞机起降场作业直升机的起降场选择在：29175.61N， 1212446.81E的空旷场地作为本项目的临时起降机场。临时起降点到线路的距离如下图所示：图5.3.1.1-1 航飞起降点 GPS地面基站根据测区情况，应合理布设不少于2个GPS地面基站，且测区任意位置与最近地面GPS参考站距离不宜超过30km。GPS地面基站优先选用正常运行CORS系统中满足要求的基准站点，同时选用已有高等级控制点作为地面基站。本项目计划在线路周边40km范围内布设3个地面基站，选用已有的测量控制点分别是G4NH047、G4NH072、G4NH0096。同时使用满足布设要求的宁波CORS系统的永久性地面站NIHA。图5.3.1.1-2 航飞控制点选择 航飞控制点观测要求点位选取原则：采取差分GPS静态联测的方法。高度角15以上的天空不能有成片遮挡，距离所测线路距离不大于40km；截止高度角：15；数据采样率：1s；PDOP：6；观测时段要求：航飞前半小时至航飞后半小时； 航测技术参数航测参数设计从高效、经济的原则出发，在综合分析线路走廊范围内地形、地势、高差等情况，根据项目机载激光雷达设备的性能、特点，充分利用设备优势获取高精度数据，项目航测参数如下表：飞行速度50公里/小时飞行高度相对地面高度300米激光发射频率24万赫兹激光扫描角度60度相机像素6000万相机焦距60毫米数据覆盖宽度200米激光点密度80点/平方米影像地面分辨率10厘米5.3.2 数据采集数据采集飞行由直升机飞行员控制沿电力线走向以设定的飞行速度和高度飞行。航飞过程中的激光扫描和像片曝光由先进的计算机航摄控制系统（Applanix POS/AV）自动控制进行，航摄人员监视着航摄仪器工作状况，实时监控数据质量，保持与飞行员的沟通，以保证采集到高质量的激光和影像数据。 航飞前准备 机载GPS接收天线应避免来自飞机无线电信号源的串扰，稳固安装在飞机顶部外表中轴线附近； 飞机停机位应避免GPS信号接收失锁，四周视野开阔； 地面GPS参考站应在航测飞行前完成电源、存储系统等检查，做好观测准备，进入观测状态； 参考站开机时间应早于机载GPS接收机开机时间，关机时间应晚于机载GPS接收机关机时间，以保证机载GPS接收机与地面GPS参考站接收机工作时间重叠。 航飞过程中 待飞机上所有发动机启动后，方可打开机载激光雷达系统的电源开关，以确保设备安全； 飞机起飞前必须完成以下各项检查：a 检查IMU设备初始化是否正常；b 检查系统中存储设备容量能否满足满架次飞行存储要求；c 检查航摄系统中各项参数设置是否正确。 为了避免IMU误差积累，进入摄区航线时，宜采用左转弯和右转弯交替方式飞行，直线飞行时间不得大于30分钟； 航摄飞行过程中应实时观察工作情况，根据实际情况及时处理出现的问题：a GPS信号状况b 回波接收状况c 影像质量状况d 实时天气状况 飞机降落至飞机停机位停稳后，须等候至少5分钟，确保IMU及GPS数据记录完整，待航摄系统设备电源关掉后，方可关闭飞机发动机。 航测飞行质量控制 原始数据质量检查应符合以下要求：a 激光扫描数据检查，应查看文件数量、大小是否正常和完整；b 影像数据检查，应检查影像数量，确定是否漏片，曝光是否正常，云影、清晰度、色彩是否满足要求；c POS数据检查，应检查数据文件数量、大小是否正常和完整；d 地面GPS参考站数据检查，应检查记录数据数量、大小是否正常和完整。 出现以下情况应进行补飞或重飞a 由于POS系统局部数据缺失记录或精度不够，激光或影像质量存在局部缺陷，应进行补飞；b 因 POS数据质量问题造成整条航线数据无法使用时，或整条航线的激光或影像数据缺失或存在质量缺陷，必须进行重飞。5.3.3 数据预处理5.3.3.1 激光点云预处理数据预处理是指将原始的激光数据进行定位、定向、校准和坐标转换的过程，同时确定数码影像的外方位元素。 激光点云数据定位定位前，将IMU和机载GPS数据进行分离，将分离出来后的GPS数据进行定位解算。本项目采用双差分定位方法，在已知精确坐标的点上架设地面基站，测定具有空间相关性的误差或其对测量定位结果的影响，利用精密星历和钟差文件进行改正解算，获取高精度结果。 激光点云数据定向在进行数据定位之后，根据计算获得的GPS天线处坐标信息计算激光扫描仪处的坐标信息。GPS天线偏心分量实测获得；IMU偏心分量和IMU与激光扫描仪相对位置取设备厂商提供的值。将联合定位信息加入TerraSolid软件系统进行处理，获得激光扫描仪的航迹文件，确定每一个激光点的坐标值，对整个点云文件进行定向。5.3.3.2 激光点云数据检校为了改正激光雷达三个姿态角的误差，需要根据特定的地物和航飞的Lidar数据对其进行检校，确保数据质量。检校的参数主要有四个：翻滚角（Roll）、俯仰角（Pitch）、航偏角（Heading）和俯仰倾斜误差（Pitch Error Slope）等。本项目的检校场选址在沈海高速宁海北收费站及附近区域，得到合适的检校参数应用于整个测区。 翻滚角（roll）校正翻滚角对点云数据的影响如下图：图5.3.2.3-1 翻滚角对点云数据的影响为修正Roll值，取在对向飞行的两条航线，测量点云样本横断面两端两条航线上的高差（d1，d2）和两点间的距离（swathwidth）。按照下面公式计算测滚角的改正值（r）：r=d/swathwidth式中：r表示测滚角改正值；d=（d1+d2）/2。应用检校参数，反复调整直到两条对飞航线的点云数据在扫描方向上的横断面重叠。 俯仰角（pitch）校正俯仰角对点云数据的影响如下图：图5.3.2.3-2 俯仰角对点云数据的影响为修正Pitch值，取在对向飞行的两条航线，按照下面公式计算俯仰角的改正值（p）：p=d/2/AGLpitch=p式中：p 表示俯仰角改正值；AGL为航高；d为两条航线间的差异。应用检校参数，反复调整直到两条对飞航线的点云数据在尖顶房处重合。 航偏角（heading）校正航偏角对点云数据的影响如下图：图5.3.2.3-3 航偏角对点云数据的影响为修正heading值，取平行飞行的两条航线，按下面公式进行计算：h=d/2/distanceheading=h式中：distance为重叠区域中心到航线地底点的距离；d=(d1+d2)/2，为两条航线间的差异。应用检校参数，反复调整直到平行飞行的两条航线在尖顶房处重合。 PES检校PES，即俯仰倾斜误差（Pitch Error Slope），它对点云数据的影响如下图：图5.3.2.3-4 PES角对点云数据的影响为修正PES值，取在对向飞行两条航线的重叠区边缘，垂直于航线方向的尖顶房脊线，计算Pitch Error Slope（PES）的公式如下：PES=d/2/AGL/ScanAnglePES=PES式中：AGL为航高；ScanAngle为扫描角；d为两条航线间的差异。先调整heading，再调整Roll和Pitch，当r、p、h和PES都消除时，Lidar检校完成。5.3.3.3 影像外方位元素解算相机与激光扫描仪、POS系统的相对位置参数由厂商给出，联合定位信息可以获得激光扫描仪的航迹文件，再根据记录的曝光点信息和影像编号，得到每幅影像的曝光时间，确定每一幅原始影像曝光时的外方位元素。5.3.3.4 高程改正由于获得激光点云数据和航片均为WGS84坐标系下的坐标参数，因此需将高程系统转换到正常高。拟采用的转换方法是采用宁波市已有的似大地水准面改正方法。将似大地水准面文件导入到TerraSolid中，对所有高程值进行改正。5.3.4 数据后处理数据后处理是指将与预处理完的在同一个层内的激光点云数据进行地物提取分类，根据地表离散激光高程点构建TIN格网制作DEM的过程，同时可以根据航片的外方位元素结合DEM制作正射影像。Terrasolid提供强大的软件平台用于数据处理。5.3.4.1 激光点云分类将经过大地水准面改正后的点云文件进行自动分类和人工分类，以提取地表、建筑物、植被和电力线、高压铁塔等其他需要的地物类别点。分类的基本流程如下： 激光点云数据分块：由于数据量较大，需要将点云分割为大小相当的几块。分块利用Terraphoto进行，每块分割为1300万个点，100-200Mb大小的点云数据。 激光点云分类：针对各个分块，根据工作需要沿断面或数据中线进行分类，分类主要分自动分类和手动分类。对于特定的难以区分的地物，必须手动先将其分类提取。自动分类利用激光点云数据处理软件TerraSolid运行各种算法进行自动分类，步骤如下：第一步：分离多次回波的首次回波和中间回波点多次回波中的首次回波(First of many)和中间回波(Intermediate)是激光波束打到植被上返回的回波点而不是地面点，将回波信号的First of many和Intermediate点分离出去。在分类高植被类别的时候将其导回再分类，同时利用后面的分离地面以下点的步骤将噪声彻底去除。第二步：分离低点低点（Below Point）是指那些明显低于周围点平均高程的点。分离低点是把较低的点从与其相邻的点中分离出来。用中心点高程值与5m范围内每一个点的高程值比较，如果中心点明显低于其它点，这个点将被分离出去。第三步：分离空中点空中点（Air point）是指那些明显高于周围点平均高程的点。先搜索当前点周围20m半径范围内的所有激光点，计算这些点的平均高程和高程中误差，如果当前点与平均高程的差大于给定的粗差，则判定当前点为空中点并分离出去。第四步：分离低于地面点低于地面点是指那些在地表高程值以下的点，属于错误回波。对于当前中心点，找到周围至少25个点，根据这些点拟和一个平面方程，如果当前点在平面之上或者当前点与平面的高差小于0.5m，则不分离当前点；反之，则分离当前点为低于地面点。第五步：分离高、中植被植被中比较高的部分属于电力巡线中防止“树闪”等因素最为关注的部分，根据本项目要求将大于10m的点均分入高植被。同时，在第一步中移出的回波较弱点需要加入高植被中再进行分类，以免遗漏高植被点云数据。这部分数据作为最重要数据必须被全部保留。第六步：分离地面点地表点分类是通过反复建立地表三角网模型的方式分离出地表上的点。根据实际需要对这部分点云进行抽稀。将分离出高植被后的剩余点云数据均视为低植被，选择一些低点，认为它们是位于地表处。根据航飞区域中的建筑物最大面积，确定在该面积范围内至少存在一个位于地表处的点，将该面积内的最低点认为是地表点。采用迭代构TIN的方式进行分离，将所有的低点建立初始TIN模型,先基于粗放尺度的地面点建立TIN网格表面，然后根据其它点到该TIN表面的距离或角度，视是否在1m或30o内来判断点的归属，并且不断地吸纳地面点并参与新的计算；通过反复加入新的激光点扩建模型，每个加入的点都使模型更加贴近地面，最终得到一个近似的地面模型。第七步：分离建筑物点地面点和所手工获取的特定地物类别之外，建筑物可能被包含在其他所有的类别中，用人工分类的方法将之区分出来。对建筑物和植被的边缘进行滤波以达到较好的效果。手动分类手动分类方法是通过人工判断的方式对自动分类的结果进行修正或是在自动分类开始前先对特定地物类别进行分类。如建立TIN格网后对区域内的整体进行分类，剔除“坑点”，细部再根据横截面修正。借助已有的地形图和正射影像资料辅助分类。利用宏命令将其记录下来，每次应用只改变其具体的参数设置。将自动和手动的分类在分类过程中相互穿插进行。整体分类完成后的激光点云数据，滤波去除噪声之后，生成可视度很高的真实反映地形地貌的DSM。激光点云处理应符合以下要求： 分类前先剔除激光点云中的噪点； 检查是否按规定要求对激光点云进行分类和类别放置； 对激光点云数据进行多方向拉剖面检查和高程渲染三维可视化检查，同时参考相应的影像数据。激光点云分类需满足一下要求：a 平地一般较平坦，没有明显突出的点出现。b 山地坡度过渡平滑自然，没有明显突变的点出现。c 高速公路、河流等与周围的地物相比，高度变化一般较明显，但没有孤立的明显突出的点出现。5.3.4.2 DEM制作激光数据分类完成后，利用Terrasolid中的TerraScan软件将地表类别的激光点云数据构TIN，并按1m格网提取高程点，快速获得数字高程模型（DEM）产品。必要的区域生成时加入特征线数据辅助。5.3.4.3 DOM制作前述预处理过程中，已经获得外方位元素，但其精度达不到生产的要求，还需要进一步对其进行纠正。可以通过寻找影像连接点的方法进行。连接点即同名点，利用TerraPhoto自动选取每一像对上至少8对分布均匀的地面点作为连接点，然后手动修正点位，剔除或调整错误匹配点。利用光束法平差进行空三，获得修正后的一系列外方位元素，结合地表点云制作正射影像。高分辨率正射影像生成后进行编辑或匀光处理，同时进行裁剪和合并。DOM处理技术应符合以下要求： 影像格式转换、调色应满足作业要求； 通过归心改正后解算输出航片姿态参数； 通过匹配连接点来调整和纠正航片姿态参数，使满足要求； 特殊情况地形地物区域应通过拼接技术处理后使DOM影像满足工程项目要求； 影像色调均匀，反差适中，镶嵌边处不应有明显的灰度改变。5.3.5 三维建模基于直升机航测采集的激光点云数据和高分辨率航片，对电力线、杆塔进行精确建模，铁塔形状参考设计图纸进行，同时根据高分辨率正射影像进行纹理贴图。下图是从激光点云中提取的高压铁塔，将依据此进行三维仿真建模。模型整体集成到Alatu Earth，以正射影像为地表纹理，其它均为真三维建模，相关电力资产以电业局提供的信息为准导入数据库配合三维模型查看。 图5.3.5-1 高压铁塔点云与建模6 成果资料的提交和归档本项目需提交下列资料：序号成果资料名称提交甲方数量我院归档数量资料类型介质类型1项目设计书2份1份原件纸质装订成册2项目总结2份1份原件3仪器检验及检定资料1份复印件4测绘产品检查报告2份1份原件5分幅接合图1份原件纸质6激光点云分类成果2套1套拷贝电子数据光盘或移动硬盘7数字正射影像2套1套拷贝8数字高程模型2套1套拷贝9输电线路三维模型2套1套拷贝7 项目管理7.1 项目组织施测单位：宁波市测绘设计研究院为按时保质完成任务，院成立了项目组，明确了项目负责人，制定了实施计划。项目组成员职责如下表所示：部门人 员职务（职称/学历）项目职责项目部施立群副院长（高级工程师）项目总负责金颂伟副院长（高级工程师）项目副总负责吴 敦所长助理（工程师）项目负责文学东所长（工程师）组织协调史秀保主任（高级工程师）计划管理林 昀助工（硕士）技术负责聂 倩工程师（博士）数据整理作业组蔡元波工程师外业组长韩红超助工外业组长杨 明工程师外业组长吴 伟工程师外业组长叶晓婷高工内业组长陈立波助工内业组长蒋桂美工程师内业组长汪 璐技术员内业组长徐央杰助工内业组长薛 涛高工内业组长徐 莹助工内业组长周骏源工程师三维组长付 强工程师开发组长该项目共投入30人，其中管理人员5人、技术人员25人，辅工5人。7.2 项目策划7.2.1 项目实施计划项目实施的具体进度计划详见下表：项目内容完成时间（2010年12月2011年2月）12月上旬12月中旬12月下旬1月2月前期准备、设计航飞协调、设备租赁航飞拍摄数据核查、预处理数据处理过程检查一级检查二级检查项目总结及成果提交7.2.2 项目质量目标本项目验收由宁波市电业局组织验收；项目质量目标：一次性通过验收，成果甲方满意。7.3 过程管理 外业工作 测区踏勘； 编制项目设计书 航飞控制点观测； 航飞激光雷达数据采集； 航飞数字影像同步采集； 航带接边； 过程检查。 内业工作 外业数据完整性检查； GPS、IMU联合解算； 激光点云数据预处理； 激光雷达点云数据分类； DEM、DOM和DSM制作； 输电线路模型构建； 三维可视化平台建设； 质量检验。7.4 质量保证措施7.4.1 质量控制措施项目实施中，严格按照ISO9001质量管理体系要求，进行全面的质量管理和质量检验。质量检验严格按GB/T 18316-2008数字测绘产品检查验收规定和质量评定和宁波市测绘项目竣工验收规程执行。检查采用在自检的基础上实施一级检验和二级检验。自检由作业组进行，自检通过的产品交所在室，由室组织一级检验，通过后由总工（质检）室组织二级检验。各级检验包括对观测数据、起算数据、平差计算资料等的100%检查。激光点云分类成果、DEM、DOM和DSM的自检不得少于30%，一检不得少于10%，二检不得少于5%。外业设站检查（包括坐标检查和高程检查）应填写检查记录，统计检测精度，随资料一并上交。在整个项目实施过程中院总工（质检）室负责监督检查工作。各级检验中若发现产品存在重大缺陷时，应对整个测区进行全部重测处理，重测完毕后再提交各级检验。互检时发现局部小问题时，直接提交各作业组进行整改。各级检验中发现局部小问题时，将问题返回作业组进行整改，整改完毕经检验员复核确认后再提交下一工序。 内业检查 航摄数据质量控制检查每航次飞行结束后需对航飞成果进行包括阴影、云影、航飞漏洞、重叠度、航偏角等影像数据正确性、完整性等检查。航测获取的数据要进行初步航飞数据检查，主要检查数据的完整性，其中包括原始激光数据、原始IMU数据、原始航片文件、机载以及基准站GPS数据，并填写航飞数据检查报告。无论是机载GPS成果或地面基站GPS成果都需要进行差分解算。解算成果正反算的分离组合图需小于0.1米，卫星的PDOP值小于3.5。如存在失锁和周跳影响到成果精度需进行特殊处理或重飞。外业初检后再交于质检部门进行检查，认可后方可提交给数据处理部门进行原始数据集成初处理。 激光点云成果质量控制检查基于激光航线航迹文件、相机航迹文件和航片GPS时间列表，应检查分析测区范围内激光点云与航片，保障无数据漏洞全覆盖。激光点云分类是对激光点云数据进行处理的主要工作内容。利用工程中额外采集的地面控制点加入到数据分类处理及检查中，以提高分类成果精度的可靠性。使用成熟的过滤算法执行自动处理剔除建筑物或植被上的激光点；使用同步获取的影像数据辅助进行激光分类和质量控制；由经验丰富的人员进行手工分类，以检查自动分类的精度并做相应手工分类处理。分类后激光点云要求平地一般较平坦，没有明显突出的点出现；山地坡度过渡平滑自然，没有明显突变的点出现；高速公路、河流等与周围的地物相比，高度变化一般较明显，但没有孤立的明显突出的点出现。激光点云分类的质量检查就是检查裸地表、建筑物和植被等数据是否按当前工程项目要求划分到相应的分类中。具体检查方法是通过剖面（断面）和构TIN后采用人机交互的检查方法进行检查。 DEM、DOM、DSM质量控制检查对生成的DEM和DOM成果需进行数学基础100%的检查。两种成果的质量检查采用软件自动检查、人机交互检查或人工校对检查等方法。通常根据具体检查内容，确定采用一种或多种方法。DEM检查内容主要包括文件命名及数据格式检查，格网间距检查、DEM范围即起止点坐标正确性检查、高程数据完整性及明显高程异常检查。DOM检查内容主要包括影像分辨率检查、左下角坐标（Xmin、Ymin）和影像高度（Heigh）、宽度（Width）是否正确符合要求检查、影像清晰易读目视检查、反差适中性检查、色调均匀性检查、纹理清晰度检查等。对于彩色影像，目视检查影像色彩是否鲜明有真实感，影像上不