2021年度湖南省科学技术进步奖提名项目

1、2021 年度南省科技术进奖提名目一项名无人机倾斜摄影大比例尺成图关键技术及应用二提意项目针对当时无人机倾斜摄影成图缺乏完整的技术体系维模型的位置精 度难以保障业数据采集的方法不严密等影响该技术大规模推广应用的技术瓶 颈，在“无人机倾斜摄影技术在大比例尺成图中的应用”项目支持下，开展了从 低空飞行像控点测量空中三角测量内业采集和数据入库的全流程体系研究 和试验学设计飞行参数与控点的有机结合现了三维模型的高精度建立； 发明“面面相交法主辅基线动半自动获取轮廓线便捷工具等技术， 解决了建筑物封闭性和私密性导致在野外采集困难等问题大部分野外作业移 到室内解决了模型测图效率和品质问题最终形成了一整套高

2、效精准的无人 机倾斜摄影三维模型获取到数据建设全过程技术体系成果动了行业科技进步， 对无人机倾斜摄影技术在大比例成图中的应用有重要的指导意义。项目取得“一种基于倾斜摄影的测量方法、系统、存储介质及设备”发明专 利 1 项，软件著作 2 项，发表论 7 篇；培养高级工程 4 人，培养省 121 创 新人才工程三层次人才 1 人项目经刘经南院士专家组评价“总体达到了国内 先进水平其中面面相交及主辅基线配合提取建筑物外形的方法为国内领先具 有推广应用价值提名该项目为湖南省科学技术进步奖二等奖。三项简大比例尺数字线划图是重要的基础地理空间信息数据野外测量方法受天 气影响大业安全隐患多时费力效率低航空摄

3、影测量方法野外像控、 调绘、修补测工作量大，行业规范定义地物点点位中误差为图上 0.5mm难以 满足高精度工（如不动产测绘建设的要求当时解决上述问题最有效的技术 是无人机倾斜摄影三维模型测图技术技术也是新型基础测绘数据生产技术发 展的必然趋势该技术存在关键工序的技术指（如像控点布设数量和精度不 明确无系统性标准受限于采集方法不够缜密测绘的建筑物框架精致化程度 不高，且精度无法突破中误差5cm 的技术瓶颈。项目瞄准经济社会发展对快速效获取高精度大比例尺数字线划图的迫切 需求，通过探索、研究和试验，提出了航摄、像控、三维建模、内业采集、外业 调绘和数据建库全过程技术新体系现了航空摄影测绘大比例尺数

4、字线划图精 度由分米级提升到 5cm 级的重要技术突破保障了成图的精准和精致度该系统 方法极大地推动了我国新型基础测绘的现代化进程，主要技术创新有：（1首创了面面相交精准获取建筑物拐角的方法，解决了直接采集建筑物 拐角精度不稳定建筑物被遮挡而采集困难的问题创新了在三维模型中高精度 采集大比例尺地形图的基础方法。（2首次发明了主辅基线法仿真建筑物主轴线测绘的新技术，彻底解决了 无约束采集导致建筑物轮廓线相关性丢失的难点问题现了数字线划图的建筑 物的精准和精致绘制。（3首次系统优化了三维模型获取到数据建设全过程技术体系，更新了部 分行业技术指标解决了像控点布设空三加密的精度损失难题突破了高精度 测

5、图的技术短板，提高功效达 6 倍以上。该项目生产的 地形图成果经湖南省测绘产品质检站国家测绘产品 质量检测中心检验平面中误差满足 1:500 籍图精度要求以刘经南院士为组 长的成果鉴定组评价意见是研发成果创新性强应用性好总体达到国内先进 水平 ,其中面面相交及主辅基线配合提取建筑物外形的方法为国内领先 , 具有推 广应用价值。项目获发明专利 1 项,软件著作权 项,发表技术论文 7 篇。该技术体系与全野外数字化测图相比较降低了劳动强度和安全风险成图 时间缩短一半以上，人员减 2/3，工效提高 6 倍以上；与传统航空摄影测量方 法相比减少了外业调绘和修补测工作量测量精度达到了 1:500 地形地

6、籍图 精度要求。广泛应用于不动产测绘、农村房地一体确权登记1:500 地形图图库 一体更新等大比例尺基础测绘数据生产项目，产生了显著经济效益和社会效益。四客评项目首次突破了无人机倾斜摄影三维模型大比例尺测图系统的技术瓶颈， 优化了三维模型获取到数据建设全过程技术体系，实现了无人机倾斜摄影测量 方法高精度规模化应用。项目取得了原创性成果。现将部分验收鉴定意见和学 术评价意见等摘录如下：1.成果验收鉴定（1）2019 年 4 月 1 日，以刘经南院士为组长的成果鉴定组评价意见是：研 发成果创新性强应用性好总体达到国内先进水平其中面面相交及主辅基线 配合提取建筑物外形的方法为国内领先，具有推广应用价

7、值。（2）湖南省地质测绘院对试验区实施倾斜摄影，采用本项目研发成果“湘 地测倾斜摄影测图系统”内业采集 1：500 全要素地形图。2018 年 7 月，湖南省 测绘产品质量监督检验授权站用全站仪在控制点上架站检测试验区平面检测 点精度为0.043m（3）2018 年 10 月，国家测绘产品质量检验测试中心经对“基于湘地测倾 斜摄影测图系统的 ：500 地形图”成果随机抽样检测，样本 5 单位成果平面 绝对位置中误差分别为0.043 米、0.039 、0.041 米、0.037 米、 0.042 米。2.知识产权以此项目技术创新点为依托组获授发明专利 1 项件著作 2 项。3.成果查新2019

8、年 4 月 3 日教育部科技查新工作站 L07 针对本项目的查新结论：未见 到与查新技术要采用面面相交法建筑物辅助基线并形成主基线等方法， 精准获取建筑物拐角过模型+纹理+三角网显示方式精准获取建筑物拐角及凹 凸度”完全相同的报道（编号：201936000L0718284.论文与学术报告国家级核心期刊测绘通报2019 第 11 期发表利用无人机倾斜摄影三 维模型进行大比例尺成图技术研究国知网查询引用 和下载 243 次，其 他学术刊物共发表论文 6 。2019、2020 年在省地理信息学会组织的学术会议 上作了两次本研究的学术报告。5.科技奖励本项目获 2020 年湖南省测绘地理信息“测绘科技

9、进步奖”一等奖（证书编 号：HN2020A-26.应用情况本项目研发成果已成功应用数字城市地理信息基础工程建设 形图修补测及数据整理农村地籍调查外业补测农村房地一体确权登记2021 年湖南全省 1:500 地形图更新与汇交等项目的生产该系统不仅易于操作且可 有效提高作业效率，保障产品精度，得到用户的一致认可和好评。五推应情项目实现了三维模型的高精度建立，发明了“面面相交法、主辅基线法、自 动半自动获取轮廓线便捷工具等系列技术解决了建筑物封闭性和私密性导 致在野外采集困难等问题将大部分野外作业移到室内解决了模型测图效率和 品质问题最终形成了一整套高效的精确的无人机倾斜摄影三维模型获取到数 据建设

10、全过程技术体系现了航空摄影测量方法在大比例尺地形图厘米级精度 上的应用。项目研究成果软件不仅易于操作，且能大大提高作业效率，保障产品精度， 得到用户的一致认可和好评已累计节约项目生产成本 万元近三年为单位 增加收入累计约 2400 万元，新增利润累计 万元。（1）湖南省地质测绘院综合研究成果在湖南省地质测绘院承担的多个项目中实现了成果转化衡 南、澧县等二十多个县市农村集体土地确权登记颁证工作1:500 地形图修补测 的常态化工作提供了基础数据保障。（2）武汉海地测绘科技有限公司综合成果在武汉海地测绘科技有限公司所承担的测绘项目中进行了广泛应 用。为项目的流水化作业提供技术指导和质量保证。（3）

11、厦门图辰信息科技有限公司项目研究成果在厦门图辰信息科技有限公司所承担的数字安溪础数据建设等项目中进行生产作业其可同时实现地物和地貌的测绘避免生产作业时在 不同软件中切换，真正实现图库一体化。（4）湖南省第一测绘院研发成果在湖南省第一测绘院所承担的项目中实现成果转化为望城区道 县临武资兴等 7 个县市区的不动产测绘提供快速有效的实施方案解决了主 体建筑物对称性一致性的问题实现了复杂建筑物外部轮廓线的有效及精准提 取力推进了这些地区农村宅基地和集体建设用地房地一体确权登记的基础数 据生产工作。（5）浙江泰乐信息技术股份有限公司综合成果在浙江泰乐信息技术股份有限公司所承接潜山市农村房地一体 倾斜摄影

12、底图制作等项目中实现了成果转化能快速准确采集建筑物边线多 种便捷工具，便于内业操作，在生产实践中很实用，值得推广。（6）衡阳市大雁地理信息有限公司项目成果在衡阳市大雁地理信息有限公司的石鼓区等农村房地一体地籍测 量、： 地形图测量测合一”规划、地籍、房产测绘等项目中得到广泛 应用，实现了图库一体化生产。六主知产和准范目知识产权（标准）类别发明专利知识产权（标准）具体名称 一种基于倾国家（地区）中国授权号（标准编号）CN授权（标准 发布）日期证书编号 （标准批准 发布部门） 证书号第权利人（标准起草单位） 湖南省地质发明人（标准起草人）史与正，发明专利（标准）有效状态核心知识斜摄影的测 量方法系

13、统B 测绘院、武 汉航天远景王英，程晓庆，郝产权存储介质及 设备科技股份有 限公司星磊软件著作权湘地测倾斜 摄影测图系中国 2018.7.10软著登字第 湖南省地质 测绘院无核心知识产权统 论文利用无人机 倾斜摄影三中国 年第11 （史与正，张 淑玲，王无核心知识产权维模型进行 大比例尺成2246.2019.第 512期）英，赖继文图技术研究论文无人机倾斜 摄影技术在中国 2020.08 年第 （总第王剑，钱恒 湘，史与无其他有效的知识产地籍测绘中68 ）正，张维权应用的关键 技术论文基于无人机中国2020.12 年第张淑玲，无其他有效倾斜摄影模 型测量技术 在房地一体ISSN 2095- （

14、总第 史与正，王英，谢文明，李的知识产权确权项目中 的应用探讨昱论文倾斜摄影技中国2020.12 年 12王英，张无其他有效术在房地一 体确权中的020.0067月第 第 4 维，邹彬的知识产权应用（总第 期）论文基于无人机 倾斜摄影三 维模型的大中国 ISSN1674-053X2020.12 年第12 （第 390王剑，李 立，李昱， 谢文明无其他有效的知识产权比例尺测图 精度方法探 讨1389/D期）论文基于倾斜摄 影三维模型 的内业成图中国 cnki.1001-4179.2020. 第 51卷增刊）王英，肖中 星 钱恒 湘，刘志荣无其他有效的知识产权方法研究S2.022软件著作权湘地测大

15、比 例尺测图系中国 2018.5.16软著登字第 湖南省地质 测绘院无其他有效的知识产统 权论文基于中国 年 月第 史与正；王 英；张淑玲无其他有效的知识产的 DEM 的制作方法第 3 （总第 期）权七主完人况史与正，排名第一，副院长兼总工程师，研究员级高级工程师，工作单位： 湖南省地质测绘院项目总负责出技术路线织研究方案点和验证。 对科技创新点 1、2、3 做出突出贡献，创建了“面面相交法明了“主辅基 线法仿真建筑物主轴线测绘的新技术系统优化了“三维模型到数据建设全过 程架构体系以第一作者在核心期刊测绘通报发表论文 篇，与他人合著 论文 3 篇以第一作者与他人共享发明专利 1 项带领团队研发

16、湘地测倾斜 摄影测图系统软件著作权 2 项。张淑玲，排名第二，科技科科长，研究员级高级工程师，工作单位：湖南省 地质测绘院项目团队主要研发人员全程参与了项目实施方案设计软件功能 研发设计与测试等工作，对科技创新 123 做出了重要贡献。提出了在建筑 物模型表面选点方法为面面相交精度可靠提供保障提出利用建筑主基线快速 提取建筑物附属设施轮廓线的方法为建筑物附属设施的快速采集提供便利参 与了选择不同像控点标靶样式的成果误差分析选择最优标靶样式提供理论依 据。王英 ，排名第三，信息中心副主任，高级工程师，工作单位：湖南地质测 绘院主要负责部分研究成果的设计调试验证完善工作提出面面相交法中的 点位选取

17、规则参与主辅基线法的高效利用特性实现设计工作提出全过程架 构体系中需建立内业测图质量元素库理念以第二发明人获得发明专利 份以 第一作者发表学术论文 2 篇，以第三作者发表学术论文 2 篇。王剑 ，排名第四，信息中心技术负责人，高级工程师，工作单位：南省地 质测绘院。主要负责试验项目航飞、像控、空三加密及三维模型生产，参与项目 成果报告编写对科技创新点 1 实“率先突破了航空摄影测量方法厘米级精度 的瓶颈创新了在三维模型中采集高精度大比例尺地形图的基础方法提供了多 个项目的实验依据对科技创新点 3 “解决像控点布设空三加密的精度损失 的难题做出了主要贡献以第一作者与项目其他成员共同发表了相关技术

18、论文 2 篇。程晓庆，排名第五，副总，高级工程师，工作单位：武汉航天远景科技股份 有限公司主要负责本项目创新点的编程实现对创新点 1 的贡献在倾斜模型 上实现采集捕捉到 0 级模型坐标构建面模型实现面面相交取交线得到房屋 拐角线。对创新点 2 的贡献：使用 编程实现了主基线辅助基线提取平差过 程，编程实现了项目设计中的几何一致性投票，水平垂直条件混合平差等算法。 对创新点 3 的贡献参与开发湘地测倾斜测图系统实际验证了项目设计条件下 几何采集精度能够达到 5cm 以内。陈梦华，排名第六，信息中心主任，高级工程师，工作单位：湖南省地质测 绘院主要参与本项目的设计负责系统验证的调度与测试为系统优化

19、提供实 验依据提出了结构简单的规则建筑物的自动半自动获取轮廓线解决方案优化 了全过程架构体系中外业调绘编辑工具。张彤蕴，排名第七，信息中心副主任，高级工程师，工作单位：湖南省地质 测绘院主要参与从三维模型到数据建设全过程测图系统架构体系的研究负责 设计测图系统采集数据库标准、构建内业测图质量元素库参与项目成果报告 编写工作。周玉雄，排名第八，测绘装备科科长，高级工程师，工作单位：湖南省地质 测绘院主要负责科研装备的引进配置测试了市场上多款主流平台软件找出 优缺点为科研立项工作提出建设性意见对科技创新点 2 做出了重要贡献在 研究中提出了模型中“屋顶主轴线”的认知，并参与了后续“主辅基线法仿真建

20、 筑物主轴线测绘的新技术”研发。刘述春，排名第九，质检员，高级工程师，工作单位：湖南省地质测绘院。 参与了该项目的立项建议书的研究讨论对科技创新点 做出了重要贡献根据 倾斜摄影的特点通过多方案反复测试选择事前布设黑白对称的图形的像控点 是最优的解决方案，考虑主流倾斜相机 45 斜视角度和基线长度对像控点布设 的影响，经实验测试得出像控点布设最优方案。八主完单情湖南省质测绘院排名第一，作为项目牵头单位，负责项目总体策划，组 织技术方案编写和审查，对成果主要创新点 、 均做出了重要贡献；充分 发挥本院测绘行业技术领先优势通过设计标靶像控的部署方式规范空三刺点 要求，提升外业获取数据有机融合到空三加

21、密测量，保证了模型数据的高效性、 稳定性和整体精度，确保全过程的高精度测量2.研究制定一系列算法规则，实 现面面相交获取建筑物拐角有针对性的对形状不规则各个面不平行或不垂直 的建筑物轮廓线的采集提供了解决方案立大型建筑物辅助基线主基线， 精准获取建筑物位置信息的方法决了常规方法采集建筑物范围线难以保障构 建直角性、对称性和一致性的问题，还为采集建筑物的附属设施提供了便利3. 研究出自动半自动获取建筑物轮廓线的方法人力从采集建筑物的重复工作中 释放出来，达到提高采集效率的目的，同时还能保障采集精度4.创了建便捷工 具，为采集和建库提供便利5.在数据采集的过程中记录质量检查元素，为质量 检查和监督

22、提供依据。武汉航远景科技股有限公 排名第二项目软件系统开发单位在软 件系统功能设计和研发方面做出了积极贡献要根据第一完成单位设计的研发 思路负责程序编写实现软件功能对成果主要创新点 做出了重要贡献； 根据第一完成单位设计的一系列算法规则设计开发软件功能实现面面相交获 取建筑物拐角有针对性的对形状不规则各个面不平行或不垂直的建筑物轮廓 线的采集提供了解决方案，为该项技术的实现提供软件支持3.根据第一完成单 位设计的建立大型建筑物辅助基线形成主基线精准获取建筑物位置信息的方 法计开发软件功能决了常规方法采集建筑物范围线难以保障构建直角性、 对称性和一致性的问题还为采集建筑物的附属设施提供了便利为该

23、项技术的 实现提供软件支持。九主完人作系明本项目承担单位是湖南省地质测绘院和武汉航天远景科技股份有限公司 人作为该项目实施过程和成果产出最主要贡献者全面主持项目的实施团结带 领项目组成员经过两年多的努力协作，取得了一系列创新技术开发和研究成果， 圆满完成了各项任务。经充分协商认定本项目第一完成单位为湖南省地质测绘院第二完成单位 为武汉航天远景科技股份有限公司一完成人为史与湖南省地质测绘院 第二完成人为张淑玲（湖南省地质测绘院第三完成人为王英（湖南省地质测 绘院第四完成人为王剑（湖南省地质测绘院完成人为程晓庆（武汉航 天远景科技股份有限公司六完成人为陈梦（湖南省地质测绘院七完 成人为张彤湖南省地

24、质测绘院成人为周玉湖南省地质测绘院 第九完成人为刘述春（湖南省地质测绘院人与主要完成人之间的合作时间 为 2018 年 4 月至 2019 年 5 月，主要合作经历如下：1. 共同知识产权：本人与第三完成人王英、第五完成人程晓庆和郝星磊在 2018 年 8 月 8 日，申请发明专利一项，2020 7 月 24 日获得发明专利证书。2. 论文合著：本人与第二完成人张淑玲、第三完成人王英在项目实施的合 作期间根据研发方法和研究成果共同撰写并发表学术论利用无人机倾斜摄影 三维模型进行大比例尺成图技术研究3. 论文合著：本人与第四完成人王剑在项目实施的合作期间根据研发方法 和研究成果共同撰写并发表学术论无人机倾斜摄影技术在地籍测绘中应用的 关键技术4. 论文合著：本人与第二完成人张淑玲、第三完成人王英等在项目实施的 合作期间根据研发方法和研究成果共同撰写并发表学术论基于无人机倾斜摄 影模型测量技术在房地一体确权项目中的应用探讨5. 共同立项：本人作为项目负责人本项目技术路线的规划者和主要技术创新点的设计 者，创建了“面面相