恩必普倾斜摄影与三维实景建模技术总结

石药工业园区倾斜摄影与三维实景建模

技术总结

2021年10月

石药工业园区倾斜摄影与三维实景建模

技术总结

单位：河北省应急管理科学研究院

项目总负责，李朝博

技术负责人：梁恒

主要编写人：王.正红

时间：2021年10月

目录

1概述..............................................................1

1.1项目概述........................................................1

1.2项目的组织和实施...............................................2

2作业区概况和已有资料的利用情况...................................4

2.1作业区概况......................................................4

2.2已有资料的利用情况..............................................4

笫二章：技术设计执行情况............................................4

1作业所依据的技术性文件............................................4

2项目执行..........................................................6

2.1项目流程图......................................................6

2.2作业步骤........................................................6

2.2.1资料收集.......................................................6

2.2.1空域申请.......................................................7

2.2.2像控点布设测量.................................................7

2.2.3外业航飞......................................................11

2.2.4空三加密......................................................12

2.2.5建模生产要求..................................................20

2.2.6模型修饰.....................................................22

2.2.7模型标注.....................................................25

3保障措施.........................................................25

3.1工期保障措施..................................................25

3.2自理体系保证才曰施25

3.3质量保证措施..................................................26

3.4环境、职业健康安全保证措施及数据信息安全保障措施............26

第三章：测绘成果质量情况..........................................27

1倾斜摄影工作.....................................................27

2实景三维建模工作.................................................27

第四章：上交测绘成果和资料清单....................................28

1上交成果清单.....................................................28

第一章：概述

1概述

1.1项目概述

LL1项目来源

根据《技术规程》要求，我公司受石药集团恩必普药业有限公司委托完成石

药集团恩必普药业有限公司的倾斜摄影和三维建模工作。

1.L2作业范围

石药工业园区共计538711平方米

1.1.3项目内容

1、资料收集、踏勘

2、像控点布设

3、倾斜摄影影像采集

4、三维实景模型制作

5、成果输出

LL4技术线路

J外业飞行

<-----------------\厂厂

模型修饰模型重建空三加密POS及像控坐

标转换

JV_________________/<_____________、?

_____________/

成果上交

模型标注1模型发布

----〉

作业技术流程图

1.2项目的组织和实施

1.2.1作业项目部

为保质保量石药集团恩必普药业有限公司倾斜摄影与三维建模项目顺利进

行，经我司研究，决定成立倾斜摄影与三维建模项目部。组成人员如下：总计投

入作业人员9人；其中项目航飞管理人员2人（包括项目负责人1人、技术负责

人1人、）；测量组1人；数据处理组5人；质检员1人。

L2.2资源设备保障措施

为保障倾斜摄影和三维建模工作的顺利完成，我司投入了各种硬件和软件，

见下表。

序号仪器设备名称规格型号单位数量备注

1GPS南方台1

2无人机M300无人机架1

3笔记本电脑戴尔台2

序号仪器设备名称规格型号单位数量备注

4工作站（电脑）戴尔台5

Context

6地理信息软件套1

Capture

7地理信息软件Dpmode1er套1

8地理信息软件Arcgis套4

12汽车越野辆1

1.2.3计划与实际完成情况

1、计划工期

2021年9月至2021年10月

2、实际完成工期

2021年10月18日

L2.4工作完成情况

1、外业飞行架次：1架次

2、外业飞行面积：1055225平方米

3、照片数量：9375张

4、实景三维建模面积：1055225平方米

5、标注个数：10：个

2作业区概况和已有资料的利用情况

2.1作业区概况

2.1.1地理位置

藁城地处河北省西南部，省会石家庄市东侧。境域在东经114°39'-114°59

:北纬37°51'〜38°18'之间。辖区总面积836平方公里。北邻新乐市，南

接赵县境，东与晋州市相连，西与石家庄、正定搭界，东北与无极接壤，西南与

栾城毗邻。市治西距石家庄市31公里，北至首都北京264公里。

2.1.2自然地理

气候属暖温带半湿润大陆性季风气候。由于地处平原，地势、地貌对气候影

响不大，气候因素分布比较均匀，表现为冬冷夏热的气候特点。全境四季分明，

春季干燥多风，夏季炎热多雨，秋季气温凉爽，冬季寒冷雨雪稀少。春秋两季短,

冬夏两季长。年降雨主要集中在夏季6〜9月份，其中7〜8月份降水量最多，约

占全年的57%,为主汛期。年平均太阳辐射总量546.5千卡/平方厘米，年日照

时数2513.3小时，日照率56.7%。无霜期203.5天。

2.2已有资料的利用情况

2.2.1控制资料

1985高程控制点，经检验控制点保存完好，精度符合要求，可用于本项目生

产。

第二章：技术设计执行情况

1作业所依据的技术性文件

•《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量规范》GB/T6962-2005

•《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量内业规范》GB/T

7930-2008

•《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量外业规范》GB/T

7931-2008

•《1:500、1:1000、1:2000地形图航空摄影测量数字化测图规范》

GB/T15967-2008

・《航空摄影产品的标记与包装》GB/T16176-1996

・《国家三、四等水准测量规范》GB/T12898-2009

・《航空摄影技术设计规范》GB/T19294—2016

・《数字航空摄影测量空中三角测量规范》GB/T23236-2009

•《数字测绘产品检查验收规定和质量评定》GB/T18316-2008

•《测绘成果质量检查与验收》GB/T24356-2009

•《倾斜数字航空摄影技术规程》GB/T39610-2020

・《航空摄影仪检测规范》MH/T1006-1996

・《摄影测量航空仪技术规范》MH/T1005-1996

・《航空摄影技术设计规范》MH/T1009-2000

・《城市测量规范》CJJ/T8-2011

・《北星定忖城市测量技术标准》CJJ/T73-2019

・《城市三维建模技术规范》CJJ/T157-2010

•《机载激光雷达数据处理技术规范》CH/T8023-2011

《三维地理模型数据产品规范》CH/T9015—2012

・《三维地理信息模型生产规范》CH/T9016-2012

•《低空数字航空摄影规范》CH/Z3005—2010

・《三维地理信息模型数据产品质量检查与验收》

•《数字航摄仪检定规程》

・《三维地理信息模型数据库规范》

2项目执行

2.1项目流程图

<-----------------

模型修饰模型重建空三加密POS及像控坐

标转换

<_________/

2.2作业步骤

2.2.1资料收集

(1)厂区范围

(2)厂区总平面图

(3)厂区关键设备及工艺图

(4)各危险源外部防护距离表

2.2.1空域申请

（1）空域申请：在倾斜摄影项目立项后，应全方面收集资料，了解项目背景

和建标目要求，并确立初步的技术方案。根据方案明确作业空域和使用飞行载体，

展开空域使用申请工作，一般的空域申请表如下图所示：

通用航空临时飞行空域申请表―

飞行单位”单位地址一

身份证号小

飞行人员d联系~

姓名一方式一

执照编号（d

航空器一

型号d数量49

种类~

飞行任务㈠

飞行地点二

类型3

飞行时间“飞行高度Q

飞行范围”

飞行单位一

意见一

任务部门一

意见。

空域申请表样表

（2）现场踏勘；执行飞行任务前对项目实施现场的经济、地理、地质、气候等

客观条件和环境进行踏勘，对特殊区域需要做标记，确定航飞起降点。

2.2.2像控点布设测量

2.2.2.1像控点精度

（1）像片平面控制点和平高控制点对最近基础控制点的平面位置中误差

不超过地物点平面位置中误差的l/5o

（2）像片高程控制点和平高控制点对最近基础控制点的高程中误差不超

过基本等高距的1/10。

2.2.2.2像控布设

（1）像片控制点是航测内业加密和图的依据。本项目像片控制点采用基于

HBC0RS网络RTK技术施测，一般情况下布设均为平高点。木飞行方案采用了高精度

航空级差分系统，控制点坐标信息实时获取。因此只需布置极少数地面控制点，大

多数情况下差分系统处理后的P0S精度都能满足用户要求，该系统使外业控制点数

量减少至少80%以上，极大程度缩短了航测成图周期,像控点布设密度可控制在20000

-40000像素/个，在控制点应均匀分布在测区，不能布设在一条直线上。如图所示:

像控点布设示意图

（2）像片•控制点按区域网布设，由于倾斜摄影重叠度高、有多视角影像，计算

机密集点云数据匹配功能强等，外业布设像控点位基线跨度可适当放宽，但在加密

过程中检查点精度需满足精度指标。

鉴于目前使用的软件在空三加密区域网平差计算上已具备先进完善的功能，区

域网大小根据航摄飞行情况、地形情况、计算机运算能力等进行综合划分，区域网

之间的像片控制点应尽量选择在上、下航线重叠的中间，相邻区域网尽量公用像控

点。

2.2.2.3像控点判刺

像控点布设可采用靶标布设或选取特征点的方式。布设时应注意以下要求：

（1）布设位置应在通视性较好的位置，如路口、广场等位置；

（2）布设标志牌位置必须固定，不能移动；

（3）布设密度要大于理论设计，避免由于行人破坏而出现的标志不能使用的情

况。

（4）像控点应选择相关像片上影像清晰、接近正交的细小线状地物交点和直角

拐点，如平顶房角、水池角、围墙内外角、花坛角、旱地角等；固定的能准确判定

几何中心的点状地物等。山区也可选刺在道路交叉口等处，但不能选在人字顶房角、

有草丛的田城、有弧度的田角等。平高像控点的实地判刺精度应小于图上0.1mm。

（5）弧形地物、阴影、地面发生变化处、摄影死角、高程变化区、内业量测不

准等处不得选做刺点目标。

（6）目标选定后，选择影像最清晰像片野外标注。

（7）测点后应在现场设置点位标志，以备后，序检查使用。

（8）测点后在现场绘制像控点的点位略图，简要说明点位与周围相关地物的关

系，交待清点位，当选刺点位与地面比高大于0.2米时，应量注比高到厘米，并且

必须注明高程测至何处。

*

像控点

2.2.2.4像控点联测

像控点联测采用采用基于HBCORS的网络RTK作业方式联测。利用似大地水准面

数据直接求定像控点高程。利用GNSS网络RTK作业模式进行像控测量时，应联测测

区内高等级控制点，以卷高成果的可靠性。GNSS网络RTK作业时应遵循以下要求：

（1）卫星截止高度角15°；

（2）观测可用卫星个数25；

（3）PDOP值W6；

（4）RTK观测前应设置平面收敛阈值不应超过2cm,垂直收敛阈值不应超过3cm；

（5）观测次数22,每次观测应重新初始化；

（6）采用三角支架对中整平，每次观测历元数应不少于10个；

（7）各次测量的平面坐标分量较差不应大于2cm,高程较差不应大于3cm,各

次结果取中数作为最后成果。

如果要求精度高，则采取静态作业。采用静态观测时，用两个E级GPS点或E

级以上等级控制点作基准站，以菱网状布测，保证每个像控点都有两条基线边，边

长控制在20Km以内。静态观测一个时段,时段长240min,卫星高度角＞15°,有效

观测卫星数24颗，数据采样间隔15s,PDOPV6。观测过程中应严格按GPS操作手

册要求作业。接收天线高度在观测前后各量一次，互差不大于3m%观测过程中要随

时注意卫星失锁、PD0P值的变化情况等，如失锁情况严重要适当增加观测时间，务

求外业观测一次成功，并要做好记录，以便在数据处理中参考。静态施测像控点时

应填写GPS外业观测手薄。

采用网络RTK测量像控点可不受流动站到基准站距离的限制，但应在网络有效

服务范围内。天线高的量测应精确到亳米，开始作业前天线高应重复量测两次，两次

较差小于3mm取其平均值否则重新对中整平仪器。应确保正确录入天线高并检查“天

线类型输入”等信息的正确性。每个点需要观测两个测回（每测回15个采样历元）

经度、纬度至少记录到0.00001”，平面坐标和高程记录至0.001米，最终成果取两

次观测的平均数使用°每次观测前应对仪器进行初始化,并得到固定解，当长时间不

能得固定解时,宜断开通信链路,再次进行初始化,每次观测之间必须进行初始化。在

GPS信号存在遮挡的区域使用全站仪进行坐标量测。

像控点联测结束后的坐标应及时展点检查，防止出现粗差，确保下工序的空三

加密能得以顺利进行。

2.2.3外业航飞

2.2.3.1航线设计要求

航线设计要求无人机航拍航线设计符合下列要求：

(1)应按航片不低于70%重叠度(推荐航向75%以上，旁向70%以上)拍摄

的要求对测区进行往复航线重复拍摄，保障整体测区每个位置都有多个角度符合

重叠度要求的照片覆盖；

(2)在有效区域的外侧规划6个曝光点位置；确保厂区全覆盖，厂区

周边地区至少包括500mo

(3)航线弯曲度不大于3初

(4)航高建议200米，航摄分区内实际航高与设计航高之差不超过设计

航高的10%；

(5)旋偏角不大于8度。

2.2.3.2航摄精度要求

航摄成果精度达到国家1:1000航摄地形图的平面和高程精度标准，即平面

中误差不超过20厘米，高程中误差不大于25厘米。对应要求航摄原片的地面分

辨率不超过3厘米，航空摄影区域内最高点与最低点影像分辨率不得超过0.3

个像素，对于高差较大的设施、建筑，必须施行分区飞行，确保分辨率一致。

2.2.3.3影像质量要求

(1)影像表现质量应清晰、层次丰富、反差适中、色调柔和、不偏色、

无色斑；

(2)影像能辨认出与地面分辨率相适应的细小地物，保证面积较小的地

物清晰可见，且能建立立体模型;

(3)影像上云及云影不影响地物的特征判读；

,(4)在曝光瞬间因飞机地速的影响造成像点最大位移不超过0.5个像素；

(5)GPS数据记录应齐全，解算精度需满足后期实景真三维模型制作软件

的要求。

作'也人员通过人工目视检查航飞数据是否有以下情况：照片有雾、光照不

均衡、噪声、弱信息、航带色差等。通常情况下，经过检查发现影像有以，情况

的，需要在天气条件较好的情况下重新飞行采集数据。

2.2.3.4航摄数据成果要求

航摄数据包括JPG格式的照片和对应每一张照片曝光点的定位坐标文件。

影像名称应由数据区编号、数据采集时间、镜头编号、顺序号等四部分组

成，见下表。

序号省市区/县化工企业采集时间镜头编号影像编号

1130402HQQT20210930FGGGGGG

影像文件夹应按企业编号'采集日期'镜头编号进行分级目录存储。

影像的保存目录为：(根目录＞\130402HYQT\20210930\F

影像名称为：139402HYQT2021093003000001

2.2.4空三加密

空三加密前应设计好加密区域，一般同外业布点区域，必要时可合并相邻

区域进行统一平差，减少加密接边，提高整体精度。

2.2.4.1像片定向

加密选点前须对航摄像片逐片进行内定向。内定向时应注意框标点的顺序

不得搞错，应特别注意调头航线。

内定向后进行像片加密点选点，然后相对定向，也可由软件自动定向c

相对定向：由计算机自动完成定向，人工干预剔除粗差.标准点残余上下

视差Aq不应大于土0.005mm,检查点残余上下视差Aq不应大于土0.008mnu

绝对定向：区域网控制点的平面和高程成果取用外业测定成果，基本定向

点平面和高程残余误差均不应大于图上0.25nmi和实地0.14叫多余外业控制点平

面和高程不符值均不得大于图上0.44mm和实地0.23m,区域网内公共点平面和高

程较差不大于图上0.56nmi和实地0.29m,区域网间公共点平面和高程较差不大于

图上O70mm和实地O36m。

内业绝对定向中，应将全野外高程点作为定向约束，一方面提高加密精度,

另一方面检查野外RTK高程的粗差。

2.2.4.2转点和选点

野外控制点的转点包括像片控制点和像片测图范围内无平面坐标的水准

点。

转点时应详细阅读外业刺点说明和点位略图，并考虑外业架仪器的可能位

置。以刺点说明和点位略图为准，像片刺点孔位为辅。

内业加密点应选在本片和相邻像片影像都清晰、明显且易量测的目标点上。

像对之间、航线之间以及加密区域之间一般不允许分别布点。

内业加密点按每个立体像对选取四个标准点位平高定向点和两个主点定向

点。平高定向点应选在通过像主点且垂直于方位线的直线和旁向重叠中线的交点

1cm范围内，主点定向点应选在距离主点1cm范围内，困难时可放宽至1.5cm。

内业像片加密点的像片条件与外业像片控制点布点的像片条件相同。

2.2.4.3选取内业加密点的要求

加密本身需要的连接点应与像对六个定向点重合，所选点位构成的图形以

大致成矩形为宜，在条件许可下尽可能使各点间的高差相差小些。

全数字摄影测量测图以像对为单位，加密选点时不必考虑图廓点或图廓线。

平地尽量选在地面的明显目标点上；林区尽量选在空地的明显目标点上，

困难时也可选在相邻航线和左右立体像对都清晰的树顶上。

按线路走向航摄的航线加密应尽可能兼顾标准点之间的高差。相邻航线接

头的重叠处应选取2个航线加密公共点以供单航线加密接边。

内业加密点由软件自动编号，整个测区不得有重号，必要时应绘出加密网

图。

2.2.4.4计算和成果整理

平差计算前应编写外业控制点成果文件（加密定向点已知成果）并经第二

人检查校对。

平差采用多项式概算，用光束法严密平差。

计算过程中出现超限或错误，应认真检查内定向和相对定向精度、控

制点起始数据和转点精度，仔细分析找出原因后正确进行处理。

较大水系水位点应在首次计算成果出来后进行相互比较，有矛盾时应在立

体观测下进行配赋改正。

加密完成与相邻航线、相邻加密区域的接边后，成果应通过接口程序直接

传输给测图定向使用。

作业方法、精度统计、重大技术问题处理情况和质量评定应填写质量记录,

并有填写者、检查者签名。

2.2.4.5加密接边

航线网、区域网之间的公共点接边，平面和高程较差在符合规范要求时，

取中数作为最后成果。

2.2.4.6空三操作

在空中三角测量前，先对原始影像进行预处理，对原始影像进行色彩、亮

度和对比度的调整和匀色处理。匀色处理应缩小影像间色调差异，使色调均匀，

反差适中，层次分明，保持地物色彩不失真，不应有匀色处理的痕迹。

空中三角测量由于倾斜航空摄影测量由于摄影倾角大，影像变形严重：分

辨率变化大，尺度无法统一；重膏数多，需要多视处理等特点，使其空中三角测

量有异于常规数码航空摄影测量中的空中三角测量方式。常规的空三加密软件一

般都不能实施，需要多视角航空摄影测量空中三用测量专业软件进行数据处理。

具体步骤如图所示：

ContextCaptureCenter空三建模流程

空中三角测量采用ContextCaptureCenter软件，将相机参数、影像数据、

P0S数据进行多视角影像特征点密集匹配，并以此进行区域网的自由网多视影像

联合约束平差解算，建立在空间尺度可以适度自由变形的立体模型，完成相对定

向；将外业测定的像片控制点成果，在内、业环境中进行转刺，利用这些点对已有

区域网模型进行约束平差解算，将区域网纳入到精确的大地坐标系统中，完成绝

对定向。空三结束后应及时查看精度报告以符合基本精度要求。具体操作流程为:

(1)创建工程：给定工程的名称，指定工程存放路径，并填写工程的描述。

工程名和存放路径尽量用英文。

创建工程

(2)工程路径配置0序列目录设置为一样的，都为上一步工程所在目录。

工程-Test

松，育省凄/

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送唤

在计1收3口上使用山"叼,=汽使用*用命名约定①版）普径M

r使用，阪施役时送行・eGK议在计M妒Ktv中使用）

r为台航工程文付便阿代理U»二解注:i//Mn117/EVOCTest/Test/Tert.

ff»»M7

定义Con'exrCaptseEn<*ne编隹务｛|交日乘♦

任务序列日录：k：/ocr.”

工程路径配置

（3）创建区块：在项目根节点下右键一新建区块，新建区块一般默认名称

为Block」。

创建区块

（4）添加影像：选中Block」节点，并将右侧打到“影像”选项卡，选择

添加影像。添加影像既可以添加单张，也可添加整个目录，止匕外，影像选项卡还

可以导入视频、删除影像、降低影像分辨率、检查是否有坏片等功能。CC在添

加影像时，会自动按照文件夹将照片分成若干个组。

8290”射像，。个控制点，0个用户停接点

明像|点云|别蟠|维他曲博|3D/图|

能影狙更委信息:为了领用贵修精度和性能，―检查您重入的效抠是否商足这些条件・

力添加彭漕...I』邵考入视续...|一移门影像|*设贵晓任采祥...|国检查必僵文件...|日导入位贵...|

X«B1名徵效及主要影像组件1黑相机屋山ZE尺寸|焦距38■

Photogroup1CJ1U1658photo""0/1658photo(s)SOKYILCS-510023.5M

Photogroup2山1658photo'"0/1658photo(s)SONYILCE-510023.5M

Photogroup3小1658photo-',0/1658photo(s)SONYILCE-510023.5B*

Photogroup4c/fAlj1658photo-0/1658photo(s)SONYILCE-510023.5M

Photogroup6「，1658photo",0/1658photo(s)SONYILCE-510023.5g

添加影像

这里的photogroup就是按照文件夹自动分成的5个组，可以发现里面玦失

一些必要的信息，将信息补充完整，并把组名改为各个镜头视角的名称，其中对

应关系为A-左视，S-下视，D-右视，W-前视，X-后视，其中下视镜头为短焦22mm,

其他镜头为35nlm，选中每个相片组，会在右侧出现相片组的信息，里面列出了影

像目录，由此判断镜头名称。

（5）导入E0：在“影像”选项卡中，选择“导入位置”，对于5镜头在

导E0时，所有镜头的E0都需要导入，哪怕是只提供了下视的E0,也要重复的

把下视E0导入到其他视角中。导入时，要求片名和E0中的1D号完全相同，E0

的格式为：

DSCA00007.JPG109.049103234.1402808689.05

DSCA00008.3PG109.049146834.1403873689.08

DSCA00009.JPG109.049279134.1404215689.1

DSCA00010.3PG109.049409134.14043689.13

DSCA00011.JPG109.049380334.1403223689.05

DSCA00012.JPG109.049338734.1402188689.29

DSCA00013.JPG109.049293534.1401115689.23

1A9.R4.1400。只2GaQ.2

E0格式

（6）导入并量测像控点：打到“测量”选项卡，在SurveyPoints中选择

importsurveysfromfi1c,从外部导入像控点。

控制点的导入

右侧的控制点列表中，可以对每个单独的点进行编辑，包括更改点ID、选

择点类型，是定向点还是连接点、改变点的类别、更改坐标值、设置是平面点还

是平高点、设置点的权重等。

在CC中，控制点量测思路是首先结合像主点和像控点的展点图以及刺点

片，量测整个测区的至少3个控制点，每个控制点至少刺3张片子，然后跑一遍

空三，此时所有的控制点就能够预测了，量测所有控制点后再跑一遍空三。因此

在跑第一遍空三之前需要自己寻找像控点。根据dgn文件，找到像控点所对应的

影像，按住shift,即可刺点于其上，刺上后显示如下：

尸

1

二.

二

二

1

像控点转刺

至少找三个以上点进行量测，完毕后进行下一步工作。注意在刺点时要在

右侧点列表中选上要刺的点，否则容易把点号刺错。

（7）提交空三：打至「概要”选项卡，点击右侧的“提交空中三角测量”，

弹H1定义空中三角测量计算选项卡，指定输出区块名称，一般为默认Blocl」-AT

（如果是多次空三，则会有多个-AT）,选择参与计算的影像，一般选择全部。

（8）选择合适的定位/地理参考，这里有如下几个选项：

地理参考选项

其中，如果没有量测控制点，系统会默认任意的，自动垂直则是应用于影

像没有初始E0

的情况，如果量测控制点，则会默认选择使用控制点进行平差，一般这里

选择默认。

(9)进入设置选项卡

设置

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备极附上

设置选项卡

第一遍空三的时候，“评估策略”都是灰色不可选状态，第二遍空三的时

候就可以进行选择是重新计算、平差调整还是保持.一般若无特殊需求.选择默

认的预设值，设置完毕后点提交。此时命令已经发出，只要启动引擎即可执行空

三过程。整个过程实际上都是引擎在跑，Master只是起到监控作用，另外CC的

空三只是一个任务，它不像跑模型一样可以分块，所以只能一个引擎，也就是一

台机器执行。一般第二遍空三跑完后，像控点就能很好的预测了，此时可以选择

是否量测所有点进行第三遍空三，一般空三不要超过3遍。空三结束后，点击右

下角report,即可查看点的精度情况。

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