校区无人机航测方案设计.

学校代码:学号:HENAN INSTITUTE OFENG INEER ING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指导教师（职称）完成时间工程概况1主要工作内容1O11获取*技术学院校园范围内约093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12000数字线划图D LGo3*技术学院校园口^生成.测区自然地理概况1o2本次设计对象为*技术学院，校区位于开封市西北角开封界于东经113°51,51〃一115°1542,北纬34°1143-35°1T43〃，南北宽约92公里，东西长约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连云港500公里,西距省会郑州72公里，南望平畴，北依黄河，在中国版图上处于豫东大平原的中心部位开封市地处豫东平原，黄河下游大冲积扇南翼海拔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，林木覆盖率高于全国平均水平.开封市气候主要受蒙古高压、太平洋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%,平均日照时数为22676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

627.5-7229毫米,年平均大气蒸发量为1959o1毫米本次设计的对象为*技术学院新校区，学院位于开封市西北角，金明区东京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11000数字地形图采用1985国家高程基准，开封市城建坐标系*技术学院校园GPS控制点资料由*技术学院老师提供作业依据与基本规定3技术依据3o1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）表技术依据3—1序号标准名称标准代号《全球定位系统城市测量技术规程》1CJJ73-97《航空摄影技术设计规范》2GB/T19294—2003《城市测量规范》3CJJ8—99《、、地形图图式》41:5001:10001:2000GB/T7929—1995《、、航测内业规范》51:500110001:2000G B7930—87《数字测绘产品检查验收规定和质量评定标准》6GB/T18316—2001GB/T17798-199地球空间数据交换格式

791500、

11000.1:2000GB15967—19895地形图航空摄影测量数字化测图规范9国家测绘局《GPS辅助航空摄影技术规定（试行）》—国家

三、四等水准测量规范10GB12898—91数字测绘产品质量要求第部分1GB/T

17941.1—11数字线划地形图，数字高程模型质量要求2000《、、航测外业规范》121:5001100012000GB7931—87《测绘产品检查验收规定》13CH1002-95《测绘产品质量评定标准》14CH1003-95《、地形图数字化规范》1515001100012000GB/T17160-1997基本规定

3.21所获取影像为可进行立体测量的真彩色数字影像2按10cm地面分辨率进行技术设计,影像数据满足1:1000比例尺的线划图DLG、数字高程模型DEM和正射影像图DOM的成图精度要求川3配置高精度动态测量型GPS接收机，其性能应满足相应测图精度的技术要求，摄站点坐标成果采用事后相位差分技术解算4当GPS数据缺失或精度不够时，必须整条航线重摄5摄区边界南北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东西各一条基线.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基本航线按东西方向布设.10坐标系统1980西安坐标系，高斯投影30分带，中央子午线参照校园所在位置;高程系统1985国家高程基准.11成图比例尺

11000.1211000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“宝马村三队工程地形图〃图廓、注记、独立符号均按正北方向注记数字正射影像图DOM为TIF附tfw数据格式01分辨率；成图精度

3.3地形图的精度应符合下表3-2规定:表地形图精度规定3—2点位中误差m高程中误差m成图比例尺地物点注记点等高线1:1000W06W

0.2^

0.25隐蔽和困难地区，平面和高程中误差可放宽倍

1.5注点位中误差为地物点对最近已知控制点的中误差，高程中误差为高程注记点，等高线对最近水准点的高程中误差，极限误差规定为中误差的两倍技术方案41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11000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:利用河南省CORS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⑵.选刺执行GB/T7931—2008《1:500110001:2000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《15001100012000航空摄影测量外业规范》执行图式符号执行GB/T

20257.1-200715001100012000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，用光束法平差软件进行空三区域网计算平差6立体采集由Map Matrix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《1500110001:2000航空摄影测量内业规范》、GB/T

20257.1-2007《1:500110001:2000地形图图式》，采集要素分类码执行《1500110001:2000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CASS80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ASCII GRID格式.DEM格网1:1000间隔1米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所示图生产流程图37航空摄影5航空摄影技术参数设定

5.

15.

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0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⑶在航线规划时，可以预先考虑修正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「Px+l—Px•Ah/H5—1JRy=P+1-P•Ah/Hy yPx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；Ah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⑷，表示为m=p/GSD5一2m为航摄比例尺;GS D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m平均二f/H5-3f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⑸h=*+hQ5—4sh基为平均基准面高度；h高为区域内最高点的平均高程；h低为区域内最低点的平均高程

5.

1.2航线设计参数1飞行高度的确定根据成图比例尺的要求,选择合适的地面采样距离根据所选择的地面采样距离，利用相机的焦距和像元尺寸，得到相对航高⑸.相对高度与基准面之和，即为飞机飞行的高度5-5「H=GSD•f/p1Ho=H+h基Ho为飞机的实际飞行高度2航向间距与旁向间距的确定仔Lx1—Px•L•GSD5-6Ly+1-Py•w•GSDLx为航向间距;Ly为航线间的间距;L和W为数码影像的长度和宽度.3像移量的控制由于无人机遥感平台载荷受限的原因，无法加装复杂的像移补偿装置，只能通过缩短曝光时间、限制飞行速度两种措施来达到限制像移的目的⑺像移量3的大小及像移的速度与飞行速度、摄影比例尺等因素有关8•t•f/H5-7为像移量的大小;V为飞机的对地速度;t为曝光的时间按照《1:500,11000,12000地形图航空摄影规范》规定，曝光时间内最大像点位移不超过相片上006mm,即60um对于CCD相机,显然这个像移足以造成影像模糊，取像点位移不超过1个像素，不影响影像的清晰度和地面分辨率为保证测量的精度、影像不产生明显模糊，在曝光时间内设定的像移量大小不超出像元尺寸的1/3—1/2快门速度的限制条件为tWGSD/2—3v5-84曝光时间间隔设定T=Lx/v5-95航片数量单条航线上航片数目N=L/Lx5—10L为航线长度在航线两端点处各增加一个航片No=N+25-11测区的航线数NL-AW/Ly5—12AW为测区的宽度航片总数TN=N0+NL5-13航线规划常规航测航线的敷设，一般应沿东西方向进行⑴考虑到学院地形的高程变化不大且范围较小，本次航线设计以东西方向进行，航带规划示意图如下图5-lo*学院毕业设计版权使用授权书本人完全了解河南工程学院关于收集、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*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

11.1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lo2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（D0M）的制作、质量保证措施基本要求221掌握无人机航测方案设计的基本要求及主要内容O

2.2基本掌握设计的过程,有清晰的设计思路2o3方案合理、优化、可行24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］徐宇飞，数字测图技术［M］关口州:黄河水利出版社，2005［2］张祖勋，张剑清.数字摄影测量学［M］.武汉武汉大学出版社,2012［3］徐亚明，王佩军摄影测量学［M］武汉武汉大学出版社，2005［4］徐绍锋，张华海GPS测量原理及应用［M］武汉:武汉大学出版社，

2008.［5］王树根，摄影测量原理与应用［M］.武汉:武汉大学出版社,

2009.完成期限指导教师签名:专业责人签名:摘要错误!未定义书签ABSTRACTI1I工程既况错误!未定义书签

1.1主要工作内容错误!未定义书签o2测区自然地理概况错误!未定义书签1资料概况错误!未定义书签2作业依据与基本规定错误味定义书签33o1技术依据错误!未定义书签3o2基本规定错误!未定义书签3o3成图精度4技术方案错误!未定义书签4航:空摄影错误!未定义书签55o1航空摄影技术参数设定错误!未定义书签

5.29航空摄影的实施

5.3摄影质量控制措施

105.4成果资料的检查错误!未定义书签

5.5安全生产和风险规避错误!未定义书签航测外业技术要求错误!未定义书签

66.1像片控制测量错误!未定义书签

6.2调绘错误!未定义书签

6.3外业高程点补测错误!未定义书签航测内业技术要求错误味定义书签77o1空中三角测量错误!未定义书签7o2数据采集错误!未定义书签

7.3图形编辑错误!未定义书签8（DOM）数字正射影像图的制作错误!未定义书签8o1DOM制作错误!未定义书签82DOM的技术要求错误!未定义书签

08.3DOM影像数据的生成错误!未定义书签8o4DOM数据的存储格式错误!未定义书签

8.5DOM精度要求错误!未定义书签9质量保证措施错误味定义书签9o1质量管理错误!未定义书签

1.2检查流程和方法错误!未定义书签

9.3生产过程质量控制错误!未定义书签10项目计划安扫卜错误!未定义书签11成果提交错误!未定义书签致谢错误!未定义书签参考文献错误!未定义书签*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Y e1low RiverCo nserv a n c y Te c hnical Ins tituteCampusDesign ae r i a1U AVABSTRAC TUAV pr o d uc ed i n the1970s,th eear1y UAVsm aini yu sedformil itar y activiti es,becau se ofits uniquetec hnica1a dvantage s,t he n g raduall ye xtende dto t he rese arch andcivilian fie1d s o UA V sand a e ri a1p ho to gr a phycombi ned to becomethe1o w-a Iti t ude UAVsy s t em was in tro duced p ho togrammetry mapp i ng indu st ry,co upled with the in tr oduc ti on of non-metri cdigitalcamera,i tmake sthe UAVa erialsystem intoane wdirec tionof deve1o pmentin thefield o f aer i al photogr aph y.In re c en tyears,withthe developmen tofnew se nsor sand photogram metry platform dig ita1aeriald ron etec hnolog yw ith it s sign ifi c antfeatur es offlexible,economic a1,con venie nt and so on,h a s beco meapower ful comple ment to tradit ion a1mea nsof aerialphoto graphy,in aburst disas teremer gency fast data ac quisition andm appingasp ects of small-scaleshows aunique advantag eUAV aeria1sy stem,has been widespread concer nin re mot esensing and photogr amm et rya ndotherf ields.In thispaper,Ye1low RiverC onservancyT echnical Institut e,a erialde sign obje ct sby analy zingcam pus loca tionand t errain character i stics,design ed reasona bleaer ia1programs,mainly the MD4-200UAV asan exa mp1e,f rom th emeasured areadat aan a1ysis,rec o nn ai ssance,d esi gn,nomac hine aer ialpho tographymeasurement dat a acq uisitio nand processing,fi e1dcontr olp oint selec tionand mea surement,data proc essing industryin th e aeria1sur vey data,dataerror hand1i ng,et c.a ree xp ected todothed etailed design.一The purp oseisto providea re fere nce forthe smallarea lar gescale topo graphicm app ing aerialsurv ey programo；；；KEY WORDS UAVRo uteplanning Aeria1phot ogra phpho togr aph contro1p oints。