DB3206T 1081-2024 水運工程樁位無人機測量導則

ICS03.220.40CCSR20DB3206南 通 市 地 方 標 準DB3206/T1081-2024水運工程樁位無人機測量導則GuidelinesforUAVsurveyofpilepositioninwatertransportengineering2024-07-19發(fā)布 2024-09-01實施南通市市場監(jiān)督管理局 發(fā)布DB3206/1081-2024DB3206/1081-2024PAGEPAGE10目 次前??言 3引??言 4范圍 5規(guī)范性引用文件 5術語和定義 5技術準備 7現(xiàn)場作業(yè) 8內(nèi)業(yè)解算 12附錄A 15附錄B 16附錄C 17附錄D 18附錄E 19附錄F 20前??言GB/T1請注意本文件的某些內(nèi)容可能涉及專利。本文件的發(fā)布機構不承擔識別專利的責任。本文件由南通市交通運輸綜合行政執(zhí)法支隊提出。本文件由南通市交通運輸局歸口。本文件起草單位：南通市交通運輸綜合行政執(zhí)法支隊、中建港航局集團有限公司。本文件主要起草人：季祥、顧紅雷、伍忠林、趙志強、朱建明、邱禮平、高晶晶、王培倫。引??言水運工程樁位無人機測量導則范圍本文件描述了利用低空無人機傾斜攝影測量技術進行水運工程樁位質(zhì)量檢測的技術準備、現(xiàn)場作業(yè)和內(nèi)業(yè)解算等環(huán)節(jié)要求。PHC規(guī)范性引用文件（包括所有的修改單）適用于本文件。GB55018GB50167GB/T24356測繪成果質(zhì)量檢查與驗收JTS131水運工程測量規(guī)范JTS257水運工程質(zhì)量檢驗標準CH/T1014基礎地理信息數(shù)據(jù)檔案管理與保護規(guī)范CH/Z3001無人機航攝安全作業(yè)基本要求CH/Z3002無人機航攝系統(tǒng)技術要求CH/Z3003低空數(shù)字航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范CH/Z3004低空數(shù)字航空攝影測量外業(yè)規(guī)范CH/Z3005低空數(shù)字航空攝影規(guī)范術語和定義下列術語和定義適用于本文件。無人機（UAV）unmannedaerialvehicles一種由動力驅(qū)動、機上無人駕駛、可重復使用的航空器，具有遙控、半自主、自主三種飛行控制方式。[來源：CH/Z3001-2010，3.1]obliquephotography攝影機主光軸明顯偏離鉛垂線或水平方向并按一定傾斜角進行的攝影。傾斜攝影測量obliquephotographyphotogrammetry利用傾斜攝影技術對地物進行的量測。預應力高強度混凝土管樁（PHC）prestressedhigh-strengthconcretepipepile采用先張預應力離心成型工藝制成的混凝土預制管樁。實時動態(tài)定位（RTK）real-timekinematicRTK技術是一種利用GNSS載波相位觀測進行實時動態(tài)相對定位的技術。RTK設備是泛指應用RTK技術接收衛(wèi)星信號實時實現(xiàn)高精度定位測量設備。后處理動態(tài)定位（PPK）postprocessedkinematicPPK技術是一種利用載波相位觀測值進行事后處理的動態(tài)相對定位技術。PPK設備是泛指應用PPK技術觀測和記錄衛(wèi)星信號，后期通過計算機線性組合實現(xiàn)高精度定位測量設備。相機傾斜角度obliqueangle傾斜相機與垂直相機主光軸之間的夾角。垂直影像nadirimage飛行平臺的垂直相機獲取的影像。傾斜影像obliqueimage飛行平臺的傾斜相機獲取的影像。航向重疊度degreeofcourseoverlap飛機沿航線攝影時，相鄰像片之間所保持的影像重疊程度。以像片重疊部分的長度與像幅長度之比的百分數(shù)表示。旁向重疊度degreeoflateraloverlap像控點photocontrolpoints像控點（相片控制點）是為了提高測量精度而布設的高精度已知坐標點，通過全站儀、RTK等測定點位XYZ坐標。數(shù)字三維模型digital3Dmodel通過傾斜攝影技術生成的三維立體模型。數(shù)字高程模型（DEM）digitalelevationmodel（即地形表面形態(tài)的數(shù)字化表達。它是用一組有序數(shù)值陣列形式表示地面高程的一種實體地面模型。數(shù)字正射影像圖（DOM）DigitalOrthophotoMapDOM（單色或彩色（內(nèi)、外）整飾和注記的平面圖。技術準備技術方案準備收集資料與攝區(qū)有關地形圖、地形地貌、氣象條件以及機場、重要設施等情況，確定飛行區(qū)域空域條件、設備對任務的適應性。收集待測量水中樁基施工設計圖紙，明確樁基設計范圍、數(shù)量、樁徑、高程、坐標、編號、施工計劃等。PHCJTS257。編制無人機測量技術方案測量技術方案由具體負責無人機測量的技術負責人編制，方案應明確測量目標、A。審核和批準技術方案由本次測量項目主要負責人審批，如有必要可邀請相關領域?qū)＜覅⒓釉u審。無人機飛行應遵照民航、通航和空域管理部門相關規(guī)定執(zhí)行；無人機航攝系統(tǒng)技CH/Z3002硬件設備準備無人機設備無人機應具備出廠合格證，保險處于有效期內(nèi)。使用前應進行設備功能性檢查，確保設備完好，具備飛行條件。RTKPPK單塊電池續(xù)航時間和電池數(shù)量應能滿足無人機當天航飛架次用電需求。攝像設備攝像設備基本要求如下：傾斜攝影一次曝光采集的像素應能滿足本次測量精度需求，單個鏡頭宜不低于2000萬像素，一次曝光不低于1億像素；90min有定點曝光功能，影像重疊度滿足測量要求。攝像設備在達到以下條件時，應進行設備校準：220000經(jīng)過大修或主要部件更換以后；在使用或運輸過程中產(chǎn)生劇烈震動以后。53地面基站30km50km其他配套設備RTK移動站、對中桿、電源、數(shù)據(jù)處理終端等設備應按要求配備，并能正常使用。軟件系統(tǒng)準備無人機航攝系統(tǒng)（簡稱飛控系統(tǒng)CH/Z3002。數(shù)據(jù)處理系統(tǒng)設備精度校核CH/Z3005無人機開展正式作業(yè)前應進行測量精度校核。測量中誤差不得大于項目測量技GB55018現(xiàn)場作業(yè)實地踏勘和場地選取實地踏勘和起降場地選取按照CH/Z3001確定的要求執(zhí)行。像控點布設基本要求項目拍攝區(qū)域應合理布設像控點，點位宜整體均勻分布，條件允許時在測區(qū)邊界增設像控點。像控點選點要求如下：CH/Z3004高程像控點位周圍應相對平坦、高程起伏較小。水中樁位測量可選用工程陸域施工已有測量控制點、水中穩(wěn)定構筑物或水中樁作67:3。具備免像控技術的無人機航攝設備，在測量區(qū)域范圍較小，檢校精度能滿足測量需求情況下，可不設或少設像控點和檢查點。布設原則待測量樁位區(qū)域周邊應布置合理數(shù)量的像控點，布設原則如下：布設在同一位置的像控點應聯(lián)測成平高點；像控點點位的分布應避免形成近似直線；3cm方形測區(qū)（4）像控點基本分布圖例，見圖1。圖1方形測區(qū)像控點基本分布像控點 檢查點帶狀測區(qū)（4）像控點基本布設圖例，見圖2。圖2帶狀測區(qū)像控點基本分布像控點 檢查點布設密度100m～150m80m。相控點形狀和尺寸30cm3。圖3像控點圓形標志圖L15cm30cm4。圖4像控點L型標志圖如在樁上布設像控點，圓形標志的直徑宜與樁外直徑一致，像控點中心與樁橫截面軸線重合；LL點位測量RTKRTK3（平滑10次），每次應斷開RTK重連?？刂泣c和檢查點坐標精度應能夠滿足測量精度需求,布設點位相關信息應記錄準B。在布設像控點的同時布設好檢查點。飛行作業(yè)飛行環(huán)境拍攝過程宜保持在天氣無明顯變化條件下進行，航片天氣環(huán)境一致、日照條件相似，拍攝時現(xiàn)場風級不得大于4級。航飛季節(jié)和航飛時間選擇應符合GB50167中的規(guī)定。保證飛行器起飛點在空曠區(qū)域，周圍無遮擋，五米范圍內(nèi)不要有干擾到飛行器的人或者物體。無人機安裝嚴格按照無人機使用說明書要求將各部件組裝完成，確保飛行功能正常穩(wěn)定。傾斜攝影相機應正確安裝，能正常使用各項功能。CH/Z3001機體外觀：逐一檢查機身支架、旋翼等有無損傷，修復過的地方應重點檢查；連接機構：旋翼與電機連接是否牢固，有無安裝錯誤；旋翼片或螺旋槳：應無損傷，緊固良好；電機：與機身連接應牢固；電池：電池壽命應良好，電量顯示應正常且能滿足飛行需求；機載天線：RTK相機設備：鏡頭應干凈、無破損或劃痕，鏡頭轉向功能正常；飛控系統(tǒng)：離地試飛，檢查各自由度的運動是否正常；飛行器總體：無人機落地姿態(tài)應正確。航線規(guī)劃對拍攝區(qū)域應進行航線規(guī)劃，確保航向和旁向重疊度滿足要求。航線規(guī)劃應結合攝像設備獲取垂直和四個傾斜等五個不同角度采集影像的方式綜合考慮。根據(jù)鏡頭數(shù)量合理選擇五向或者井字飛行模式，并設置相應航攝重疊度，重疊度設置要求如下：五向飛行航向斜射航向重疊度均不小于80旁向斜射旁向重疊度均不小于70；井字飛行：航向及旁向、斜射航向重疊度均不小于80。航向覆蓋超出攝區(qū)邊界線應不少于兩條基線。旁向覆蓋超出攝區(qū)邊界線不宜少于像幅的50，航線外擴寬度應按照公式（1）計算：L=H1×tanθ+(H2-H3)+L1 （1）式中：L——外擴距離，單位為米（m）；H1——相對航高，單位為米（m）；θ——相機傾斜角，單位為度（°）；H2——攝影基準面高度，單位為米（m）；H3——測區(qū)邊緣最低點高度，單位為米（m）；L1——半個像幅對應的水平距離，單位為米（m）。無人機航攝高度按照下列公式（2）計算：H=?×GSD/α （2）式中：H——航攝高度，單位為米（m）；?——鏡頭焦距，單位為毫米（mm）；α——像元尺寸，單位為毫米（mm）；GSD——地面采樣距離，即數(shù)字影像中一個像素大小代表真實地面距離，單位為米每像素（m/像素）。公式（2）GSD參數(shù)取值要求如下：測量結果用于快速排查施工現(xiàn)場異常樁位，GSD0.015～0.03m/像素；b）GSD0.015m/像素。實際飛行高度不宜大于計算航攝高度。航飛區(qū)內(nèi)如有局部障礙物高于計算航攝高度，應通過調(diào)整航線范圍、角度或局部環(huán)繞飛行等方式避開障礙物。起飛GB50167100km/h。作業(yè)監(jiān)控航飛過程中應監(jiān)控飛行器狀態(tài)，包括飛行高度、飛行速度、實時圖傳、飛行器衛(wèi)星數(shù)、遙控器信號、飛行器電池電量（電池電量應有低電量報警功能）等,電量不足時應暫停飛行及時更換電池。ISO100～300飛行數(shù)據(jù)整理數(shù)據(jù)拷貝無人機拍攝影像應及時整理保存。C。數(shù)據(jù)整理拷貝的數(shù)據(jù)引發(fā)及時分類整理、命名。采用五向鏡頭拍攝的，各鏡頭數(shù)據(jù)應分別保存。CH/Z3005內(nèi)業(yè)解算數(shù)據(jù)導入系統(tǒng)軟件與參數(shù)設置選擇合適建模軟件，準確設置相關參數(shù)。數(shù)據(jù)文件檢查和導入根據(jù)數(shù)據(jù)后處理需求，可對原始數(shù)據(jù)進行數(shù)據(jù)格式轉換，轉換后不得損失幾何信息和輻射信息。原始影像數(shù)據(jù)應進行畸變差改正?？臻g參考系應保持一致。數(shù)據(jù)運算空三刺點每個像控點宜刺5～10張照片，刺點應準確，照片宜間隔選取?？杖\算空三運算由系統(tǒng)自動完成?？杖\算過程中應檢查運算質(zhì)量，具體包括:a）連接點正確性，是否存在分層、斷層、錯位;CH/Z3003數(shù)據(jù)分析樁位平面坐標比對分析將正射影像圖與樁位設計圖進行疊加，對比分析樁位測量坐標與設計坐標，對超出允許偏差的樁位號應進行提取和標注。斜樁實際水平坐標應結合設計平面扭角或斜度，利用計算軟件對測量獲得的斜樁樁頂坐標和高程坐標進行二次運算獲得。樁位高程坐標比對分析將正射影像模型提取的高程坐標與設計圖樁位高程進行比對分析，對超出允許偏差的樁位號進行提取和標注。坐標比對測量RTK量成果的可靠性。被抽取點位應在測區(qū)內(nèi)均勻分布，對比檢查率不少于5，比對測量GB/T24356JTS131規(guī)定的相關內(nèi)容執(zhí)行，比對測量記錄表格式詳見附錄D和附錄E。成果管理成果分類數(shù)字正射影像圖成果應包括：分幅結合圖、數(shù)字正射影像圖成果、元數(shù)據(jù)文件、圖歷簿、其他相關資料。數(shù)字高程模型成果應包括：分幅結合圖、數(shù)字高程模型成果、元數(shù)據(jù)文件、圖歷簿、其他相關資料。數(shù)字三維模型成果應包括：三維模型圖、數(shù)字三維模型成果、元數(shù)據(jù)文件、其他相關資料。文檔資料成果應包括：測量設計方案、技術總結、檢查報告與驗收報告、其他相關資料。文件命名詳見附錄F。存儲要求存儲要求可按照CH/T1014確定的要求執(zhí)行。資料移交移交的各項成果資料應整理齊全、數(shù)據(jù)準確、字跡端正清楚。附錄A（資料性附錄）任務概述說明本次測量任務來源、用途、測區(qū)范圍、內(nèi)容與特點等基本情況。測區(qū)自然地理概況和已有資料情況測區(qū)自然地理概況。已有資料情況。引用文件成果規(guī)格和主要技術指標設計方案GNSS規(guī)定作業(yè)的技術路線和流程。規(guī)定作業(yè)方法和技術要求：根據(jù)施工放樣使用的圖紙和資料中提出的技術要求，規(guī)定各作業(yè)環(huán)節(jié)技術要求、檢核方法和限差規(guī)定等；規(guī)定攝影成果記錄的內(nèi)容和要求；規(guī)定成果補測與重測的條件和要求；其他特殊要求:擬定所需的交通工具、主要物資及其供應方式、通信聯(lián)絡方式以及其他特殊情況下的應對措施。質(zhì)量控制環(huán)節(jié)和質(zhì)量檢查的主要要求。上交和歸檔成果及其資料的內(nèi)容和要求。有關附錄。B

附錄B（資料性附錄）點名點號所在圖幅概略緯度坐標X點名點號所在圖幅概略緯度坐標X概略經(jīng)度坐標Y概略高程坐標Z控制點所在樁位號點位描述點位略圖實地照片1實地照片2選點人：檢查人：時間：時間：備注：C。

附錄C（資料性附錄）C機組 天氣日期 從 時 分到 時 分攝區(qū)攝區(qū)名稱航線規(guī)劃號航攝分區(qū)垂直影像地面分辨率/m相對高度飛行架次時間地形地貌無人機型號航攝航向重疊率旁向重疊率相機傾角照片數(shù)量操作人員配合人員航攝飛行示意圖備注：填表人：附錄D（資料性附錄）平面坐標比對測量記錄表平面坐標比對測量數(shù)據(jù)記錄詳見表D。表D平面坐標比對測量記錄表項目名稱：測量方式：單位：儀器名稱、型號：儀器編號：點號測量坐標值成果坐標值差值備注X1Y1X2Y2dxdyds備注：檢測點數(shù)量： 個粗差數(shù)量： 個粗差率（）：允許中誤差:±中誤