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1、南海区智慧城市高分辨率影像地图与电子地图建设方案二一九二一九年十月南海区智慧城市高分辨率影像地图与电子地图建设方案目 录1 概述11.1 方案提出背景11.2 建设目标11.3 方案主要优点22 项目建设范围33 项目建设内容43.1 高分辨率遥感影像获取与成图43.1.1 高分辨率遥感信息获取53.1.2 信息处理与匹配123.2 电子地图制作213.2.1 电子地图基础图层213.2.2 房屋面补充制作224 项目进度计划235 项目预算245.1 高分辨率遥感影像地图245.1.1 0.12米分辨率245.1.2 0.2米分辨率255.2 电子地图25I1 概述1.1 方案提出背景201
2、2年1月6日，南海智慧城市管理指挥（应急）中心暨政务服务中心正式启动，各镇街“双中心”试点将于今年底前完成，南海探索以网络倒逼公共服务流程再造进入深水区。 “双中心”是南海服务型政府治理的综合平台，目前第一批进驻的数字城管、智能交通、三防指挥、应急指挥、环保监测、市政垃圾处理（绿电发电厂监控系统）、交通监管、110治安监控、南海一点通、气象、桂城街道等11个部门的系统，通过常态管理、应急管理和政务服务三个模式进行有效运转。以微博、“南海一点通”、热线电话等方式广泛收集市民投诉、咨询与服务需求，通过平台派发给各个部门进行处理，同时对处理结果进行综合评价，以此搭建起政府各部门、社会机构和市民群众多
3、向沟通的桥梁。按计划，今年年中及年底，第二、第三批事关民生服务的政府部门和机构也将相继入驻“双中心”。 “双中心”作为对市民群众提供一站式服务的办事平台，所涉及的方方面面的事务都离不开地图的支持。当前“双中心”是以接口形式调用国土部门提供的电子地图服务，因相关保密要求所限，数据应用流程较为复杂，带来效率不高、定位偏差、直观性不好等问题，在一定程度上阻碍了“双中心”作用的充分发挥。为此，“双中心”相关部门在充分调研国内外相关机构运做情况的基础上，提出自主建设高分辨率航空影像及电子地图的方案，在全面替代国土部门地图服务的同时，为将来在更深更广的范围内应有地理空间数据创造条件。1.2 建设目标高分辨
4、率遥感影像具有直观逼真、应用范围广等特点，其潜在价值正在被不断认识和挖掘。利用无人机获取高分辨率遥感影像已成为国内外发展的一种趋势，其影像处理技术已比较成熟，并正在成为高分辨率遥感影像获取的主流技术。电子地图因其具有识图方便、简便易用的特点，可以与航拍影像形成良好的互补关系。故此，本方案提出具体实现以下目标：1、利用无人机低空遥感获取南海区全区的高分辨率遥感影像：本项目拟对南海区全区共1074平方公里区域进行无人机低空遥感影像获取。完成接受任务、收集资料、现场踏勘、仪器检验、编写测区技术设计书、建立控制网并测量、测区航空摄影、像控点测量等相关工作内容。2、实现信息的处理和匹配:通过无人机低空遥
5、感获取的影像信息，经过影像坐标匹配、影像平面误差检测、影像接边处理、影像色调处理、影像完整性检测等处理，制作成高分辨影像地图。3、补充制作电子地图：基于采集和处理后高分辨率遥感影像，在导航电子地图的基础上，增加建筑物轮廓（房屋面）数据，为智慧城市的相关工作提供方便。4、开发数据管理与应用接口：要在现有的“数字城管”等系统中顺畅应用影像及电子地图数据，需要开发相应的数据管理与应用接口。接口基于业界标准设计，可根据现有系统的特点进行定制开发。1.3 方案主要优点无人机高分辨率航拍影像图有着传统卫星图不可比拟的优点，特别是在能见度差的情况下，无人机能充分体现其全自动无人飞行、低空作业的高技术优势，更
6、新速度快、固定投入少、成本低廉、受天气和空域限制少，获取的数字图像数据是可以直接利用计算机快速处理，生成具有地理信息的、适应城市统筹管理的产品。瑞图万方导航电子地图是经过多年锤炼的品牌地图，地图数据直观、易懂，在实际应用时对使用人员没有专业性的要求，同时具有时效性与数据质量的保障。1、电子地图数据现势性好：瑞图万方导航电子地图实行实时维护，数据更新不受气候、自然因素的影响，执行任务灵活性高保证了数据的现势性。而传统地形图测量通常是局部更新，同时受天气等因素的影响，导致数据不能及时更新。2、高分辨率航拍影像更新周期短、投入成本低、数据精度高：常规的成图周期已不能满足需要，无人机高分辨率航拍解决了
7、卫星数据的拍摄盲区、编程时间长、天气影响云量大而无法获取数据等诸多因素，同时运行成本低，数据精度高达到0.2米的地面分辨率，覆盖范围广、机动快速促进了城市统筹管控的质量提升。3、电子地图适合城市统筹管理：传统大比例尺的地形图细节太多、太专业，非专业人士不易看懂，不适合城市统筹管理；导航电子地图通过放大缩小，细节不多，结合人性化的专题设计，使电子地图直观、易懂，更适合城市统筹管控。2 项目建设范围建设覆盖南海区全境的高分辨率遥感影像图及电子地图。本项目针对南海区全区（包括2个街道（桂城、罗村）、6个镇（里水、九江、丹灶、大沥、狮山、西樵）进行遥感采集，覆盖面积为1074平方公里。因南海区地形结构
8、不规整，预计实际作业面积会达到1300-1400平方公里。3 项目建设内容3.1 高分辨率遥感影像获取与成图无人机航拍制作高分辨率影像主要工作流程涉及外业航拍实施和内业影像制作。外业航拍实施具体包括：接受任务、收集资料、现场踏勘、仪器检验、编写测区技术设计书、建立控制网并测量、测区航空摄影、像控点测量等。内业影像制作主要包括：外业影像检核、数字摄影测量内业处理、编写技术总结报告书和成果验收。总体工作流程如下图：图 31高分辨率影像数据采集建库总体流程3.1.1 高分辨率遥感信息获取高分辨率遥感影像具有高分辨率、高清晰度、信息量丰富及数据时效性强等优点。对于相对成熟卫星航拍，由于其信息获取受重访
9、周期的制约，而且受限于云对卫星光学和红外通道探测的影响。载人航空航拍虽然不受重访周期的影响，但它的投入及对天气、场地和人员等条件的要求相对较高。以卫星和普通航测技术为主的绘图手段，往往暴露出数据获取能力不足、更新周期长导致数据现势性差等技术局限。无人机航拍相对卫星和载人航空航拍而言，具有速度快、机动灵活、视距范围较宽、分辨率高、全天候、全天时获取信息的优点。3.1.1.1 高分辨率遥感影像获取范围根据本次项目建设范围要求，需要提供南海区全区共计1074平方公里的高分辨率遥感影像图。涉及军事敏感区影像获取规避原则：涉及军事敏感区，特别是军用机场，原则上针对军用机场以及周边1公里内的所有区域不进行
10、航拍，其他有特殊规定管制区域不进行航拍。涉及军事敏感区影像处理原则： 航拍规避区域：为了保证区域完整行，后期制作影像使用普通耕地和绿地等进行影像填补。 对于军事敏感区域：涉及军事涉密区域，如军事营地、军事训练场地等军事用地和其他特殊涉密用地，在高分辨率影像制作时，使用普通耕地或绿地进行影像替换，保证影像不涉密。3.1.1.2 高分辨率遥感影像质量要求（1）遥感影像的航摄要求在天气晴朗、低空（1000m以下）无云雾、能见度大于5km、太阳高度角大于45时进行。（2）所获取的影像为可进行立体测量的真彩色数字影像、影像层次丰富、清晰易读、色调均匀、反差适中。（3）局部有云影、曝光过度或不足等情况，不
11、得影响模型的连接和测图，否则应予以补摄；影像应覆盖测区所有范围，如出现摄影漏洞，需要进行补摄。（4）航摄影像的地面分辨率在0.2m以上；满足与基础地形图的匹配要求。3.1.1.3 外业航拍工作流程外业采集流程具体如下：图 32外业采集作业流程3.1.1.4 资料收集、测区实地踏勘调查和任务规划1、由甲方提供现有地形图、影像资料、测区范围及相关资料。2、在搜集、整理和分析已有资料的基础上，进行现场踏勘，主要内容包括： 核查搜集的资料，评价资料的可信度和可利用度； 察看测区内的地物、地貌、交通情况等； 核查测区内测量控制点的位置和保存情况。 踏勘后编写技术设计书，进行任务规划，任务规划的主要内容及
12、原则为： 工作的目的、任务、范围、测区概况、计划工期3、航摄时间的选取航摄要求在天气晴朗、低空（1000m以下）无云雾、能见度大于5km、太阳高度角大于45时进行。4、航摄影像质量所获取的影像为可进行立体测量的真彩色数字影像、影像层次丰富、清晰易读、色调均匀、反差适中。 局部有云影、曝光过度或不足等情况，不得影响模型的连接和测图，否则应予以补摄。 影像应覆盖测区所有范围，如出现摄影漏洞，需要进行补摄。5、航摄基本技术指标和要求 航摄地面分辨率在0.2m以上；满足制作正射影像图的精度要求； 航高设计需按照使用相机参数与地面分辨率要求进行； 配置高分辨率动态测量型GPS接收机，其性能满足测图精度的
13、技术要求，摄站点坐标成果采用事后相位差分技术解算；当GPS数据缺失或精度不够时，必须整条航线重摄； 航向覆盖超出摄区边界线不少于一条基线。旁向覆盖超出摄区边界线不少于像幅的50%； 航片航向叠片率60%-65%，个别最小不得小于56%；旁轴叠片率30%-35%，个别最小不得小于13%；图 33 影像叠片与航线关系图 航片倾角不宜大于2，个别最大不应大于4，在同一航线上达到或接近最大旋偏角的像片不得连续超过三片，数码相机旋偏角不大于9 航线弯曲度不大于3%；图 34 航线弯曲度过大造成摄影漏洞 同一航线上相邻像片的航高差不得大于20m，最大和最小航高之差不得超过30m，分区实际航高与设计航高之差
14、不得大于航高的5%6、地面GPS基站的布设与测量地面GPS基站主要是指在航摄区域内设立的GPS站的观测，主要目的是在航摄期间内连续采集GPS数据，与机载GPS同步观测，基站点为已知GPS点，用基准站采集的数据与POS系统采集的数据进行差分处理，经数据处理获得连续的、更精确的传感器位置。图 35飞机调试图 36地面GPS基站的布设3.1.1.5 无人机航拍实施1、航拍设备本次航拍采用瑞图万方最先进的无人机设备，配备高精度POS系统，使用高分辨率数码相机进行影像获取。图 37航拍飞机图 38现场组装调试2、航拍实施a、航线规划本次航拍按照地面分辨率为0.2m以上进行设计，航拍区域完整覆盖南海区全区
15、。无人机巡航速度为70km/h，续航时间1.5h，单架次最大可飞行105km，在无遮挡条件下，无人机的可控距离为20km，为保证无人机安全降落，航拍设计中，单架次飞行不超过90km的飞行距离。根据航拍区域的南北方向最大距离和东西方向最大距离情况再决定航线布设，最终确定飞行架次。b、影像数据参数单片地面大小：583m*388m（约0.23平方公里）影像重叠度：航向60%，旁向30%3、飞行安全控制严格按照技术设计要求进行航摄飞行。为了保证GPS数据的质量，要求在航摄飞行中尽量保持飞机姿态的平稳，转弯半径要大，飞机倾斜角不得大于15，以防止GPS信号失锁。飞行前严格检查飞机性能，保证无故障飞行。起降场选择开阔场地，避免撞击事件。3.1.1.6 控制点测量1、区域网布设方案区域网内不应该包含有像片重叠不符合要求的航线和像对，不应该包括大片云影、阴影等影响内业加密建网连接的像对。区域网外业控制点的布点方案为：在区域网首端和末端垂直于航线方向上分别布设一排平高点，另外在区域网的中间部分再布设一排平高点作为检查点，具体的控制点
