DB37 T 4218-2020 海岸带三维全景地面移动激光测量作业技术规程.pdf
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1、 ICS 07.040 CCS A 76 山东省 地方 标准 DB37/T 4218 2020 37 海岸带三维全景地面移动激光测量作业技 术规程 Technical regulation for 3D panoramic coastal zone measurement operation with ground motion laser 2020 - 12 - 30 发布 2021 - 01 - 30 实施 山东省 市场监督管理局 发 布 DB37/T 4218 2020 I 目 次 前言 . II 1 范围 . 1 2 规范性引用文件 . 1 3 术语和定义 . 1 4 参考基准 . 2
2、 4.1 坐标系 . 2 4.2 高程基准 . 2 4.3 投影方式 . 2 4.4 时间系统 . 2 5 数据内容 . 2 6 技术流程 . 2 6.1 资料收集与分析 . 2 6.2 实地踏勘 . 3 6.3 仪器设备 . 3 6.4 数据获取 . 4 6.5 数据处理 . 5 7 成果质量检查 . 7 8 主要成果 . 7 附录 A(规范性) 实地踏勘记录表 . 9 附录 B(规范性) 设备检查表 . 10 附录 C(规范性) 测量作业数据统计表 . 11 附录 D(规范性) 数据处理记录表 . 12 附录 E(规范性) 三维实景模型数据成果质量元素、权重、错漏分类表 . 13 参考文献
3、 . 14 DB37/T 4218 2020 II 前 言 本文件按照 GB/T 1.1 2020标准化工作导则 第 1部分:标准化文件的结构和起草规则的规定 起草。 请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。 本文件由 山东省海洋局 提出 并组织实施 。 本文件由 山东省海洋标准化技术委员会 归口。 本文件起草单位: 山东省水产设计院、山东省海洋工程咨询协会、武汉海达数云技术有限公司、青 岛海洋地质工程勘察院。 本文件主要起草人: 贺志鹏、岳英洁、王腾、于冬、牟秀娟、罗胜、陈永涛、林伟恩、单长贺、毕 永坤、杨怡红、高鹰、刘麒、李阳、王钧俊、刘浩、毕晓珂、李振国
4、、刘晶、栗宝鹃。 DB37/T 4218 2020 1 海岸带三维全景地面移动激光测量作业技术规程 1 范围 本 文件 规定了海岸带三维全景地面移动激光测量的参考基准、数据内容、技术流程、成果质量检查 及主要成果。 本 文件 适用于山东省车辆或人员可通行的海岸带内三维全景地面移动激光测量作业。 2 规范性引用文件 下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中,注日期的引用文件, 仅该日期对应的版本适用于本文件;不注日期的引用文件,其最新版本(包括所有的修改单)适用于本 文件。 GB/T 12898 2009 国家三、四等水准测量规范 GB/T 18314 2009 全球
5、定位系统( GPS)测量规范 GB/T 18316 2008 数字测绘成果质量检查与验收 CH/T 1030 2012 基础测绘项目文件归档 技术规定 CH/T 6003 2016 车载移动测量数据规范 CH/T 6004 2016 车载移动测量技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。 3.1 海岸带地面移动测量系统 coastal zone ground motion measurement system 在车载或背负式平台上,集成定位定姿系统、控制系统、传感器(激光雷达、视频摄像机、全景相 机等)所构成的综合测量系统。 3.2 采集载体 collection carrier
6、承载海岸带地面移动测量系统进行动态测量的平台。 3.3 海岸带全景影像 coastal zone panoramic image 对海岸带同一位置、不同方位拍摄的多幅场景影像,按照成像视场进行拼接融合处理,得到的水平 方向 360视场范围、垂直方向不低于 90视场范围的影像。 3.4 海岸带实景三维影像 coastal zone live-action 3D image 将海岸带全景影像与激光点云数据融合处理后形成的可量测实景影像集合。 3.5 点云 point cloud 以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。 DB37/T 4218 2020 2 3.6 移动轨迹 moving t
7、rack 车辆或人员移动过 程中,由每帧影像采集时的曝光点信息形成的一系列连续轨迹信息。 3.7 里程计 speedometer 用于记录系统行进里程值,计算一定时间内行进距离的量测装置。 4 参考基准 4.1 坐标系 2000国家大地坐标系( CGCS2000)。 4.2 高程基准 1985国家高程基准。 4.3 投影方式 宜采用高斯 -克吕格投影 3分带。对控制网有特殊要求时,选取区域中心相近的 0.5整数倍经线 为中央经线。 4.4 时间系统 宜选择协调世界时( UTC)。 5 数据内容 海岸带三维全景地面移动激光测量作业数据内容包括: a) 海岸带地面移动测量系统直接获取的影像数据、点
8、云数据、定位定姿数据以及基站 GNSS 数据; b) 三维点云影像数据库(包括文字、音频、图片等属性数据)。 6 技术流程 6.1 资料收集与分析 测量工作开展之前,应收集并分析测区下列资料: a) 水文资料,包括潮汐、波浪、水深、河流入海径流量等,特别注意低潮位和高潮位时间点; b) 地质、地形地貌的区域调查报告 , 地形图、海图、遥感影像 , 研究报告和论文 , 海滩实测断 面等; c) 大地测量成果资料,包括监测区域附近已有的水准点、 GNSS 控制点等; d) 气象资料,包括温度、风速、风向、降雨量统计资料及灾害性天气 等; e) 监测区域海域冲淤调查研究报告; f) 影响海岸变化的人
9、为因素,包括水库、海岸构筑物修建,采砂、地下水开采、河流人工改道 等; g) 交通和通讯情况; h) 其他相关资料。 DB37/T 4218 2020 3 6.2 实地踏勘 实地踏勘应填写实地踏勘记录表(附录 A)。实地踏勘内容主要包括: a) 测区自然地理、人文地理等情况; b) 已有资料的适用性; c) 测区的交通状况,包括各类车辆的通过性、人员通过性等; d) 测区的 CORS 信号; e) 根据实地踏勘的测区情况,设计地面移动测量的数据采集路线、 GNSS 基站布设位置、利用 CORS 基准站定位的工作区段。 6.3 仪器设备 6.3.1 性能要求 仪器设备性能指标要求应满足表 1,不
10、同应用场景的设备性能选择应满足表 2。 表 1 仪器设备性能指标要求 内容 性能指标 要求 一般要求 可靠性 满足 CH/T 6004 2016 中 5.3.1 要求 工作温度 满足 CH/T 6004 2016 中 5.3.1 要求 防尘防水 满足 CH/T 6004 2016 中 5.3.1 要求 相对湿度 满足 CH/T 6004 2016 中 5.3.1 要求 断电工作时间 1 h 连续工作时间 8 h 数据存储时间 最高质量数据采集时间 24 h 定位定姿系统 一般要求 满足 CH/T 6004 2016 中 5.3.2 中 a)至 g)的 要求 性能要求 航向精度 0.05 ;水平
11、姿态精度 0.05 ; 后处理精 度 : GNSS 信号正常、共视卫星数 5 颗、 PDOP 值 3 时, 定位精度水平 0.05 m、高程 0.1 m, 卫星失锁持续时间 1 min 能够 保持精度;数据频率 200 Hz;里程计最小分 辨率 0.01 m 相机 一般要求 单个相机像素 3 600 万 像素,全景影像拼接后分辨率 7 000 万像素;具备外部触发、异部复位功能,触发同步 精度 0.3 ms;连续采集频率 15 帧 /秒 (fps) 动态范围 70 dB 激光扫描仪 性能要求 满足 CH/T 6004 2016 中表 2 的级及以上要求 控制系统 设备监控 可实时监控传感器工作
12、状态,发生故障时发出声、光等 报警 时间同步精度 优于 0.1 ms DB37/T 4218 2020 4 表 2 不同应用场景的设备性能要求 应用场景 定位定姿性能 a 相机性能 激光扫描仪性能 b 海岸工程三维实景建模 级 分辨率 3 000 万; 采集间隔 10 m 级 岸滩地形监测 级 分辨率 3 000 万; 采集间隔 30 m 级 海岸带专题图制作 级 分辨率 3 000 万; 采集间隔 20 m 级 海岸带整治修复项目评估 级 分辨率 3 000 万; 采集间隔 20 m 级 a 定位定姿性能级别分类按照 CH/T 6004 2016 中 5.3.2 表 1 执行。 b 激光扫描
13、仪性能级别分类按照 CH/T 6004 2016 中 5.3.5 表 2 执行。 6.3.2 设备检查 海岸带地面移动测量系统的设备检查应做好记录,并填写设 备检查表(附录 B)。检查内容包括: a) 设备完整性检查:根据海岸带地面移动测量系统配置清单,检查系统主机及各配件的完整性, 系统各部件是否有划痕、缺失、破损等情况; b) 设备安装检查:安装与固定系统,并检查其是否安装稳定,连接正确; c) 设备上电检查:启动系统,观测设备是否正常工作; d) 数据传输检查:进行不小于 5 min 数据预采集,观测通讯、显示及数据增长是否正常; e) 存储空间检查:预测当前任务的数据量,应小于当前系统
14、可存储量的 80 %,检查系统存储空 间是否满足要求; f) 设备校验:检查设备标定精度是否满足 CH/T 6004 2016 中 5.4 要求,标定结果是否在有效 检校期之内;如不符合 CH/T 6004 2016 中 5.4 要求,需采用专用检校设备及室外标定场实 测对系统的标定参数进行设备校 验。 6.4 数据获取 6.4.1 采集内容 采集内容如下: a) 定位定姿数据:包括 GNSS 设备、 IMU 设备、里程计获取的用于定位定姿计算的数据; b) 影像数据:包含时间、位置等内外方位信息的影像数据; c) 激光点云数据:包含三维空间坐标、回波强度、反射次数等。 6.4.2 作业要求
15、测量作业主要要求包括: a) 应避免在雨天、雾天、雪天、沙尘暴等不利天气条件下进行数据采集; b) 线路规划时,应绕行相关管制、信号干扰区域,根据道路限高、限速标志和通行条件,设计 采集路线; c) 进行影像和点云数据采集时,应选择光照充分的作业时间;如仅采集点云,在保证车辆行驶 或人员行动 安全的条件下,在晚 8 时后开展; DB37/T 4218 2020 5 d) 曝光选择等距离曝光方式,针对不同的应用场景,满足表 2 要求:港口、保护区、区域用海 规划区等重点目标区域曝光间隔 10 m 以内;一般区域选择 20 m;对影像或纹理特征需求不高 的地方如岸滩检测可选择 30 m; e) 车
16、辆行驶或人员移动应尽量保持匀速,在进出隧道、转向移动、颠簸路段、坡度变化等特定 测区进行数据采集时,应降低车辆行驶速度或人员行走速度; f) 进行岸滩地形监测等作业内容时,应根据潮汐时间表制定作业时间,在最低潮前后 1 h 内进行 外业数据采集。 6.4.3 作业流程 测量作业流程具体包括: a) 设备检查、记录; b) 开始基站测量或 CORS 站连接,具体流程及要求参照 CH/T 2009 2010 全球定位系统实时动态 测量( RTK)技术规范中规定; c) 按照设备使用要求,完成惯导系统( IMU)的静态或动态初始化; d) 外业数据采集,填写测量作业数据统计表(附录 C); e) 外
17、业采集数据预处理。 6.4.4 外业数据检查 外业数据检查要求见表 3。 表 3 外业数据检查要求 采集数据 a 要 求 定位定姿数据 基站 GNSS 静态观测数据应包含所有观测时间段,且数据完整、连续; 采用 CORS 基准站时, CORS 差分信号应包含所有观测时间段,且数据完整、连续; GNSS 和 IMU 观测数据应完整、连续; 里程计数据应完整、连续。 影像数据 影像曝光应与外业规划设计一致; 不应存在丢帧情况。 激光点云数据 点云数据应完整覆盖观测路径区域。 a 采集数据需满足表 2 中不同应用场景的要求。 6.5 数据处理 数据处理需填写数 据处理记录表(附录 D)。 6.5.1
18、 控制测量数据处理 选取符合精度要求的已知控制点,作为 测区内的控制点和检查点。如测区内无已知控制数据,按照 下列要求进行控制点测量及数据处理: a) GNSS 静态测量数据处理的外业数据质量检核、基线解算与网平差按 GB/T 18314 2009 要求执 行; b) 高程控制测量数据处理按照 GB/T 12898 2009 要求执行; c) GNSS 控制测量的等级应至少满足 GB/T 18314 2009 E 级,水准仪测量的等级应至少满足 GB/T 12898 2009 中四等精度。 DB37/T 4218 2020 6 6.5.2 采集数据处理 6.5.2.1 定位定姿数据处理 定位定
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