ICS 07.040 A 75 DB22 吉林省地方标准 DB22/T 32102020 露天粮堆体积测量操作规程 Code of practice for volume measurement of outdoor grain pile 2020-11-23发布 2020-12-30实施吉林省市场监督管理厅 发布 DB22/T 32102020 I 前 言 本文件按照 GB/T 1.12020 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。本标准由吉林省自然资源厅提出并归口。本标准起草单位：长春市测绘院、吉林工商学院、吉林云信空间科技有限公司。本标准主要起草人：宁新国、张柯南、苏占新、张福林、张东旭、胡韬纲、郭腾、曲金峰、任渊锋、李志英、申景赟。DB22/T 32102020 1 露天粮堆体积测量操作规程 1 范围 本文件规定了露天粮堆体积测量的术语和定义、采用的技术方法和空间参考系、程序构成、作业准备、测量方法、粮堆体积计算、追溯/证实方法和成果提交。本文件适用于露天粮堆的体积测量。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 18316 数字测绘成果质量检查与验收 CJJ/T 8 城市测量规范 CJJ/T 73 卫星定位城市测量技术规范 CH/T 3021 倾斜数字航空摄影技术规程 CH/T 8023 机载激光雷达数据处理技术规范 CH/T 8024 机载激光雷达数据获取技术规范 CH/Z 3005 低空数字航空摄影规范 CH/Z 3017 地面三维激光扫描作业技术规程 3 术语和定义 下列术语和定义适用于本文件。3.1 原粮 raw grain 未经加工的谷类、麦类、杂粮类和豆类的统称。3.2 露天粮堆 outdoor grain pile 仓房外露天堆放的原粮散堆体。3.3 标靶 target 用一定材质制作的具有规则几何形状的标志。该类标志在点云中能很好地被识别和量测，从而可以用于点云数据质量检查及点云配准等工作。3.4 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。3.5 DB22/T 32102020 2 点云配准 point cloud registration 把不同站点获取的点云数据变换到同一坐标系的过程。3.6 降噪 remove noise 去除点云中由于外界因素（如光线、震动、噪声等）以及三维激光扫描仪本身的因素造成的异常点过程。4 采用的技术方法和空间参考系 4.1 技术方法 数据采集可根据实际情况选择采用无人机倾斜摄影测量法、无人机激光雷达测量法、站式激光雷达测量法、便携式激光雷达测量法。4.2 空间参考系 一般采用自定义坐标系和自定义高程基准，也可根据需要采用 CGCS2000 坐标系和 1985 国家高程基准或地方坐标系。5 程序构成 露天粮堆体积测量程序流程图如图 1 所示。质量控制粮堆体积计算数据采集作业准备数据处理否是 图1 露天粮堆体积测量程序流程图 6 作业准备 6.1 作业前，应现场踏勘，全面了解露天粮堆堆积状况以及作业区地形、地貌、气象、障碍物等情况，确定适用的仪器设备和技术方法。DB22/T 32102020 3 6.2 当采取无人机测量方法时，露天粮堆上方宜无遮挡物，作业区应有适宜的飞行条件，符合法规飞行要求，采取安全防护措施。6.3 作业前宜收集以下资料，并进行可用性分析：a)测区以及周边的控制成果资料；b)测区1:5001:2000 比例尺地形图等其他相关资料。7 测量方法 7.1 无人机倾斜摄影测量法 7.1.1 适用条件 适合无人机飞行条件下的露天粮堆体积测量，航摄时要保证有充足的光照度。7.1.2 数据采集 7.1.2.1 航摄计划和航摄设计 应按照 CH/Z 3005 中的规定执行。地面分辨率应不低于 2 cm。7.1.2.2 像控点布设和测量 7.1.2.2.1 像控点布设应按照 CJJ/T 8 中的规定执行。7.1.2.2.2 采用 RTK 测量像控点应符合 CJJ/T 73 中的规定，宜采用在粮堆附近空旷地带布设基准站的方式进行测量，采用三脚支架方式架设移动站天线进行作业，测量过程中仪器的圆气泡应严格稳定居中。7.1.2.2.3 采用电磁波测距导线测量方式，全站仪测角精度应不大于 5，测距误差不大于(5 mm+5 ppm)。7.1.2.2.4 像控点点位中误差和高程中误差应符合表 1 规定。表1 像控点点位中误差和高程中误差 中误差 相对于邻近控制点/cm 平面点位中误差 5 高程中误差 5 7.1.2.3 基站布设 采用GNSS、IMU/GNSS辅助航摄时，应在粮堆附近开阔区域架设基准站，也可选择CORS作为基准站。7.1.2.4 航摄实施 起飞阶段的准备工作、飞行模式的切换；飞行操控；降落阶段的操控应按照CH/Z 3005的规定执行。7.1.2.5 像片重叠度 航向重叠度应为 70%80%，旁向重叠度应为 50%80%。7.1.2.6 飞行覆盖要求 航向覆盖应超出摄区边界线两条基线，旁向覆盖超出摄区边界线一条航线。7.1.3 数据处理 DB22/T 32102020 4 使用专业的航测软件进行空三解算及三维模型处理。a)三维模型的制作应满足平面相对精度优于 5 cm，高程相对精度优于 5 cm 的要求；b)三维模型成果宜输出可编辑的通用格式或输出不大于 5 cm间距的点云格式数据。7.1.4 质量控制 7.1.4.1 质量检查应符合 GB/T 18316 的要求。7.1.4.2 基站 GNSS 数据检验：包括采集时间范围、基站坐标、采集频率、数据完整性、星历质量等。7.1.4.3 POS 解算数据检查：包括基站坐标、天线高、GNSS 差分质量、GNSS 差分结果与 IMU 数据融合解算质量等。7.1.4.4 飞行质量检查：像片重叠度、像片倾角、像片旋角、航线弯曲度、航高保持。7.1.4.5 摄区覆盖检查。7.1.4.6 影像质量检验：包括影像清晰度、影像分辨率、影像色差和反差、纹理表现、拼接和接边质量，影像是否有漏洞等。7.1.4.7 三维模型检查：包括模型的几何精度和模型纹理检查。7.2 无人机激光雷达测量法 7.2.1 适用条件 适合无人机飞行条件下的露天粮堆体积测量，可以采用夜航方式进行数据采集。7.2.2 点云技术指标 无人机激光雷达测量点云平面和高程中误差及点云间距应符合表 2 规定。表2 无人机激光雷达测量点云技术指标 相对于邻近控制点平面点位中误差/cm 相对于邻近地物点高程中误差/cm 点云密度/（点/米2）5 5 400 7.2.3 数据采集 航线旁向重叠设计应达到 20%，应保证飞机倾斜姿态变化较大情况下，不产生数据覆盖漏洞并保证点云密度。航向覆盖及旁向覆盖应超出测区边界线一个航高的距离。飞行计划制定、航线设计、基站布设测量（可选）、飞行实施与采集应符合 CH/T 8024 的规定。7.2.4 数据处理 7.2.4.1 数据配准 不同航带、不同架次拼接时，同名点平面位置中误差应小于 5 cm，高程中误差应小于 5 cm。若中误差超限且存在系统误差时，应利用地面控制点进行改正，其他数据配准内容应符合 CH/T 8023 的规定。7.2.4.2 点云数据处理 7.2.4.2.1 点云数据宜包括地物反射强度信息。7.2.4.2.2 点云数据应进行降噪和抽稀处理，降噪是为了滤除极高或极低点，并滤除其他分布异常点或孤立点及点群，应采用滤波或人机交互的方式进行降噪处理；点云数据抽稀应不影响目标物特征识别与提取，抽稀后点云密度应符合点云技术指标。DB22/T 32102020 5 7.2.4.2.3 其他数据处理内容应符合 CH/T 8023 的规定。7.2.5 质量控制 7.2.5.1 质量检查应符合 GB/T 18316 的规定。7.2.5.2 基站 GNSS 数据检查、POS解算数据检查、飞行质量检查按照 7.1.4.4 进行检查。7.2.5.3 点云数据质量检验：包括点云是否完整覆盖粮堆，点云重叠度、完整度，点云密度，点云噪声，点云精度。7.3 站式激光雷达测量法 7.3.1 适用条件 适合无法进行无人机测量的露天粮堆体积测量，必要时宜搭设平台架设仪器，搭设平台应保证稳定、安全。7.3.2 点云技术指标 应符合 7.2.2 的规定。7.3.3 数据采集 7.3.3.1 扫描站布设 应符合CH/Z 3017中的相关规定，可根据需要布设在能够升高、安全稳定的作业平台上。7.3.3.2 标靶布设 7.3.3.2.1 标靶应在扫描范围内均匀布置，且高低错落。7.3.3.2.2 每一扫描站的标靶个数应不少于 4个，相邻两扫描站的公共标靶个数应不少于 3个。7.3.3.2.3 明显特征点可作为标靶使用。7.3.3.2.4 标靶位置测量参照 7.1.2.2 像控点测量方法。7.3.3.3 点云数据采集 点云数据采集应符合CH/Z 3017中的相关规定。7.3.4 数据处理 7.3.4.1 点云数据配准 点云的配准可以根据作业方法的不同，选择控制点、标靶、特征地物点进行点云数据配准。7.3.4.2 点云数据处理 点云数据处理应符合 CH/Z 3017 的规定。7.3.5 质量控制 7.3.5.1 质量检查应符合 GB/T 18316 的规定。7.3.5.2 点云数据质量检查应符合 7.2.5.3 的规定。7.4 便携式激光雷达测量法 DB22/T 32102020 6 7.4.1 适用条件 适用于无法进行无人机测量且站式激光雷达法无法布设仪器的露天粮堆，必要时可配合延长杆进行点云的采集。7.4.2 点云技术指标 应符合7.2.2的规定。7.4.3 数据采集 7.4.3.1 扫描路径规划 7.4.3.1.1 扫描路径应覆盖整个作业区域。7.4.3.1.2 扫描路径应尽量闭合。7.4.3.1.3 应尽量避免路径重复。7.4.3.1.4 扫描视角内应尽量避免有过多移动物体。7.4.3.1.5 通视困难的作业区域应适当多次测量。7.4.3.2 标靶布设 7.4.3.2.1 标靶均匀分布在粮堆附近。7.4.3.2.2 标靶应布设在不同的高度。7.4.3.2.3 明显特征点可作为标靶使用。7.4.3.2.4 标靶位置宜便于坐标联测。7.4.3.3 点云数据采集 7.4.3.3.1 数据采集前，应对扫描路径进行清障，避免不必要的遮挡。扫描前应进行动态陀螺仪校准。7.4.3.3.2 扫描作业时，应尽量保持设备平稳。分段采集数据时，应保证分段数据间有足够的重叠区域，以便相邻测段拼接。7.4.3.3.3 设有标靶的区域应进行标靶识别与精确扫描。7.4.3.3.4 保证设备正常工作。电量不足时，应及时做好数据备份和存储。7.4.3.3.5 扫描作业结束后，应检查点云数据的完整性，对缺失和异常数据应及时补测。7.4.4 数据处理 7.4.4.1 数据配准 可选择控制点、标靶、特征地物点进行点云数据配准。7.4.4.2 点云数据处理 按照 7.2.4.2 的规定进行点云处理，其他数据处理内容应符合 CH/T 8023 的规定。7.4.5 质量控制 质量检查应符合 7.3.5 的规定。8 粮堆体积计算 DB22/T 32102020 7 8.1 粮堆表面模型 8.1.1 点云数据应经过滤波平滑等预处理后生成粮堆表面模型。8.1.2 应采用不规则三角网（TIN）或格网模型的方式。格网模型间距应不大于 0.1 m，不规则三角网边长不大于 0.1 m。8.2 地表高程模型 应采用粮堆附近地面高程点拟合。8.3 体积计算 应采用不少于两种软件计算，两种软件计算成果较差不得超过1%。9 追溯/证实方法 9.1 检查方法应符合 GB/T 18316 的要求。9.2 应检查三角网或格网数据与点云数据的符合性。9.3 粮堆体积计算的检查包括粮堆表面高程以及地面高程的检查，体积计算范围线的检查等，对于检查结果可以采用不同软件进行相互计算检核。9.4 应检查体积计算要素完整性，成果报表正确性。10 成果提交 需要提交的材料有：a)粮堆体积测量报告；b)体积计算资料；c)采用无人机倾斜摄影测量方法时，还需要提交的资料包括：影像数据、飞行记录表、航摄资料审查报告、三维模型或点云数据；d)采用激光雷达测量方法时，还需要提交的资料包括：点云数据、扫描记录表；e)质量检查报告；f)其他相关资料。_