新一代全系列移动测量系统介绍

新一代全系列移动测量系统空间信息服务从集中走向分布/集群请求处理的并行化分布式缓存垂直伸缩已经难以适应更大的数据和访问规模，即使是类似OracleRAC的架构，也存在共享文件系统单点失败和难以伸缩的问题。大数据时代对地理空间信息的需求更新机制缺乏，更新手段落后1现势性现势性需求急精度要求不高数据更新体系勘测部门：提供的是基础测绘，而非持续的地理信息服务。缺乏先进的地理信息采集手段，包括陆地和空中的移动测量设备。配套软件开发、服务等。城市地理数据更新机制地理数据更新技术手段现有地理空间框架/公共平台不足面向数字/智慧城市建设的信息化测绘•数字城市基础地理空间框架解决了城市级基础地理数据平台的问题，服务强GIS行业，未深入到大部分弱GIS行业。•测绘成果仍然是按照测绘标准定义的测绘产品，非为各行业应用定制的服务型产品。二维地图难以充分满足城管、公安、交通、旅游、公众位置服务等行业应用需要，也无法满足智慧城市对地理信息快且廉的需要。GIS的技术复杂性制约了“弱GIS”部门以及公众对于地理信息的应用。•政府的治理与服务要求信息必须双向流动，由测绘部门建设的城市地理信息公共平台需要与其他行业部门建立信息交换、维护和共享的机制，并吸纳公众参与到数据的建设与共享，做成一个城市地理信息共享服务平台。45客户群技术产品多低高端测绘类用户使用地理信息服务的个人用户城管、公安、应急、交通、铁路、旅游等行业用户少高移动测量系统及其应用开发实景三维地理信息服务解决方案导航、数字城市、智慧地球……个人地理信息服务（未来拓展目标）技术难度城市基础地理空间框架及共享服务平台公安公路铁路国防旅游导航数字城管互联网地图服务（我秀中国）……大规模协同成图软件CoMapper完善的工艺流程和质量体系影像城市云服务平台天-空-地一体化的快速数据采集手段智慧城市用户应用开发平台TrueMap系列云存储数据中心强大的内业生产中心移动测量“采编存发用”一体化——信息化测绘解决方案卫星航空鸟瞰街景室外室内海量数据管理单个云数据库容量高达256TB，一个云服务支持16万个云数据库，可部署多个云服务。快且廉：天-空-地一体化实景影像数据获取方案政务电子地图地名地址数据库兴趣点（POI）数据库1200万高分辨率实景影像地图激光点云连续全景单点全景……移动测量“采编存发用”一体化——数据成果倾斜影像数据库云数据中心逻辑架构移动测量“采编存发用”一体化——云数据中心架构•外业采集入云的数据，即进入生产云的管理；云数据可以以服务的方式由不同组调用：作业组实现原始图片和属性数据调用、发布组进行参数配置后进入无人值守的发布、发布的数据可应用于各项目等，极大缩短数据转化到应用的周期•生产的对象化数据按需组装产生发布的数据，实现生产即发布工艺•差异化更新的支持•能比较版本差异，实现差异关系和差异数据的更新，改变传统的GIS数据更新模式，例如导航数据中心的工艺流程运维中心云数据中心服务中心展示中心公众版地理数据库运营中心政务版地理数据库基础地理信息数据库专题信息数据库公众版共享数据库政务版共享数据库企业服务总线（ESB）注册中心服务发布服务目录服务管理用户权限管理日志统计分析数据应用分析系统设置系统运行监控服务管理配置安全审查……政务信息资源公共服务门户政务信息资源共享服务门户标准规范运行环境运行管理制度安全保障数据更新机制行业应用系统……移动测量“采编存发用”一体化——时空信息云共享与服务我秀中国我秀中国现有300TB数据。高清全景影像1公里2G，一台车一天3个小时，时速30km/小时，明年10PG。移动测量“采编存发用”一体化业务体系构成•1、陆/空/海基全系列移动测量采集系统（MMS）•2、服务式多源空间数据一体化管理服务平台（以下简称“TrueMap”）以云架构技术体系为基础，支撑各类多源空间数据管理及应用的服务式应用开发平台•3、科学合理的作业规范和数据标准移动测量车≠陆基移动测量技术一、陆基移动测量32:9宽幅影像视场角：160°；立体影像（DMI）量测范围：≤40m；绝对测量精度：1m；（RMS，GPS信号失锁不超过1分钟）；相对测量精度：0.1m（RMS）；作业车速：≤80km/h。1、近景摄影测量型MMS162、全景激光MMS激光最大扫描距离：反射率80%时：500m，反射率10%时：180m；激光点云垂直方向视场角：300°；全景影像视场角：360°×270°；立体影像（DMI）量测范围：≤40m；绝对测量精度：0.3m（RMS，GPS信号失锁1分钟内）；相对测量精度：0.1m（RMS）；作业车速：≤80km/h。3、便携式可量测影像采集系统立得自主研制全景相机全景影像分辨率：大于8500万像素4、高清街景采集车全景影像分辨率：大于8000万像素；电子罗盘及GPS组合导航及集成解算。5、单人全景采集系统城管执法车公路执法车6、行业巡查执法车7、数据处理软件——大规模多源数据协同测图软件•---10多种基于可量测实景影像（DMI）的地物量测功能；•---提供45种点、线、面等几何对象的编辑功能、符号的定制功能；•---支持影像选取、调色、模糊化、拼接、保密处理的流水线作业；•---提供路网联通性检查等80余种数据检查功能；•---支持基于全景激光数据的建筑物、道路、标志物、行道树等要素的建模；•---支持主流GIS数据（如ShapeFile、Dwg等）的导入及导出；•---支持矢量地图、DOM及DEM等多源数据的融合处理作业。网络化协同数据处理大规模多源数据协同测图软件POI（兴趣点）——专题信息POI采集1）全景影像（360DMI）：实景地图2）激光点云（LIDAR）激光点云数据应用地形扫描，生成DEM；激光扫不到建筑物的背面，只能提取出建筑物部分墙体的模型（激光面片）；与全景影像融合，构建三维空间。激光扫描仪扫描距离80米、200米、500米……29全景激光融合1）激光点云+全景影像2）点、线、面测量3）增强现实街景影像≠实景地图通过GNSS/INS联合解算，赋予直接地理参考的街景影像才能称为“实景地图”；面向政府：实景地图;面向企业：实景地图;面向公众：街景影像。二、空基移动测量（倾斜摄影测量）倾斜摄影测量原理倾斜摄影系统简介倾斜摄影通过在同一飞行平台上搭载多台传感器，同时从一个垂直向下、四个倾斜的角度采集影像，获取地面物体更为完整准确的信息五镜头倾斜摄影相机定姿定位测量仪（PPOI，GPS/IMU集成）垂直影像倾斜影像倾斜摄影测量原理飞行平台：运-5飞机参数：翼展:18.176米机长:12.688米机高:5.35米最大速度:256千米/小时有效载荷:1,500kg巡航速度:180km/h推荐飞行高度：600—800米倾斜摄影测量原理倾斜摄影相机：SWDC-5参数重量：35kg单机幅面：8176*6132像元像元大小：6μ畸变差：＜2μ存储容量：CF卡3000片（空中可更换）焦距：80mm/100mm最小曝光间隔：3s单机倾角：45°单机有效覆盖：410m*410m（航高700m，焦距100mm时）倾斜摄影测量原理定姿定位测量仪：PPOI-A51PPOI系统参数指标PPOI--51SPSPP平面位置精度（米）3-50.05速度精度（米/秒）0.030.005航向精度（度）0.050.02水平姿态精度（度）0.080.005倾斜摄影测量原理突破国外技术封锁，填补国内空白!航线设计航飞控制12345航带整理PPOI辅助空三加密DSM生成DEM生成DOM生成DSM自动大场景建模立体测图自动贴纹理建模倾斜影像数据采集与处理航线设计地面分辨率优于0.1米飞行高度600米-800米航片重叠度高倾斜影像特点：多视角全纹理真环境可浏览可测量可定位倾斜摄影成果—倾斜影像倾斜摄影成果—倾斜影像倾斜摄影成果—4D产品4D产品：基于正射影像，能高效低成本地进行高质量的城市基础4D数据-DOM、DEM、DLG、DRG。同名点密集匹配，构建基于TIN的大场景三维模型倾斜摄影成果—数字表面模型（DSM）基于倾斜影像建设的三维模型特点：比粗模精细，比精模逼真正视影像立体测模型倾斜影像自动贴纹理粗模的价格，真实纹理的体验倾斜摄影成果—城市三维模型路线搜索、搜查位置监视行动确定中转区事故再现先发制人的战术规划控制和疏散人群流量控制分析规划路线倾斜影像应用—警卫安保基于倾斜影像，调度和指挥人员能够迅速准确掌握事发地点及周边环境，为应急事件的处置提供辅助决策支持。相比只能看到屋顶的正射影像，倾斜影像可看到房屋侧面的紧急出口。倾斜影像应用—应急指挥对比分析：通过调用历史实景影像，对比现场情况，确定是否有违法建设行为，若有，则可以通过拍摄照片与实景影像一起做为判定违规、做出处罚的有效依据，并可通过执法通把信息传送回监督指挥中心。指挥中心在实景影像上查看房屋属性信息，将信息跟现在实际房屋信息进行比对，判断是否属于违建，然后进行后续处理。即“是否违章，直接通过影像、照片对比判定”的功能。倾斜影像应用—违章建筑管理三维模型倾斜影像违章建筑库多源数据管理平台示范工程—贵州某地示范工程—贵州某地三、海基移动测量3、多波束测深水下三维地形测量系统应用开发方案无姿态改正时指向改变有姿态改正后指向固定将PPOI和多波束测深系统集成配套，测量船体位置、姿态，精确获取水下三维地形数据。研制开发一个面向水下三维地形高精度、移动测绘建库的船载三维移动测绘系统。黑龙江松花江航道监测船和航测现场（舷侧安装）浅水高分辨多波束测深设备青岛胶州湾海域海底沙丘地形天津港航道疏浚工程后海底地形四、移动测量关键技术四、移动测量关键技术——木桶效应1）多传感器集成——功能3）时空同步——效果4）数据处理——效率5）数据应用——效益2）定位定姿系统（PPOI）——精度三维激光扫描仪GNSS接收机定姿定位系统CCD相机电源里程计导航终端全景相机集中控制单元1）多传感器集成工业CCD相机，用于组成立体相对进行近景摄影测量，用于采集地物照片和测量地物坐标、尺寸，提取目标纹理；全景相机，可以拍摄道路连续全景影像，丰富应用成果，并且能够与三维激光数据进行配准，用于快速测量，生成实景三维场景；三维激光扫描仪，具备360度扫描范围，可与全景影像配准后用于目标测量，也可用于DEM测量；高精度PPOI，包括测量型GPS、光纤/激光惯性测量单元，可实现高精度定位定姿，并且在GPS失锁较长时间内仍能保持较高的位置和姿态精度。2）定位定姿系统（PPOI）——系统精度科技部国家重大科学仪器专项（项目号：2012YQ160185）成果——空地一体高精度定位定姿测量仪，立得公司牵头研制，突破国外技术封锁，填补国内空白。国际公认的商用GPS/惯导紧组合软件GNSS/INS集成DGPS定位误差IMU定位误差定位误差tGNSS/INS组合导航系统通过NSS修正惯导随时间的漂移，同时又通过惯导判定GNSS信号优劣和真伪，在GNSS失锁时，惯导能在一定时间内保持定位精度。根据上图对十组典型工程的集成精度及效率提升对比图分析，效率提升比例同GPS观测质量成反比相关，在信号质量条件较差条件下,紧密集成算法的定位效果改善尤其明显。61GNSS/INS紧组合算法62高精度检校控制场空间同步θφIMUGPSXYZBMXYZXZYS1、大地坐标系2、车顶平台坐标系3、相机坐标系4、球面极坐标系目标点R(Ψ,Ω,Κ)R(φ,ω,κ)R(θ,φ)XobjXGPSXcamera3）时空同步载体高速运动状态下，多传感器的时间要实现10-4秒（微秒级）同步，才能实现各传感器成果准确融合。将各传感器各自独立坐标系统一归算到大地坐标系下，实现空间同步，并利用高精度检校控制场校核，才能提供数据成果的直接地理参考，成果才可测量。1.当鼠标移动到平面时为椭圆效果。如该鼠标点位置离镜头距离在3米范围内，显示放大镜图标。此时点击鼠标放大影像。如在3米外，则显示鼠标到镜头的距离值。