The Methodology for Precise UAV Photogrammetry of Deepwater Ultra-Large-Scale Jackets

YANG Xianyang; XIONG Wen; CHEN Zhipeng; LI Jiajun; HUO Yuelong; LI Haifeng; YANG Qingfeng; GAO Jingkun; WANG Shan; WANG Deyang; PENG Yijin; YU Jianwei; ZENG Zhe

doi:10.14188/j.2095-6045.20250183

您当前的位置：

首页 >

文章列表页 >

The Methodology for Precise UAV Photogrammetry of Deepwater Ultra-Large-Scale Jackets

更新时间：2026-10-12

- The Methodology for Precise UAV Photogrammetry of Deepwater Ultra-Large-Scale Jackets
- Journal of Geomatics Vol. 51, Issue 5, Pages: 180-186(2026)
- 作者机构：
  
  1.海洋石油工程股份有限公司，山东青岛， 266555
  2.深圳大学建筑与城市规划学院，广东深圳， 518060
  3.中国石油大学（华东），山东青岛， 266580
  4.中海石油（中国）有限公司深圳分公司，广东深圳， 518054
- 作者简介：
- 基金信息：
- DOI：10.14188/j.2095-6045.20250183
  CLC： P231;TP751
- Revised：2026-06-09，
  
  Published：05 October 2026
- 稿件说明：
移动端阅览
杨现阳，熊文，陈智鹏，等.深水超大型导管架无人机精准摄影测量方法［J］.测绘地理信息，2026，51（5）：180-186

YANG Xianyang，XIONG Wen，CHEN Zhipeng，et al.The Methodology for Precise UAV Photogrammetry of Deepwater Ultra-Large-Scale Jackets［J］.Journal of Geomatics，2026，51（5）：180-186
杨现阳，熊文，陈智鹏，等.深水超大型导管架无人机精准摄影测量方法［J］.测绘地理信息，2026，51（5）：180-186 DOI： 10.14188/j.2095-6045.20250183.

YANG Xianyang，XIONG Wen，CHEN Zhipeng，et al.The Methodology for Precise UAV Photogrammetry of Deepwater Ultra-Large-Scale Jackets［J］.Journal of Geomatics，2026，51（5）：180-186 DOI： 10.14188/j.2095-6045.20250183.

摘要

本文提出了一种靶标增强的无人机导管架精准摄影测量方法。首先设计了一种摄影测量与全站仪共用的编码与非编码靶标，通过分层布设策略优化靶标密度与空间分布，然后根据导管架结构特征，提出外部贴近航线与内部圆柱航线的多视角数据采集方法，采用基于区域分解的平面投影算法与最大内接圆模型生成安全飞行路径，进一步融合改进YOLOv8的靶标智能识别算法与亚像素边缘拟合技术，实现复杂光照场景下的靶标精准定位，通过控制点约束的光束法平差，联合解算关键点三维坐标。实验表明，该方法在300 m范围内测量精度优于5 mm，显著提升测量效率，为深水导管架建造质量管控提供了可靠技术支撑。

Abstract

To address the technical challenges of achieving high-precision and high-efficiency measurements for large deepwater jackets， this study proposes a target-enhanced UAV-based precise photogrammetric method for jacket measurement. Firstly， a hybrid system of coded and non-coded targets compatible with both photogrammetry and total station measurements is designed， with target density and spatial distribution optimized through a hierarchical deployment strategy. Subsequently， based on structural characteristics of jackets， a multi-perspective data acquisition approach combining external close-range flight paths and internal cylindrical flight paths is developed. A region-decomposition-based planar projection algorithm and maximum inscribed circle model are employed to generate safe flight trajectories. The methodology further integrates an improved YOLOv8-based intelligent target recognition algorithm with subpixel edge fitting techniques to achieve precise target localization in complex lighting scenarios. Three-dimensional coordinates of key points are jointly resolved through control point-constrained bundle adjustment. Experimental results demonstrate that this method achieves measurement accuracy better than 5 mm within a 300 m range， significantly enhances measurement efficiency， and provides reliable technical support for quality control in deepwater jacket construction.

关键词

Keywords

references

许晨 . 2024年油气行业上游投资预计温和增长［N］. 中国石油报， 2024-03-26 （ 007 ）

林天威，胡智 . 海基一号导管架总装方法选择与实践［J］. 装备制造技术， 2023 （ 8 ）： 204 - 207

张士舰，杨青峰，李小红，等 . 一种精确测量深水导管架井口导向空间位置的新方法［J］. 石油工程建设， 2019 ， 45 （ 1 ）： 88 - 92

张士舰，杨青峰，杨现阳，等 . 消除地球曲率对超大型导管架高程影响的方法［J］. 天然气与石油， 2022 ， 40 （ 1 ）： 132 - 138

李景福，冯斌 . 番禺34-1油田导管架测量控制网的建立及应用［J］. 中国海上油气， 2014 ， 26 （ 3 ）： 127 - 130

刘春杰，张士舰，李小红，等 . 一种导管架整体尺寸检测的方法［J］. 测绘工程， 2014 ， 23 （ 2 ）： 39 - 44

刘荣坤，杨青峰，李家军，等 . 三维坐标控制网在大型模块尺寸控制中的应用［J］. 海洋工程装备与技术， 2018 ， 5 （ 4 ）： 274 - 277

王洪 . 全站仪自由设站法精度分析及应用研究［J］ . 测绘与空间地理信息， 2016 ， 39 （ 4 ）： 82 - 85

赵鹏志，黄立涛 . 浅谈深水导管架井口同心度控制方法［J］. 广东造船， 2024 ， 43 （ 4 ）： 70 - 72

刘彬，李学成，曾晋，等 . 水下三维激光扫描在导管架平台损伤测量中的应用［J］. 广西科学院学报， 2020 ， 36 （ 4 ）： 434 - 440

Siebert S ， Teizer J . Mobile 3D Mapping for Surveying Earthwork Projects Using an Unmanned Aerial Vehicle （UAV） System ［J］. Automation in Construction ， 2014 ， 41 ： 1 - 14

James M ， Robson S ， d’Oleire-Oltmanns S ， et al . Optimising UAV Topographic Surveys Processed with Structure-from-Motion： Ground Control Quality， Quantity and Bundle Adjustment ［J］. Geomorphology ， 2017 ， 280 ： 51 - 66

杨硕洁，陈庭 . 一种基于无人机影像的高精度地表形变提取方法［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2025 ， 50 （ 9 ）： 1 928 - 1 938

Bemis S P ， Micklethwaite S ， Turner D ， et al . Ground-Based and UAV-Based Photogrammetry： A Multi-scale， High-Resolution Mapping Tool for Structural Geology and Paleoseismology ［J］. Journal of Structural Geology ， 2014 ， 69 （ A ）： 163 - 178

马晗，黄鹏飞 . 无人机倾斜摄影测量在竣工规划核实测绘中的应用［J］. 现代测绘， 2024 ， 47 （ S1 ）： 70 - 73

彭飞，王艳艳 . 无人机倾斜摄影与地面激光点云融合建模［J］. 经纬天地， 2025 （ 1 ）： 49 - 52

王文韫，李学军，陈安华 . 一种字符编码标志识别定位方法［J］. 测绘科学， 2020 ， 45 （ 3 ）： 122 - 127

Varghese R ， Sambath M . YOLOv8： A Novel Object Detection Algorithm with Enhanced Performance and Robustness ［C］// Proceedings of the 2024 International Conference on Advances in Data Engineering and Intelligent Computing Systems （ADICS）， 2024 ：1- 6 ， doi： 10.1109/adics58448.2024.10533619 http://dx.doi.org/10.1109/adics58448.2024.10533619

黄桂平 . 圆形标志中心子像素定位方法的研究与实现［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2005 ， 30 （ 5 ）： 388 - 391

CVAT . CVAT Overview ［EB/OL］. ［ 2024-03-26 ］. https：//docs.cvat.ai/docs/getting_started/overview/ https://docs.cvat.ai/docs/getting_started/overview/

Agisoft . Agisoft Metashape ［EB/OL］.［ 2024-03-26 ］. https：//www.agisoft.com/ https://www.agisoft.com/

Sukhovilov B M ， Sartasov E M ， Grigorova E A . Improving the Accuracy of Determining the Position of the Code Marks in the Problems of Constructing Three-Dimensional Models of Objects ［C］// Proceedings of the 2016 2nd International Conference on Industrial Engineering， Applications and Manufacturing （ICIEAM） . IEEE ， 2016 ：1- 4 ， doi： 10.1109/ICIEAM.2016.7911682 http://dx.doi.org/10.1109/ICIEAM.2016.7911682

Cera V ， Campi M . Fast Survey Procedures in Urban Scenarios： Some Tests with 360° Cameras ［J］. The International Archives of the Photogrammetry， Remote Sensing and Spatial Information Sciences ， 2022 ， 48 （ 2 /W 1 ）： 45 - 50 ， doi： 10.5194/isprs-archives-XLVIII-2-W1-2022-45-2022 http://dx.doi.org/10.5194/isprs-archives-XLVIII-2-W1-2022-45-2022

Herban S ， Costantino D ， Alfio V S ， et al . Use of Low-Cost Spherical Cameras for the Digitisation of Cultural Heritage Structures into 3D Point Clouds ［J］. Journal of Imaging ， 2022 ， 8 （ 1 ）： 13

Janiszewski M ， Torkan M ， Uotinen L ， et al . Rapid Photogrammetry with a 360-Degree Camera for Tunnel Mapping ［J］. Remote Sensing ， 2022 ， 14 （ 21 ）： 5494

陶聪，施云，张丽艳 . 基于卷积神经网络的汉字编码标记点检测识别［J］. 仪器仪表学报， 2019 ， 40 （ 8 ）： 191 - 200

王文颖 . 工程与近景摄影测量［M］. 北京：测绘出版社， 1994

Liu L ， Xia X ， Sun H ， et al . Object-Aware Guidance for Autonomous Scene Reconstruction ［J］. ACM Transactions on Graphics ， 2018 ， 37 （ 4 ）： 1 - 12

Zhou X ， Zheng H ， Xu X ， et al . Predicting Grain Yield in Rice Using Multi-temporal Vegetation Indices from UAV-Based Multispectral and Digital Imagery ［J］. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing ， 2017 ， 130 ： 246 - 255

张祖勋 . 数字摄影测量与计算机视觉［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2004 ， 29 （ 12 ）： 1 035 - 1 039

张祖勋 . 从数字摄影测量工作站（DPW）到数字摄影测量网格（DPGrid）［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2007 ， 32 （ 7 ）： 565 - 571

韦春桃，张祖勋，张剑清，等 . 分层Fourier-Melin变换相位相关的影像匹配初始视差的自动获取方法［J］. 武汉大学学报（信息科学版）， 2015 ， 40 （ 4 ）： 452 - 456

Zhang Z ， Ke T ， Guo D ， et al . The Appication of Digital Photogrammetry Grid in the Fast Response for Wenchuan Earthquake Rescue ［J］. Engineering Sciences ， 2009 ， 11 （ 6 ）： 54 - 62

Views

下载量

CSCD

Alert me when the article has been cited

提交

Tools

Publicity Resources

Semantic Segmentation Method of Bridge Point Clouds Based on Curvilinear Features and Attention Mechanism

Spatiotemporal Patterns of PM2.5 Concentration-Population Exposure Deviation Driven by Multi-source Sensing Data： A Case Study in Guangzhou

Geometric Information Loss Measurement Method for BIM to GIS 3D Model Conversion

Agent-Based Lane-Level Traffic Flow Detection by Drone Video

A Multi-sensor Fusion Positioning Method for Mobile CT in Operation

Related Author

No data

Related Institution

No data

AI问答

⁰