GBT 23236-2009 數(shù)字航空攝影測量 空中三角測量規(guī)范

數(shù)字航空攝影測量空中三角測量規(guī)范2009-02-06發(fā)布中華人民共和國國家質(zhì)量監(jiān)督檢驗檢疫總局發(fā)布IGB/T23236—2009前言 1范圍 2規(guī)范性引用文件 3總則 4準備工作 35內(nèi)定向 46相對定向 47絕對定向與區(qū)域網(wǎng)平差計算 58成果驗收及上交 7附錄A(規(guī)范性附錄)掃描儀參數(shù)要求及掃描分辨率確定方法 8附錄B(規(guī)范性附錄)航片掃描 9Ⅲ本標準的附錄A、附錄B為規(guī)范性附錄。本標準由國家測繪局提出。本標準由全國地理信息標準化技術(shù)委員會歸口。本標準起草單位：國家測繪局測繪標準化研究所、國家測繪局第一航測遙感院、國家測繪局第三航測遙感院。GB/T23236—2009隨著科學技術(shù)的發(fā)展，攝影測量已進入了基于數(shù)字化影像或數(shù)字影像進行數(shù)據(jù)處理的階段。為適應(yīng)當前測繪生產(chǎn)的技術(shù)要求和發(fā)展水平，有必要制定數(shù)字航空攝影測量規(guī)范，建立新的航空攝影測量標準體系。本標準是數(shù)字航空攝影、測量、測圖等系列國家標準之一，其他有關(guān)標準將在今后陸續(xù)制定。本標準基于數(shù)字攝影測量當前的技術(shù)特征對航空攝影測量的關(guān)鍵步驟——空中三角測量進行了技術(shù)約定和作業(yè)過程指導(dǎo)。本標準不排斥也不可能完全代替模擬、解析航空攝影測量方法的標準規(guī)范，這些標準為GB/T7931—2008《1:5001:10001:2000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》、GB/T7930—2008《1:5001:10001:2000地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》、GB/T13977—1992《1:50001:10000地形圖航空攝影測量外業(yè)規(guī)范》、GB/T13990—1992《1:5000、1:10000地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》、GB/T12341—2008《1:250001:500001:100000地形圖航空攝影地形圖航空攝影測量內(nèi)業(yè)規(guī)范》。本標準只針對目前空中三角測量應(yīng)用各類新技術(shù)后工藝技術(shù)、生產(chǎn)作業(yè)等方面發(fā)生變化的部分，而未發(fā)生變化的部分如果需要使用舊的技術(shù)手段，則可以繼續(xù)應(yīng)用上述標準中相關(guān)部分的技術(shù)要求(如膠片攝影沖洗處理、連接點選點的位置要求等),而不在本標準中重復(fù)規(guī)定。與本標準相關(guān)的航空攝影新技術(shù)標準有《框幅式數(shù)字航空攝影技術(shù)規(guī)定》、《推掃式數(shù)字航空攝影技術(shù)規(guī)定》、《慣導(dǎo)與全球定位系統(tǒng)(IMU/GPS)輔助航空攝影技術(shù)規(guī)定》,這些標準目前正在制定中。與本標準配套使用的標準有《數(shù)字航空攝影測量控制測量規(guī)范》、《數(shù)字航空攝影測量測圖與成果生產(chǎn)技術(shù)規(guī)范》,這些標準目前在計劃制定中。1數(shù)字航空攝影測量空中三角測量規(guī)范本標準規(guī)定了數(shù)字航空攝影測量中空中三角測量的作業(yè)流程、技術(shù)要求。本標準適用于基于框幅式、推掃式數(shù)字影像的空中三角測量生產(chǎn)作業(yè)。2規(guī)范性引用文件下列文件中的條款通過本標準的引用而成為本標準的條款。凡是注日期的引用文件，其隨后所有的修改單(不包括勘誤的內(nèi)容)或修訂版均不適用于本標準，然而，鼓勵根據(jù)本標準達成協(xié)議的各方研究是否可使用這些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本適用于本標準。GB/T69621:500、1:1000、1:2000比例尺地形圖航空攝影規(guī)范GB/T156611:50001:100001:250001:500001:100000地形圖航空攝影規(guī)范GB/T18316數(shù)字測繪成果質(zhì)量檢查與驗收CH/T1001測繪技術(shù)總結(jié)編寫規(guī)定CH/T1004測繪技術(shù)設(shè)計規(guī)定3總則3.1對控制測量成果的要求像片控制點的精度和點位分布應(yīng)符合相關(guān)標準的規(guī)定。3.2對航攝資料的要求3.2.1膠片航攝資料根據(jù)相應(yīng)測圖比例尺應(yīng)符合GB/T6962或GB/T15661的規(guī)定。3.2.2數(shù)碼航攝資料根據(jù)相應(yīng)的成像方式應(yīng)符合相關(guān)標準的規(guī)定。3.2.3采用IMU/GPS輔助航空攝影時，航攝資料應(yīng)符合相關(guān)標準的規(guī)定。3.3對影像的要求3.3.1掃描數(shù)字化航攝影像分辨率應(yīng)符合附錄A的規(guī)定，掃描航片應(yīng)按附錄B執(zhí)行。3.3.2數(shù)碼航攝儀獲取的影像應(yīng)滿足以下要求：a)黑白影像輻射分辨率不應(yīng)小于8bit,灰度直方圖基本呈正態(tài)分布，影像反差適中，色調(diào)基本一b)彩色影像輻射分辨率不應(yīng)小于12bit;飽和度等級不小于10級；色彩還原真實準確，不失真，無偏色，幅與幅之間色調(diào)基本一致；c)影像清晰，細節(jié)完整，影像拼接處過渡自然，不影響像點觀測。3.4精度要求區(qū)域網(wǎng)平差計算結(jié)束后，連接點對最近野外控制點的平面位置中誤差圖上不得大于表1的規(guī)定，連接點對最近野外控制點的高程中誤差不得大于表1的規(guī)定。連接點的中誤差一般采用檢查點(多余像片控制點，不參與平差)的中誤差進行估算，具體要求見7.2。2表1連接點對最近野外控制點平面位置與高程中誤差單位為米成圖比例尺平面位置中誤差高程中誤差平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地0.1750.1750.250.250.150.280.350.350.350.280.350.280.358.758.7525.025.04.04.0特殊困難地區(qū)(大面積沙漠、戈壁、沼澤、森林等)的平面和高程中誤差均可放寬1/2,應(yīng)在技術(shù)設(shè)計書中明確規(guī)定。1:500成圖時，平地、丘陵地平面位置中誤差、高程中誤差不能滿足本表規(guī)定的精度時，應(yīng)采用平高全野外控制布點；1:1000～1:10000成圖時，平地高程中誤差不能滿足本表規(guī)定的精度時，應(yīng)采用高程全野外控制布點。注：表中加括號處為0.5m等高距的高程中誤差。3.5對其他作業(yè)方法的要求在滿足本規(guī)范規(guī)定精度的前提下，可采用新技術(shù)和新方法，應(yīng)經(jīng)過實踐驗證并提供實驗報告，同時在技術(shù)設(shè)計書中明確說明相關(guān)要求和規(guī)定。3.6控制點影像數(shù)據(jù)若需要建立控制點影像數(shù)據(jù)庫，宜在空中三角測量中采集控制點影像數(shù)據(jù)，具體要求在技術(shù)設(shè)計書中明確說明相關(guān)要求和規(guī)定。3.7工作流程數(shù)字航空攝影測量的工作流程見圖1,空中三角測量的作業(yè)流程見圖2。在空中三角測量技術(shù)設(shè)計時應(yīng)根據(jù)空中三角測量技術(shù)方法、數(shù)字攝影測量系統(tǒng)的不同制定具體、詳細的作業(yè)流程。航空攝影航空攝影控制測量空中二角測量測圖與成果生產(chǎn)圖1數(shù)字航空攝影測量工作流程3準備工作準備工作內(nèi)定向相對定向納對定向區(qū)域網(wǎng)平養(yǎng)計算成果上交圖2空中三角測量作業(yè)流程4準備工作4.1資料收集主要收集以下資料：a)控制測量成果測區(qū)基礎(chǔ)控制測量和像片控制測量的全部成果資料及技術(shù)設(shè)計書。b)航攝資料主要包括：1)航攝底片、像片或數(shù)碼航攝儀獲取的影像數(shù)據(jù)；2)測區(qū)航攝略圖，包括航攝分區(qū)劃分、航線分布、圖幅分幅；3)測區(qū)像片/影像索引圖、中心點接合圖；4)航攝儀鑒定表；5)輔助航攝資料，包括攝站點坐標、像片姿態(tài)參數(shù)、GPS數(shù)據(jù)等相關(guān)的數(shù)據(jù)或資料；6)航攝質(zhì)量驗收報告；7)其他有關(guān)資料。4.2資料分析對所收集的資料進行整理和分析：a)查看控制測量成果驗收報告以及技術(shù)設(shè)計書，分析控制測量的基本情況，包括像片控制點的數(shù)b)查看航攝成果驗收報告，分析航攝資料的基本情況，包括航攝單位、航攝時間、攝影比例尺、航以下內(nèi)容：1)飛行質(zhì)量：航偏角、航線彎曲、航高差、像片傾斜角、航向與旁向重疊度以及航攝比例尺、相對航高等參數(shù)是否滿足3.2.1、3.2.2的規(guī)定，是否需要采取特殊補救措施；2)攝影質(zhì)量：攝影質(zhì)量是否滿足3.2.1、3.2.2的規(guī)定；3)航攝儀鑒定資料：——膠片航攝儀的框標坐標、像主點坐標、焦距、物鏡畸變等航攝儀鑒定資料是否完整、可靠，航攝日期距離航攝儀鑒定日期是否滿足3.2.1的規(guī)定；——數(shù)碼航攝儀的焦距、畸變差、像素大小、像幅尺寸是否完整、可靠，航攝日期距離航攝儀鑒定日期是否滿足3.2.2的規(guī)定；44)數(shù)碼航攝儀獲取的影像：影像數(shù)據(jù)拼接、勻色處理是否滿足3.2.2的規(guī)定；5)輔助航攝資料：攝站點坐標、像片姿態(tài)參數(shù)、IMU檢校參數(shù)、GPS數(shù)據(jù)等是否完整，精度是否滿足3.2.3的規(guī)定；攝站點坐標采用的坐標系統(tǒng)；分析攝站點坐標、像片姿態(tài)參數(shù)使用的方法及可供使用的程度。4.3技術(shù)設(shè)計4.3.1項目設(shè)計和專業(yè)設(shè)計中涉及空中三角測量時，應(yīng)滿足本標準規(guī)定的各項技術(shù)要求，特殊情況不能達到時應(yīng)明確說明原因，并通過項目組織管理部門的審核批準。4.3.2項目設(shè)計書、專業(yè)設(shè)計書的編寫要求及主要內(nèi)容按CH/T1004執(zhí)行。5內(nèi)定向5.1框標坐標殘差絕對值一般不大于0.010mm,最大不超過0.015mm。5.2內(nèi)定向應(yīng)采用仿射變換進行框標坐標計算。5.3像點量測坐標需考慮像主點位置、航攝儀物鏡畸變、大氣折光、地球曲率等系統(tǒng)誤差的影響?？梢允褂米詸z校平差消除像點量測坐標的系統(tǒng)誤差。5.4框幅式數(shù)碼航攝儀獲取的影像需使用焦距、像素大小、像素行數(shù)/列數(shù)、像素值參考位置等航攝儀鑒定資料，注意影像坐標系統(tǒng)的方向定義。5.5掃描數(shù)字化航攝影像需使用焦距、像主點位置、框標坐標/距離、物鏡畸變差等航攝儀鑒定資料，應(yīng)注意不同航攝儀像主點、物鏡畸變的使用區(qū)別以及飛行方向與像主點偏移方向的差異。5.6內(nèi)定向超限時，應(yīng)分析原因，采取補救措施，如重測、重新掃描影像、采用自檢校平差消除像點量測坐標的系統(tǒng)誤差等。6相對定向6.1相對定向精度不應(yīng)大于表2的規(guī)定，特別困難資料或地區(qū)可放寬0.5倍。表2相對定向精度影像類型連接點上下視差中誤差連接點上下視差最大殘差掃描數(shù)字化航攝影像0.01mm(1/2像素)0.02mm(1像素)數(shù)碼航攝儀獲取的影像1/3像素2/3像素6.2掃描數(shù)字化航攝影像模型連接較差限值按公式(1)和公式(2)計算：△S=0.06×m像×10~3 (1)△S——平面位置較差，單位為米(m);m像——像片比例尺分母。m@——像片比例尺分母；fk——航攝儀焦距，單位為毫米(mm);b——像片基線長度，單位為毫米(mm)。6.3數(shù)碼航攝影像模型連接較差限值一般取公式(1)、公式(2)相應(yīng)計算值的1/2。6.4每個像對連接點應(yīng)分布均勻，每個標準點位區(qū)應(yīng)有連接點。自動相對定向時，每個像對連接點數(shù)目一般不少于30個。56.5標準點位區(qū)落水時，應(yīng)沿水涯線均勻選擇連接點。6.6航向連接點宜3度重疊，旁向連接點宜6度重疊。6.7掃描數(shù)字化航攝影像，連接點距離影像邊緣應(yīng)大于1.5cm;數(shù)碼航攝儀獲取的影像，在精確改正畸變差的基礎(chǔ)上，連接點距離影像邊緣可放寬至0.1cm。6.8自由圖邊在圖廓線以外應(yīng)有連接點。6.9根據(jù)需要選定、量測保密檢查點，保密檢查點數(shù)量和編號規(guī)則在技術(shù)設(shè)計書中確定。6.10人工選擇用于航線初始連接的連接點時，應(yīng)滿足以下要求：a)相鄰航線之間最少選2個航線連接點，宜選擇在首尾；航帶間航偏角變化較大的航帶，應(yīng)增加航線連接點數(shù)量。b)航線較長時，宜每隔10～12張像片選擇1個航線連接點。c)交叉航線，在兩個航線的公共區(qū)域，至少選擇3個航線連接點，且不應(yīng)分布在一條直線上。6.11自動航線連接時，應(yīng)注意外方位元素等輔助參數(shù)的使用方法，如是否包含GPS天線分量的改正等。7絕對定向與區(qū)域網(wǎng)平差計算7.1區(qū)域網(wǎng)平差計算結(jié)束后，基本定向點(測圖定向點)殘差限值為連接點中誤差限值的0.75倍，檢查點誤差限值為連接點中誤差限值的1.0倍，區(qū)域網(wǎng)間公共點較差限值為連接點中誤差限值的2.0倍，具體取值見表3。表3基本定向點殘差、檢查點誤差、公共點較差最大限值單位為米成圖比例尺點別平面位置中誤差高程中誤差平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地基本定向點0.130.130.110.26檢查點0.1750.1750.350.350.150.28公共點0.350.350.550.550.56基本定向點0.260.75檢查點0.28公共點0.56基本定向點0.26檢查點0.28公共點0.566成圖比例尺點別平面位置中誤差高程中誤差平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地基本定向點0.22檢查點公共點4.0基本定向點4.04.00.22檢查點公共點4.0基本定向點檢查點8.758.75公共點25.025.04.0基本定向點檢查點25.025.04.0公共點4.0基本定向點26.026.04.5檢查點4.0公共點28.0注：表中加括號處為0.5m等高距的精度要求。7.2檢查點的平面中誤差、高程中誤差分別按公式(3)計算。式中：m?——檢查點中誤差，單位為米(m);△——檢查點野外實測值與解算值的誤差，單位為米(m);n——參與評定精度的檢查點數(shù)，一幅圖應(yīng)有一個檢查點。)7.3區(qū)域網(wǎng)之間公共點的平面中誤差、高程中誤差分別按公式(4)估算，其精度要求同連接點(見表1)。式中：m?——公共點中誤差，單位為米(m);d——區(qū)域網(wǎng)之間公共點較差，單位為米(m);n——參與評定精度的點數(shù)?！?.4區(qū)域網(wǎng)根據(jù)航攝分區(qū)、可利用控制點的分布以及地形條件等情況靈活劃分，可以合并多個航攝分區(qū)為一個區(qū)域網(wǎng)。7.5平差計算時對連接點、像片控制點進行粗差檢測，剔除或修測檢測出的粗差點。7.6對于IMU/GPS輔助空中三角測量和GPS輔助空中三角測量，導(dǎo)入攝站點坐標、像片外方位元素進行聯(lián)合平差，應(yīng)注意GPS天線分量、IMU偏心角系統(tǒng)改正值。7.7水系平差應(yīng)注意以下要求：a)應(yīng)把野外施測的水位點高程換算至攝影時期的水位高程，作為控制定向點直接參與平差計算；7b)平差計算后，根據(jù)野外施測的水位點和內(nèi)業(yè)量測的水位點，在立體觀測下，依據(jù)地勢變化狀況，加減配賦改正，其加減改正數(shù)不應(yīng)大于平地連接點高程中誤差。7.8接邊原則：a)同比例尺、同地形類別像片、航線、區(qū)域網(wǎng)之間的公共點接邊，平面和高程較差不大于7.1的規(guī)定，取中數(shù)作為最后使用值。b)同比例尺不同地形類別接邊時，平面位置較差不大于表1規(guī)定的連接點平面位置中誤差之和，高程較差不大于表1規(guī)定的連接點高程中誤差之和；將實際較差按中誤差的比例進行配賦作為平面和高程的最后使用值。c)不同比例尺接邊，平面位置較差不大于表1規(guī)定的連接點平面位置中誤差之和，高程較差不大于表1規(guī)定的連接點高程中誤差之和；將實際較差按中誤差的比例進行配賦作為平面和高程的最后使用值。d)與已成圖或出版圖接邊，當較差小于上述規(guī)定限差的二分之一時以已成圖或出版圖為準；當較差大于上述規(guī)定限差二分之一，但小于規(guī)定限差時，應(yīng)取中數(shù)作為最后使用值；超限時，要認真檢查原因，確系已成圖或出版圖錯誤，直接采用當前成果，在圖歷簿中注明。e)不同投影帶之間公共點平面坐標接邊，首先換算成同一帶坐標值，在規(guī)定限差內(nèi)取中數(shù)，然后再將中數(shù)值換算成鄰帶坐標值。7.9根據(jù)需要從連接點中選擇精度較高的點作為測圖定向點。7.10根據(jù)需要進行單模型絕對定向，檢查測圖定向點殘差，若超限應(yīng)進行人工修測。8成果驗收及上交空中三角測量作業(yè)完成后，質(zhì)量檢查及檢查報告編寫要求按GB/T18316執(zhí)行。技術(shù)總結(jié)編寫要求及主要內(nèi)容按CH/T1001執(zhí)行。通過驗收的空中三角測量成果按以下內(nèi)容逐項登記整理，并上交：a)成果清單；b)相機文件；c)像片控制點坐標；d)連接點或測圖定向點像片坐標和大地坐標；e)每張像片的內(nèi)、外方位元素；f)連接點分布略圖；g)保密檢查點大地坐標；h)技術(shù)設(shè)計書；i)技術(shù)總結(jié)；j)檢查報告與驗收報告；k)其他資料。8