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(yàn)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(zhǔn)備工作 35內(nèi)定向 46相對(duì)定向 47絕對(duì)定向與區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算 58成果驗(yàn)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(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B為規(guī)范性附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由國家測繪局提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國地理信息標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會(huì)歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：國家測繪局測繪標(biāo)準(zhǔn)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(xué)技術(shù)的發(fā)展，攝影測量已進(jìn)入了基于數(shù)字化影像或數(shù)字影像進(jìn)行數(shù)據(jù)處理的階段。為適應(yīng)當(dāng)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(biāo)準(zhǔn)體系。本標(biāo)準(zhǔn)是數(shù)字航空攝影、測量、測圖等系列國家標(biāo)準(zhǔn)之一，其他有關(guān)標(biāo)準(zhǔn)將在今后陸續(xù)制定。本標(biāo)準(zhǔn)基于數(shù)字?jǐn)z影測量當(dāng)前的技術(shù)特征對(duì)航空攝影測量的關(guān)鍵步驟——空中三角測量進(jìn)行了技術(shù)約定和作業(yè)過程指導(dǎo)。本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)規(guī)范，這些標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)只針對(duì)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(biāo)準(zhǔn)中相關(guān)部分的技術(shù)要求(如膠片攝影沖洗處理、連接點(diǎn)選點(diǎn)的位置要求等),而不在本標(biāo)準(zhǔn)中重復(fù)規(guī)定。與本標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)的航空攝影新技術(shù)標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)目前正在制定中。與本標(biāo)準(zhǔn)配套使用的標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)目前在計(jì)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)的引用而成為本標(biāo)準(zhǔn)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(biāo)準(zhǔn)，然而，鼓勵(lì)根據(jù)本標(biāo)準(zhǔn)達(dá)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(biāo)準(zhǔn)。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(yàn)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(jì)規(guī)定3總則3.1對(duì)控制測量成果的要求像片控制點(diǎn)的精度和點(diǎn)位分布應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3.2對(duì)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(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3.2.3采用IMU/GPS輔助航空攝影時(shí)，航攝資料應(yīng)符合相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。3.3對(duì)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(jí)不小于10級(jí)；色彩還原真實(shí)準(zhǔn)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(xì)節(jié)完整，影像拼接處過渡自然，不影響像點(diǎn)觀測。3.4精度要求區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)束后，連接點(diǎn)對(duì)最近野外控制點(diǎn)的平面位置中誤差圖上不得大于表1的規(guī)定，連接點(diǎn)對(duì)最近野外控制點(diǎn)的高程中誤差不得大于表1的規(guī)定。連接點(diǎn)的中誤差一般采用檢查點(diǎn)(多余像片控制點(diǎn)，不參與平差)的中誤差進(jìn)行估算，具體要求見7.2。2表1連接點(diǎn)對(duì)最近野外控制點(diǎn)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(jì)書中明確規(guī)定。1:500成圖時(shí)，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(shí)，應(yīng)采用平高全野外控制布點(diǎn)；1:1000～1:10000成圖時(shí)，平地高程中誤差不能滿足本表規(guī)定的精度時(shí)，應(yīng)采用高程全野外控制布點(diǎn)。注：表中加括號(hào)處為0.5m等高距的高程中誤差。3.5對(duì)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(shí)踐驗(yàn)證并提供實(shí)驗(yàn)報(bào)告，同時(shí)在技術(shù)設(shè)計(jì)書中明確說明相關(guān)要求和規(guī)定。3.6控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)若需要建立控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)庫，宜在空中三角測量中采集控制點(diǎn)影像數(shù)據(jù)，具體要求在技術(shù)設(shè)計(jì)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(jì)時(shí)應(yīng)根據(jù)空中三角測量技術(shù)方法、數(shù)字?jǐn)z影測量系統(tǒng)的不同制定具體、詳細(xì)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(zhǔn)備工作準(zhǔn)備工作內(nèi)定向相對(duì)定向納對(duì)定向區(qū)域網(wǎng)平養(yǎng)計(jì)算成果上交圖2空中三角測量作業(yè)流程4準(zhǔn)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(jì)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(diǎn)接合圖；4)航攝儀鑒定表；5)輔助航攝資料，包括攝站點(diǎn)坐標(biāo)、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(yàn)收?qǐng)?bào)告；7)其他有關(guān)資料。4.2資料分析對(duì)所收集的資料進(jìn)行整理和分析：a)查看控制測量成果驗(yàn)收?qǐng)?bào)告以及技術(shù)設(shè)計(jì)書，分析控制測量的基本情況，包括像片控制點(diǎn)的數(shù)b)查看航攝成果驗(yàn)收?qǐng)?bào)告，分析航攝資料的基本情況，包括航攝單位、航攝時(shí)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(duì)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(bǔ)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(biāo)坐標(biāo)、像主點(diǎn)坐標(biāo)、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(diǎn)坐標(biāo)、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(diǎn)坐標(biāo)采用的坐標(biāo)系統(tǒng)；分析攝站點(diǎn)坐標(biāo)、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(jì)4.3.1項(xiàng)目設(shè)計(jì)和專業(yè)設(shè)計(jì)中涉及空中三角測量時(shí)，應(yīng)滿足本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的各項(xiàng)技術(shù)要求，特殊情況不能達(dá)到時(shí)應(yīng)明確說明原因，并通過項(xiàng)目組織管理部門的審核批準(zhǔn)。4.3.2項(xiàng)目設(shè)計(jì)書、專業(yè)設(shè)計(jì)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(biāo)坐標(biāo)殘差絕對(duì)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(jìn)行框標(biāo)坐標(biāo)計(jì)算。5.3像點(diǎn)量測坐標(biāo)需考慮像主點(diǎn)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。可以使用自檢校平差消除像點(diǎn)量測坐標(biāo)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(biāo)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(diǎn)位置、框標(biāo)坐標(biāo)/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(diǎn)、物鏡畸變的使用區(qū)別以及飛行方向與像主點(diǎn)偏移方向的差異。5.6內(nèi)定向超限時(shí)，應(yīng)分析原因，采取補(bǔ)救措施，如重測、重新掃描影像、采用自檢校平差消除像點(diǎn)量測坐標(biāo)的系統(tǒng)誤差等。6相對(duì)定向6.1相對(duì)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(duì)定向精度影像類型連接點(diǎn)上下視差中誤差連接點(diǎn)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(jì)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(jì)算值的1/2。6.4每個(gè)像對(duì)連接點(diǎn)應(yīng)分布均勻，每個(gè)標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位區(qū)應(yīng)有連接點(diǎn)。自動(dòng)相對(duì)定向時(shí)，每個(gè)像對(duì)連接點(diǎn)數(shù)目一般不少于30個(gè)。56.5標(biāo)準(zhǔn)點(diǎn)位區(qū)落水時(shí)，應(yīng)沿水涯線均勻選擇連接點(diǎn)。6.6航向連接點(diǎn)宜3度重疊，旁向連接點(diǎn)宜6度重疊。6.7掃描數(shù)字化航攝影像，連接點(diǎn)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(diǎn)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(diǎn)。6.9根據(jù)需要選定、量測保密檢查點(diǎn)，保密檢查點(diǎn)數(shù)量和編號(hào)規(guī)則在技術(shù)設(shè)計(jì)書中確定。6.10人工選擇用于航線初始連接的連接點(diǎn)時(shí)，應(yīng)滿足以下要求：a)相鄰航線之間最少選2個(gè)航線連接點(diǎn)，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(diǎn)數(shù)量。b)航線較長時(shí)，宜每隔10～12張像片選擇1個(gè)航線連接點(diǎn)。c)交叉航線，在兩個(gè)航線的公共區(qū)域，至少選擇3個(gè)航線連接點(diǎn)，且不應(yīng)分布在一條直線上。6.11自動(dòng)航線連接時(shí)，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(duì)定向與區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算7.1區(qū)域網(wǎng)平差計(jì)算結(jié)束后，基本定向點(diǎn)(測圖定向點(diǎn))殘差限值為連接點(diǎn)中誤差限值的0.75倍，檢查點(diǎn)誤差限值為連接點(diǎn)中誤差限值的1.0倍，區(qū)域網(wǎng)間公共點(diǎn)較差限值為連接點(diǎn)中誤差限值的2.0倍，具體取值見表3。表3基本定向點(diǎn)殘差、檢查點(diǎn)誤差、公共點(diǎn)較差最大限值單位為米成圖比例尺點(diǎn)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(diǎn)0.130.130.110.26檢查點(diǎn)0.1750.1750.350.350.150.28公共點(diǎn)0.350.350.550.550.56基本定向點(diǎn)0.260.75檢查點(diǎn)0.28公共點(diǎn)0.56基本定向點(diǎn)0.26檢查點(diǎn)0.28公共點(diǎn)0.566成圖比例尺點(diǎn)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(diǎn)0.22檢查點(diǎn)公共點(diǎn)4.0基本定向點(diǎn)4.04.00.22檢查點(diǎn)公共點(diǎn)4.0基本定向點(diǎn)檢查點(diǎn)8.758.75公共點(diǎn)25.025.04.0基本定向點(diǎn)檢查點(diǎn)25.025.04.0公共點(diǎn)4.0基本定向點(diǎn)26.026.04.5檢查點(diǎn)4.0公共點(diǎn)28.0注：表中加括號(hào)處為0.5m等高距的精度要求。7.2檢查點(diǎn)的平面中誤差、高程中誤差分別按公式(3)計(jì)算。式中：m?——檢查點(diǎn)中誤差，單位為米(m);△——檢查點(diǎn)野外實(shí)測值與解算值的誤差，單位為米(m);n——參與評(píng)定精度的檢查點(diǎn)數(shù)，一幅圖應(yīng)有一個(gè)檢查點(diǎn)。)7.3區(qū)域網(wǎng)之間公共點(diǎn)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(diǎn)(見表1)。式中：m?——公共點(diǎn)中誤差，單位為米(m);d——區(qū)域網(wǎng)之間公共點(diǎn)較差，單位為米(m);n——參與評(píng)定精度的點(diǎn)數(shù)?！?.4區(qū)域網(wǎng)根據(jù)航攝分區(qū)、可利用控制點(diǎn)的分布以及地形條件等情況靈活劃分，可以合并多個(gè)航攝分區(qū)為一個(gè)區(qū)域網(wǎng)。7.5平差計(jì)算時(shí)對(duì)連接點(diǎn)、像片控制點(diǎn)進(jìn)行粗差檢測，剔除或修測檢測出的粗差點(diǎn)。7.6對(duì)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(diǎn)坐標(biāo)、像片外方位元素進(jìn)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(diǎn)高程換算至攝影時(shí)期的水位高程，作為控制定向點(diǎn)直接參與平差計(jì)算；7b)平差計(jì)算后，根據(jù)野外施測的水位點(diǎn)和內(nèi)業(yè)量測的水位點(diǎn)，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(diǎn)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(diǎn)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(shí)，平面位置較差不大于表1規(guī)定的連接點(diǎn)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(diǎn)高程中誤差之和；將實(shí)際較差按中誤差的比例進(jìn)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(diǎn)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(diǎn)高程中誤差之和；將實(shí)際較差按中誤差的比例進(jìn)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(dāng)較差小于上述規(guī)定限差的二分之一時(shí)以已成圖或出版圖為準(zhǔn)；當(dāng)較差大于上述規(guī)定限差二分之一，但小于規(guī)定限差時(shí)，應(yīng)取中數(shù)作為最后使用值；超限時(shí)，要認(rèn)真檢查原因，確系已成圖或出版圖錯(cuò)誤，直接采用當(dāng)前成果，在圖歷簿中注明。e)不同投影帶之間公共點(diǎn)平面坐標(biāo)接邊，首先換算成同一帶坐標(biāo)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(biāo)值。7.9根據(jù)需要從連接點(diǎn)中選擇精度較高的點(diǎn)作為測圖定向點(diǎn)。7.10根據(jù)需要進(jìn)行單模型絕對(duì)定向，檢查測圖定向點(diǎn)殘差，若超限應(yīng)進(jìn)行人工修測。8成果驗(yàn)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(bào)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(yàn)收的空中三角測量成果按以下內(nèi)容逐項(xiàng)登記整理，并上交：a)成果清單；b)相機(jī)文件；c)像片控制點(diǎn)坐標(biāo)；d)連接點(diǎn)或測圖定向點(diǎn)像片坐標(biāo)和大地坐標(biāo)；e)每張像片的內(nèi)、外方位元素；f)連接點(diǎn)分布略圖；g)保密檢查點(diǎn)大地坐標(biāo)；h)技術(shù)設(shè)計(jì)書；i)技術(shù)總結(jié)；j)檢查報(bào)告與驗(yàn)收?qǐng)?bào)告；k)其他資料。8