GB∕T 40766-2021 数字航天摄影测量 控制测量规范.pdf
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1、书 书 书犐 犆犛 犃 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?犌犅犜 ?犇 犻 犵 犻 狋 犪 犾狊 狆 犪 犮 犲狆 犺 狅 狋 狅 犵 狉 犪犿犿犲 狋 狉 狔犛 狆 犲 犮 犻 犳 犻 犮 犪 狋 犻 狅 狀 狊犳 狅 狉犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾狊 狌 狉 狏 犲 狔 ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ?书 书 书目次前言引言范围规范性引用文件术语和定义通用要求 空间参考 基础控制测量成果 像控点类型及精度 卫星影像资料 区域似大地水准面精化成果 仪器设备准备工作 资料收集 测区踏勘 资料分析 技术设计基础控制点布设和测量 基础控制点布
2、设 基础控制点测量像控点布设 布点影像要求 点位要求 布设方式 单模型布点 单景影像布点 区域网布点 特殊情况布点 像控点测量 外业像控点测量 图解像控点测量 像控点编号及成果表 像控点整饰 控制像片整饰 电子像控点点之记制作 犌犅犜 像控点信息采集 质量控制 基本要求 过程质量控制 成果质量检查与验收 成果整理与上交 成果整理 成果上交 附录(资料性附录)像控点成果表 附录(资料性附录)电子像控点点之记 附录(资料性附录)像控点信息数据 参考文献 犌犅犜 前言本标准按照 给出的规则起草。本标准由中华人民共和国自然资源部提出。本标准由全国地理信息标准化技术委员会( )归口。本标准起草单位:自然
3、资源部测绘标准化研究所、自然资源部第二地形测量队、中国测绘科学研究院、浙江合信地理信息技术有限公司、深圳市勘察测绘院(集团)有限公司、自然资源部第一地形测量队、武汉大学、自然资源部四川测绘产品质量监督检验站、自然资源部第一航测遥感院、天津市测绘院。本标准主要起草人:马聪丽、赵文普、严竞新、张力、刘念、王西萍、傅晓珊、朱正荣、黄献智、周贻港、张过、陈骏、张志军、彭飞宇、安德恭、吴桐、宋耀东、刘钰、李书丹、姚娜。犌犅犜 引言近年来随着航天技术的不断发展,遥感卫星以能够长时间、周期性地对地球成像,具备数据获取快速、成本低且不受区域限制的优势,逐渐成为人们观测地球空间信息的重要手段,其所具备的高空间分
4、辨率、高敏捷机动能力、高定位精度为卫星影像数据的应用开拓了广阔的市场。目前光学遥感卫星影像已成为基础地理信息资源建设以及其他遥感应用领域的主要数据源,有必要制定数字航天摄影测量规范,建立完善的航天摄影测量标准体系,填补数字航天摄影测量标准的空白。为适应当前测绘生产的技术要求和发展水平,有必要制定数字航天摄影测量中控制测量的规范,对标准体系予以完善。与本标准配套使用的标准有数字航天摄影测量空中三角测量规范 数字航天摄影测量测图规范 。犌犅犜 数字航天摄影测量控制测量规范范围本标准规定了数字航天摄影测量生产中控制测量的基本规定、准备工作、基础控制点布设和测量、像控点布设、像控点测量、像控点整饰、质
5、量控制、成果整理和上交的要求,描述了对应的证实方法。本标准适用于线阵推扫式光学卫星影像采用摄影测量方法的 、 、 、 、 基础地理信息数字成果在控制测量阶段的生产作业。规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件,仅注日期的版本适用于本文件。凡是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。 地形图航空摄影测量外业规范 地形图航空摄影测量外业规范 全球定位系统()测量规范 测绘成果质量检查与验收 测绘技术总结编写规定 测绘技术设计规定 全球定位系统实时动态测量()技术规范术语和定义下列术语和定义适用于本文件。 数字航天摄影测量犱 犻 犵 犻 狋 犪
6、 犾狊 狆 犪 犮 犲狆 犺 狅 狋 狅 犵 狉 犪犿犿犲 狋 狉 狔基于航天飞行器搭载的传感器获取的地面连续数字影像,结合外业获取的控制点平面和高程信息,利用计算机系统测制数字基础地理信息成果的全过程。 立体卫星影像狊 狋 犲 狉 犲 狅 狊 犮 狅 狆 犻 犮狊 犪 狋 犲 犾 犾 犻 狋 犲犻 犿犪 犵 犲具有同轨或异轨立体成像能力的卫星获取的能够构成立体像对(同名光线空间交会角大于 )的卫星影像。 单片卫星影像犿狅 狀 狅 犾 犻 狋 犺 犻 犮狊 犪 狋 犲 犾 犾 犻 狋 犲犻 犿犪 犵 犲不具有立体成像能力的卫星获取的卫星影像,或具有立体成像能力的卫星获取的不能构成立体像对(同名
7、光线空间交会角小于 )的卫星影像。 单景卫星影像狊 犻 狀 犵 犾 犲 狏 犻 犲 狑狊 犪 狋 犲 犾 犾 犻 狋 犲犻 犿犪 犵 犲一景或一张单片卫星影像。犌犅犜 像控点犻 犿犪 犵 犲犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾狆 狅 犻 狀 狋位于影像特定位置和特定目标上,具有成图坐标系中坐标信息的控制点。注:采用野外实地测量获得点位三维坐标的像控点称为外业像控点;在已有基础地理信息成果中提取点位三维坐标的像控点称为图解像控点;用于检查成果正确性的像控点称为检查点(本标准中是指用于评定空中三角测量精度的像控点) 。 连接点狋 犻 犲狆 狅 犻 狀 狋能够构建立体模型或建立相邻模型(影像)之间连接关系的同
8、名像点。注:采用空中三角测量方法解求出点位三维坐标的连接点称为加密点;相邻平差区域网之间共同存在同一影像目标的加密点称为区域网间公共点(简称“公共点” ) 。 单模型狊 犻 狀 犵 犾 犲狊 狋 犲 狉 犲 狅犿狅 犱 犲 犾由立体卫星影像构成的单个立体模型。 卫星影像定向参数狊 犪 狋 犲 犾 犾 犻 狋 犲犻 犿犪 犵 犲狅 狉 犻 犲 狀 狋 犪 狋 犻 狅 狀狆 犪 狉 犪犿犲 狋 犲 狉用于描述卫星影像在成图坐标系中的空间绝对位置和姿态的参数。注:在本标准中是指通用的阶有理多项式( ,)参数。 卫星影像侧视角狊 犻 犱 犲狏 犻 犲 狑犪 狀 犵 犾 犲狅 犳狊 犪 狋 犲 犾 犾
9、犻 狋 犲犻 犿犪 犵 犲一景影像各像点成像入射角的平均值。注:成像光线与入射点处大地椭球面法线之间的夹角称为成像入射角,由于卫星影像中各像点的成像入射角有一定差异,需取平均值进行描述。卫星影像的侧视角等于 减去成像高度角。 立体区域网狊 狋 犲 狉 犲 狅犫 犾 狅 犮 犽利用成片分布的立体卫星影像,且单模型间能够相互重叠,用于获取基础地理信息数字成果(数字表面模型() 、数字高程模型() 、数字正射影像() 、数字线划图() )生产所需的卫星影像定向参数构建的区域网。 平面区域网犺 狅 狉 犻 狕 狅 狀 狋 犪 犾犫 犾 狅 犮 犽利用成片分布的单片卫星影像,且影像间能够相互重叠,用于获
10、取生产所需的卫星影像定向参数构建的区域网。 单景影像定向狊 犻 狀 犵 犾 犲 狏 犻 犲 狑犻 犿犪 犵 犲狅 狉 犻 犲 狀 狋 犪 狋 犻 狅 狀在单景卫星影像上量测一定数量的像控点,通过平差计算,获取用于生产所需的卫星影像定向参数的过程。 单模型定向狊 犻 狀 犵 犾 犲犿狅 犱 犲 犾狅 狉 犻 犲 狀 狋 犪 狋 犻 狅 狀在单模型卫星影像上量测一定数量的连接点和像控点,通过平差计算,获取用于基础地理信息数字成果生产所需的卫星影像定向参数的过程。 区域网平差犫 犾 狅 犮 犽犪 犱 犼 狌 狊 狋犿犲 狀 狋在立体区域网或平面区域网内量测一定数量的连接点和像控点,通过平差计算,获取
11、卫星影像定向参数的过程。犌犅犜 基础影像控制网犫 犪 狊 犻 犮犻 犿犪 犵 犲犮 狅 狀 狋 狉 狅 犾狀 犲 狋 狑狅 狉 犽具有满足成图精度要求的已有航空或航天空中三角测量立体区域网,成果包括区域网中的影像数据和对应的影像定向参数。通用要求 空间参考一般情况下,采用 国家大地坐标系,高斯克吕格投影, 、 按 分带, 、 、 按 分带,高程基准采用 国家高程基准。特殊情况下,可根据成图需要,在专业技术设计书中对平面坐标系、高程基准、投影和分带方式另行做出规定。 基础控制测量成果 外业像控点测量的基础控制测量成果用于外业像控点测量的基础控制测量成果要求如下:)选用高等级基础控制测量成果作为外
12、业像控点测量起算数据源;)用于平面控制的基础控制测量成果包括:四等及以上国家大地控制网点、级及以上点、卫星导航定位基准站;)用于高程控制的基础控制测量成果包括:等外及以上等级的水准点、点、区域似大地水准面精化成果。 图解像控点测量的基础控制测量成果 基础影像控制网成果基础影像控制网成果要求如下:)基础影像控制网中的航空或航天影像地面分辨率应达到或优于相应成图比例尺要求的卫星影像地面分辨率;)基础影像控制网平面和高程精度应达到相应成图比例尺空中三角测量加密点精度。 已有犇犗犕、犇犛犕或犇犈犕成果已有、或成果要求如下:)用于提取像控点成果的已有地面分辨率应优于相应成图比例尺要求的卫星影像地面分辨率
13、;)用于提取单模型定向和立体区域网平差像控点的已有平面精度应达到相应成图比例尺空中三角测量加密点精度,用于提取单景卫星影像定向和平面区域网平差像控点的已有平面精度应达到或高于相应成图比例尺、地物点精度;)用于提取单模型定向和立体区域网平差像控点的已有或高程精度应达到相应成图比例尺空中三角测量加密点精度,用于提取单景卫星影像定向和平面区域网平差像控点的已有或高程精度应达到或高于相应成图比例尺内插点精度。犌犅犜 像控点类型及精度 像控点类型航天摄影测量的像控点采用平高控制点。 外业像控点精度外业像控点精度应满足下列要求:)外业像控点平面位置中误差相对邻近基础控制点不应大于相应成图比例尺图上 ;)外
14、业像控点的高程中误差,在 成图时,相对邻近基础控制点不应超过基本等高距的 ;在 成图时,相对邻近基础控制点应符合表的规定;表 测图像控点高程中误差单位为米成图比例尺平地丘陵地山地高山地 )大面积森林、沙漠、戈壁、沼泽以及小面积海岛(礁)等特殊困难地区像控点的平面位置中误差、高程中误差可相应放宽 倍;)最大误差为倍中误差。 图解像控点精度图解像控点精度应满足下列要求:)用于单模型定向和立体区域网平差的图解像控点,平面和高程精度应达到相应成图比例尺空中三角测量加密点精度;)用于单景卫星影像定向和平面区域网平差的图解像控点,平面精度达到相应成图比例尺、地物点精度;高程精度达到相应成图比例尺内插点精度
15、。 卫星影像资料 基本要求卫星影像资料应满足下列基本要求:)卫星影像应为传感器校正后的影像产品,即对原始卫星下传数据经过辐射校正和传感器几何校正处理的初级影像产品。)卫星影像的地面分辨率、时相、成像质量应满足生产要求。)卫星影像应纹理清晰,无明显噪声、斑点和坏线,影像无明显几何变形。水网地区,不得出现大面积水面反光。)用于生产的卫星影像应为单片卫星影像或立体卫星影像中侧视角较小且分辨率较高的影像,其侧视角平地、丘陵地不应大于 ,山地、高山地不应大于 。)单景卫星影像的非永久积雪覆盖面积应小于;云、雪累计覆盖面积应小于影像总面积的 ,重要地物纹理不得被云、雪、云影、阴影等遮挡,且影像接边处不应有
16、云覆盖。犌犅犜 )用于构建平面区域网或立体区域网的相邻卫星影像重叠度不应小于 。)当卫星影像在侧视角、云雪覆盖和重叠度等方面遇到特殊情况,超过上述条目中的规定要求,但总体可以满足使用需求时,须经技术部门认可或审批后方可使用。 影像数据卫星影像数据应包括以下文件:影像文件(如 或其他标准影像格式) 、影像缩略图文件(一般为 格式文件) 、影像参数文件(如文件或文件)或卫星姿轨参数文件、影像辅助信息文件(一般为文件,包括影像四角经纬度坐标、地面分辨率、传感器类型、成像时间、太阳方位角与高度角、成像方位角与高度角等必要信息) 。 地面分辨率卫星影像的地面分辨率应满足成图精度的要求,按照比例尺的不同,
17、用于成图的全色卫星影像地面分辨率不应低于表的规定。表卫星影像地面分辨率单位为米成图比例尺 地面分辨率 区域似大地水准面精化成果用于计算像控点正常高的区域似大地水准面精化模型数据,其分辨率和精度不应低于表的规定。表区域似大地水准面精化模型数据要求成图比例尺分辨率精度平地、丘陵地山地、高山地 、 、 、 仪器设备作业中使用的测量仪器设备应经过有资质的计量检定机构检定合格后,在有效期内使用。准备工作 资料收集 控制测量资料控制测量资料主要包括:)测区及周边的基础控制成果;)测区及周边可准确读取满足像控点精度的已有、等成果;)测区及周边能满足像控点精度的基础影像控制网成果。犌犅犜 卫星影像资料卫星影像
18、资料主要包括:)覆盖测区的卫星影像数据,包括全色和多光谱影像数据文件,包括标准影像格式的影像文件(如: ) 、缩略影像文件(如: ) 、影像参数文件(如: 或 )或卫星姿轨参数、影像辅助信息文件(如: ) ;)用于立体测图的卫星影像应为立体卫星影像。 地图资料地图资料包括测区及周边相关比例尺地形图、行政区划图、交通图、水利图等资料。 测区踏勘对不熟悉情况的测区,必要时应进行测区踏勘,了解测区及周边的基础控制成果的分布、类型、完好程度等情况,了解地形、植被、交通、气候等情况,并编写踏勘报告。踏勘报告的编写要求及主要内容按 规定执行。 资料分析对收集到的资料进行分析:)查看基础控制成果的施测年代、
19、施测单位、作业依据、平面坐标系统和高程基准、成果精度。综合分析基础控制成果的分布、类型等情况,以确定其使用价值和使用方法。)查看卫星影像的成像信息和分布情况,综合分析影像的成像类型、覆盖情况、数据文件内容、地面分辨率、时相、侧视角、云雪覆盖、相邻影像重叠度、影像质量等情况,以确定其是否满足成图要求。)查看地图资料的施测年代、施测单位、作业依据、平面坐标系统和高程基准、比例尺、成果精度、成图质量等,以确定其使用价值和使用方法。 技术设计技术设计应满足下列要求:)根据项目具体情况可以与空中三角测量、测图与成果生产合并编写,也可以独立编写;)应根据项目总体要求并结合踏勘报告、资料分析结果等编写;)应
20、满足本标准规定的各项技术要求,特殊情况不能达到时应明确说明原因,并通过项目委托单位的审核批准;)编写应符合 的规定。基础控制点布设和测量 基础控制点布设基础控制点布设应满足下列要求:)当成图区域需要施测外业像控点,且没有满足精度要求的基础控制成果时,应布设和施测一定数量的基础控制点,作为像控点测量的起算点;)采用静态相对定位测量方法时,其布设原则应基本符合 中级网的规定。犌犅犜 基础控制点测量基础控制点测量应满足下列要求:)布设的基础控制点平面坐标应采用定位测量或与其精度相当的方法施测;高程应采用等外水准测量或与其精度相当的方法施测;)采用静态相对定位测量方法时,其选点、观测、数据处理、成果检
21、查与上交资料应基本符合 中级网的规定,其中,级网的平均边长等约束条件可以放宽,允许长短边存在;)采用方法时,其精度、观测、记录、数据处理、成果检查与上交资料应符合 中控制测量的规定。像控点布设 布点影像要求在覆盖测区的全色(单片、立体)卫星影像上布设像控点。 点位要求 目标条件像控点点位目标应满足下列条件:)像控点目标在影像上应成像清晰、明显,在影像上易于准确识别和量测,在实地易于准确确定位置和测量;)像控点首选目标为交角( )良好的细小线状要素的交点、明显要素的拐角点,其次为影像上小于 的点状要素中心,最后为细小线状要素的端点;)移动物体和非永久性地面标志不能作为选点目标,随季节变化的要素和
22、高程急剧变化区域的要素不宜作为选点目标;)用于单片影像定向和平面区域网平差的像控点,不应选在高出地面的要素顶上。 像片条件像控点像片条件应满足下列条件:)像控点按尽可能控制立体模型或单片影像最大范围的原则,布设在立体模型或单片影像四角位置。当立体模型或单片影像四角影像纹理单一(如大面积水域、云雪区域、森林覆盖区等) ,没有点位目标时,可在立体模型或单片影像范围内选取明显目标布点。)用于区域网平差的像控点尽量布设在相邻立体模型或相邻影像重叠范围内同一目标点上,利于增加重复观测条件,提高平差精度。当影像重叠范围内影像纹理单一(如大面积水域、云雪区域、森林覆盖区等) ,或成像时相差异等原因,无法选取
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