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GB/T 43995-2024 数字航天摄影测量空中三角测量规范

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资料介绍

　　ICS 07. 040 CCS A 77

　　中华人民共和国国家标准

　　GB/T 43995—2024

　　数字航天摄影测量空中三角测量规范

　　Digitalspacephotogrammetry—Specificationsforaerialtriangulation

　　2024-05-28发布 2024-09-01实施

　　国家市场监督管理总局国家标准化管理委员会

　　发

　　布

　　GB/T 43995—2024

　　前言 Ⅲ

　　引言 Ⅳ

　　1 范围 1

　　2 规范性引用文件 1

　　3 术语和定义 1

　　4 通用要求 3

　　4. 1 空间参考 3

　　4. 2 影像控制资料 3

　　4. 3 卫星影像资料 3

　　4. 4 精度指标 4

　　4. 5 卫星影像定向参数 6

　　5 准备工作 6

　　5. 1 资料收集 6

　　5. 2 资料分析 7

　　5. 3 技术设计 7

　　6 测量方法 7

　　7 作业流程 7

　　7. 1 单景影像定向空中三角测量作业流程 7

　　7. 2 单模型定向空中三角测量作业流程 8

　　7. 3 平面区域网空中三角测量作业流程 8

　　7. 4 有控立体区域网空中三角测量作业流程 9

　　7. 5 无控立体自由网空中三角测量作业流程 10

　　8 技术要求 10

　　8. 1 影像控制资料使用要求 10

　　8. 2 平差区域网构建要求 10

　　8. 3 无控立体自由网构建要求 10

　　8. 4 连接点量测 10

　　8. 5 像控点量测 11

　　8. 6 区域网(自由网)平差 11

　　9 质量控制 11

　　9. 1 基本要求 11

　　9. 2 过程质量控制 12

　　9. 3 成果质量检查与验收 12

　　Ⅰ

　　GB/T 43995—2024

　　10 成果整理与上交 12

　　10. 1 成果整理 12

　　10. 2 成果上交 12

　　附录 A (规范性) 摄影测量立体测图高程精度估算 14

　　附录 B (资料性) 高分辨率卫星影像的几何成像模型 15

　　附录 C (规范性) 卫星影像定向参数内容及格式 18

　　附录 D (资料性) 平面区域网空中三角测量原理及注意事项 21

　　参考文献 22

　　Ⅱ

　　GB/T 43995—2024

　　前言

　　本文件按照 GB/T 1. 1—2020《标准化工作导则第 1部分 :标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。

　　请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。

　　本文件由中华人民共和国自然资源部提出。

　　本文件由全国地理信息标准化技术委员会(SAC/TC230)归口。

　　本文件起草单位 : 自然资源部测绘标准化研究所、中国测绘科学研究院、自然资源部第二地形测量队、浙江合信地理信息技术有限公司、自然资源部第一航测遥感院、深圳市勘察测绘院(集团)有限公司、自然资源部四川测绘产品质量监督检验站、武汉大学、自然资源部第一地形测量队、天津市测绘院。

　　本文件主要起草人 : 马聪丽、张力、赵文普、张静、王西萍、张莹、傅晓珊、刘念、彭飞宇、王志豪、黄献智、张过、朱正荣、陈骏、任赳龙、张志军、黄琛、姚娜、段怡红。

　　Ⅲ

　　GB/T 43995—2024

　　引言

　　随着航天技术的不断发展 ,遥感卫星影像数据凭借获取快、成本低、区域限制小的优势 ,逐渐成为获取空间信息的重要手段。目前高分辨率遥感卫星影像 , 已逐渐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。

　　为适应当前基于卫星影像进行信息获取的科技发展现状和实际技术要求 ,有必要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。空中三角测量作为数字航天摄影测量其中一项重要环节 ,需制定本文件对相关工作内容、技术流程与技术要求进行规定。与本文件配套使用的文件包括 GB/T40766《数字航天摄影测量控制测量规范》、GB/T40527《数字航天摄影测量测图规范》。

　　Ⅳ

　　GB/T 43995—2024

　　数字航天摄影测量空中三角测量规范

　　1 范围

　　本文件规定了数字航天摄影测量生产中空中三角测量的通用要求、准备工作、技术要求、质量控制、成果整理与上交内容 ,描述了测量方法和作业流程。

　　本文件适用于线阵推扫式光学卫星影像采用摄影测量方法的 1 ∶ 5 000、1 ∶ 10 000、1 ∶ 25 000、 1 ∶ 50 000、1 ∶ 100 000基础地理信息数字成果在空中三角测量阶段的生产作业。

　　2 规范性引用文件

　　下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中 , 注日期的引用文件 ,仅该日期对应的版本适用于本文件 ;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。

　　GB/T 18316—2008 数字测绘成果质量检查与验收

　　GB/T 40766

　　数字航天摄影测量控制测量规范

　　CH/T 1001

　　测绘技术总结编写规定

　　CH/T 1004

　　测绘技术设计规定

　　3 术语和定义

　　下列术语和定义适用于本文件。

　　3. 1

　　数字航天摄影测量 digitalspacephotogrammetry

　　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 ,利用软件系统测制基础地理信息数字成果的全过程。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 1] 3.2

　　立体卫星影像 stereo satellite image

　　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 10°) 的卫星影像。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 2] 3.3

　　单片卫星影像 monolithicsatellite image

　　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(同名光线空间交会角小于 10°)的卫星影像。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 3] 3.4

　　像控点 imagecontrolpoint

　　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。

　　GB/T 43995—2024

　　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 ;在空中三角测量中 ,用于解算影像定向参数而布设在特定位置的必要数量的像控点称为基本定向点 ;用于检查成果正确性的像控点称为检查点(本文件中是指用于评定空中三角测量精度的像控点) 。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 5,有修改] 3.5

　　连接点 tiepoint

　　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 ”) ; 用于检查下道工序产品正确性的点称为备查点[本文件中是指在空中三角测量阶段获取的 ,用于检查基础地理信息成果 ,如数字表面模型(DSM) 、数字高程模型(DEM) 、数字正射影像图(DOM) 、数字线划图(DLG)精度的加密点] 。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 6,有修改] 3.6

　　单模型 singlestereo model

　　由立体卫星影像构成的单个立体模型。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 7] 3.7

　　卫星影像定向参数 satellite imageorientation parameter

　　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 : 本文件指通用的 3 阶有理多项式(rationalpolynomialcoefficient,RPC)参数。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 8] 3. 8

　　卫星影像侧视角 sideview angleofsatellite image

　　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 90°减去成像高度角。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 9] 3.9

　　立体区域网 stereo block

　　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(DSM) 、数字高程模型(DEM) 、数字正射影像(DOM) 、数字线划图(DLG)]生产所需的卫星影像定向参数构建的区域网。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 10]

　　3. 10

　　平面区域网 horizontalblock

　　利用成片分布的单片卫星影像 ,且影像间能够相互重叠 ,用于获取 DOM生产所需的卫星影像定向参数构建的区域网。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 11]

　　3. 11

　　单景影像定向 monolithic imageorientation

　　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 DOM生产所需的卫星影像定向参数的过程。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 12]

　　GB/T 43995—2024

　　3. 12

　　单模型定向 singlemodelorientation

　　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。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 13]

　　3. 13

　　区域网平差 block adjustment

　　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 ,获取卫星影像定向参数的过程。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 14]

　　3. 14

　　基础影像控制网 basic imagecontrolnetwork

　　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。

　　注 : 成果包括区域网中的影像数据和对应的影像定向参数。

　　[来源 :GB/T 40766—2021,3. 15,有修改]

　　3. 15

　　基础地理信息成果 fundamentalgeographic information achievements

　　通过数字矢量地图数据(数字线划地图数据) 、数字正射影像数据、数字高程模型数据、数字栅格地图数据等形式表现的 ,反映地球表层水系、居民地及建筑设施、交通、管线、境界与政区、地貌、植被与土质等自然和人文要素的位置、形态和属性的基本信息 , 以及地名和地理空间参照信息。

　　3. 16

　　无控立体自由网平差 uncontrolled three-dimensionalfreenetwork adjustment

　　不使用任何控制资料(包括实测地面控制点、图解控制点等) ,仅仅依靠卫星影像初始定向参数和特定的几何约束(例如影像之间的几何连接条件、已知两点之间的相对距离和角度等)进行的区域网平差。

　　4 通用要求

　　4. 1 空间参考

　　一般情况下 ,平面坐标系采用 CGCS2000坐标系(经纬度坐标) ,高程基准采用 1985 国家高程基准。

　　特殊情况下 ,可根据成图需要 ,采用 WGS84坐标系(经纬度坐标) ,高程基准采用基于 WGS84椭球的大地高。

　　4.2 影像控制资料

　　像控点(外业像控点、图解像控点)精度、点位分布及成果应符合 GB/T 40766中的规定。

　　4.3 卫星影像资料

　　4.3. 1 基本要求

　　卫星影像资料应满足下列基本要求 :

　　a) 卫星影像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 ;

　　b) 卫星影像的地面分辨率、时相、成像质量满足生产要求 ;

　　c) 卫星影像纹理清晰 ,无明显噪声、斑点和坏线 ,影像无明显几何变形 ;水网地区 ,不出现大面积

　　GB/T 43995—2024

　　水面反光 ;

　　d) 用于数字正射影像图(DOM)生产的卫星影像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、丘陵地不大于 25°, 山地、高山地不大于 20°;

　　e) 单景卫星影像的非永久积雪覆盖面积小于 5% ;云、雪累计覆盖面积小于影像总面积的 15% ,重要地物纹理不被云、雪、云影、阴影等遮挡 ,且影像接边处无云覆盖 ;

　　f) 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小于 10% ;

　　g) 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 ,经技术部门认可或审批后方可使用。

　　4.3.2 影像数据

　　卫星影像数据应包括以下文件 :

　　a) 影像文件(TIFF或其他标准影像格式) ;

　　b) 影像缩略图文件(一般为 JPG格式) ;

　　c) 卫星 RFM(rationalfunction model)参数文件(RPC文件或 RPB文件)或卫星姿轨参数文件 ;

　　d) 影像辅助信息文件(XML文件 , 还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、侧视角、云量等必要信息) 。

　　4.3.3 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 ,用于成图的全色影像地面分辨率不应低于表 1 的规定。

　　表 1 卫星影像地面分辨率

　　单位为米

　　成图比例尺

　　1 ∶ 5 000

　　1 ∶ 10 000

　　1 ∶ 25 000

　　1 ∶ 50 000

　　1 ∶ 100 000

　　地面分辨率

　　0. 5

　　1. 0

　　2. 5

　　5. 0

　　10. 0

　　4.4 精度指标

　　4.4. 1 空中三角测量精度

　　4.4. 1. 1 空中三角测量精度以平差后加密点的精度来衡量。加密点对最近野外控制点的平面位置中误差和高程中误差不应大于表 2 的规定。加密点中误差一般采用检查点的中误差进行估算。

　　表 2 加密点对最近野外控制点的平面位置中误差和高程中误差

　　单位为米

　　成图比例尺

　　平面位置中误差

　　高程中误差

　　平地

　　丘陵地

　　山地

　　高山地

　　平地

　　丘陵地

　　山地

　　高山地

　　1 ∶ 5 000

　　1. 75

　　2. 5

　　0. 3

　　1. 0

　　2. 0

　　2. 5

　　1 ∶ 10 000

　　3. 5

　　5. 0

　　0. 3

　　1. 0

　　2. 0

　　3. 0

　　1 ∶ 25 000

　　8. 75

　　12. 5

　　1. 0

　　1. 5

　　2. 0

　　3. 5

　　1 ∶ 50 000

　　17. 5

　　25. 0

　　2. 0

　　3. 0

　　4. 0

　　7. 0

　　1 ∶ 100 000

　　50. 0

　　4. 0

　　6. 0

　　8. 0

　　14. 0

　　GB/T 43995—2024

　　4.4. 1.2 检查点平面位置中误差和高程中误差分别按公式(1) 、公式(2)计算。

　　ms ( 1 )

　　mh ( 2 )

　　式中 :

　　ms — 检查点平面位置中误差 ,单位为米(m) ;

　　n — 参与评定精度的检查点点数 ;

　　Δxi — 检查点平面 x 坐标的实测值与解算值的较差 ,单位为米(m) ;

　　Δyi — 检查点平面 y 坐标的实测值与解算值的较差 ,单位为米(m) ;

　　mh — 检查点高程中误差 ,单位为米(m) ;

　　Δhi — 检查点高程实测值与解算值的较差 ,单位为米(m) 。

　　4.4. 1.3 特殊困难地区(大面积森林、沙漠、戈壁、沼泽等) 平面位置中误差和高程中误差可按表 2 规定的 1. 5倍执行 ,并应在专业技术设计书中明确规定。

　　4.4. 1.4 最大误差为两倍中误差。

　　4.4. 1.5 单景影像定向和平面区域网平差平面位置中误差按表 2规定的精度执行 ,不考虑高程精度。

　　4.4. 1.6 单模型定向和立体区域网平差平面位置中误差按表 2 规定的精度执行。平地、丘陵地无论是否采用高程全外业布设像控点,当按附录 A估算出的高程中误差不能满足表 2 规定的精度时 ,加密点高程中误差可按估算值执行 ,但应在专业技术设计书中明确规定 ,并采用相应技术手段保证最终成果的高程精度。

　　4.4.2 平差精度

　　4.4.2. 1 像方平差精度

　　区域网平差后 ,连接点像方坐标残差要求如下 :

　　a) 连接点像点坐标残差中误差不应大于 1/3个像素 ;

　　b) 影像自动匹配的连接点最大残差一般不应大于 1 个像素 ,像控点和人工量测的连接点像点最大残差不应大于 1. 5个像素 ,允许有不超过 5%的连接点的像点坐标残差大于 1个像素而小于1. 5个像素 ;

　　c) 特殊资料(如影像纹理不清晰)或特别困难地区可按以上规定的 1. 5倍执行。

　　4.4.2.2 物方平差精度

　　4.4.2.2. 1 单片影像定向、单模型定向和区域网平差计算后 ,基本定向点残差、检查点误差、区域网间公共点较差的最大限差不应大于表 3 的规定。

　　表 3 基本定向点残差、检查点误差、区域网间公共点较差最大限差

　　单位为米

　　成图比例尺

　　点别

　　平面位置限差

　　高程限差

　　平地

　　丘陵地

　　山地

　　高山地

　　平地

　　丘陵地

　　山地

　　高山地

　　1 ∶ 5 000

　　基本定向点

　　1. 5

　　2. 0

　　0. 22

　　0. 8

　　1. 5

　　1. 9

　　检查点

　　1. 75

　　2. 5

　　0. 3

　　1. 0

　　2. 0

　　2. 5

　　公共点

　　3. 5

　　5. 0

　　0. 6

　　2. 0

　　4. 0

　　5. 0

　　GB/T 43995—2024

　　表 3 基本定向点残差、检查点误差、区域网间公共点较差最大限差 (续)

　　单位为米

　　成图比例尺

　　点别

　　平面位置限差

　　高程限差

　　平地

　　丘陵地

　　山地

　　高山地

　　平地

　　丘陵地

　　山地

　　高山地

　　1 ∶ 10 000

　　基本定向点

　　3. 0

　　4. 0

　　0. 22

　　0. 8

　　1. 5

　　2. 2

　　检查点

　　3. 5

　　5. 0

　　0. 3

　　1. 0

　　2. 0

　　3. 0

　　公共点

　　7. 0

　　10. 0

　　0. 6

　　2. 0

　　4. 0

　　6. 0

　　1 ∶ 25 000

　　基本定向点

　　6. 5

　　9. 5

　　0. 8

　　1. 1

　　1. 5

　　2. 6

　　检查点

　　8. 75

　　12. 5

　　1. 0

　　1. 5

　　2. 0

　　3. 5

　　公共点

　　17. 5

　　25. 0

　　2. 0

　　3. 0

　　4. 0

　　7. 0

　　1 ∶ 50 000

　　基本定向点

　　13. 0

　　19. 0

　　1. 5

　　2. 2

　　3. 0

　　5. 2

　　检查点

　　17. 5

　　25. 0

　　2. 0

　　3. 0

　　4. 0

　　7. 0

　　公共点

　　35. 0

　　50. 0

　　4. 0

　　6. 0

　　8. 0

　　14. 0

　　1 ∶ 100 000

　　基本定向点

　　26. 0

　　38. 0

　　3. 0

　　4. 5

　　6. 0

　　10. 5

　　检查点

　　35. 0

　　50. 0

　　4. 0

　　6. 0

　　8. 0

　　14. 0

　　公共点

　　70. 0

　　100. 0

　　8. 0

　　12. 0

　　16. 0

　　28. 0

　　注 : 基本定向点残差限差为加密点中误差的 0. 75倍 ,检查点误差限差为加密点中误差的 1. 0倍 , 区域网间公共点较差限差为加密点中误差的 2. 0倍。

　　4. 4.2.2.2 特殊困难地区(大面积沙漠、戈壁、沼泽、森林等)的平面和高程限差均可按表 3规定的 1. 5倍执行 ,并应在专业技术设计书中明确规定。

　　4.4.2.2.3 单景影像定向和平面区域网平差的平面限差按表 3 中规定执行 ,不考虑高程精度。

　　4.4.2.2.4 当平地、丘陵地加密点高程精度按 4. 4. 1. 6放宽时 ,单模型定向和立体区域网平差计算后 ,平地、丘陵地高程限差可按表 3 中注的要求放宽精度指标 ,但应在专业技术设计书中明确规定 ,并采用相应技术手段保证最终相应成果的高程精度。

　　4.5 卫星影像定向参数

　　4.5. 1 卫星影像定向参数以经过平差解算后的 RPC参数形式表达 ,RFM 成像模型参见附录 B。解算后的卫星影像定向参数内容及格式按附录 C执行。

　　4.5.2 卫星影像定向参数文件以在原始卫星影像文件名后加. rpc命名 , 即“*. tif.rpc”。如 :GF2_PMS1_ E86. 9_N31. 9_20180609_L1A0003249795-1036254. tif.rpc。

　　4.5.3 卫星影像定向参数文件存放在相应影像文件所在的同一文件夹内。

　　5 准备工作

　　5. 1 资料收集

　　5. 1. 1 地面控制成果

　　地面控制成果应包括 :

　　a) 测区基础控制点成果和像片控制测量成果 ;

　　GB/T 43995—2024

　　b) 测区及周边满足像控点精度的已有 DOM、DSM或 DEM等成果 ;

　　c) 测区及周边满足像控点精度的基础影像控制网成果。

　　5. 1.2 卫星影像资料

　　卫星影像资料应包括 :

　　a) 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 , 标准影像格式的影像文件( * . tif) 、缩略影像文件( * .jpg) 、影像 RFM参数文件( * . RPC或 * . RPB)或卫星姿轨参数、影像辅助信息文件( * . xml) ;

　　b) 用于立体测图的卫星影像为立体卫星影像。

　　5.2 资料分析

　　资料分析应包括 :

　　a) 查看地面控制成果的验收报告和技术设计书 ,综合分析地面控制成果的类型、分布等情况 ;

　　b) 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。

　　5.3 技术设计

　　5.3. 1 根据项目具体情况可以与控制测量、测图与成果生产合并编写 ,也可以独立编写。

　　5.3.2 应根据项目总体要求并结合资料分析结果等编写设计书。

　　5.3.3 应满足本文件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。

　　5.3.4 编写应符合 CH/T 1004的规定。

　　6 测量方法

　　6. 1 航天空中三角测量分为单景影像定向、单模型定向、平面区域网平差和立体区域网平差 4 种方法 ,立体区域网平差又分为有控立体区域网平差和无控立体自由网平差 2种方法。

　　6.2 当单景影像和立体模型不能构成区域网时 , 可采用单景影像定向和单模型定向进行空中三角测量。当单景影像和立体模型能够构成区域网时 ,应优先采用区域网平差进行空中三角测量。

　　6.3 境外大面积区域可采用无控立体自由网平差进行空中三角测量。

　　7 作业流程

　　7. 1 单景影像定向空中三角测量作业流程

　　单景影像定向空中三角测量作业流程应符合图 1规定。

　　GB/T 43995—2024

　　图 1 单景影像定向空中三角测量作业流程

　　7.2 单模型定向空中三角测量作业流程

　　单模型定向空中三角测量作业流程应符合图 2规定。

　　图 2 单模型定向空中三角测量作业流程

　　7.3 平面区域网空中三角测量作业流程

　　平面区域网空中三角测量作业流程应符合图 3规定。平面区域网空中三角测量原理及注意事项参照附录 D。

　　GB/T 43995—2024

　　图 3 平面区域网空中三角测量作业流程

　　7.4 有控立体区域网空中三角测量作业流程

　　有控立体区域网空中三角测量作业流程应符合图 4规定。

　　图 4 有控立体区域网空中三角测量作业流程

　　GB/T 43995—2024

　　7.5 无控立体自由网空中三角测量作业流程

　　无控立体自由网空中三角测量作业流程应符合图 5 规定。

　　图 5 无控立体自由网空中三角测量作业流程

　　8 技术要求

　　8. 1 影像控制资料使用要求

　　采用有影像控制资料的空中三角测量时 , 影像控制资料包括外业像控点或图解像控点 , 已有DOM、DEM、基础影像控制网等资料。已有 DOM、DEM、基础影像控制网资料作为影像控制资料时 ,应优先采用影像匹配的方法 ,从已有 DOM、DEM 和基础影像控制网中自动提取像控点。

　　8.2 平差区域网构建要求

　　8.2. 1 卫星影像区域网平差不需要考虑地球曲率和跨投影带问题 ,宜将整测区组成一个平差区域网。

　　8.2.2 不同卫星、不同轨道和不同地面分辨率的卫星影像可联合构建平差区域网 ,但同一平差区域网内的卫星影像地面分辨率差异不应大于 4倍。当影像地面分辨率差异超过 4 倍时 ,可根据实际成图精度要求划分为不同的平差区域网。

　　8.2.3 将整测区划分多个平差区域网时 ,相邻区域网之间应有足够的重叠区域 ,相邻区域网间应至少有 1 景公共影像 ,且重叠区域有公共像控点。

　　8.3 无控立体自由网构建要求

　　当采用无控立体自由网平差进行空中三角测量时 ,成图区域应采用覆盖多时相(时间差异越大越好)的较高原始定位精度的立体卫星影像。

　　8.4 连接点量测

　　8.4. 1 连接点可采用影像自动匹配和人工判读/量测两种方法获取。

　　GB/T 43995—2024

　　8.4.2 人工判读/量测的连接点应位于影像清晰、特征明显、反差较大、易于转刺和量测的固定目标上。

　　8.4.3 优先采用影像自动匹配连接点,立体区域网中每个立体模型内的连接点应分布均匀 ,且连接点数量应大于 25个 ;平面区域网中相邻景之间和立体区域网中相邻模型之间的连接点数量应大于 5 个。当影像自动匹配的连接点分布不均匀和数量不足时 ,应采用人工判读/量测方法补测连接点。

　　8.4.4 根据需要选取、量测备查点,备查点的数量、目标要求和编号规则应在专业设计书中明确规定。

　　8.5 像控点量测

　　参照影像控制资料将像控点量测至相应影像目标上。

　　8.6 区域网(自由网)平差

　　8.6. 1 区域网(自由网)平差时对连接点、像控点、检查点进行粗差点检测 ,剔除影像自动匹配的连接点中的粗差点,在缺少连接点的位置采用人工判读/量测的方法补测连接点 ;对人工判读/量测的连接点、像控点、检查点中的粗差点进行修测。反复进行平差计算和粗差点剔除、补测、修测 ,直到像方平差精度和物方平差精度均满足 4. 4. 2 的要求。

　　8.6.2 当不同地面分辨率的卫星影像构建成同一个平差区域网时 ,不同地面分辨率卫星影像之间的连接点、像控点、检查点的像点坐标残差按低分辨率影像指标执行。

　　8.6.3 单片影像、单模型和同一个平差区域网中覆盖的图幅存在多种地形类别时 ,单片影像定向、单模型定向和区域网平差后 ,基本定向点残差、检查点误差、公共点较差限差按点位所在图幅的地形类别所要求的精度执行。

　　8.6.4 采用无控立体自由网平差的精度和成图精度按特殊困难地区要求执行。

　　8.6.5 平差区域网接边精度应满足以下要求 :

　　a) 平差区域网接边精度检查仅限于系列比例尺范围之内(如 1 ∶ 5 000、1 ∶ 10 000) , 隔系列比例尺的影像不接边(如 :1 ∶ 10 000与 1 ∶ 25000) ;

　　b) 利用网间公共点进行平差区域网接边精度检查 ;平差区域网接边处每张影像上至少有 1 个公共点 ;

　　c) 相同成图比例尺、相同地形类别的网间公共点,平面和高程较差不大于 4. 4. 2. 2 的规定 ;

　　d) 相同成图比例尺、不同地形类别的网间公共点,平面位置较差不大于 4. 4. 1 中表 2 规定的两种地形类别加密点平面位置中误差之和 ,高程较差不大于 4. 4. 1 中表 2规定的两种地形类别加密点高程中误差之和 ;

　　e) 不同成图比例尺的网间公共点,平面位置较差不大于 4. 4. 1 中表 2规定的加密点平面位置中误差之和 ,高程较差不大于 4. 4. 1 中表 2规定的加密点高程中误差之和 ;

　　f) 当平差区域网接边精度满足上述要求时 ,不进行网间接边 , 由区域网接边精度引起的误差 ,在下工序生产过程中合理消除 ; 当平差区域网接边精度不能满足上述要求时 ,认真检查分析原因 ,重新计算 ,直到满足要求为止。

　　8.6.6 区域网(自由网)平差计算检查合格后 ,输出影像定向参数。

　　9 质量控制

　　9. 1 基本要求

　　根据项目需要按下列要求进行自查互检 :

　　a) 作业员分阶段进行 100%自查或互检 ;

　　b) 应进行二级检查、一级验收。

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　　9.2 过程质量控制

　　过程质量可分阶段进行检查。

　　a) 资料采用。核查基础资料的采用是否正确。内容包括 :控制点精度是否满足项目要求 ,采用的控制点(基本定向点)是否完整覆盖测区范围 ,基本定向点、检查点分布是否符合设计要求 ,基本定向点、检查点坐标是否正确 ; 卫星影像分辨率、侧视角、重叠度等指标是否符合设计要求 ,影像附属资料是否完整、正确。

　　b) 平差区域网分区。核查平差区域网是否符合 8. 2 的规定。

　　c) 选点与量测。核查连接点位置合理性和像方量测的准确性。内容包括 : 连接点和备查点位置及分布是否符合规范或设计要求,点位目标是否清晰、明显 ;像点坐标残差是否符合规范或设计要求。

　　d) 平差计算。核查平差计算后各项精度指标是否符合规范或设计要求。包括 :基本定向点残差、检查点误差、区域网间公共点较差和检查点中误差、区域网间公共点接边精度等指标是否符合规范或设计要求。

　　e) 成果资料。对照规范或设计要求 ,核查成果资料是否完整 ,成果形式、数据组织、数据格式、文件命名、数据内容等是否符合要求。

　　9.3 成果质量检查与验收

　　成果应按以下内容进行检查与验收。

　　a) 数据质量。检查内容包括 :成果数据组织、文件命名和数据格式的正确性 ,平面坐标系、高程基准的正确性 ,基本定向点残差、检查点误差、区域网间公共点较差的符合性,点位量测准确性 ,像方平差精度合理性 ,卫星影像使用、区域网划分的合理性 , 利用有理函数模型(RFM) 及平差后输出 RPC 的正确性。

　　b) 布点质量。检查内容包括 :定向点、检查点、连接点布设的符合性。

　　c) 附件质量。检查内容包括 : 附件资料的完整性、内容的正确性。

　　10 成果整理与上交

　　10. 1 成果整理

　　10. 1. 1 空中三角测量成果

　　以测区(任务区)为单位整理空中三角测量成果 ,包括卫星影像数据及卫星影像定向参数文件、平差区域网、像控点、检查点分布略图、平差报告、备查点成果表及小影像文件等。

　　10. 1.2 编写技术总结和检查报告

　　按 CH/T 1001要求编写技术总结。按 GB/T 18316—2008中附录 A 的要求编写检查报告。

　　10.2 成果上交

　　上交成果包括以下内容 :

　　a) 成果清单 ;

　　b) 用于平差的卫星影像数据文件(包括影像文件、影像缩略图文件、RFM 参数文件/姿轨参数文件、影像附注信息文件)及卫星影像定向参数文件( * . tif.rpc) ;

　　c) 平差区域网、像控点、检查点分布略图 ;

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　　d) 平差报告 ;

　　e) 备查点成果表及小影像文件 ;

　　f) 技术设计书 ;

　　g) 技术总结 ;

　　h) 检查报告 ;

　　i) 其他相关资料。

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　　附录 A

　　(规范性)

　　摄影测量立体测图高程精度估算

　　摄影测量立体测图高程精度按公式(A. 1)估算。

　　式中 :

　　mh — 立体测图高程中误差 ,单位为米(m) ;

　　GSD — 影像地面分辨率 ,单位为米(m) ;

　　R — 立体像对基高比 ;

　　B — 立体像对基线长度 ,单位为米(m) ;

　　H — 相对航高 ,单位为米(m) 。

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　　附录 B

　　(资料性)

　　高分辨率卫星影像的几何成像模型

　　B. 1 高分辨率卫星成像系统一般采用推扫式 CCD线阵成像技术 ,具有不完全中心投影成像几何的特点,这种成像的几何特征远比传统的中心透视投影复杂。影像的成像模型一般分为 “物理成像模型 ”和“有理函数模型(RFM) ”。物理成像模型是考虑成像时造成影像变形的物理因素 ,利用这些物理条件建构而成的成像几何模型 ,在理论上是严密的 , 能真实地反映成像时空间几何关系且模型的定位精度较高 ,但数学形式较为复杂 ,模型中的参数随不同的卫星成像系统变化而变化 ,在实际生产中不通用。

　　B.2 RFM是卫星成像几何模型的一种更广义的表达 ,能适用于各类传感器 ,包括航空和航天合成孔径雷达(SAR)传感器。具有独立于具体传感器、形式简单等特点,是生产作业中通用的几何成像模型。

　　B.3 在 RFM模型中 , 将影像像点坐标(坐标系原点位于影像左上角) 和其对应的地面点地理坐标(WGS84椭球)之间的关系用有理多项式来表达。其中所有的坐标都进行归一化处理 ,使坐标范围在[1, -1]之间 ,见公式(B. 1) 。

　　X ,Y ,Z ………( B. 1 )式中 :

　　(Ln ,Sn ) — 像点坐标(Line,Samp)的归一化坐标 ,Ln ,Line为行坐标 ,Sn ,Samp为列坐标 ;

　　(X ,Y,Z) — 地面点坐标(Long, Lat, Height) 的归一化坐标 , (X , Long) 为经度 , (Y, Lat) 为纬度 , (Z, Height)为大地高 ;

　　(LineOff,SampOff) , (LineScale, SampScale) — 像点坐标(Line, Samp) 归一化所用的偏移量和比例因子 ;

　　(LongOff, LatOff, HeightOff) , (LongScale, LatScale, HeightScale) — 地理坐标 (Long, Lat, Height) 归一化所用的偏移量和比例因子。

　　则 RFM模型的数学表达式见公式(B. 2) 。

　　Ln Sn

　　式中 ,NumL (X ,Y,Z) ,DenL (X ,Y,Z) ,NumS (X ,Y,Z) ,DenS (X ,Y,Z) 为一般多项式 ,且多项式中每个坐标分量 X , Y , Z 的幂最大不超过 3,每一坐标分量的幂的总和也不超过 3。每个多项式都是包含 20个系数的三次多项式 , 即 :

　　a12X2Y+a13X2Z+a14XY2 +a15Y2Z+a16XZ2 +a17YZ2 +a18X3 +a19Y3 +a20Z3

　　NumL(X ,Y,Z)=a1 +a2X+a3Y+a4Z+a5XY+a6XZ+a7YZ+a8X2 +a9Y2 +a10Z2 +a11XYZ+

　　b12X2Y+b13X2Z+b14XY2 +b15Y2Z+b16XZ2 +b17YZ2 +b18X3 +b19Y3 +b20Z3

　　DenL(X ,Y,Z)=b1 +b2X+b3Y+b4Z+b5XY+b6XZ+b7YZ+b8X2 +b9Y2 +b10Z2 +b11XYZ+

　　c12X2Y+c13X2Z+c14XY2 +c15Y2Z+c16XZ2 +c17YZ2 +c18X3 +c19Y3 +c20Z3 DenS(X ,Y,Z)=d1 +d2X+d3Y+d4Z+d5XY+d6XZ+d7YZ+d8X2 +d9Y2 +d10Z2 +d11XYZ+

　　NumS(X ,Y,Z)=c1 +c2X+c3Y+c4Z+c5XY+c6XZ+c7YZ+c8X2 +c9Y2 +c10Z2 +c11XYZ+

　　d12X2Y+d13X2Z+d14XY2 +d15Y2Z+d16XZ2 +d17YZ2 +d18X3 +d19Y3 +d20Z3

　　其中 ,ai,bi,ci,di(i= 1、2、… 、20) 为有理多项式 NumL (X ,Y, Z) , DenL (X ,Y, Z) , NumS (X ,

　　GB/T 43995—2024

　　Y, Z) ,DenS (X ,Y,Z)的系数 , 同时为了防止计算时分母为 0,定义 b1 ,d1 为常数 1. 0。

　　B.4 RFM模型 10个归一化参数(LineOff, SampOff, LineScale, SampScale, LongOff, LatOff, HeightOff,

　　定义在影像的辅助 RPC参数文件中。RPC参数属性定义见表 B. 1。

　　LongScale,LatScale, HeightScale)和 4个有理多项式的 80个系数[ai,bi,ci,di (i= 1、2、… 、20)]共同

　　表 B. 1 RPC参数属性定义表

　　参数名

　　参数描述

　　数据位数

　　取值范围

　　单位

　　LINE_OFF

　　扫描线(像点行)偏移量

　　-999 999. 99~ +999 999. 99

　　pixels

　　SAMP_OFF

　　采样(像点列)偏移量

　　-999 999. 99~ +999 999. 99

　　pixels

　　LAT_OFF

　　纬度偏移量

　　-90. 000 000 00~ +90. 000 000 00

　　degrees

　　LONG_OFF

　　经度偏移量

　　-180. 000 000 00~ +180. 000 000 00

　　degrees

　　HEIGHT_OFF

　　高度偏移量

　　-9 999. 999~ +9 999. 999

　　meters

　　LINE_SCALE

　　扫描线(像点行)比例因子

　　-999 999. 99~ +999 999. 99

　　pixels

　　SAMP_ SCALE

　　采样(像点列)比例因子

　　-999 999. 99~ +999 999. 99

　　pixels

　　LAT_ SCALE

　　纬度比例因子

　　-90. 000 000 00~ +90. 000 000 00

　　degrees

　　LONG_ SCALE

　　经度比例因子

　　-180. 000 000 00~ +180. 000 000 00

　　degrees

　　HEIGHT_ SCALE

　　高程比例因子

　　-9 999. 999~ +9 999. 999

　　meters

　　LINE_NUM_COEFF_ 1

　　扫描线(像点行)分子系数 1