数字航空摄影规范第部分框幅式数字航空摄影

数字航空摄影规范 第1部分：框幅式数字航空摄影主讲人：朱祥娥单 位：中测新图（北京）遥感技术有限责任公司主要内容一、标准编制背景二、工 作 简 况三、标准主要内容一、标准编制背景1、数字摄影测量的发展数字摄影测量的发展UCDDMCSWDC-4TOPDC-420072010年国内的SWDC-4、TOPDC-4研制成功。20002004年国际上数字航空摄影系统推出。一、标准编制背景2 2、框幅式数字航摄仪优势、框幅式数字航摄仪优势n获取信息丰富：可同时获取黑白、彩色及彩红外信息；n工序流程简单：无须胶片、冲洗、扫描；n便于后续工作：自动匹配成功率高、影像解译能力强。一、标准编制背景3 3、标准立项、标准立项2004年国家测绘地理信息局组织编制了数字航空摄影补充技术规定（讨论稿）一、标准编制背景3 3、标准立项、标准立项全国地理信息标准化技术委员会于2007年设置数字航空摄影规规范 第1部分 框幅式数字航空摄影技术规定国家标准的编制课题，委托本公司承担完成。一、标准编制背景4、与同步制定标准间的关系数字航空摄影规范分为两个部分：第1部分：框幅式数字航空摄影 GB/T 27920.1-2011 第2部分：推扫式数字航空摄影 GB/T 27920.2-2012本部分为该标准的第1部分。IMU/GPS辅助航空摄影技术规范 标准的本部分不涉及IMU/GPS辅助航空摄影的内容，当采用该技术进行航空摄影时，相关内容按照 IMU/GPS辅助航空摄影技术规范执行。一、标准编制背景5、与现有标准间的关系GB/T 6962-2005 1500 11 000 12 000地形图航空摄影规范 GB/T 15661-2008 15 000 110 000 125 000 150 000 1100 000 地形图航空摄影规范二、工作简况1、主要起草单位：中测新图（北京）遥感技术有限责任公司 国家基础地理信息中心 中国测绘科学研究院 2、标准编制阶段二、工作简况2009年11月，发出征求意见稿共63份，收到返回意见33份（共302条），返回率为55%。征求意见单位及专家包括：专家教授 10个（院士1位）标准委员会成员 25个航摄单位 19个测绘单位 6个3、征求意见情况三、标准主要内容1、范围3、术语和定义2、规范性引用文件4、航摄计划与航摄设计5、飞行质量和影像质量要求6、成果质量检查7、成果整理和验收1、标准适用范围本标准规定了1500至150 000地形图框幅式数字航空摄影的技术要求、成果质量的检查方法及成果的整理验收要求。本标准适用于测制1500至150 000地形图和影像图的框幅式数字航空摄影工作。2、规范性引用文件GB/T 14950-2009 摄影测量与遥感术语GB/T 6962 1500 11 000 12 000地形图航空摄影规范GB/T 15661 15 000 110 000 125 000 150 000 1100 000 地形图航空摄影规范 3、术语与定义1.综合分解力 2.综合畸变差3.拼接影像（虚拟影像）4.航摄漏洞5.相对漏洞6.绝对漏洞7.框幅摄影8.分区基准面3、术语与定义综合分解力综合分解力综合畸变差综合畸变差框幅式数字航摄仪系统中，衡量镜头、分光系统和探测器对黑白相间宽度相等的线状目标影像分辨的能力。框幅式数字航摄仪系统中，由镜头、分光系统、探测器等造成的影像畸变，包括径向畸变、偏心畸变、成像面变形等。3、术语与定义拼接影像拼接影像（虚拟影像虚拟影像）框幅式数字航摄仪系统中，由多个相机或者多个成像探测器同步获取的影像，经几何与辐射处理后形成的等效中心投影影像。3、术语与定义航摄漏洞航摄漏洞航空摄影时，像片或影像重叠度过小或没有重叠的部分。相对漏洞相对漏洞航空摄影时，像片或影像航向重叠度和旁向重叠度小于规定域值的部分。绝对漏洞绝对漏洞航空摄影时，摄区范围内缺失影像的部分。GB/T 14950-20093、术语与定义框幅摄影曝光瞬间对整个幅面同时成像的摄影。GB/T 14950-2009分区基准面摄影分区的平均高度平面。nhhnii1基最高点最低点基准面4、航摄计划与航摄设计 航摄计划的制定根据测图需要制定航摄计划，航摄计划应包括以下内容：摄区范围；测图比例尺和摄影地面分辨率；航线敷设方法、像片航向和旁向重叠度；航摄仪类型、技术参数和航摄附属仪器参数；需提供的航摄成果名称和数量；执行航摄任务的季节和期限；其它技术要求。4、航摄计划与航摄设计 设计用基础地理数据的选择测图比例尺测图比例尺设计用数字高程设计用数字高程模型模型设计用图比例设计用图比例尺尺1500150 000110 00011 00012 00015 000150 000110 000125 0001250 000150 0001100 000 设计用基础地理数据应选择摄区最新制作的地形图、影像图或数字高程模型，其比例尺一般应根据测图比例尺按表规定选用。4、航摄计划与航摄设计 地面分辨率测图比例尺测图比例尺地面分辨率值（地面分辨率值（cmcm）1 15005008 81 11 0001 0008 810101 12 0002 000151520201 15 0005 000202040401 110 00010 000303050501 125 00025 000404060601 150 00050 0006060100100各摄影分区基准面的地面分辨率应根据不同比例尺航摄成图的要求，结合分区的地形条件、测图等高距、航摄基高比及影像用途等，在确保成图精度的前提下，本着有利于缩短成图周期、降低成本、提高测绘综合效益的原则选择。4、航摄计划与航摄设计 航摄分区的划分划分航摄分区应遵循以下原则：划分航摄分区应遵循以下原则：分区界线应与图廓线相一致；当地面分辨率大于20 cm时，分区内的不应大于摄影航高；当地面分辨率小于或等于20 cm时，分区内的地形高差不应大于六分之一六分之一摄影航高；在地形高差符合2）条规定，且能够确保航线的直线性的情况下，分区的跨度应尽量划大。分区的最小范围15 000测图不得小于两个图幅，110 000、125 000、150 000测图不得小于一个图幅；当地面高差突变，地形特征差别显著或有特殊要求时，可以破图廓划分航摄分区。4、航摄计划与航摄设计 分区基准面高度的确定1/4H、1/6H1/4H、1/6HH1S2S1L2L摄影基准面实际摄影面1实际摄影面21h2hL4、航摄计划与航摄设计 航线敷设方法航线敷设应遵循以下原则：航线敷设应遵循以下原则：航线一般按东西向平行于图廓线直线飞行，特定条件下亦可作南北向飞行或沿线路、河流、海岸、境界等方向飞行；曝光点应尽量采用数字高程模型依地形起伏逐点设计；进行水域、海区摄影时，应尽可能避免像主点落水，要确保所有岛屿达到完整覆盖，并能构成立体像对。4、航摄计划与航摄设计 航摄季节和航摄时间的选择沙漠、戈壁、森林、草地、大面积的盐滩、盐碱地，当地正午前后各2 小时内不应摄影；陡峭山区和高层建筑物密集的大城市应在当地正午前后各1 小时内摄影，条件允许时，可实施云下摄影。地形类别地形类别太阳高度角（）太阳高度角（）阴影倍数阴影倍数（倍）（倍）平地平地203 3丘陵地和一般城镇丘陵地和一般城镇252.12.1山地和大、中城市山地和大、中城市40401.21.2摄区太阳高度角和阴影倍数4、航摄计划与航摄设计 航摄仪的选择、检定航摄仪的选择航摄仪的选择内方位元素综合分解率航摄仪的波段光谱响应范围探测器面阵上连续出现的坏点数等等。航航摄摄仪仪的的检定检定 新购或前次检定已超过两年；经过大修或主要部件进行拆卸更换后；在使用或运输过程中产生剧烈震动以后。检定项目和检定方法按照数字航摄仪检定的相关标准执行。4、航摄计划与航摄设计 航摄仪附件航摄仪附件应齐全、性能良好，并满足以下要求：滤光镜的两表面应平整和相互平行，垂直入射的照准光线通过滤光镜所产生的偏转角不应大于10，整个滤光镜的偏转角之差不应大于2；航摄仪的各种数据显示和记录装置齐全；置平设备能对航摄仪俯仰角、侧滚角和旋偏角进行调整；控制设备能够利用设计文件进行定位导航与定点曝光。5、飞行质量和影像质量要求 像片重叠度像片重叠度 航向重叠度一般应为60%65%，最小不应小于53%。个别像对的航向重叠度虽然小于53%，但大于51%，且其相邻像对的航向重叠度不小于58%，并能确保测图定向点和测绘工作边不超出像片边缘；相邻航线的像片旁向重叠度一般应为2030，个别最小不应小于13%，但不得连续出现；制作真正射影像图时，航向重叠度一般应为80%，旁向重叠度一般应为60。5、飞行质量和影像质量要求 像片倾斜角像片倾斜角一般不应大于2，1500、11 000、12 000测图最大不应大于4，15 000、110 000、125 000、150 000测图最大不应大于3o。1S2S x x x x xB A A K xP xP xP 1L H航摄仪f（mm）像幅y像幅x2 2 胶片8523.00 23.00 107.06 107.06 7.85 7.85 DMC12016.59 9.22 69.30 42.01 8.02 11.21 UCD10010.35 6.75 54.72 37.30 9.19 12.38 UCX10010.39 6.78 54.90 37.47 9.17 12.33 UCXp10010.39 6.79 54.89 37.48 9.17 12.32 UCXL707.02 4.75 53.28 37.50 9.36 12.32 SWDC3510.47 7.67 112.45 95.22 8.12 7.53 509.99 7.43 89.94 73.19 7.50 7.83 809.13 7.31 59.40 49.10 8.71 9.92 509.18 7.14 85.10 71.05 7.53 7.93 TOPDC4710.54 7.07 96.54 73.91 7.55 7.81 7211.46 7.92 77.03 57.62 7.70 8.88 6011.22 8.04 86.15 67.64 7.52 8.11 479.84 8.64 92.62 85.18 7.51 7.53 3倾斜角对重叠度的影响y像片倾斜角是航空摄影时，航空摄影机主光轴与铅垂线的夹角。可分解为航向倾角和旁向倾角。也即通常所说的俯仰和横滚角。x%yq%xq5、飞行质量和影像质量要求 像片旋偏角1500、11 000、12 000测图旋偏角一般不应大于15，在确保像片航向和旁向重叠度满足要求的前提下最大不应大于25；15 000、110 000、125 000、150 000测图旋偏角一般不应大于10，在确保像片航向和旁向重叠度满足要求的前提下最大不应大于15；在一条航线上连续达到或接近最大旋偏角的像片数不应大于三片；在一个摄区内出现最大旋偏角的像片数不应大于摄区像片总数的4%。5、飞行质量和影像质量要求 像片旋偏角像片旋偏角：像片旋偏角：同一航线中相邻像片的主点连线与像幅沿航线方向的两框标连线之间的夹角 （较大的一个）。像片旋角：像片旋角：在像片平面内，所选定的像片坐标轴绕主光轴旋转的角度。像片偏角：像片偏角：在像片平面内，旁向相邻两张像片像主点偏离产生的角度。O2O1像片偏角像片偏角O2O2像片旋角像片旋角12O2O1像片旋偏角像片旋偏角5、飞行质量和影像质量要求 像片旋偏角 像片旋角主要与飞机的飞行姿态有关，与航摄仪像幅等因素无关。像片偏角与像幅等航摄仪参数相关。传统像片与数字像片的像片偏角偏角比较传统像片与数字像片的像片旋角旋角比较基线短易出大旋偏基线短易出大旋偏？5、飞行质量和影像质量要求 像片旋偏角航摄仪 f（mm）像元尺寸（um）像幅大小重叠度偏角（）摄影比例尺分母/GSD(cm)胶片85232360%6.00 6.00 8.00 8.00 10.00 10.00 12.00 12.00 2000DMC1201213824768060%7.18 9.56 11.93 14.29 5UCD100911500750060%7.35 9.78 12.20 14.61 5SWDC50911100825060%6.68 8.91 11.12 13.33 5TOPDC476.815500 1040060%5.31 7.09 8.87 10.65 5不同航摄仪偏角大小比较5、飞行质量和影像质量要求 航线弯曲度航线弯曲度一般不大于1%，当航线长度小于5 000 m时，航线弯曲度最大不大于3%。5、飞行质量和影像质量要求 航线弯曲度航线长50km时，偏移距离100m产生的航线弯曲度为：0.2%。北纬53采用RC30和DMC进行航空摄影时的航线弯曲度如下表。测图比例尺测图比例尺航摄比例尺航摄比例尺/GSD/GSD（cmcm）传感器传感器最大偏离航最大偏离航线距离（线距离（m m）航线弯航线弯曲度曲度航线航线长度长度(km)km)航向曝光航向曝光点数点数1 1：5 0005 0001：10 000RC30_15210410.52%198.42172171 1：50 00050 0001：50 000RC30_15211110.54%199.853531 1：5 0005 00020DMC10670.53%199.61771771 1：50 00050 0005050DMCDMC108010800.53%0.53%200.082200.08276765、飞行质量和影像质量要求 航高保持 同一航线上相邻像片的航高差不应大于30m；最大航高与最小航高之差不应大于50m；当相对航高小于等于1 000m时，航摄分区内实际航高与设计航高之差不应大于50m；当相对航高大于1 000m时，其实际航高与设计航高之差不应大于设计航高的5%。5、飞行质量和影像质量要求 摄区、分区、图廓覆盖保证 摄区边界覆盖保证：航向覆盖超出摄区边界线不少于一条基线。旁向覆盖超出摄区边界线一般不少于像幅的30%；在便于施测像片控制点及不影响内业正常加密时，旁向覆盖超出摄区边界线不少于像幅的15%；分区边界线覆盖保证：分区边界线覆盖应满足分区各自满幅的要求；图廓覆盖保证：摄区、分区的边界线一般为图廓线。5、飞行质量和影像质量要求 影像质量要求 影像应清晰，层次丰富，反差适中，色调柔和；应能辨认出与地面分辨率相适应的细小地物影像，能够建立清晰的立体模型。影像上不应有云、云影、烟、大面积反光、污点等缺陷。虽然存在少量缺陷，但不影响立体模型的连接和测绘时，则认为可以用于测制线划图。确保因飞机地速的影响，在曝光瞬间造成的像点位移一般不应大于1个像素，最大不应大于1.5个像素。拼接影像应无明显模糊、重影和错位现象。融合形成的高分辨率彩色影像不应出现明显色彩偏移、重影、模糊现象。5、飞行质量和影像质量要求 补摄 航摄中出现的相对漏洞和绝对漏洞均应及时补摄；应采用前一次航摄飞行的航摄仪补摄；漏洞补摄应按原设计要求进行；1500、11 000、12 000测图时，补摄航线的两端应超出漏洞之外一条基线；15 000、110 000测图时，补摄航线的两端应超出150 000地形图图廓线外一条基线；125 000、150 000测图时，补摄航线的两端应超出1100 000地形图图廓线外一条基线。对不影响内业加密模型连接的相对漏洞，可只在漏洞处补摄，补摄航线的两端应超出漏洞之外一条基线。6、成果质量检查将照片打印输出，按照模拟胶片的方法检查利用一些检查软件检查n检查范围 飞行质量和影像质量 传统方法与新技术方法相结合n检查方法 7、成果整理和验收 航片编号航片编号方法为：航片编号由12位数字构成，采用以航线为单位的流水编号。航片编号自左至右14位为摄区代号，56位为分区号，79位为航线号，1012位为航片流水号；一般以飞行方向为编号的增长方向；同一航线内的航片编号不允许重复；当有补飞航线时，补飞航线的航片流水号在原流水号基础上加500。7、成果整理和验收 航片输出片的制作 航片输出片以相纸输出。航片输出片影像由高分辨率真彩色影像重采样获得。航片输出片的幅面尺寸为：高20cm，宽14cm，四周侧边距5mm。各航摄仪获取的影像按比例缩放到此幅面，保证影像一向的尺寸符合要求，靠左上侧放置。应在航片输出片上标注航片编号。谢谢！