倾斜摄影测量的影像获取规划与要求

2023-09-17 理论教育版权反馈

【摘要】：6.2.2 影像获取6.2.2.1 航摄计划倾斜航摄计划应按任务要求制定，其计划内容应包括：a）摄区范围、执行航摄任务的时间；b）航摄平台选取、倾斜数字航摄仪类型、技术参数和航摄附属仪器参数；c）垂直影像地面分辨率、航线敷设方法、垂直影像航向和旁向重叠度；d）航摄成果类型、名称和数量。

6.2.1 基本要求

6.2.1.1 应根据航摄任务要求确定航摄平台，航摄设备的选取应考虑航摄平台情况。

6.2.1.2 航摄设备的规格型号、数量和技术性能指标应满足航摄任务要求；飞行平台和地面监控站应进行检查、调试、维修和保养等工作，使其处于正常工作状态。

6.2.1.3 倾斜数字航摄仪在航摄前应进行综合检校，检校内容和方法应符合CH／T 8021的规定，机载IMU／GNSS系统的要求应满足GB／T 27919的规定。

6.2.2 影像获取

6.2.2.1 航摄计划

倾斜航摄计划应按任务要求制定，其计划内容应包括：

a）摄区范围、执行航摄任务的时间；

b）航摄平台选取、倾斜数字航摄仪类型、技术参数和航摄附属仪器参数；

c）垂直影像地面分辨率、航线敷设方法、垂直影像航向和旁向重叠度；

d）航摄成果类型、名称和数量。

6.2.2.2 航摄设计

6.2.2.2.1 已有资料收集

根据航摄任务要求，宜收集摄区最新的基础地形资料、正射影像用于航线设计，也可基于三维空间数据进行航线设计。

6.2.2.2.2 航高

应依据分区地形起伏、飞行安全条件等确定分区基准面高度，具体计算见公式（1）：

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式中：

H——航高，单位为米（m）；

f——镜头焦距，单位为毫米（mm）；

a——像元尺寸，单位为毫米（mm）；

GSD——地面分辨率，单位为米（m）。

6.2.2.2.3 航摄区域的划分

航摄分区划分应符合下列规定：

a）航摄区域划分应综合考虑精度、飞行效率、飞行方向和安全高度等因素；

b）分区内的高差不应大于1／6相对航高；

c）在满足分辨率与重叠度要求的前提下，分区的跨度应尽量大。

6.2.2.2.4 分区基准面高度确定

依据分区地形起伏、飞行安全条件等确定分区基准面高度，一般应选取分区内低点平均高程为基准面高度。

6.2.2.2.5 摄区、分区覆盖要求

航向覆盖应超出分区、摄区边界线一定的基线数，旁向覆盖应超出分区、摄区边界线一定的航线数，具体计算见公式（2）：

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式中：

θ——倾斜相机角度，单位为度；

β——倾斜相机视场角，单位为度；

P——航向或旁向重叠度。

在实际飞行中，航向覆盖应在理论值的基础上多超出两条基线，旁向覆盖应在理论值的基础上多超出一条航线。

6.2.2.2.6 航线敷设方法

航线敷设应符合下列规定：

a）建筑物低矮、稀疏区域按大部分建筑物分布、朝向以及地形敷设；

b）建筑物高大、密集区域可交叉敷设或加大航向旁向重叠度；

c）曝光点依地形起伏、建筑物高低设计，宜采用定点曝光或等距曝光控制方法；

d）水域摄影时应尽可能避免垂直影像像主点落水。

6.2.2.2.7 航摄季节、时间的选择

航摄季节和时间的选择一般应符合下列规定：

a）航摄应选择摄区最有利的气象条件，应尽量避免或减少积雪、洪水、扬沙、烟雾等对摄影和数据处理不利的影响，确保航摄影像能够真实地显现地面细部；

b）航摄时太阳高度角宜大于40°，阴影倍数宜小于1.2倍，高层建筑物密集区域宜在当地正午前后各1 h内摄影，减少阴影对地物细节影响；

c）光照和能见度条件允许时，可实施云下摄影。

6.2.2.2.8 重叠度设计

倾斜摄影设计重叠度应在航摄分区基准面上计算，应遵循以下原则：

a）垂直影像：在高层建筑物密集区域航向重叠度宜大于80%，旁向重叠度宜大于70%，其他地区航向重叠度不宜低于70%，旁向重叠度不宜低于60%；

b）倾斜影像：满足垂直影像重叠度后，倾斜影像的航向、旁向重叠度可不再重新设计。

6.2.2.3 航摄要求

6.2.2.3.1 飞行质量要求

飞行质量应满足以下规定：

a）垂直影像倾角一般不宜大于3°，最大不宜大于6°，垂直影像旋角一般不宜大于25°，在确保影像航向和旁向重叠度满足要求的前提下最大不应大于35°；

b）航线弯曲度一般不应大于1%，当航线长度小于5 000 m时，航线弯曲度最大不应超过3%；同一航线上相邻像片的航高差不应大于30 m，最大航高与最小航高之差不应大于50 m，实际航高与设计航高之差不应大于50 m；

c）在满足航摄成果质量要求的前提下，可放宽执行航摄飞行质量指标的要求。

6.2.2.3.2 影像分辨率要求

基准面垂直影像分辨率不低于3 cm，困难区域可适当放宽至5 cm。

6.2.2.3.3 影像质量要求

影像质量应满足以下要求：

a）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，能够建立清晰的实景三维模型；

b）影像上不应有云、云影、烟、大面积反光、污点等缺陷，少量缺陷不应影响实景三维模型生产，可用于基础地理要素采集；

c）曝光瞬间造成的像点位移一般不应大于一个像素，拼接影像应无明显模糊、重影和错位现象。

6.2.2.3.4 补摄要求

补摄时应遵循以下原则：

a）航摄影像出现的相对漏洞和绝对漏洞均应及时补摄；b）应采用前一次航摄飞行的倾斜数字航摄仪补摄；

c）漏洞补摄应按原设计要求进行；

d）补摄航线的两端应超出漏洞之外一条基线。

6.2.2.4 航摄实施

航摄实施应满足以下要求：

a）使用机场时，应按照机场相关规定飞行；不使用机场时，应根据飞行器的性能要求，选择起降场地和备用场地；

b）航摄实施前应制定详细的飞行计划，且应对可能出现的紧急情况制定应急预案；

c）在保证飞行安全的前提下可实施云下摄影；

d）轻型无人飞行器航摄实施的其他要求按CH／Z 3001执行；

e）需要进行差分GNSS测量计算实际曝光点坐标的情况，可就近布设GNSS基站或使用SHCORS基准站。

6.2.2.5 航片整理

6.2.2.5.1 航片编号

航片编号宜按如下方法执行：

a）航片编号由16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1～5位为摄区代号，6～7位为分区号，8～10位为航线号，11～12位为相机号，13～16位为影像流水号，具体见图1。

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图1　航片编号

b）一般以飞行方向为编号的增长方向；

c）同一航线内的航片编号不允许重复；

d）当有补飞航线时，补飞航线的航片流水号在本航线原流水号基础上加5 000。6.2.2.5.2 IMU／GNSS数据

IMU／GNSS数据处理应满足以下要求：

a）垂直影像IMU／GNSS数据处理应按照GB／T 27919的规定执行；

b）倾斜影像IMU／GNSS数据根据垂直影像的IMU／GNSS数据和倾斜相机与垂直相机之间的相对位置和姿态关系解算获得；

c）IMU／GNSS数据中影像名编号与影像编号相一致；

d）IMU／GNSS需要标明坐标系统、转角系统及相应单位。

6.2.2.5.3 航片存储

按照摄区、分区、航线、倾斜数字航摄仪的相机分别建立存储路径，宜采用硬盘存储，文件一般为常规影像格式，文件名称与影像编号一致。

6.2.3 像控点测设

6.2.3.1 像控点布设

6.2.3.1.1 像控点布设原则

像控点布设应遵循以下原则：

a）像控点按照加密分区为单位进行布设，保证分区的角点处有像控点；

b）像控点在分区内应分布均匀，相邻像控点的跨度应能满足本部分空中三角测量精度的要求；

c）像控点应布设为平高控制点，如果所选区域内存在已有可用的平高控制点，则可不重新布设像控点；

d）不规则区域网，除按上述间隔要求布点外，区域凸角点和凹角点处还应加设像控点。

6.2.3.1.2 像控点位置要求

像控点布设位置应符合以下要求：

a）应布设在航向及旁向六片（或五片）重叠范围内，使布设的像控点尽量公用；

b）像控点应选在影像清晰、接近正交的细小线状地物交叉点、地物拐角点或固定的点状地物上，同时满足平面和高程控制点对点位目标的要求，并且选取的像控点不应高于地面；

c）像控点距像片边缘不应小于20个像素，位于范围线边上的像控点宜布设在范围线20 m以外。

6.2.3.2 像控点测量

像控点测量应满足像控点平面精度不低于3 cm，高程精度不低于5 cm的要求，在特殊困难地区，像控点可在原有精度基础上放宽0.5倍。

6.2.3.3 像控点编号

像控点应按摄区统一编号，同一摄区内不应重复编号。

6.2.4 空中三角测量

6.2.4.1 区块划分

区块划分应综合考虑垂直影像分辨率、摄区地形特点、航摄分区、测区形状等，划分原则如下：

a）应以航摄分区作为区域分块的边界，分块不宜跨测区；

b）分区间旁向有2～3条航线的重叠，航向有3～4幅影像重叠；c）分块形状应规则，宜以矩形、正方形为主。

6.2.4.2 影像预处理

根据内业数据处理需要，在不影响地物立体观测、属性判读前提下可对数字航片进行格式转换、影像旋转、畸变纠正、图像增强等影像预处理。对航片进行色彩、亮度和对比度的调整以及匀光匀色处理时，光线明暗差距不大的，同一条航线可使用同一调色模板；明暗差距大，大气透明度不高的，应对影像进行逐个调色，以达到最佳真实色彩。

6.2.4.3 相对定向

相对定向精度应满足：连接点上下视差中误差不应大于1／3像素，连接点上下视差最大残差不应大于2／3像素，特别困难资料或地区可放宽0.5倍。

6.2.4.4 绝对定向与区域网平差

空三绝对定向精度应满足以下要求：

a）控制点平面、高程残差均不应大于0.5个像素；

b）检查点平面、高程残差均不应大于2个像素。

网平差计算时对连接点、像控点进行粗差检测，并对检测出的粗差点进行剔除或返测；对于IMU／GNSS辅助空中三角测量和GNSS辅助空中三角测量，导入摄站点坐标、像片姿态参数进行联合平差。

6.2.4.5 区域网接边

区域网之间的公共点较差不应大于检查点平面、高程残差的规定。

6.2.5 实景三维建模

6.2.5.1 实景三维模型制作应满足平面精度优于0.09 m，高程精度优于0.09 m的要求。

6.2.5.2 三维重建分区面积不宜超过40 km2，每个分区像片数不宜超过16 000张，分区占用航线尽可能少，接边数量尽可能少；以分区为单位，通过影像数据和空中三角测量成果进行像对配对和同名点密集匹配。