2022年基础地理信息数字产品(内容标准)-1-10000数字正射影像生产技术.doc

1:10000根底地理信息更新与建库技术设计暂行规定1:10000数字正射影像（DOM）消费技术规定Technical specifications forproducing 1:10000 digital orthophoto map(征求意见稿)国家测绘局二一年一月前 言本规定的编写聚集了我国测绘部门近几年有关“数字正射影像（DOM）”的消费经历与试验研究成果，同时参考了美国联邦地理数据委员会根底制图分委员会制订的数字正射影像内容标准草案（1997.1）及美国内务部USGS制订的数字正射影像标准（1998.1）等重要材料。本规定配合根底地理信息数字产品1:10000 1:50000数字正射影像图标准，专门用于指导测绘消费1:10000数字正射影像（DOM）产品。本规定由国家测绘局提出并归口。本规定由广东省根底地理信息中心、国家测绘局测绘标准化研究所起草。本规定主要起草人：周 一。目 次前言1 范围 12援用标准 13 术语 14 材料预备 25 消费流程与技术要求 26 作业规程 87 数据文件治理128 产品归档 121:10000根底地理信息更新与建库技术设计暂行规定1:10000数字正射影像（DOM）消费技术规定Technical specifications for producing1:10000 digital orthophotos map1 范围本规定规定了基于航空影像的1: 10000数字正射影像图（DOM）的采集制造技术、消费工艺流程、作业规程及其质量操纵要求。本规定适用于根底地理信息数据中1:10000数字正射影像的采集与建库，其它以正射影像为根底的复合地图产品的制造、或是基于其它影像类型制造DOM，可参照其有关部分执行。2 援用标准以下标准所包含的条文，通过在本规定中援用而构成为本规定的条文。在本规定出版时，所示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本规定的各方应讨论使用以下标准的最新版本的可能性。GB15968-1995 遥感影像平面图制造标准GB/T 13989-1992 国家根本比例尺地形图分幅和编号GB/T 17798-1999 地球空间数据交换格式CH/T 1005-2000 根底地理信息数字产品数据文件命名规则CH XXXX-XXXX 根底地理信息数字产品1:10000、1:50000数字正射影像图3 术语3.1 重采样：依次将A格网的每一个单元映射到B格网上，同时采纳内插和外推的方法，由B格网上相关单元的属性值计算得A格网该单元属性值的一种技术方法。常用的有最邻近点法、双线性内插法和双三次卷积法。3.2 最邻近法：按最邻近一个点的属性数据给予重采样点属性值的一种数学计算方法。3.3 双线性内插：利用周边最邻近的4个点，按两个方向线性内插，求重采样点属性值的一种数学计算方法。3.4 双三次卷积：利用周边最邻近的9个点按三次多项式方程内插，求重采样点属性值的一种数学计算方法。3.5 摄影测量空间后交：依照地面操纵点确定一张航摄像片在大地坐标系中方位，即6个外方位元素（X，Y，Z， ，）的一种技术方法。4 材料预备4.1预备制造正射影像所需的数据包括：a) 航摄底片/复制片或其它遥感器获得的栅格影像数据；b) 与影像同区域的数字高程模型（DEM）；c) 由野外测量或空中三角测量加密获取的操纵点文件（包括操纵点略图）；d) 传感器的参数文件。4.2图件a) 比例尺一样或相近的新版地形图；b) 测区航摄略图（含航线分布，像主点位置）等。4.3 材料分析a) 航摄材料质量 1) 影像质量 航摄底片密度测定记录、底片压平测试数据记录； 有无影像缺陷，如云层覆盖、投影像差导致的影像死区等。 2) 飞行质量及其参数 飞行方向，航偏角，航线弯曲，像片倾斜角，航向、旁向重叠，航摄比例尺航高。 3) 摄影时间等。b) 如已有DEM数据，则应分析其格网间距与高程精度是否能满足DOM的平面精度要求。c) 对操纵点的来源及其精度进展分析（全野外、GPS、区域网空三加密、二次加密点、1:10000地形图上采点等），精度能否满足DOM制造的要求。关于高精度的数字正射影像数据，操纵点应采纳GPS或空三获取，其点位精度操纵在0.3*象元。d) 航摄仪参数。包括： 框标坐标，象主点坐标（含坐标系与框标点号分布） 检定主距 自准值点坐标，径向畸变差等 5 消费流程与技术要求DOM的产品形式及根本技术指标参照CH XXXX-XXXX根底地理信息数字产品1:10000、1:50000数字正射影像图的有关技术规定。DOM的消费目前主要采纳二种方法：a) 数字摄影测量法：建立立体模型采集DEM，继而进展数字影像微分纠正。b) 单片数字微分纠正法：利用已有的DEM，进展单片数字影像微分纠正。5.1数字摄影测量法5.1.1 消费流程框图（见图1） 航摄底片 相机文件 操纵点信息 工程参数文件参数设置 影像影像 N 检 查 Y 影像栅格数据内定向相对定向 采集DEM核线影像生成绝对定向影像匹配，编辑内插DEM 单模型DEM数据单模型纠正DEM模型拼接待室图幅裁切 检查(含接边） 图幅DEM数据 数字微分纠正图幅裁切 纠正镶嵌色彩调整影像镶嵌 注记整饰元数据N元数据制造图内、外整饰地名注记 检查 元数据文件 图幅影像数据 地名数据 图廓整饰数据 检查验收DOM打印刻盘、记带或入库注： 为文件或成果框 为作业步骤框 为工序框 DOM影像图 光盘、磁带图 1 消费流程框图5.1.2 技术要求5.1.2.1 影像a) 几何分辨率R的选择 一般考虑以下要素： 1) 用户要求DOM产品的地面分辨率R 依照R则可推算相应像片上的影像分辨率R= R,设R为1m，像片比例尺=，则R=28.5m 分辨率R选择时需顾及重采样的妨碍，应略小于R值，特别情况下，重采样前后像元尺寸之比不应大于1.28倍。如上例可选择25m。2) 航摄影像（底片）的实际分辨率R 一般认为，静态下航摄影像的分辨率R取决于胶片分辨率R与航摄仪镜头的光学分辨率R，大致在6090LP/mm。 =+ 而在动态（即飞行状态）没有像移补偿装置的情况下，航摄影像的实际分辨率R大约只有25 lp/mm，在2025m之间，而彩红外或自然航片约为3035m。 一般认为，为了不因而降低航片的影像质量，分辨率最好采纳航片实际分辨率的1/2，即黑白航片约为12m，彩色航片约为18m，否则一味提高分辨率将毫无意义。 b) 参数的调整 原则上要使影像的灰度直方图调整在0255间并接近正态分布。 c) 影像质量 要求像幅范围内影像明晰，层次丰富，所有框标明晰。5.1.2.2 采集DEM a) 定向精度要求(见表1) 表 1 定向精度要求 限差地类内定向（mm）相对定向（mm）绝对定向（m）平面高程平地0.010.015(0.02*)2（3*）0.3丘陵地2（3*）0.75山地3（4*）1.5高山地3（4*）2.25注：括号内 * 为同意个别点出现的残差值。 b) DEM的精度要求1） 如所采集的DEM数据作为DEM正式成果上交，则DEM的格网间距、格网点高程精度必须符合DEM产品标准的有关规定。2） 如所采集的DEM仅供影像微分纠正使用，则高程精度（中误差）可适当降低到如表2所规定指标(陡峭地区选用6.25米格网)。表2地形类型格网间距m格网点高程中误差m平地12.5或251丘陵12.5或252.5山地12.5或254高山地12.5或257c) DEM的拼接 单模型DEM之间进展拼接,应具有一定宽度的重叠带，一般以操纵点连线为中线，带宽不小于2个格网(3排点)。 同名点高程较差不得超过一个等高距。5.1.2.3 纠正镶嵌 a) 微分纠正1) 首先，对DEM格网（例如12.5m×12.5m）按像元地面分辨率（1m×1m）的大小进展分割，构成1m×1m的格网，用该DEM格网的四角高程对1格网每一个点的高程进展双线性内插。2) 依次将每个像元的地面坐标在坐标（X，Y，Z）按空间直线方程投影到像片上，求得其像点坐标（x，y）。3) 依照该像点坐标寻求其周边有关的像片像元，进展灰度内插（重采样）。4) 重采样的方法的选择： 最邻近点法：方法最简单，但将造成像点在一个像元范围内的位移，精度较差，一般情况下不采纳。 双线性内插法：算法较简单，且具有较高的灰度内插精度，是实践中常用的方法。 双三次卷积内插法：算法较复杂，内插精度好，当重采样前后像元地面分辨率之比达1:2以上（抽稀）时，就应采纳本法才能获得较好的效果。 b) 色彩调整与影像镶嵌 1) 镶嵌前应保证片与片之间、图幅与图幅之间的影像色彩根本一致。特别是彩色影像（包括真彩色、彩红外等）必须依照需要进展部分色彩纠偏，以保持整体色彩效果的统一。 2) 相邻模型影像的镶嵌，应留意拼接线的选择： 般以操纵点连线为拼接线； 为防止地物影像分割（如高大建筑物）失去完好性，以操纵点连线为中心线的1cm范围内选择拼接线； 影像镶嵌后不能造成影像重影。 c) 图幅裁切按GB/T 13989确定图幅四个图廓点坐标；图廓点外接矩形外扩100m即为图幅裁切范围。1:10000数字正射影像图的左下角坐标Xmin、Ymin、右上角坐标Xmax、Ymax计算公式如下：式中： 保存图幅DOM影像数据的信息文件（*.inf），其内容包括： 起点像元中心点坐标，终点像元中心点坐标 像元尺寸（地面分辨率） 影像行数（东西向），列数（南北向）5.1.2.4 其它数据 a) 地名注记 以矢量方式生成独立的地名数据层 b) 图内外整饰 参照GB15968，以矢量方式构成独立的图廓整饰数据层。一般情况下，在80坐标系的根底上同时标示出54坐标系的内图廓点及公里网线的位置。 c) 元数据以文本方式，按标准内容与格式制造图幅的元数据文件。5.2 单片微分纠正法5.2.1 消费流程框图（见图2）5.2.2 技术要求5.2.2.1 影像同5.1.2.15.2.2.2 纠正镶嵌 a) 内定向 坐标残差应小于0.01mm。 摄底片 相机文件 操纵点信息与文件 DEM数据参数设置 影像影像 检查 影像栅格数据内定向空间后交 纠正镶嵌数字微分纠正色彩调整影像镶嵌 图幅裁切 注记整饰元数据地名注记元数据制造图内、外整饰 检查 图幅影像数据 地名数据 图廓整饰数据 元数据文件 检查验收 DOM打印刻盘、记带或入库 DOM影像图 光盘、磁带 注： 为文件或成果框 为作业步骤框 为工序框 图2 消费流程框图 b) 空间后交平高操纵点一般采纳79点，最少不少于4点，空间后交（绝对定向）后操纵点坐标同意残差参照表1规定执行。 c) 微分纠正 同5.1.2.3a)d) 色彩调整和影像镶嵌同5.1.2.3b) e) 图幅裁节 同5.1.2.3c)5.2.2.3 其它数据同5.1.2.46作业规程6.1数字摄影测量法6.1.1 影像6.1.1.1 作业方法 a) 参数的设置与调整 参数主要包括：分辨率与灰度直方图。 按设计分析选择，设置分辨率 灰度直方图的调整，依照仪型号的不同而有所区别 一般方法是：选择一片中代表低密度与高密度的两个样区，使其影像灰度在0255之间进展线性变换（单段或多段），同时灰度直方图根本呈正态分布。随机抽样检测，操纵灰度值为0和255处的像元数一般不大于10。反复调试二、三次根本即可满足要求。 参数调好后，采纳较低分辨率快速一遍，检验其结果是否到达要求。 同一航线或整个摄区假如影像色彩根本一致，可采纳首片、尾片中间一片进展测试，假如相近取中数作为共同的参数使用。否则应分区、分段甚至分片调整其灰度直方图。 b) 范围 在保证全部框标影像完好明晰的前提下，操纵其范围，减少影像数据量。 c) 对的原始影像数据一般不进展人工预处理，必要时，可对框标影像等进展适当加强等处理。6.1.1.2 质量操纵 a) 影像明晰，层次丰富，反差适中 b) 框标完好明晰6.1.2 采集DEM6.1.2.1 作业方法 a) 建立有关的参数文件，包括： 1) 操纵点文件 一般以区域网加密的范围建立公用的操纵点文件。包括该区域内的外业操纵点和内业加密点。 操纵点文件为ASC码文本文件，一点一行，依序陈列为：“点号 X坐标 Y坐标 Z坐标 备注（所在片号）” 采纳大地坐标系，即+X轴指北，+Y轴指东。如采纳摄影测量坐标系，则应通过软件对调。 操纵点点号必须唯一，不能重号。 操纵点点号依照软件要求设置，如JX4A要求只能是数字，VirtuoZo 则要求至少是4位字符等。 操纵点文件命名依照软件要求设定，如VirtuoZo采纳“测区号·PNT”，JX4A定为“Control·use”。2) 航摄仪参数文件 内容包括：焦距，框标坐标，主点与自准直点坐标，经向畸变差等。 依照框标位置与编号，仪表位置以及坐标系略图，正确输入各项坐标值。 航摄仪参数命名依照软件要求设定，如VirtuoZo采纳“摄区号·CMA”，JX4A定为“Camara·use”。 3) 工程参数文件（可选，依照软件需要） 参数内容：航摄比例尺，成图比例尺，等高距，DEM格网间距，正射影像像元地面尺寸等。 各类文件的文件名和实际途径，如操纵点文件，航摄仪参数，作业区文件等。 文件命名为“测区号·PJT”。 4) 模型参数文件（可选，依照软件需要） 每个模型建立一个模型参数文件。 文件命名为“左片号右片号·MOD”。 b) 定向。包括内定向、相对定向与绝对定向 1) 内定向 自动搜寻4个框标，并使之同时显示屏幕上，便于查看修测（有的需人工引导、两个框标），自动内定向。 定向精度不符合要求时，可选择性人工调整框标点位，直至到达精度要求。 2) 相对定向 自动寻找匹配点，一般不少于30点，并在模型中大致均匀分布。 依照需要，在一些困难区域（如水域、山区阴影等）以及部分匹配模型失确实地点，应人工加测一些相对定向点。 相对定向计算完成后，如未到达精度要求，需进一步分析误差分布规律，采取修测、加测措施，直至到达精度要求。 3）打印定向报告 所有定向通过后，打印定向报告，作业员签名，贴入“文档簿”。 c) 核线影像重采样 依照软件不同，核线重采样有的安排在相对定向完成后进展。 重采样方法：双线性内插或双三次卷积内插，分辨率保持不变。 为减少数据量，一般只在立体模型范围内重采样，详细操纵在四个象控点连线外扩10mm（像片上）的范围之内。 d) 影像匹配，采集DEM 不同软件采纳不同的方法。以具有代表性的二种微机DPW为例，分述如下： 1) JX4A作业步骤 自动生成像方大格网（构架）DEM 在步进大格网（四体遨游）自动进展影像匹配的同时，人工监视格网点是否切准地表，依照需要人机交互对Z操作。 自动生成像方中格网DEM 在大格网DEM操纵下，分块自动生成像方中格网DEM，并交替以不同颜色连接Y方向上的DEM格网点，构成DEM断面立体模型，通过人机交互依照需要对中格网点Z进展点编辑，直至全部切准地面。 内插物方小格网DEM（最终成果） 将像方中格网DEM点转换为物方坐标，并利用加测的一些必要的高程特征点、特征线，构建TIN，内插物方DEM。遨游检查，可直截了当进展格网高程物方编辑，亦可作出标志，回到像方编辑，再生成物方DEM。直至所有物方DEM点切准地表。 2) VirtuoZo作业步骤 对核线影像自动进展立体匹准，构成匹配点与等视差曲线。 对模型匹配效果进展人工检查，依照需要进展编辑（区域编辑、点编辑）处理，重点是：影像模糊区、阴影区、大面积水域、建筑密集区、森林复盖区以及山谷、山嵴地形变处等，直至等视差曲线和匹配点都切准地表立体模型。 将匹配点转换为物方坐标，再内插物方DEM。6.1.2.2 质量操纵a) 所有数据文件的内容，必须正确无误。b) 定向精度（包括内定向、相对定向、绝对定向）必须符合规定要求。c) 采集的DEM点必须在立体状态下切准地面模型，其偏向操纵在两倍中误差范围之内。d) DEM编辑完成后，检查员应上机检查，并填写记录。6.1.3 纠正镶嵌6.1.3.1 作业方法 a) 数字微分纠正 依照单模型DEM及其像片方位元素、影像分辨率，采纳微分纠正软件进展影像重采样，生成单模型DOM。 正射影像可依照需要（如色彩、投影差等要素）选择由左片，或右片，或左右片三种方法之一生成。 b) 色彩或色彩调整 影像镶嵌前，应检查相邻各片之间的色彩偏向或彩色偏向，依照需要采取图像处理方法进展调整，使之根本趋于一致。 c) 镶嵌拼接 建立以图号命名的影像镶嵌文件，依照图廓坐标标出比图幅略大的镶嵌范围，并指定文件存取途径。 执行影像镶嵌命令（注：多数DPW软件也同时执行单模型DEM拼接命令），自动拼成整幅图的DOM（与DEM）。 由于拼接的影像之间具有重叠带，软件将对重叠带内的影像进展平滑处理，但不应以损失影像明晰度为代价。 d) 图幅裁切 由公式（1）计算出图幅范围； 生成影像数据的信息文件，包括起、终点的大地坐标，影像地面分辨率行数，列数等参数。6.1.3.2 质量操纵 a)整幅图影像明晰，色彩平衡一致，视觉效果良好。 b)模型拼接处接边限差是否符合要求，是否有模糊现象。 c) 影像信息文件是否完好。6.1.4 注记整饰、元数据6.1.4.1 作业方法 a) 地名注记 以正射影像图为背景，建立大地坐标系，标示内图廓点。 参照1:10000地形图以及其它地名材料，以矢量方工定位并输入汉字，作为独立的地名数据层。 如可能，可直截了当利用DLG产品中的地名数据层。 完成后进展屏幕目视检查。 b) 图内外整饰 按照5.1.2.4 b)的要求进展整饰。 c) 元数据 按元数据的有关标准内容，利用专用软件制用元数据文本文件。6.1.4.2 质量操纵a) 地名的注记位置与名称正确无误，取舍恰当，无缺陷性遗漏。b) 图内外整饰正确无误，内容完备无误。c) 元数据内容正确无漏。6.2 单片微分纠正方式6.2.1 影像6.2.1.1 作业方法同6.1.1.16.2.1.2 质量操纵同6.1.1.26.2.2 纠正镶嵌6.2.2.1 作业方法a) 建立图幅工作目录树及相应的参数文件 依照公式（1）确定矩形范围，从测区DEM中裁切相应图幅的DEM数据文件，保证所作的DOM范围符合要求。b) 内定向 参照6.1.2.1b)的相关内容c) 空间后交 依照像控点的点位依次量测其像片坐标，输入点号。 依照操纵点文件中的象控点大地坐标、内定向参数等进展空间后交，计算像片的外方位元素。 检查象控点后交残差。假设超限，分析并删除或重测有关象控点坐标，重新计算直至符合精度要求。d) 微分纠正 以片为单位进展，其余同全数字摄影测量方法。e) 色彩或色彩调整，镶嵌拼接，图幅裁切 同6.1.3.1相关内容6.2.2.2 质量操纵 同6.1.3.26.2.3 注记、整饰、元数据6.2.3.1 作业方法 同6.1.4.16.2.3.2 质量操纵 同6.1.4.27 数据文件治理7.1 文件命名参照CH/T 1005-2000有关规定执行。7.2 文件治理一个工程工程的数据文件应在局域网效劳器上集中统一治理，详细施行可依照各自情况决定，以数据平安和标识清晰为原则。8 产品归档8.1 归档登记对数据产品及有关文档材料依照测绘成果治理规定要求，按表格规定内容逐项登记，构成产品清单，检查无误后正式归档。8.2 产品内容a) 数据文件(见表3)其中，数据格式参照GB/T 17798执行。 表3 数据文件内 容格 式介 质备注数字正射影像数据（层）地名注记（层）图廓整饰（层）元数据文件GB交换格式，TIFFGB交换格式，E00GB交换格式，E00ASCII光盘或磁带等可选b) 图件(见表4) 表4 图件内 容介 质备注正射影像图纸质胶片彩喷打印或印刷*激光照排，分色挂网* 注：*为可选项，输出单色或印刷胶片由详细工程需要决定。c) 文档材料(见表5) 表 5 文档材料内 容备注上交成果清单技术设计书文档簿测区图幅接合表技术总结检查验收报告8.3 产品包装 a) 包装要求关于数字产品的记录介质（包括磁盘或磁带）都需进展内包装与外包装。 b) 产品标签 在记录介质与其包装上都要粘贴产品标签。 产品标签的内容包括：产品名称、产品标识码、数据文件名、产品的消费单位与消费日期等。