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4.2 航摄影像获取

4.2.1 航空摄影可采用数字航空摄影或胶片航空摄影方法。胶片摄影获得的负片应采用扫描方法转化为数字化影像。

航空摄影测量历经模拟、解析、数字时代,虽然目前航空摄影测量已进入数字航空摄影时代,但考虑到胶片摄影仍广泛使用,本次修订时保留了对胶片摄影的要求,同时考虑到数字摄影测量工作站的大量使用,模拟测图仪及解析测图仪已经淘汰不再使用的现实,故规定需将胶片影像经扫描后转化成数字化影像。

4.2.2 航空摄影前应根据工程特点与要求制定摄影技术方案。

技术方案设计是根据测图比例尺、地面分辨率的要求,选择合理的摄影仪,在考虑安全航高、地形图的高程精度要求前提下,设计能减少内、外业工作量,提高作业效率的经济合理、技术先进的摄影测量方案。

4.2.3 航摄仪的选择应根据摄区地形条件和成图精度要求确定,各类航摄仪的基本性能应符合下列规定:

1 数字航摄仪的基本性能应符合表4.2.3-1的规定;

表4.2.3-1  数字航摄仪的基本性能

2 低空数字航摄像机的基本性能应符合表4.2.3-2的规定;

表4.2.3-2  低空数字航摄像机的基本性能

3 胶片航摄仪和胶片的基本性能应符合表4.2.3-3的规定。

表4.2.3-3  胶片航摄仪和胶片的基本性能

航摄仪是保证摄影测量成果质量最重要的仪器设备,只有选择合格的航摄仪,才能保证获取合格的影像,故本规范对航摄仪的基本性能进行了规定。

鉴于工程摄影中数字航摄仪和胶片航摄仪都在使用的情况,本规范在航摄仪选取方面给予用户一定的灵活性,只是对两大类航摄仪的基本性能作了规定。

4.2.4 数字航摄仪或低空数字摄影相机需要在检校场检校时,可在就近的同类型检校场进行;需要在摄区检校时,检校场的布设应符合本规范附录B的规定。

4.2.5 航空摄影宜加载POS系统,POS系统的基本性能应符合表4.2.5的规定。

表4.2.5  POS系统的基本性能

POS辅助航空摄影测量能实现直接获取航摄仪曝光时刻外方位元素数据,能减少航空摄影测量作业量,或完全免除地面控制点,甚至无需空中三角测量即可测图,从而大大缩短作业周期、提高生产效率、降低成本。为保证定位、定姿的精度,本规范对其基本性能进行了规定。

4.2.6 用于扫描航片的扫描仪的基本性能应符合表4.2.6的规定。

表4.2.6  扫描仪的基本性能

由于目前摄影测量作业是基于数字摄影测量工作站,采用胶片摄影时,需将胶片摄影获得的负片进行扫描转化为数字化影像,为保证扫描影像的质量,规范对航片扫描仪的基本性能进行了规定。

4.2.7 航空摄影的成图比例尺与影像地面分辨率及相对航高,宜符合下列规定:

1 数字摄影的成图比例尺与影像地面分辨率及基高比的关系,宜符合表4.2.7-1的规定;

表4.2.7-1  数字摄影的成图比例尺与影像地面分辨率及基高比的关系

注:航摄仪基高比宜按 估算, b 为影像基线, f 为航摄仪主距。

2 胶片摄影的摄影比例尺和相对航高的选择,宜符合表4.2.7-2的规定。

表4.2.7-2  胶片摄影的摄影比例尺和相对航高

对于数字摄影,地面分辨率是评价影像质量的重要指标,能衡量影像有差别地区分开两个相邻地物的最小距离的能力。表4.2.7-1中对各区域类型不同成图比例尺所需影像的地面分辨率进行了规定,但仅满足地面分辨率要求,仍不能保证成图的高程精度,由于目前用于航空摄影的数字相机种类较多,各相机像幅、像元、焦距差别较大,难以对摄影比例尺和相对航高进行规定,因此,表4.2.7-1引入了基高比指标,表中基高比数据是根据目前常用摄影仪的参数推算得到的经验值。

对于胶片摄影,仍沿用原规范的技术指标。

4.2.8 航飞季节和航飞时间的选择应符合下列规定:

1 应避免或减少地表积雪、云雾、洪水、扬沙等对影像数据获取的影响;

2 航摄时间应根据摄区的太阳高度角和阴影倍数按表4.2.8确定。

表4.2.8  太阳高度角和阴影倍数

注:在一般地区的高山地,摄影时间宜选择在当地正午前后1h内。

由于航空摄影仅能获取地表影像,而地形图表示的是地面的地物地貌信息,因此,为提高航空摄影测量高程精度,选择合适的摄影季节是容易理解的。

对于山地、高山地和城镇建筑区航摄,为避免大片阴影覆盖地物、地貌,尽可能在中午前后进行航摄,其太阳高度角及阴影倍数是根据多年经验总结的经验值。

4.2.9 航空摄影前宜布设地面标志,并应符合下列规定:

1 地面标志的位置应根据飞行航线和像片控制点的布设方案确定,宜利用已有的控制点。

2 地面标志点的布置应易于判读、便于联测。

3 地面目标较多的地区,宜采用圆形标志;地面目标不易寻找时,宜采用三翼标志或十字形标志。

4 城镇建筑区、工业厂区和隐蔽区地面标志的对空视角,不应小于45°。

5 地面标志的颜色应根据敷设处地物光谱的特性选定,应使其与周围地物或地面具有较大的反差。

6 地面标志的材料应因地制宜,并应根据色调、价格、携带方便、附着力强等因素确定。

7 地面标志的形状和尺寸宜按本规范附录C的规定选用。

4.2.10 采用POS辅助摄影时,GNSS作业应符合下列规定:

1 基准站应设在视野开阔,且高度角在15°以上范围内无障碍物的地方。点位附近不应有强烈干扰接收卫星信号的干扰源或强烈反射卫星信号的物体。

2 设置基准站的控制点,其平面和高程的测量精度等级不应低于四等。

3 基准站应分布在测区周围且不少于3个,相邻站间距离对于工业厂区不宜大于10km,对于城镇建筑区不宜大于15km,对于其他区域不宜大于30km。

4 基准站应满足摄影开始航线、结束航线及不同航线的IMU初始化需求。

5 机载GNSS观测数据的采样间隔应与基准站同步,采样间隔宜小于1s。

6 数据处理应采用基于载波相位的高精度动态差分或精密单点定位技术。

采用POS辅助摄影时,GNSS基准站设置的合理性直接影响外方位元素数据质量。

根据大量工程实践和研究成果,基准点的平面精度和高程精度均不低于四等精度的要求可有效保证POS解算的成果不低于传统像片控制测量的精度。

GNSS精度随机载GNSS与地面基准站之间距离的增大而降低,第4.2.10条第3款的规定是综合不同行业应用实践总结的经验值,实践证明是可行的。

为了控制漂移误差的累积和提高定位、定姿的精度,本规范对IMU的观测时间进行了规定,15min的要求是根据大量实践总结的经验值,也与其他规范相一致。

4.2.11 采用POS辅助摄影时,对于同一摄影航线IMU的观测时间不应大于15min。

4.2.12 航摄飞行质量应符合下列规定:

1 航摄影像的航向倾角不宜大于2°,个别航向倾角最大不应超过4°。采用轻型飞行器、无人飞行器摄影时,航向倾角最大不应超过8°。

2 航摄的旋偏角不应大于表4.2.12的规定。

表4.2.12  航摄的旋偏角

注:1 摄影相对航高小于700m时,个别像片的旋偏角可放宽至1.2倍;

2 同一航线内,达到或接近最大旋偏角的像片不得连续超过3片;

3 低空摄影时,像片的旋偏角可放宽至1.5倍;

4 像片倾角和像片旋偏角不应同时达到最大值。

3 航线弯曲度不应大于3%。

4 同一航线上相邻影像的航高差不应大于20m,同一航线上影像的最大航高与最小航高之差不应大于30m。摄影分区内实际航高与设计航高之差不应大于50m。当航高大于1000m时,实际航高与设计航高之差不应大于设计航高的5%。

5 影像航向重叠宜为60%,且不应小于53%。影像旁向重叠,数字摄影宜为25%,且不应小于5%;低空数字摄影,可为15%~60%;胶片摄影宜为30%,且不应小于15%。摄影区内不应有绝对漏洞。

6 分区摄影的组合范围应覆盖整个成图区域,各分区之间应无覆盖漏洞。沿航线方向的纵向覆盖,航带两端应各超出分区范围一条基线以上。与航线方向垂直的横向覆盖应重叠一条航带,航迹线偏移应小于像幅的10%。

7 当摄影区域出现大面积航摄漏洞时,应补充摄影。漏洞补摄宜采用与原摄影同类型的航摄仪,覆盖范围应超出漏洞外一条基线以上。

根据目前大比例尺摄影的实际情况,由于摄影时的相对航高较低,飞机受气流不稳定的影响较大,产生了航摄像片的旋偏角,表4.2.12对不同摄影方式和不同比例尺航摄的旋偏角作出了最大限值的规定。在表注1中,当摄影相对航高小于700m时,气流的影响更大,表中规定的限值很难达到,故提出个别像片的旋偏角可放宽至1.2倍。

在表注3中,低空摄影主要指采用无人机、航模等轻型飞行器进行的航空摄影测量,由于飞行器本身质量较轻,加上低空时气流的影响更大,故规定了其旋偏角可放宽至1.5倍。

4.2.13 摄影质量应符合下列规定:

1 当采用数字摄影时,航摄影像应符合下列规定:

1 )数字影像应无歪曲像差;

2 )黑白影像辐射分辨率不应小于8bit,影像反差应适中、清晰,层次应丰富;

3 )彩色影像辐射分辨率不应小于12bit,饱和度等级不应小于10级,相邻像片之间的色调应基本一致。

2 当采用胶片摄影时,航摄影像应符合下列规定:

1 )用目视法检查负片时,应影像清晰、层次丰富、反差适中、色调正常,可辨认与摄影比例尺相适应的细小地物的影像;

2 )光学框标的影像应清晰、齐全,其密度应与像幅内地面上大部分明亮地物影像的密度一致;

3 )航摄负片不应有明显的划痕、静电斑痕、脱胶、砂粒等缺陷;

4 )航摄负片的不均匀变形不应大于3/10000。

4.2.14 胶片摄影负片的扫描数字化应符合下列规定:

1 扫描不应使用有图像损伤、几何变形、亮度灰暗的负片;

2 同一卷胶卷宜使用同一台专业扫描仪进行数字化;

3 影像应采用非压缩TIFF文件格式,扫描分辨率不应大于21 μ m。

本条为新增内容,主要是考虑扫描后影像的质量而作的规定。扫描分辨率不应大于21 μ m,其目的就是为了保证数字化后的影像能够满足测图的精度。使用同一台扫描仪对同一卷胶卷进行数字化,主要是为了保证数字化后影像的灰度、对比度等技术指标的一致性。

4.2.15 航摄成果应包括下列内容:

1 航摄仪及相关航摄设备的检定资料;

2 数字摄影的影像数据或胶片摄影的负片、数字化影像;

3 摄区范围图、分区划分图、航线分布图、影像索引图;

4 基准点数据、摄站数据、像片姿态参数等辅助航摄资料;

5 航摄技术报告;

6 其他相关资料。 nCUJqQ6qHBFfS5sHqfvru+NgF4ZXFDSwVb71aFgRCx1UidZcwYgU9J6weLwyws9+

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