CHT 3011-2012 1：50 000地形圖合成孔徑雷達(dá)航空攝影測(cè)量技術(shù)規(guī)定

A771:50000地形圖合成孔徑雷達(dá)航空攝影測(cè)量技術(shù)規(guī)定Specificationsforaerophotogrammetricoperationof國(guó)家測(cè)繪地理信息局發(fā)布I前言 12規(guī)范性引用文件 13術(shù)語和定義 14總則 25空中三角測(cè)量 36數(shù)字線劃圖制作 57數(shù)字高程模型制作 68數(shù)字正射影像圖制作 69檢查驗(yàn)收和成果上交 6Ⅲ本標(biāo)準(zhǔn)起草規(guī)則依據(jù)GB/T1.1—2009。本標(biāo)準(zhǔn)由國(guó)家測(cè)繪地理信息局提出并歸口。本標(biāo)準(zhǔn)起草單位：中國(guó)測(cè)繪科學(xué)研究院。11:50000地形圖合成孔徑雷達(dá)航空攝影測(cè)量技術(shù)規(guī)定本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了1:50000地形圖機(jī)載合成孔徑雷達(dá)航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)工作的空中三角測(cè)量要求，以及數(shù)字線劃圖制作、數(shù)字高程模型制作、數(shù)字正射影像圖制作及檢查驗(yàn)收和成果上交要求。本標(biāo)準(zhǔn)適用于以1:50000航測(cè)成圖為主要目的的合成孔徑雷達(dá)航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)工作。2規(guī)范性引用文件下列文件對(duì)于本文件的應(yīng)用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，僅注日期的版本適用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改單)適用于本文件。GB/T123401:250001:500001:100000地形圖航空攝影測(cè)量?jī)?nèi)業(yè)規(guī)范GB/T123411:250001:500001:100000地形圖航空攝影測(cè)量外業(yè)規(guī)范GB/T13989國(guó)家基本比例尺地形圖分幅和編號(hào)GB/T18316數(shù)字測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收GB/T24356測(cè)繪成果質(zhì)量檢查與驗(yàn)收CH/T1004測(cè)繪技術(shù)設(shè)計(jì)規(guī)定CH/T1007基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品元數(shù)據(jù)CH/T1015.2基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品1:100001:50000生產(chǎn)技術(shù)規(guī)程第2部分：數(shù)字高程模型(DEM)CH/T9009.2基礎(chǔ)地理信息數(shù)字成果1:50001:100001:250001:500001:100000數(shù)字高程模型數(shù)字正射影像圖CH/T30101:50000地形圖合成孔徑雷達(dá)航空攝影技術(shù)規(guī)定3術(shù)語和定義下列術(shù)語和定義適用于本文件。合成孔徑雷達(dá)syntheticapertureradar;SAR利用雷達(dá)與目標(biāo)的相對(duì)運(yùn)動(dòng)把尺寸較小的真實(shí)天線孔徑用數(shù)據(jù)處理的方法合成為較大的等效天線孔徑的雷達(dá)。將由SAR影像復(fù)數(shù)據(jù)推導(dǎo)出的SAR信號(hào)的相位信息作為信息源，利用這些相位信息提取地表三維信息的一項(xiàng)技術(shù)。2雷達(dá)波對(duì)地照射的方向，通常與SAR傳感器平臺(tái)飛行方向垂直，朝向平臺(tái)側(cè)下方。如朝向平臺(tái)右側(cè)下方，則為右側(cè)視；如朝向平臺(tái)左側(cè)下方，則為左側(cè)電磁場(chǎng)的電場(chǎng)矢量端點(diǎn)在垂直于傳播方向的平面上，隨時(shí)間變化所形成的軌跡。用H和V分別表示水平和垂直極化，SAR系統(tǒng)可有以下極化通道：——HH:發(fā)射是水平極化，接收是水平極化；——VV:發(fā)射是垂直極化，接收是垂直極化；——HV:發(fā)射是水平極化，接收是垂直極化；——VH:發(fā)射是垂直極化，接收是水平極化。干涉條紋圖interferogram經(jīng)過精確配準(zhǔn)后的InSAR影像對(duì)，將其振幅相乘，相位相減，形成干涉條紋圖。相干圖coherencemap在獲得干涉條紋圖的同時(shí)，也可根據(jù)相干系數(shù)的估算公式獲得InSAR影像的相干圖。相干系數(shù)是表征SAR影像相干性的一個(gè)重要指標(biāo)，也是相位解纏過程中常用的一種輔助數(shù)據(jù)。指高度不變的平地引起干涉相位在距離向和方位向呈現(xiàn)周期性變化的現(xiàn)象。平地效應(yīng)使干涉條紋圖呈現(xiàn)為密集的明暗相間的干涉條紋，一定程度上掩蓋了地形變化引起的干涉條紋變化，使得干涉條紋圖不能直觀地體現(xiàn)地形的變化，也給相位解纏帶來較大困難。在從干涉數(shù)據(jù)獲取的相位數(shù)據(jù)中，相位的值被限定在(一π,π)(稱為纏繞相位),要得到真實(shí)的相位信息則應(yīng)在這個(gè)值的基礎(chǔ)上加上或減去2π的整倍數(shù)。這個(gè)從纏繞的相位圖像中恢復(fù)真實(shí)相位信息的過程稱為相位解纏。指由影像坐標(biāo)系投影變換到地理坐標(biāo)系的過程。4總則4.1地形圖規(guī)格和精度地形圖規(guī)格和精度應(yīng)符合GB/T13989和GB/T12340的相關(guān)規(guī)定。4.2合成孔徑雷達(dá)航攝影像和資料質(zhì)量合成孔徑雷達(dá)影像和資料的質(zhì)量應(yīng)符合CH/T3010的相關(guān)規(guī)定。34.3外業(yè)測(cè)量成果外業(yè)測(cè)量成果應(yīng)符合GB/T12341的相關(guān)規(guī)定。4.4技術(shù)設(shè)計(jì)技術(shù)設(shè)計(jì)書編寫應(yīng)符合CH/T1004的相關(guān)規(guī)定。4.5基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品的規(guī)格和精度基礎(chǔ)地理信息數(shù)字產(chǎn)品的規(guī)格和精度應(yīng)符合CH/T9009.2和CH/T9009.3的相關(guān)規(guī)定。4.6儀器設(shè)備和軟件作業(yè)中使用的測(cè)量?jī)x器設(shè)備應(yīng)檢驗(yàn)合格后，在有效期內(nèi)使用。測(cè)繪軟件應(yīng)通過檢測(cè)或認(rèn)可。4.7其他作業(yè)方法在符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定精度的前提下，可采用經(jīng)過實(shí)踐驗(yàn)證并提供實(shí)驗(yàn)報(bào)告的新技術(shù)和新方法，但應(yīng)在設(shè)計(jì)書中明確說明相關(guān)要求和規(guī)定。5空中三角測(cè)量空中三角測(cè)量影像應(yīng)滿足下列要求對(duì)于面積較大的測(cè)區(qū)，應(yīng)將測(cè)區(qū)分成若干個(gè)分區(qū)分別進(jìn)行區(qū)域網(wǎng)平差，每個(gè)分區(qū)范圍可包括4～8幅1:50000標(biāo)準(zhǔn)分幅圖。5.2外業(yè)控制點(diǎn)精度及布設(shè)5.2.1控制點(diǎn)基本要求空中三角測(cè)量控制點(diǎn)應(yīng)為平高點(diǎn)。5.2.2控制點(diǎn)測(cè)量精度外業(yè)控制點(diǎn)的測(cè)量精度應(yīng)符合GB/T12341中關(guān)于1:50000測(cè)圖的相關(guān)精度規(guī)定。在外業(yè)實(shí)測(cè)困難或特殊情況下，可利用同區(qū)域高分辨率光學(xué)立體像對(duì)加密獲得控制點(diǎn)，精度應(yīng)滿足GB/T12341中關(guān)于1:50000地形圖攝影測(cè)量像控點(diǎn)精度要求。5.2.3控制點(diǎn)布設(shè)控制點(diǎn)布設(shè)應(yīng)滿足下列要求：a)像片控制點(diǎn)應(yīng)在區(qū)域周邊和中間均勻布設(shè)，每個(gè)點(diǎn)盡量控制多景影像b)每個(gè)航帶不應(yīng)少于2個(gè)控制點(diǎn)，每個(gè)航帶內(nèi)相鄰控制點(diǎn)間隔不宜超過3景影像的跨度，布設(shè)方案見圖1a);c)根據(jù)影像數(shù)據(jù)質(zhì)量和平差精度滿足情況，每幅1:50000標(biāo)準(zhǔn)圖幅范圍宜布設(shè)9～13個(gè)控制點(diǎn)，標(biāo)準(zhǔn)分幅圖內(nèi)的控制點(diǎn)布設(shè)方案見圖1b)和圖1c)。45.2.4檢查點(diǎn)布設(shè)檢查點(diǎn)主要用于影像區(qū)域網(wǎng)平差定向精度評(píng)定和SAR影像測(cè)圖精度的檢查。根據(jù)作業(yè)區(qū)域的實(shí)際通達(dá)情況，按照施測(cè)像控點(diǎn)的觀測(cè)要求，沿交通干線、城鎮(zhèn)附近區(qū)域施測(cè)一定數(shù)量且均勻分布的檢查點(diǎn)(每幅1:50000標(biāo)準(zhǔn)分幅圖不少于2個(gè)點(diǎn)),用于區(qū)域網(wǎng)平差成果精度的檢查，檢查點(diǎn)應(yīng)盡量位于影像控制的最弱處，a)航帶內(nèi)控制點(diǎn)布設(shè)b)9個(gè)控制點(diǎn)布設(shè)方法c)13個(gè)控制點(diǎn)布設(shè)方法圖1控制點(diǎn)分布示意5.2.5加密點(diǎn)選取區(qū)域網(wǎng)加密點(diǎn)應(yīng)在包含不同航帶影像的重疊區(qū)域選取，加密點(diǎn)應(yīng)盡量公用。加密點(diǎn)應(yīng)選在SAR影像上明顯、清晰、易讀的地方；加密點(diǎn)的分布應(yīng)盡可能控制最大SAR影像覆蓋范圍；加密點(diǎn)的點(diǎn)位應(yīng)充分考慮到不同時(shí)相、不同側(cè)視的SAR影像差異；加密點(diǎn)應(yīng)在包含該點(diǎn)的所有(或盡可能多的)SAR影像中能精確定位和量測(cè)。5.2.6平差限差基本定向點(diǎn)、多余控制點(diǎn)(檢查控制點(diǎn))的精度及公共點(diǎn)的較差原則上不應(yīng)劣于表1中的規(guī)定。表1基本定向點(diǎn)殘差、多余控制點(diǎn)誤差、公共點(diǎn)較差最大限值地形類別點(diǎn)別mm基本定向點(diǎn)多余控制點(diǎn)公共點(diǎn)基本定向點(diǎn)多余控制點(diǎn)公共點(diǎn)山地基本定向點(diǎn)多余控制點(diǎn)公共點(diǎn)基本定向點(diǎn)多余控制點(diǎn)公共點(diǎn)6數(shù)字線劃圖制作6.1InSAR數(shù)字高程模型(DEM)生產(chǎn)6.1.1InSAR復(fù)影像對(duì)配準(zhǔn)一般分為粗配準(zhǔn)和精配準(zhǔn)兩步：粗配準(zhǔn)的精度達(dá)到像素級(jí)；精配準(zhǔn)的精度應(yīng)高于1/8個(gè)像元。6.1.2干涉條紋圖生成：影像配準(zhǔn)后，經(jīng)共軛運(yùn)算可生成干涉條紋圖。6.1.3干涉DEM生成：經(jīng)過平地效應(yīng)去除、成干涉DEM。在相位到高程轉(zhuǎn)換中引入控制點(diǎn)，控制點(diǎn)應(yīng)結(jié)合相干圖選在相干性較高區(qū)域，盡量保持均勻分布。6.1.4DEM精化和融合：采用外部粗DEM精化干涉DEM,進(jìn)行多側(cè)視方向DEM融合、圖幅之間拼接等處理。6.2構(gòu)建SAR影像立體模型采用兩個(gè)同向正側(cè)視的單視幅度斜距影像，根據(jù)測(cè)圖控制點(diǎn)、成像參數(shù)，進(jìn)行SAR影像立體像對(duì)絕對(duì)定向，直接構(gòu)成立體模型，如生產(chǎn)的立體模型不能用于立體觀測(cè)，則使用干涉測(cè)量獲取(或其他來源)的數(shù)字高程模型(DEM)和數(shù)字表面模型(DSM)制作SAR影像理想立體像對(duì)，構(gòu)成立體模型。6.3地形和地物要素?cái)?shù)據(jù)采集6.3.1應(yīng)采用判讀法測(cè)繪地物：對(duì)照外業(yè)調(diào)繪資料、單極化SAR影像、多極化合成假彩色影像、已有的地形圖和光學(xué)影像、樣片庫(kù)等資料進(jìn)行地物要素判讀，如水系(湖泊、河流、堤岸等)、交通要素(道路、鐵植被等。6.3.2對(duì)于陰影區(qū)域要素采集，應(yīng)采用不同側(cè)視方向(對(duì)向或多方向飛行獲取)的立體像對(duì)分別制作立6體模型，導(dǎo)入立體觀測(cè)環(huán)境中，以一個(gè)方向的立體模型為主進(jìn)行要素采集，利用另一個(gè)側(cè)視的立體模型補(bǔ)充采集陰影區(qū)域要素。6.3.3地貌、地物要素采集應(yīng)符合GB/T12340的相關(guān)規(guī)定。6.4產(chǎn)品產(chǎn)品應(yīng)符合CH/T1011的相關(guān)規(guī)定。7數(shù)字高程模型制作7.1DEM數(shù)據(jù)采集及接邊DEM數(shù)據(jù)采集及接邊應(yīng)符合CH/T1015.2的相關(guān)規(guī)定。7.2圖幅裁切圖幅裁切應(yīng)符合CH/T9009.2的相關(guān)規(guī)定。7.3產(chǎn)品產(chǎn)品應(yīng)符合CH/T9009.2的相關(guān)規(guī)定。8數(shù)字正射影像圖制作8.1SAR影像正射糾正SAR影像正射糾正過程包括：a)根據(jù)測(cè)圖控制點(diǎn)建立的正射影像糾正數(shù)學(xué)模型和DEM/DSM數(shù)據(jù)，進(jìn)行SAR影像的正射b)進(jìn)行相鄰SAR正射影像的拼接和裁剪，生成標(biāo)準(zhǔn)分幅正射影像。8.2SAR正射影像的后處理8.2.1對(duì)于多極化SAR影像，利用HV(或VH)、VV、HH極化影像合成假彩色影像。8.2.2可采用線性增強(qiáng)、拉伸、直方圖均衡等影像處理方法，使整個(gè)圖幅的影像反差適中、色調(diào)均衡。8.3SAR1:50000數(shù)字正射影像圖的生產(chǎn)和檢驗(yàn)8.3.1檢查鑲嵌的接邊精度是否符合CH/T9009.3的相關(guān)規(guī)定，接邊超限應(yīng)返工處理。接邊差符合規(guī)定后，選擇鑲嵌線進(jìn)行鑲嵌處理。鑲嵌后的影像應(yīng)確保無明顯拼接痕跡，過渡自然，紋理清晰。8.3.2圖幅裁切范圍參考CH/T9009.3的相關(guān)規(guī)定執(zhí)行。8.3.31:50000數(shù)字正射影像圖圖廓整飾應(yīng)符合GB/T9009.3的相關(guān)規(guī)定。8.3.4數(shù)字正射影像圖產(chǎn)品包含元數(shù)據(jù)，元數(shù)據(jù)內(nèi)容及填寫應(yīng)符合CH/T1007的相關(guān)規(guī)定。在數(shù)據(jù)體文件頭或單獨(dú)的文件中，應(yīng)包含影像的控制點(diǎn)信息。8.3.5數(shù)字正射影像圖產(chǎn)品的檢驗(yàn)應(yīng)符合GB/T18316的相關(guān)規(guī)定。9檢查驗(yàn)收和成果上交9.1檢查驗(yàn)收檢查驗(yàn)收應(yīng)符合GB/T24356的相關(guān)