1、福州市大都市航空摄及1DLGDOM航测工程项目技术设计书1010标注工程编号：福州大都市航空摄影及1：2000DLG、DOM航测工程项目技术设计书2012-04建设单位福州市勘测院委托单位福州市国土资源局时 间项目名称福州大都市航空摄影及1：2000DLG、DOM航测工程项目 文档名称:技术设计书项目名称:福州大都市航空摄影及1：2000DLG、DOM航测工程项目委托单位:福州市国土资源局承担单位:福州市勘测院姓 名签 字编 写:审 核:审 定:审 批:陈瑞霖1、项目概述1.1、项目概况按照城市总体规划“东扩、南移、西拓”的战略，城市规模不断扩大，特别是市区扩容已列入“十二五”规划，将适时融入
2、福清、长乐、连江和闽侯部分地区。城市规模的扩大与“数字福州”建设给福州市测绘事业带来无限的发展空间，以有效满足城市规划和新农村建设服务的需要。我院（福州市勘测院）受福州市国土资源局委托，承担福州大都市航空摄影及1：2000DLG、DOM航测工程项目生产任务。1.2、测区范围测区范围覆盖福州市五区及福清、长乐、连江和闽侯等区域，面积共7230km2 ，其中1：2000 数字线划图（DLG）成图范围为2872 km2（图1的红线区域范围），1：2000数字正射影像（ DOM）成图范围为7230 km2（图1的紫线区域范围）。图1 福州大都市基础测绘生产范围图1.3、自然地理概况福州市位于福建省东部
3、沿海，闽江下游，介于北纬2515-2639，东经11808-12031，东濒东海，与台湾省隔海相望，西接泉州市，三明市、南平市，北接宁德市，南邻莆田市。福州市区所在地属于典型的河口盆地，盆地四周被群山峻岭所环抱，群山海拔多在6001000米之间。东有鼓山，西有旗山，南有五虎山，北有莲花峰。境内地势自西向东倾斜。全市总面积12154平方公里，其中市区总面积1786平方公里。福州市现辖5区2县级市5县，包括鼓楼区、台江区、仓山区、马尾区、晋安区、闽侯县、福清市、长乐市、连江县、罗源县、闽清县、永泰县其中闽侯县、福清市、长乐市、连江县和马尾区是此次1：2000航测成图的重点区域。1.4、工作内容表1
4、 本项目工作内容建设内容比例尺或分辨率面积（km2）范围区域数码航空摄影优于16cm7230福州大都市（详见图1紫线区域）数字线划图（DLG）1：20002872图1中红色斜线覆盖范围数字正射影像（DOM）1：20007230同数码航空摄影2、资料收集与分析1) 图件资料：总参测绘局1:5万地形图和福州区域SPOT5遥感影像，可方便本单位进行外业观测调度使用；我院已有1：2000地形图可供测区航测成图范围确定和接边参考；我院已有1:500、1:1000地形图成果可根据需要综合利用；2) 控制资料：该测区范围内福建省C级GPS点，福州市GNSS综合服务系统，等级水准点可作为检核使用，测区的似大地
5、水准面精化成果数据，等级水准点，航摄POS解算数据；3) 境界：市区镇村四级境界线采用二调完全一致的数据；4) 航片资料：本测区采用UCX数码航摄仪获取的地面分辨率优于16cm的真彩色数码影像，参数如下：摄影时间：2012年；相机型号：UCX；相对航高：19002400m；地面分辨率：优于16cm焦距：fk=100.5mm； 航片数据：影像像素分辨率为7.2m，TIFF数据格式；5) 福州城区450平方公里1：2000DLG、DOM的成果（福州城市直角坐标系、罗零高程基准）。3、引用标准及作业依据1、 GB6962-20051：500、1：1000、1：2000地形图航空摄影规范；2、 GB/
6、T19294-2003航空摄影技术设计规范；3、 CJJ 8-99城市测量规范；4、 GB/T 23236-2009数字航空摄影测量 空中三角测量规范；5、 GB/T 18314-2009全球定位系统（GPS）测量规范；6、 GB/T 23909-2009区域似大地水准面精化基本技术规定；7、 GB/T 15968-2008遥感影像平面图制作规范；8、 GB/T 18315-2001数字地形图系列和基本要求；9、 GB/T 17941-2008数字测绘成果质量要求；10、 GB/T 18316-2008数字测绘成果质量检查与验收；11、 福州市1：500、1：1000、1：2000 数字线划图
7、数据分类、代码、属性与符号定位规定，以下简称数据规定；本技术设计书（本设计书未提及部份参照以上规范，当本设计书与规范、标准发生矛盾时以本设计书为准）。4、产品规格及技术指标4.1、数学基础4.1.1.坐标系统(1) 平面坐标系：1980西安坐标系，投影中央子午线为东经1191821(与城市地方平面直角坐标系中央投影经线高盖山二等点经线一致),经旋转、平移到120度中央经线上，以下简称福州大都市平面坐标系；(2) 高程基准：1985国家高程基准；4.1.2.成图比例尺与等高距(1) 成图比例尺为1:2000；(2) 基本等高距为1米(此次DLG生产区域基本为平坦地势较低地区)。4.2、产品规格要
8、求4.2.1、数字线划地形图（DLG）(1) 生产采集作业平台国内相关的全数字摄影测量软件；通用的内业编辑成图软件。(2) 要素编码、符号、图层及属性要求参照现行的数据规定标准，具体作业使用EPS作业平台1：2000地图要素模板（由我院提供）；(3)成果分幅与编号DLG最终成果数据：DWG数据格式，1：2000标准分幅（40cm50cm），编号采用图廓西南角坐标公里数编号法；以及EPS格式的以街区分块的成果形式提交，连同成果数据，提供街区接图表；4.2.2、数字正射影像图（DOM）（1）图幅分幅：1：2000标准分幅（40cm50cm）；（2）数据格式：标准TIFF（.tif）格式；（3）地面
9、分辨率：0.2m。4.3、产品精度要求4.3.1、数字线划地形图（DLG）产品（1）平面位置精度指标内业加密点和地物点，对最近野外控制点的图上点的点位中误差不得大于表2规定(城市测量规范CJJ 8-99，P61)：表2 平面位置精度项目城市建筑区、平地、丘陵地(1:2000)加密点中误差0.7m地物点中误差1.0m地物点间中误差0.8m注：林区、阴影覆盖隐蔽区等特殊困难地区，可按上表规定值放宽1/2。（2）高程精度指标内业加密点、高程注记点和等高线对最近野外控制点的高程中误差不得大于表3规定(城市测量规范CJJ 8-99，P62)：表3 高程精度地形类别平地丘陵地基本等高距1m1m高程中误差加
10、密点0.24m0.35m注记点0.4m0.5m等高线插求点(等高距)0.5m0.7m注：林区、阴影覆盖隐蔽区等特殊困难地区，可按上表规定值放宽1/2。4.3.2、数字正射影像图（DOM）产品 数字正射影像地面分辨率：0.2m/像元； 数字正射影像(DOM)的成图范围为内图廓线外扩不少于2个像元。数字正射影像平面位置中误差要求如下表所示(基础地理信息数字成果1:500 1:1000 1:2000数字正射影像图，P3)：表4 数字正射影像平面位置中误差地形类别平面中误差图幅接边限差平地1.2m2个像元山地1.6m2个像元5、总体技术路线及生产流程图5.1、总体技术路线采用全数字摄影测量的方法开展福
11、州大都市航空摄影及1:2000DLG、DOM的生产任务，包括航飞资料的检查、像控测量、空三加密、航内采集、外业调绘、编辑成图、坐标转换、成果入库等环节，要求严格控制质量关键节点，各环节质检合格后移交下一环节。5.2、生产流程图图2 测区DLG、DOM生产流程图6、技术方案6.1、数码航空摄影根据工程范围及实际地形地貌进行航飞设计，选择较好的航飞天气航摄，获取数码影像，资料处理，资料检查，对航飞质量较差区域及漏飞区域重飞或补飞。6.1.1、航摄相机参数本测区选用高精度数码航摄仪。具有影像高清晰；小畸变、高分辨率和均质的独一无二的镜头系统。基于面阵CCD传感器：影像具有已定义的、刚性几何特征；传统
12、的中心投影几何方式；适用于现有的数字摄影测量系统软件；相机带有陀螺平台的镜头座架，飞行管制系统能够自动保持相机在工作中的正确姿态，实时控制航摄飞行质量。6.1.2、航摄分区及航线部分示意略图图3 航摄分区及航线示意略图6.1.3、航空摄影技术设计基本参数略表表5航空摄影技术设计基本参数略表摄区名称：福州大都市（优于16cm区域）总计分区123福清3（其他略）面积（km2）5697约1000焦距(mm)100.5100.5100.591.9686像元大小（u）7.27.27.25.6幅面大小（像素）14430144301443015552 94209420942014144 最高点高程(m)60
13、012001200最低点高程(m)0300300基准面（m）200700700500相对航高(m)1800.0 1800.0 1800.0 2300 绝对航高(m)2000.0 2500.0 2500.0 2800 设计航向重叠度(%)65.0 65.0 65.0 65.0 最高点航向重叠度(%)57.2 55.3 55.3 最低点航向重叠度(%)68.9 72.8 72.8 基线 (m)427.3 427.3 427.3 396 设计旁向重叠度(%)35.0 35.0 35.0 35.0 最高点旁向重叠度(%)20.6 16.9 16.9 最低点旁向重叠度(%)42.2 49.4 49.4
14、航线间隔 (m)1215.6 1215.6 1215.6 1415航线数量(条)94.0 32.0 14.0 30 航线长度(km)4740.0 693.0 338.0 806.3航片数量(张)1115016568781240 最高点分辨率（m）0.101 0.094 0.094 基准面分辨率（m）0.130 0.130 0.130 0.14 最低点分辨率（m）0.144 0.158 0.158 东西覆盖因子3条基线3条基线3条基线3条基线地貌特征山地平原山地山区6.1.4、航摄质量控制6.1.4.1、飞行质量(1) 像片重叠度由于数码相机完全实现定点曝光，按照国家目前航摄及成图标准：像片航向
15、重叠度设计一般为60%65%，个别最大不超过75%，最小不少于56%；像片旁向重叠度设计一般为30%35%，山地区域个别最小不少于20%。而数码相机像片不存在边缘模糊圈，只要有重叠能变清地物均可选点、测图。以上要求均由相机上飞行管理系统设置后，自动给予保证。基于本次航摄任务的实际情况确定航向重叠度为65%，旁向重叠度为35%。（2）像片倾斜角像片倾斜角一般不大于2，1:2000测图个别最大不超过4。（3）像片旋偏角像片旋偏角应满足以下要求：a）像片旋偏角一般不大于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超过25；b）在一条航线上连续达到或接近最大旋偏角的像片数不应超过三片；在一个
16、摄区内出现最大旋偏角的像片数不应超过摄区像片总数的4%。（4）航线弯曲度航线弯曲度不大于3%。（5）航高保持航高应满足以下要求：a） 同一航线上相邻像片的航高差不应大于20m，最大航高与最小航高之差不应大于30m；b） 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1000m时，其实际航高与设计航高之差不得大于设计航高的5%（100m）。（6）摄区、分区、图廓覆盖保证摄区、分区、图廓覆盖应满足以下要求：a）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，旁向覆盖不少于像幅的15%；
17、b）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；c）图廓覆盖保证：摄区、分区的边界线一般为图廓线，对图廓覆盖的要求与a）、b）相同。（7）漏洞补摄与重摄航摄过程中出现的漏洞应及时补摄或重摄。a） 航摄过程中出现的相对漏洞和绝对漏洞应及时补摄；b） 漏洞补摄应按原设计要求进行；c） 应采用第一次航摄飞行的航摄仪补摄；d） 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，补摄航线的长度应超出漏洞之外一条基线。（8）记录资料的填写每次飞行均应认真填写航摄飞行报告表。6.1.4.2、影像质量（1）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
18、，能够建立清晰地立体模型。（2）影像上不应有云、云影，当有云影时，位于云影下的地物、地貌应可以判别和测绘。（3）除用于编制影像平面图、影像图和数字摄影测量以外，虽然存在不少缺陷，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。（4）影像瑕点连续出现的数量应不多于2个。（5）最大曝光时间的限定，除保证航摄仪探测器正常感光外，还应确保因飞机低速的影像，在曝光瞬间造成的像点最大位移不超过1个像素。（6）拼接影像应无明显模糊、重影和错位现象。（7）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。（8）海域应在低潮位，水位变化大的河流、湖泊应在低水位时摄影。要确保摄区内所有岛礁
19、、滩涂、河漫滩、坡岸等影像完整。6.2、像控测量6.2.1、像控测量基本方法像控平面控制：采用福州市GNSS综合服务系统网络RTK进行测量，网络信号无法保证测量精度的时间段或区域用静态GPS观测，测量时尽量架设三角架。像控高程控制：在水准精化范围内，高程采用似大地水准面精化模型成果；超出福州市似大地水准面精化范围的区域（见图4），采用福建省似大地水准面精化模型成果。测区内的等级水准点及GPS控制点作为检核使用。图4 福州市似大地水准面精化范围6.2.2、像控测量技术要求（1）精度要求像控点相对于起算点的点位中误差，不得大于0.1m；高程中误差，不得大于0.1m。（2）区域网布点要求1） DLG
20、测区区域网布点的航线方向跨度为8条基线,山区及困难地区可放宽至12条基线，旁向跨度为2条航线（如下图5）；区域网布点时应在每个区域网内加布至少5个检核点，检核点和像控点距离一般要在3条基线以上，检核点选择在影像清晰、目标明确的地方；该点不参与加密平差，只用于检核。不规则区域网布点时，应在凹凸拐角处加布平高点。（山区DOM测区的布点可以适当再放宽，根据POS数据的质量情况进行均匀实际布点）图5 区域网布点图2）特殊情况的布点:a.航摄区域接合处的布点航摄区域接合处，控制点应布设在航线重叠接合处，邻区尽量公用，如不能满足公用要求，则应分别布点。b.像主点和标准点落水的布点当像主点或标准点位处于水域
21、内，或被云影、阴影等覆盖，或无明显地物时，均视为点位落水。当落水范围的大小和位置尚不影响立体模型连接时，可按正常航线布点；否则，应按全野外布点方法布设。c.困难地区布点部分山地及森林茂密区域，像控点布设困难；当出现航向连续12条（含）以上或旁向连续3条（含）以上基线无法在像片标准点位找到合适的目标时，可以适当放宽基线跨度要求，也可以考虑在像片非标准点位位置布设像控点。（3）选点及编号要求1）选点要求点位应选在影像清晰的明显地物上，一般可选在交角良好的细小线状地物交点及点状地物中心，弧形地物、阴影、交角为锐角的线状地物交叉不得作为刺点目标。判刺像控点时要兼顾考虑高程精度，应选在高程变化小的目标（
22、坡度小且面积大，高程容易切准的目标）上。点位在坎边沿及高于地面的地物上时，须量注比高至0.01m，并应注明点位刺在坎上、坎下或地物的顶部、底部。2）编号要求像片控制点采用统一编号，平高控制点编号为“PXXYY”,其中XX代表航线号，YY代表流水号；高程控制点编号为“GXXYY”,其中XX代表航线号，YY代表流水号；检查点（保密点）编号为“JXX”，其中XX为流水号，如J001,J501等，同一测区不得重号。（像片控制点的点之记见附件2）（4）测量作业要求像控点每个点位观测2个测回, 取2个测回的平均值为最终成果，如果2测回精度超限则需要使用GPS静态观测（GPS外业观测手簿见附件1）。RTK动
23、态观测时须严格做到以下几点：1）要求大范围作业前对测区内高等级控制点观测，检核仪器的测量精度；2）观测前须对仪器进行关机初始化；3）观测值在得到RTK固定解且收敛稳定后开始记录；4）每测回的自动观测个数不应少于30个观测值，并取平均值作为定位结果；5）测回间须对仪器重新进行关机初始化，测回间的时间间隔须超过60秒；6）每个测回测点精度阀值平面H 2CM、垂直V 3CM；每测回采用10个双差固定解平滑；测回间坐标分量较差平面H 2CM、垂直V 3CM；7）仪器高必须准确量取至0.001m。（5）成果格式要求1）像控成果格式为：点名，类型，Y坐标，X坐标，H高程，备注； 2）像控点点之记。6.3、
24、航测内业根据生产工序和项目进度安排，航测内业分为基于POS系统的解析空中三角测量和内业采集两部分。6.3.1、基于POS系统的解析空中三角测量POS系统包括GPS（全球定位系统）和IMU（惯性导航系统）2部分，航摄时依靠POS系统可直接获取曝光瞬间航摄仪摄站的三维坐标（X，Y，H）和姿态角（，）。基于POS系统的解析空中三角测量就是将获取的三维坐标和姿态角视为附加观测值引入摄影测量区域网平差中，经采用统一的数学模型和算法以整体确定点位并对其质量进行评定的理论、技术和方法。利用空三加密软件（适普公司的VirtuozoAAT、INPHO的MATCH-AT或UltraMap2.3+Bingo6.1平
25、差等）对测区进行基于POS系统的光束法区域网平差，获取高精度的定向点，为建立测区模型及内业数据采集提供准确的数学基础。6.3.1.1、加密分区要求针对测区情况并结合航摄分区、航摄方向划分加密测区，需避开江、海等大面积水域，独立岛屿应单独形成测区，避免像主点落水的情况，测区大小以300400片影像为宜，DOM生产区域可适当扩大。（每幅原始图幅涉及实地面积约3km2，有效面积为0.6 km2）6.3.1.2、空三加密点要求(1) 加密本身需要的连接点位置应尽量选在图6所示的3、4、5、6四个标准点位附近。当空三软件自动提取点精度差或提取点数量少的情况下，需人工手动添加6度重叠点，以增加模型、网内、
26、网间的连接强度，避免出现精度不均匀及部分区域不规则变形等情况，不可人为强制通过平差计算。 图6连接点标准点位图(2) 当旁向重叠过大，连接点距离方位线小于上述规定时，应分别选点；当旁向重叠过小，在重叠中线处选点难以保证量测精度时，也应分别选点。所选点位构成的图形应大致成矩形，点位高差相差不宜过大。(3) 点位距离像片各类标志要大于1mm。(4) 平地纠正点尽量避免选在土堤、洼地、房顶等不能代表一般地面高程的目标上。(5) 林区应尽量选在林间空地的明显点上，如选不出，可选在相邻航线、左右立体像对都清晰的树顶上。(6) 沿河道、山谷布设的航线应注意标准点之间的高差，以免出现相对定向的不定性。在平坦
27、地急剧转为山地、高山地处，在地形变换处，每个像对需增加12个加密点。(7) 自由边处应考虑测绘面积把点选在图廓线外。6.3.1.3、空三构网及平差全数字空中三角测量（空三加密）采用VirtuoZoAAT+PATB、INPHO的MATCH-AT或UltraMap2.3+Bingo6.1平差等进行空三加密和平差解算。(1) 工序作业流程 资料准备像控点的转刺加密点的选点观测相对定向区域网平差平差计算加密分区接边质量检查成果整理与提交图7空三加密作业流程(2) 空中三角测量加密的所有控制点的精度应满足以下要求：1) 航摄影像是数字影像，不需要内定向；2) 相对定向，标准点上残余上下视差不大于0.01
28、5mm，检查点上残余上下视差不大于0.02mm。加密点中误差和绝对（大地）定向后，基本定向点残差、多余控制点的不符值及区域网间公共点的较差不得大于下表6规定：表6 1:2000航测法精度要求点 别平面位置限差(m)高程限差（m）平地、丘陵地山地平地、丘陵地山地基本定向点残差0.30.40.260.6多余控制点不符值0.50.70.41.0网间公共点较差0.81.10.71.6注1：基本定向点残差为加密点中误差的0.75倍。注2：多余控制点的不符值为加密点中误差的1.25倍。注2：公共点较差为加密点中误差的2.0倍。3) 内定向、相对定向、绝对定向均在自动空中三角测量中完成，在后续全数字测图中不
29、再进行。4) 相对定向：全数字摄影测量系统通过匹配自动完成相对定向，并给出定向结果，由于参与定向的点数较多，可视标准点位的分布情况删除部分误差较大的点，在部分点位较少的区域，可适当进行人工加点，以利于匹配编辑。5) 所有的高等级点必须反求，超限和错误的应查明原因，认真处理，处理意见记在定向手薄中。平面或高程大于2倍中误差的点，被视为粗差，应予以剔除。超限的外业控制点须做文字记录并由项目负责人协同解决。6) 确定像对区域和生成核线影像：作业区域的确定应尽量靠近控制点连线，对于高差较大的地区，更应注意，防止像对之间出现裂隙， 在全数字摄影测量软件中通过观察模型拼接结果确定作业区域。6.3.1.4、空三加密内业检查要求（1）点位位置及点位密度检查：检查内业空三加密时点位位置是否合理，5*3标准点位连接点密度是否达到要求；（2）平差计算检查：平差计算设置时，不屏蔽粗差进行平差计算，检查平差精度是否与提交成果计算结果一致；（3）模型连接精度检查：以一定比例抽查空三加密精度，包括测区内左右模型较差、上下模型较差和测区间模型较差，满足精度要求，则可以进行下一步作业，否则，需对加密测区重新调试，直到满足要求为止。6.3.1.5、空三加密外业检查要求以
