ICS07.040CCSA7512天津市地方標準DB12/T1092—2021航空實景影像三維數據生產技術規程Specificationforproducingaerialrealitythree-dimensionalmodel天津市市場監督管理委員會發布DB12/T1092—2021目次前言................................................................................III1234范圍...............................................................................1規范性引用文件.....................................................................1術語和定義.........................................................................1基本要求...........................................................................24.1空間參考系.....................................................................2地圖投影.......................................................................2瓦片分幅.......................................................................2三維重建分區...................................................................3數據格式.......................................................................34.24.34.44.556作業流程...........................................................................3像控點測量.........................................................................46.1像控點布設原則.................................................................4像控點位置條件要求.............................................................5像控點施測.....................................................................5像控點刺點、整飾...............................................................56.26.36.478原始影像數據處理...................................................................5原始數據復核...................................................................57.2GNSS數據解算...................................................................5影像色彩一致性處理.............................................................5空中三角測量.......................................................................5空中三角測量流程...............................................................5劃分加密區域...................................................................6內定向.........................................................................6相對定向.......................................................................6絕對定向和區域網平差計算.......................................................7區域網接邊.....................................................................89實景影像三維數據計算...............................................................8三維重建分區劃分方案...........................................................8實景影像三維建模...............................................................8實景影像三維模型分區輸出.......................................................8實景影像三維模型分區接邊.......................................................8實景影像三維模型檢查修改.......................................................9質量控制..........................................................................9像控點質量控制...............................................................10空三質量控制.................................................................10影像色彩質量控制.............................................................10影像三維初步點云質量控制.....................................................10IDB12/T1092—202110.5影像三維網格質量控制.........................................................1011數據成果.........................................................................1011.1像控點測量成果...............................................................10空中三角測量成果.............................................................10實景影像三維模型成果.........................................................10文檔成果.....................................................................1011.211.311.4IIDB12/T1092—2021前言本文件按照GB/T1.1—2020《標準化工作導則第1部分：標準化文件的結構和起草規則》的規定起草。本文件由天津市規劃和自然資源局提出并歸口。本文件起草單位：天津市測繪院有限公司。本文件主要起草人：周奎、周麗珠、王冬、孟浩東、楊曉峰、王磊、張鑫鑫、肖康、馬駿、付海龍、曲超、楊驍瑋、葛亮、張學民、徐瑩、王文江、劉新國、倪文禮、陳楚、王曉華。IIIDB12/T1092—2021航空實景影像三維數據生產技術規程1范圍本文件規定了航空實景影像三維數據生產技術的基本要求、作業流程、像控點測量、原始影像數據處理、空中三角測量、實景影像三維數據計算、質量控制、數據成果等內容的要求。本文件適用于天津市開展的實景影像三維數據生產作業。2規范性引用文件下列文件中的內容通過文中的規范性引用而構成本文件必不可少的條款。其中，注日期的引用文件，僅該日期對應的版本適用于本文件；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/T23236—2009數字航空攝影測量空中三角測量規范CH/T9024—2014三維地理信息模型數據產品質量檢查與驗收CH/T3006—2011數字航空攝影測量控制測量規范CH/T3003—2021低空數字航空攝影測量內業規范3下列術語和定義適用于本文件。是指由一定傾斜角的航攝相機所獲取影像的航空攝影技術。本文件在此界定飛行高度在1000m以上位于影像特定位置和特定目標上，具有成圖坐標系中坐標信息的控制點。采用野外實地測量獲得點位三維坐標的像控點稱為外業像控點；在已有基礎地理信息成果中提取點位三維坐標的像控點稱為圖解像控點；在空中三角測量中，用于解算影像定向參數而布設在特定位置的必要數量的像控點稱為基本定空中三角測量aerotriangulation1DB12/T1092—2021利用航攝像片與所攝目標之間的空間幾何關系，根據少量像片控制點或后差分技術，計算出像片外方位元素和其他待求點的平面位置、高程的測量方法。3.6瓦片tile將指定范圍的三維場景按照指定尺寸和指定格式，切成若干行列的矩形數據。3.73.83.9紋理texture反映地理要素表面紋理和色澤特征的貼圖影像。平高控制點horizontalandverticalcontrolpoints既有平面坐標又有高程信息的控制點。三維網格3Dmesh一種通過不規則網格構建三維模型的數據組織形式。4基本要求4.1空間參考系4.1.1坐標系統采用2000天津城市坐標系，也可按任務要求采用2000國家大地坐標系或其他坐標系（應與2000國家采用1972年天津市大沽高程系，高程應注明高程年代；也可采用1985國家高程基準或其他高程基準。地圖投影和分帶采用高斯-克呂格投影，按經差3°分帶，坐標單位為米（m），也可按任務要求選擇相應的投影方根據瓦片的各項參數（原點、瓦片大小)，計算每個瓦片的四角坐標，生成整個區域的瓦片分幅結表12DB12/T1092—20214.4三維重建分區分區面積4.4.1對于高空傾斜攝影且航攝下視分辨率大于等于70mm的項目，分區面積宜在40～50km2；對于低空傾斜攝影或航攝下視分辨率優于70mm的項目，分區面積宜在8～10km2。在特殊情況下，為保證分區的完整性或受計算能力的限制，可以適當調整分區大小。4.4.2分區像片數對于高空傾斜攝影且航攝下視分辨率大于等于70mm的項目，每個分區像片數不宜超過16000張；對于低空傾斜攝影或航攝下視分辨率優于70mm的項目，每個分區像片數不宜超過6000張。在特殊情況下，為保證分區的完整性或受計算能力的限制，可以適當調整像片數。4.4.3分區航線分區時采用盡量減少接邊的原則。4.4.4分區重合帶將作業區域分成多個分區，為了保證各分區建模時利用充分的像片數，分區之間的重合帶寬度不小于2個瓦片的邊長，形成最終的三維重建分區。4.5數據格式實景影像三維模型數據文件宜采用OSGB格式存儲，按瓦片分幅存放；圖片類數據宜采用JPG格式存儲；圖形類數據宜采用SHP格式存儲；表格類數據宜采用XLSX格式存儲；空三成果類數據宜采用XML格式存儲；技術文檔類數據宜采用PDF格式存儲。53DB12/T1092—2021航空攝影數據原始影像數據處理空中三角測量航空攝影測量外業像控點測量區域網接邊立體像對匹配、生成點云構建三維TIN、簡化TIN紋理粘貼質量控制圖16像控點按照加密分區為單位進行布設，保證加密分區的角點處要有像控點；對于高空傾斜攝影4DB12/T1092—2021相機航攝的項目，宜按航向40～50條基線、旁向3～4條航線的跨度布設平高控制點；對于低空傾斜攝影的項目，宜按航向15～20條基線、旁向3～4條航線的跨度布設平高控制點。6.1.36.1.46.1.5如果所選區域內存在可用的平高控制點，則不用重新布設平高控制點。不規則區域網，除按上述間隔要求布點外，區域凸角點和凹角點處還應加布平高控制點。像主點及標準點位落水時，若落水范圍的大小和位置不影響立體模型連接，可按正常航線布點；若航向三片重疊范圍內選不出連接點，可在落水像對附近加布平高控制點，優先采用區域網布點，必要時采用全野外布點。6.26.36.4像控點位置條件要求像控點位置條件要求按CH/T3006—2011的規定執行。像控點施測像控點施測技術要求按CH/T3006—2011的規定執行。像控點刺點、整飾6.4.1像控點刺點、整飾工作要求對像控片局部放大一倍以上后刺點并填寫點名、點位說明、刺點者及其它相關內容。6.4.2像控點命名規則：按照測區分布情況進行命名，要求點名在整個測區內具有唯一性。可以按照“區域+采集年份+像控點類型+順序碼”的方式命名，如：TJ2020PG001，TJ2020PG002……。7原始影像數據處理對照飛行日志對原始數據進行復核，檢查資料是否完整、航線是否完整、像片中是否存在漏洞及云、按照RTK差分GNSS定位技術，采用動態數據處理軟件結合基站數據精密解算相機曝光時刻的機載GNSS天線相位中心坐標。進行空中三角測量之前，應對原始影像數據進行影像色彩一致性處理，消除因傳感器、大氣、地形85DB12/T1092—2021劃分加密區域加載區域影像數據內定向相對定向絕對定向（無外控自動解算）像控點測量成果絕對定向（外控平差解算）區域網接邊合格圖2依據航空攝影影像數據情況及影像數據地理位置分布情況合理劃分加密分區，宜保證分區形狀規則，在空中三角測量軟件中使用主距、像素大小、像素行數/列數、像素值參考位置等航攝鑒定資料進在空中三角測量軟件中進行自動相對定向，相對定向精度應符合表2的規定。特殊資料或特別困6DB12/T1092—2021表2相對定向精度連接點類型像點坐標殘差中誤差≤1/3像素像點坐標最大殘差自動匹配的連接點≤1像素像控點和人工判讀/量測的連接點≤0.5像素≤1.5像素注：連接點上下視差中誤差應≤1/3像素，最大殘差≤2/3像素。8.5絕對定向和區域網平差計算8.5.1空中三角測量精度要求8.5.1.1對于航攝下視分辨率在70～100mm的影像，宜優先采用差分GNSS無外控自動解算，依據控制點資料將控制點量測至相應的影像目標，采用光束法整體平差，獲得連接點及檢查點坐標和像片的外方位元素。精度要求按照GB/T23236—2009中成圖比例尺1:1000的規定執行。區域網平差計算結束后，連接點對最近野外控制點的平面位置中誤差和高程中誤差不得大于表3中的規定。表3連接點對最近野外控制點的平面位置和高程中誤差單位為米地形類別平面中誤差高程中誤差平地丘陵地山地0.350.350.50.280.350.5對于航攝下視分辨率在70～100mm的影像，區域網平差計算結束后，基本定向點殘差、檢查表4基本定向點殘差、檢查點誤差、公共點較差最大限值對于航攝下視分辨率優于70mm的影像，宜在軟件中導入控制點坐標，依據控制點資料在軟件中找到包含該控制點的像片上并量測相應的控制點(每個控制點至少5張像片，其中至少有1張是下視像片)，進行整體平差，從而獲得連接點及檢查點坐標和像片的外方位元素。精度要求按照GB/T23236—2009中成圖比例尺1:500的規定以及CH/T3003—2021執行。對于航攝下視分辨率優于70mm的影像，區域網平差計算結束后，內業連接點對附近野外控制7DB12/T1092—2021表5連接點對最近近野外控制點的平面位置和高程中誤差單位為米地形類別平地平面中誤差0.175高程中誤差0.150.280.35丘陵地山地0.1750.258.5.1.5對于航攝下視分辨率優于70mm的影像，區域網平差計算結束后，基本定向點殘差、檢查點誤差、區域網間公共點較差應符合表6的規定。表6基本定向點殘差、檢查點誤差、公共點較差最大限值單位為米平面位置限差高程限差點別平地丘陵地0.13山地0.180.250.5平地0.110.150.3丘陵地0.2山地基本定向點檢查點0.130.1750.350.260.350.70.1750.350.280.56公共點對區域網間的公共點進行較差，以檢驗區域網的接邊精度。平面和高程較差不得大于表4和表6的9實景影像三維數據計算以三維重建分區為單位將影像數據、空三資料導入到建模軟件中，并進行像對配對及同名點密集匹像對配對應選擇有互相重疊關系的單片兩兩為一組建立立體像對，并且提取每個像對的關鍵點（keypoint），最終完成表達同一地物的同名相點密集匹配，并根據空中三角測量成果創建三維點云。三維點云創建完畢以后，建模軟件自動構建TIN，然后進行紋理粘貼，創建實景影像三維模型。8DB12/T1092—2021根據三維重建分區的位置及每個分區實際計算生成的瓦片文件，獲取每個分區的瓦片結合表；通過疊加比較分區范圍和瓦片結合表，將每個分區以外的瓦片剔除；分析相鄰分區的重復瓦片，按照保留中間剔除邊界的原則，剔除重復的瓦片；最終，將互相之間沒有重復瓦片的三維模型數據重新組織到一個或若干分區中。實景影像三維模型接邊精度具體取值見表7中的規定。表7實景影像三維模型接邊精度要求單位為毫米航攝分辨率70≤D≤100D＜70最大限差2D2D注：D代表航攝下視分辨率9.5實景影