T∕PSC 33-2025 南极区域中高空数字航空摄影测量规范

ICS07.060CCSA45SpecificationfordigitalaerialphotographyatmidandhighaltiIT/PSC33—2025前言 2规范性引用文件 3术语定义 4飞行平台 4.1飞行高度 14.2续航能力 14.3载荷能力 14.4飞机电源 14.5其他要求 15航摄系统 5.1基本要求 5.2其他性能要求 5.3航摄仪系统检定 6航摄准备工作 6.1航摄计划 26.2航摄设计 36.3飞行机组 7航摄仪安装、测试与检校 7.1设备安装 47.2设备测试 47.3航摄设备检校飞行 48航摄实施 8.1基本要求 58.2气象评估 8.3航摄作业 58.4航摄设备储存 68.5数据处理 69质量控制 9.1飞行质量 69.2影像质量 69.3数据质量 610成果汇交与验收 10.1成果汇交 710.2成果验收 7附录A（资料性）航摄资料移交书 T/PSC33—2025附录B（资料性）航摄飞行记录表 附录C（规范性）格式要求 附录D（资料性）航线示意图 T/PSC33—2025本文件按照GB/T1.1—2020《标准化工作导则第1部分：标准化文件的结构和起草规则》的规定起草。本文件由中国极地研究中心（中国极地研究所）提出。本文件由中国太平洋学会归口。本文件起草单位：中国极地研究中心（中国极地研究所）、黑龙江测绘地理信息局、国家海洋信息中心、徕卡测量系统贸易（北京）有限公司。本文件主要起草人：王伟轩、崔迎春、李丙瑞、陈留林、张浩、陈绍聪、宗师、朱李忠、邢喆、刘沼辉、张连伟、裴文悦。1T/PSC33—2025南极区域中高空数字航空摄影测量规范本文件规定了南极区域中高空数字航空摄影测量的飞行平台、航摄系统、人员要求、航摄准备工作、航摄仪安装、测试与检校、航摄实施、质量控制、成果汇交与验收等方面内容。本文件适用于飞行平台搭载航摄系统在南极区域开展以1:500至1:5000航空摄影测量成图为主要目的的数字航空摄影工作,且相对飞行高度一般不低于1500m，不超过6000m。2规范性引用文件下列标准所包含的条文，通过文中的规范性引用而构成本规范必不可少的条文。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本规范；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本规范。CH/T1007基础地理信息数字产品元数据CH/T1046南极测绘基本技术规定CH/T3018南极区域低空数字航空摄影规范3术语定义本文件没有需要界定的术语和定义。4飞行平台4.1飞行高度相对航高一般不超过6000m。4.2续航能力续航应满足以下要求：a)固定翼飞行平台的续航能力应大于8h；b)直升机飞行平台的续航能力应大于3h。4.3载荷能力飞行平台的有效载荷应大于1000kg。4.4飞机电源飞机可提供稳定的电压22.0V-30.0V直流，电压波动不超过额定值的±5%。4.5其他要求飞行平台应符合南极区域航空飞行的其他相关规定。5航摄系统5.1基本要求设备应满足以下基本要求：a)储存温度≥-70℃,启动温度≥-20℃,作业温度≥-30℃;b)具有定点、等距或等时间间隔曝光控制功能；c)航摄中常用的各色滤镜齐全；2T/PSC33—2025d)最高快门速度宜不低于1/800s；e)镜头与相机机身，相机机身与搭载平台稳固连接，IMU单元刚性内置且固连于相机机身。f)座架：座架应具有整平、避震、改正偏流的功能。g)存储器：存储器内存宜不小于10Tb。h)工作时间：航摄仪及其他摄影设备稳定通电情况下，可持续工作。5.2其他性能要求航摄系统其他性能要求见表1。表1航摄仪其他性能要求5.3航摄仪系统检定检定应由具有相应资历的法定检验单位进行，在检定过程中，应使用符合精度要求的检定设备和方法，并由具备相应资质和经验的人员进行操作和评估。如果对特定情况下的航摄仪精度检定要求有更详细的疑问，建议参考相关的专业资料、标准规范或咨询行业专家。各项检定数据应准确地记入检定单位的设备履历簿和航摄检定表中。根据每台航摄仪的稳定状况，凡有下列情况之一者应进行检定：a)距前次检定时间超过两年；b)快门曝光次数超过20000次；c)经过大修或主要部件更换以后；d)在使用或运输过程中产生剧烈震动或碰撞以后。检定项目和检定精度要求按表2规定执行。表2航摄仪检定精度要求6航摄准备工作6.1航摄计划根据测图需求制定航摄计划，航摄计划包括以下内容：a)航摄地区和范围；b)成图比例尺和摄影地面分辨率等主要技术参数；3T/PSC33—2025c)航线计划和重叠度；d)航摄仪类型、技术参数和航摄附属仪器参数；e)需提供的航摄成果名称和数量；f)执行航摄任务的季节和期限；g)其他技术要求。6.2航摄设计6.2.1地面分辨率的选择根据不同比例尺航摄成图的要求，结合摄区的地形条件、测图等高距、航摄基高比、影像用途等，在确保成图精度的前提下，地面分辨率（G）应符合表3的规定。表3地面分辨率6.2.2航摄分区的划分航摄分区划分应遵循以下原则：a)分区分割界线应与图廓线一致，分区内的地物景物反差、地貌类型宜一致；当地面高差突变，地形特征显著不同时，可破图幅划分航摄分区；b)在满足所用飞行平台安全飞行高度数值要求的条件下，宜结合所用飞行平台水平安全距离数值确定分区界线；c)应根据成图比例尺确定分区最小跨度，并确保分区界线与加密分区界线相一致或一个摄影分区内涵盖多个完整的加密分区；在地形高差允许的情况下，航摄分区的跨度宜尽量扩大；d)分区内的地形高差不得大于三分之一相对航高；e)在地形高差符合6.2.2d的规定，确保在航线直线性的情况下，分区的跨度宜尽量划大，能完整覆盖整个摄区。6.2.3分区基准面高度的确定依据分区地形起伏、飞行安全条件等确定分区基准面高度。6.2.4航线规划航线规划应遵循以下原则：a)航线一般按东西向飞行，特定条件下也可作南北向飞行或冰裂隙、海岸、河流、山体走势等方向飞行；b)进行水域、海域摄影时，应确保所有岛屿达到完整覆盖，并能构成立体像对，若同时获取点云数据，可适当放宽影像构成立体像对要求；c)冰雪覆盖区域，确保含有部分裸岩区域，如无裸岩，确保冰雪纹理较强，并能构成立体像对，若同时获取点云数据，可适当放宽影像构成立体像对要求。6.2.5航摄季节和航摄时间航摄季节和航摄时间应选择温度较高季节的白天且天气晴朗，应确保航摄成果能真实地显现地面细部，尽可能保证裸岩区面积更大，降低温度对设备的影响。6.3飞行机组飞行机组应完成以下准备：a)航前准备：航摄飞行机组需按照相关飞行规定，详细了解飞行计划和航线，包括天气状况、目的地信息等，完成飞机的各项检查工作，确保各系统正常运行；4T/PSC33—2025b)人员培训：针对航摄设备机上用电事项、设备机上的保温加温、机上设备操作及存储等事项进行人员培训；c)针对可能出现的紧急情况制定应急预案(如设备供电异常、测区更换等)。7航摄仪安装、测试与检校7.1设备安装设备的安装应遵循以下原则：a)航摄仪安装前检查设备及设备配件的完好性（如设备及配件是否有缺失、有无锈蚀等）；b)确保设备安装牢固，在飞行过程中无松动或晃动，使用高强度的固定装置和合适的连接件，并在安装后进行严格的检查和测试；c)航摄仪系统按照安装顺序进行安装；d)确保所有移动零部件移动顺畅，紧固件（螺丝、螺母、卡簧等）安装无松动；e)安装期间搭载平台不可运转、禁止带电操作；f)考虑到飞行环境的复杂性，要为设备提供足够的保温及其他防护，防止受到外界因素的损害，如低温、强风、水汽、冰雪、地磁等；g)电线布设要合理，防止踩踏、挤压等，线路环绕时，环绕直径不得小于20cm；h)座架能始终保持航摄仪为垂直状态；i)若周围布设有其他设备，应注意各设备之间的电磁兼容性，避免相互干扰，影响设备的正常工作；j)为设备的操作和维护预留足够的空间，方便在飞行前后进行检查、调整和维修。7.2设备测试7.2.1地面测试设备安装完成后，正式作业前，首先进行地面测试，测试应遵循以下原则：a)机组保持飞行平台静止状态，不可启动飞行平台或机上电源等；b)后勤保障人员布设地面电源，地面电源需符合航摄仪标称电源参数、电源可稳定持续供电；c)宜提前2h对航摄设备进行加温保温处理；d)连接地面电源并启动航摄仪各设备，完成必要的设备模块调校工作，确认各设备可正常运转；e)航摄仪设备启动后，按照操作流程进行地面模拟飞行，设备平稳运转时间至少30min。f)地面模拟飞行期间，检查设备运转情况，合格后可停止运行，不合格需对其进行检查和调校并重新启动设备，直至模拟飞行合格。7.2.2机上测试设备地面测试合格后，进行机上测试，测试应遵循以下原则：a)宜提前2h对航摄设备进行加温保温处理；b)机组启动飞行平台，开启供电模式；c)飞行平台运转稳定后，航摄仪设备连接机上电源，并启动航摄系统；d)航摄仪系统启动后，完成各部件检查工作，并确保上传至系统的测试航线无误；e)操作人员按照步骤完成设备系统的操作，使设备处于平稳运转状态；f)确让认设备进入工作状态后，机组才可按照飞行计划滑出起飞；g)稳定性测试：操作人员按照设备操作流程进行多次连续拍摄，检查图像的一致性和稳定性；h)快门性能测试：测试不同快门速度下的成像效果，检查是否存在快门延迟或不均匀曝光；i)数据传输和存储测试：连续拍摄大量图像，检查数据传输的速度和稳定性，以及存储设备的读写性能；j)完成飞机试飞，设备试拍等相关测试工作。7.3航摄设备检校飞行7.3.1航摄设备检校条件5T/PSC33—2025航摄设备中的激光雷达设备，发生以下情况，应开展检校工作:a)航摄仪设备首次安装于搭载平台；b)航摄设备拆卸重装；c)航摄镜头更换或维修等情况。7.3.2检校场选址检校场的建设满足以下条件：a)检校场的选择区域长和宽均不小于1km；b)检校场内水域面积占总面积的百分比不大于5%；c)检校场内宜覆盖丰富的地物，地物特征明显；d)检校场内宜具有连续运行的基准站或高等级控制点并可开展地面测量工作；e)场地应远离强电磁干扰源，以保证测量数据的准确性和设备的正常运行。7.3.3检校数据采集与处理为消除视准轴误差对点云绝对精度的影响，确保成果精度，应开展设备检校数据的采集与处理：a)条件允许的情况下，数据采集前宜架设基站，要求范围覆盖检校航线；b)检校数据采集前，检校场内宜布设特定图案的控制点与检查点，点尺寸不宜小于1.5m；c)使用高精度测量手段（如静态GNSS、全站仪）精确测量所有控制点与检查点的三维坐标，精度通常需达到厘米级甚至毫米级；d)根据检校航线（见附录A）及检校飞行方案执行数据采集工作；附录顺序要调整，先出现的编号为A。e)飞行结束后，下载所有原始数据、GNSS原始观测数据、IMU原始数据及事件文件；f)检查是否有模糊、云层遮挡、缺失等问题，确认数据有效。如有必要，需组织重飞或补飞；g)检校数据经专业处理软件处理（如空三加密、区域网平差等），获取航摄检校文件；h)根据检查点的测量坐标值与平差后的坐标值进行验证，应满足项目精度要求。8航摄实施8.1基本要求航摄实施应满足以下要求：a)航摄实施前2h小时利用加温设施连接地面电源对航摄设备加温保温，确保符合航摄设备启动温度；b)完成摄区范围及航线规划文件的确认并上传至航摄系统；c)存储介质应保持足够存储空间用以记录图像数据；d)检查设备的完整性，各连接处的情况正常；e)航摄仪镜头保持干净，确保无遮挡、无灰尘、指纹或其他污染物影响成像质量。8.2气象评估机组与操作人员了解目标区域的天气预报情况，充分考虑风场、能见度等气象条件对飞行、航摄作业和机场利用率等的影响。执行飞行前2h，气象保障人员应完成机场及摄区气象评估并将评估结果汇报航摄机组和设备操作人员，避免恶劣天气条件下开展航摄工作。执行飞行应满足以下条件：a)固定翼飞机要求迎风不超过20m/s，侧风不超过10m/s；b)直升机要求，风力最大不超过15m/s；c)机场跑道清晰，无白化天等现象；d)航摄作业期间，摄区满足天气良好，无云或少云、无雨雪等。8.3航摄作业航摄作业，应遵循以下原则：a)飞行平台启动，开启供电模式，并开启空调等加温设施；6T/PSC33—2025b)飞行平台转速平稳后，航摄系统连接机上电源并启动；c)待航摄系统运行平稳，完成试拍且影像质量验证合格后，飞行平台可滑出并起飞；d)航摄机组应严格按预定航线执行飞行，作业期间如需调整至其他航线或测区，须待正在作业的整条航线结束后实施变更；e)测区云层遮盖面积过大或不符合飞行要求，应停止作业或依据预案转至备用测区或返航待命；f)航摄作业全部结束后，按照规定流程关闭航摄仪系统，完成设备防护处置；g)下载原始数据并检查数据是否有错误、遗漏等现象。如有必要，做好补飞方案。8.4航摄设备储存设备关机储存期间，存放环境避免剧烈震动，具有抵挡风雪的条件，使用保温和加温装置将设备环境温度维持在储存温度范围，以防设备固件受损。8.5数据处理南极区域数据具有特殊性，数据处理软件及硬件设备处理涉密数据时禁止连接网络，数据处理如下：a)数据下载：数据应及时下载备份；b)数据检查：检查获取的数据是否完整，有无遗漏、丢失等；c)POS数据处理：开展POS数据处理，确保检校及联合解算精度满足项目需求；d)辐射校正：调整影像的辐射度，消除传感器等因素带来的误差；e)几何校正：纠正因相机姿态、地形起伏等造成的几何变形；f)影像拼接：将多个相邻影像拼接成一幅完整的区域影像；g)匀光匀色：使影像的亮度和色彩更加均匀一致；h)特征提取：提取地物特征等信息；i)生成产品：如数字正射影像图（DOM）、数字高程模型（DEM）等。9质量控制9.1飞行质量飞行质量应满足以下要求：a)像片重叠度以没有绝对漏洞为原则，应满足以下要求：航向重叠度一般应为60%～65%；最小应不小于56%；旁向重叠度一般应为30%～35%，最小应不小于13%；b)像片倾斜角一般不大于12°,个别最大不超过15°;d)航高保持：同一航线上相邻像片的航高差应不大于30m，最大航高与最小航高之差应不大于50m，实际航高与设计航高之差应不大于50m；e)飞机沿航线飞行期间，左右偏移航线中线不超过50m；f)航摄中出现的相对漏洞和绝对漏洞均宜及时补摄，补摄航线的两端应超出漏洞之外两条基线。9.2影像质量影像质量应满足以下要求：a)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，能够建立清晰的立体模型；b)影像上不应有影响生产明显的云、云影、大面积反光、污点等缺陷。受极地局部气象（比如薄雾）影响，虽然影像会存在少量缺陷，但不影响立体模型的连接和测绘，可以用于测制线划图；c)确保因极地特殊环境对飞机地速的影响，在曝光瞬间造成的像点位移-般不应大于1个像素,最大不应大于1.5个像素；d)拼接影像应无明显模糊、重影和错位现象。9.3数据质量7T/PSC33—2025数据质量要求应满足以下要求：a)数据完整，无遗漏、缺失、错误；b)影像数据名称和内容、质量符合规定；c)数据文件的内容和名称符合规定；d)数据文件存储组织、文件格式符合要求，数据文件可正常读出，文件名称符合要求；e)元数据无错误、缺失。10成果汇交与验收10.1成果汇交成果汇交材料应包括：——航摄仪检校文件；——影像原始数据资料；——POS数据文件：文件内容包括像片号、航摄时间、纬度、经度、摄影航高、翻滚角、俯仰角、航向角、摄影时间等内容，其中像片号与影像的像片号一一对应且唯一，坐标系为WGS-84坐标系；——相机文件：文件内容包括相机名称（型号）、影像类型、像幅大小、象元尺寸、影像分辨率、航摄焦距，其中像幅大小、影像分辨率和航摄焦距需注明单位；——航摄仪器检定文件：由具有相应资历的法定检验单位进行，各项规定的检定数据应根据检定单位及实际情况准确记录；——航摄情况说明文件：内容包括飞机名称、摄区名称、航摄分区名称、摄影日期、摄区范围、摄影比例尺、摄影航高、航向重叠度、旁向重叠度、航摄类型、航摄飞行质量以及其他情况；——元数据：元数据存放有关数据名称、数据源、产品归属、空间坐标系、生产日期、数据质量（数据精度和数据评价）等方面的信息（相关规定参照CH/T1007基础地理信息数字产品元数据）。航摄影像汇交按航摄名称命名，制作一个元数据，记录见附录A航摄影像数据元数据信息表。数据存档或元数据，也可同国家数据中心的规范对接或引用，提交和存档与否则由项目决定。——航摄资料移交书（见附录B）；——航摄飞行记录表（见附录C）；——格式要求（见附录D）；——其他相关航摄资料。10.2成果验收航摄成果的验收包括：a)航摄执行单位按本规范和合同的规定，对全部航摄成果资料逐项进行认真检查，并详细填写；b)航摄执行单位通过自查，互查等方式质检合格后，将全部成果资料整理齐全，移交航摄委托单位代表验收；c)航摄委托单位代表依据本规范和合同规定，对汇交的成果进行验收和检查，根据检查验收工作中出现的问题，航摄委托单位代表最终给出成果资料的质量评定结果；d)验收报告：主要内容包括航摄依据、完成的航摄区域及面积、原始资料及成果资料质量的基本评价、存在的问题及处理意见、资料清单。8T/PSC33—2025（资料性）航摄资料移交书航摄资料移交书应包括航摄任务说明、航摄面积统计表航摄影像数据元数据信息表和航摄资料统计表，具体格式和内容见表A.1-A.3。表A.1航摄信息统计表km29T/PSC33—2025表A.2航摄影像数据元数据信息