T∕CNCA 117-2025 露天煤矿低空数字航摄技术要求

ICS73.020CCSD00/09T/CNCA117—2025露天煤矿低空数字航摄技术要求Technicalrequirementsforlow‑altitudedigitalaerialphotographyinopen‑pitcoalmine2025‑07‑21发布2025‑10‑30实施中国煤炭工业协会发布ⅠT/CNCA117—2025前言 Ⅲ1范围 12规范性引用文件 13术语和定义 14一般要求 25航空摄影要求 26航空摄影测量外业要求 47航空摄影测量内业要求 78机载激光雷达测量要求 9参考文献 12ⅢT/CNCA117—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。请注意本文件的某些内容可能涉及专利。本文件的发布机构不承担识别专利的责任。本文件由中国煤炭工业协会提出。本文件由中国煤炭工业协会科技发展部归口。本文件起草单位：中煤科工集团沈阳设计研究院有限公司、华能伊敏煤电有限责任公司、辽宁工程技术大学、东北大学、国家电投集团科学技术研究院有限公司。1T/CNCA117—2025露天煤矿低空数字航摄技术要求本文件规定了露天煤矿低空数字航空摄影要求、航空摄影测量外业要求、航空摄影测量内业要求、机载激光雷达测量要求。本文件适用于采用无人驾驶飞行器低空数字航摄系统进行1∶500、1∶1000、1∶2000数字正射影像图理信息成果的生产。2规范性引用文件下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其最新版本（包括所有的修改单）适用于本文件。GB/T7931—20081∶5001∶10001∶2000地形图航空摄影测量外业规范GB/T18314—2024全球导航卫星系统（GNSS）测量规范GB/T20257.1—2017国家基本比例尺地图图式第1部分：1∶5001∶10001∶2000地形图图式GB/T24356—2023测绘成果质量检查与验收GB/T27919—2011IMU/GPS辅助航空摄影技术规范CH/T1024—2011影像控制测量成果质量检验技术规程CH/T3006—2011数字航空摄影测量控制测量规范CH/T9008.1—2010基础地理信息数字成果CH/T9008.2—2010基础地理信息数字成果CH/T9008.3—2010基础地理信息数字成果3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。3.1低空数字航摄low‑altitudedigitalaerialphotography采用无人驾驶飞行器，相对航高在2000m以下的数字航空摄影。［来源：GB/T39612—2020，3.2］3.2机载激光雷达lightdetectionandranging；LIDAR在航空平台上，集成激光雷达、定位定姿系统、数码相机和控制系统所构成的综合系统。［来源：CH/T8024—2011，3.4］3.3点云pointcloud以离散、不规则方式分布在三维空间中的点的集合。2T/CNCA117—2025［来源：CH/T8024—2011，3.5］3.4点云密度densityofpointcloud单位面积上点的平均数量。［来源：CH/T8024—2011，3.7］4一般要求4.1平面坐标系统应采用2000国家大地坐标系，高程基准应采用1985国家高程基准。4.2本文件以中误差作为衡量测绘精度的标准，2倍中误差作为极限误差。4.3作业中使用的各种仪器、设备应在检定有效期内，并在作业前进行检查、校正。4.4露天煤矿低空数字航摄数据属敏感地理信息，传输与处理过程中相关保密要求见《中华人民共和国保守国家秘密法》《测绘地理信息管理工作国家秘密范围的规定》，确保数据全生命周期安全可控。5航空摄影要求5.1航摄准备低空数字航摄作业前应对露天煤矿测区进行踏勘，收集矿区有关地形资料和气象资料，调查摄区内高大建筑物、高压线、无线电干扰源等有可能影响飞行安全的地面信息。5.2航摄设备5.2.1无人机具备在一般气象条件下的安全飞行能力，抗风能力应大于4级，具备定点曝光或等距曝光控制功能、记录相机姿态和位置功能。5.2.2高原矿区可配备无人机高原桨，提升在空气稀薄地区无人机飞行动力。5.2.3航测相机镜头应为定焦镜头，镜头与相机机身、机身与成像探测器之间应稳固连接，并具备减震装置；快门速度不应低于1/800s，存储速度应与快门速度匹配；相机应具备曝光时刻信号反馈功能；原始影像应以无压缩格式存储，影像存储空间宜满足1000张像片的存储能力。5.3航摄设计5.3.1露天煤矿低空数字航摄设计应利用收集矿区最新时相的遥感影像、地形图或数字高程模型编制，无可用原始资料时，可进行小比例尺遥感影像预采集。5.3.2露天煤矿低空数字航摄地面分辨率应根据成图比例尺，结合地形条件、等高距、影像用途等，按表1选择。表1航摄地面分辨率成图比例尺地面分辨率/cm≤5≤10，宜采用8≤20，宜采用165.3.3低空数字航摄分区应完整覆盖露天煤矿整个测区，分区划分应依据成图比例尺、地形起伏和飞行3T/CNCA117—2025高度。5.3.4航向重叠度宜为65%~75%；旁向重叠度宜为30%~45%。5.3.5低空数字航摄季节和时间的选择规定如下：a）航摄季节和时间应根据工期要求选择矿区最有利的气象条件，并宜避免或减少地表植被和其他覆盖物对摄影和测图产生的不良影响，确保航摄像片能够真实地显现地面细部特征；b）航摄时，宜保证充足的光照度，避免过大的阴影；c）航摄时间宜根据矿区的太阳高度角和阴影倍数，按表2选定；d）强反射区域不宜在当地正午前后各2h内进行摄影。表2太阳高度角和阴影倍数地形类别太阳高度角/(°)阴影倍数平地>20<3丘陵地>30<2山地≥45≤1陡峭山区限当地正午前后1h<15.3.6对于缺乏特征地物不易在像片上选取控制点的测区，应在航摄实施前铺设人工标志并进行测量。标志的形状和规格应易于准确辨认和量测，色彩应与周围地面反差良好，在影像上清晰可见。5.3.7对于地形起伏较大的露天煤矿，可通过预扫飞行获取数字表面模型（DSM再进行变高飞行，保持地面分辨率一致性。5.4航摄实施5.4.1使用机场起降时，应按照机场相关规定飞行；不使用机场起降时，应根据无人机飞行器的性能要求，选择起降场地和备用场地。5.4.2低空数字航摄实施前应制定详细的飞行计划，并制定应急预案。5.4.3在保证飞行安全的前提下，且在光照和能见度条件允许时，可实施云下摄影。5.4.4起飞前应校准气压高度计、全球导航卫星系统（GNSS）大地高、地形图海拔高程三者之间差异，确保飞行实时高度控制与设计航高不出现较大系统性偏差。5.5飞行质量与影像质量5.5.1飞行质量应满足下列要求：a）像片航向重叠度宜为60%~90%，最小不应小于53%；旁向重叠度宜为15%~60%，最小不应小于8%；b）像片倾角宜不超过12°,最大不应超过15°,像片旋角宜不超过15°,最大不应超过25°,像片倾角和像片旋角不应同时达到最大值；c）航向覆盖超出分区边界线应不少于两条基线，旁向覆盖超出整个摄区和分区边界线宜不少于像幅的50%；d）同一航线相邻两张像片飞行高度差不应大于30m，同一航线上最高与最低航高之差不应大于50m；e）航摄实施过程中出现的相对漏洞和绝对漏洞均应及时补摄，补摄应采用相同型号相机，补摄航线的两端应超出漏洞之外两条基线；f）影像数据应与定位定姿数据记录一一对应，并确保完整性。4T/CNCA117—20255.5.2影像质量应满足下列要求：a）影像应清晰、层次丰富、反差适中、色调柔和；b）影像上不宜有云、雪，以及大面积烟雾、反光、污点等对立体模型连接和测绘产生影响的缺陷；c）像点位移不宜大于0.5像素，最大不应大于1像素；d）不应出现因机上振动、镜头污染、相机快门故障等引起影像模糊的现象。5.6航摄成果质量检查与整理5.6.1航摄完成后，目视检查影像的清晰度、层次、反差和色调。5.6.2航片编号由12位阿拉伯数字构成，以飞行方向为编号的增长方向。航片编号自左至右第1~4位为摄区代号，第5~6位为分区号，第7~9位为航线号，第10~12位为航片流水号。有补飞航线时，补飞航线的航片流水号在原流水号基础上加500。5.6.3航空摄影成果资料应包括下列内容：a）影像数据；b）影像位置和姿态数据；c）航摄分区示意图、航线示意图；d）航摄飞行记录表；e）相机检定报告；f）航摄技术设计书；g）航摄批文；h）航摄成果检查报告与验收报告；i）其他相关资料。6航空摄影测量外业要求6.1像片控制点布设6.1.1像片控制点的选取应满足以下要求。a）像片控制点的目标影像应清晰，易于判刺和立体量测，同时应是高程起伏较小，常年相对固定且易于准确定位和量测的地方；弧形地物、阴影、高大建筑物及高大树木附近，与周边不易区分的地点等均不应选做点位目标。b）高程控制点目标应选在高程起伏较小的地方，以线状地物的交点和平山头为宜；狭沟、尖锐山顶和高程起伏较大的斜坡等，均不宜选作点位目标。c）像片控制点应选在像片旁向重叠中线附近，距像片边缘不应小于150像素。d）露天煤矿测区像片控制点应均匀布设于采掘场、排土场、工业场地和生活行政办公区。6.1.2像片控制点布设方法包括全野外布点、区域网布点、航线网布点和特殊情况布点。6.1.3全野外布点按GB/T7931—2008执行。6.1.4区域网布点应满足以下要求：a）区域网的划分应依据成图比例尺、地面分辨率、测区地形特点、航摄分区的划分、测区形状等情况全面进行考虑，根据具体情况选择最优实施方案；b）区域网的图形宜呈矩形；c）区域网的大小和像片控制点之间的跨度以能满足空中三角测量精度要求为原则。6.1.5无GNSS、惯性测量单元（IMU）/GNSS辅助航摄的区域网布点方案，对于两条和两条以上的平行航线采用区域网布点时，要求如下：5T/CNCA117—2025a）航向相邻平面控制点的基线跨度不应超过表3的规定；表3航向相邻平面控制点基线跨度比例尺基线跨度/条346注：仅制DOM时，基线跨度可放宽至2倍。b）旁向相邻平面控制点的基线跨度不应超过表4的规定。表4旁向相邻平面控制点基线跨度比例尺基线跨度/条333注：仅制DOM时，基线跨度可放宽至2倍。6.1.6采用GNSS、IMU/GNSS辅助航摄时，除应满足GB/T27919—2011的要求外，还应满足以下要求：a）像片控制点连线应完全覆盖成图区域，且全部布设平高点；b）像片控制点采用角点布设法，即在区域网凸角转折处布设平高点，区域网中应至少布设1个平高点，实际布设时航向相邻控制点的基线跨度不应超过表5的规定，旁向相邻控制点的基线跨度不应超过表6的规定；c）当构架航线时，航向相邻控制点的基线跨度、旁向相邻控制点的基线跨度可适当放宽。表5GNSS、IMU/GNSS辅助航摄航向相邻控制点基线跨度比例尺基线跨度/条121520注：仅制DOM时，基线跨度可放宽至2倍。表6GNSS、IMU/GNSS辅助航摄旁向相邻控制点基线跨度比例尺基线跨度/条6666.1.7采用单航线布点时，相邻控制点间的航向跨度可参照6.1.5的规定设计，在需布点像片的上下标6T/CNCA117—2025准点位处均应布设控制点。6.1.8当摄区像主点、标注点位落水，或处于航摄漏洞等区域时，视具体情况以满足空中三角测量和立体测图要求为原则布设控制点。具体方法按CH/T3006—2011执行。6.2像片控制点的测量6.2.1基础控制点测量应满足以下要求：a）用于平面控制的基础控制点包括卫星定位连续运行基准站、E级及以上GNSS点、四等及以上国家大地控制网点，当测区内没有平面基础控制点时，宜施测E级及以上等级GNSS点作为像片控制测量的基础，测量时其布设原则、选点、观测、记录、数据处理、成果检查与上交资料应符合GB/T18314—2024中E级网的规定；b）用于高程控制的基础控制点包括等级水准点、具有相应精度的等级GNSS点或其他高程控制点，当测区内无高程基础控制点时，宜施测等外及以上等级水准点作为高程控制的基础，测量时应按等外水准测量或与其精度相当的方法施测。6.2.2像片控制点测量的精度要求：a）像片控制点相对临近基础控制点的平面位置中误差不应超过地物点平面位置中误差的1/5、高程中误差不应超过基本等高距的1/10；b）像片控制点最大误差为2倍中误差。6.2.3基础控制点使用原有编号，像片控制点应统一进行编号，同一测区内不应重号。6.2.4像片控制点宜在影像上选点、标记，准确标识刺点位置。6.2.5像片控制点的测量按照CH/T3006—2011执行。6.2.6像片控制点测量时，应拍摄包含有像片控制点位置的现场照片，与像片控制点点之记一并提交。6.3像片调绘6.3.1像片调绘应判读准确，描绘清楚，图示符号运用恰当，各种注记准确无误。6.3.2应采用放大片调绘，调绘像片的比例尺不宜小于成图比例尺的1.5倍。6.3.3像片调绘应采用隔号像片，全野外布点时调绘面积界线应是像片控制点的连线，非全野外布点时调绘面积界限应是像片重叠部分的中线。6.3.4像片调绘可以采取先野外判读调查，后室内清绘的方法，也可以采取先室内判读、清绘，后野外检核和调查，再室内修改和补充清绘的方法。6.4成果质量检查与整理6.4.1像片控制点成果检查应按CH/T1024—2011执行，像片调绘成果检查应按GB/T20257.1—2017执行。6.4.2上交成果应包括以下资料：a）与像片控制测量和调绘相关的技术设计书；b）像片控制点点之记；c）像片控制点分布略图；d）基础控制点成果表、像片控制点成果表；e）外业调绘图；f）与像片控制测量和调绘相关的检查报告；g）仪器检定证书；h）其他相关资料。7T/CNCA117—20257航空摄影测量内业要求7.1影像数据预处理7.1.1根据内业数据处理需要，在不损失几何信息和辐射信息前提下，对数字航片进行格式转换。7.1.2在不影响地物立体观测、属性判读的前提下，进行影像旋转、畸变纠正、图像增强等预处理。7.2空中三角测量7.2.1空中三角测量内业加密点相对于邻近野外控制点的平面中误差、高程中误差，不应大于表7的规定。表7内业加密点对邻近野外控制点的平面中误差、高程中误差成图比例尺平面中误差/m高程中误差/m平地丘陵地山地高山地0.20.280.150.280.350.50.40.550.280.350.51.00.81.10.280.350.81.27.2.2相对定向加密点上下视差中误差不大于1/2个像素，加密点上下视差最大残差不大于1个像素，特别困难地区可放宽50%。7.2.3每个像对内业加密点应分布均匀，每个标准点区应有加密点。自动相对定向时，每个像对内业加密点数目不宜少于30个。7.2.4航线加密点应3度重叠，旁向加密点应6度重叠。7.2.5在精确改正畸变差的基础上，内业加密点距影像边缘不应小于1mm。7.2.6区域网平差计算结束后，基本定向点残差、检查点误差、公共点的较差应符合表8的规定。表8基本定向点残差、检查点误差、公共点较差限差成图比例尺检查类型平面位置限差/m高程限差/m平地丘陵地山地高程地平地丘陵地山地高程地基本定向点残差0.150.150.20.20.110.210.260.4检查点误差0.250.250.350.350.190.350.40.6公共点较差0.40.40.550.550.30.560.71.0基本定向点残差0.30.30.40.40.210.260.40.75检查点误差0.50.50.70.70.350.40.61.2公共点较差0.80.81.11.10.560.71.02.0基本定向点残差0.60.60.80.80.210.260.60.9检查点误差1.01.01.41.40.350.41.01.5公共点较差1.61.62.22.20.560.71.62.48T/CNCA117—20257.3数字线划图7.3.1矿区数字线划图数据采集应使用全数字摄影测量工作站完成。7.3.2应采用空中三角测量成果恢复模型进行矿区立体数据采集，相邻像对接边地物点平面误差和等高线高程误差不应大于中误差的1.5倍。7.3.3在立体模型上采集露天煤矿台阶时，应采集坡顶线及坡底线，且坡顶线（坡底线）应有依附要素，不应断在台阶处。7.3.4矿区地物地貌元素参照调绘资料，按实际进行立体采集，不应有错漏、移位和变形。道路、管线、沟堤等线型元素应跟迹描绘、走向明确、衔接合理。7.3.5绘制矿区等高线时，应用测标切准模型描绘。在倾斜地段，当相邻两计曲线距离在图上小于5mm时，可只测绘计曲线，首曲线可以插绘。7.3.6立体采集时宜测标切准地面描绘；当只能沿植被表面描绘时，应加植被高改正。7.3.7矿区数字线划图应符合CH/T9008.1—2010的规定。7.4数字高程模型7.4.1矿区数字高程模型由全数字摄影测量软件自动生成，并进行人工检查和编辑，无问题后方可提交。大面积植被覆盖区应减去植被高获取地面高程。7.4.2数字高程模型格网点的中误差应符合表9的规定。表9数字高程模型格网点中误差单位为米比例尺地形类别平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地平地丘陵地山地高山地注记点0.20.40.50.70.20.50.71.50.40.51.21.5插求点0.250.50.71.00.250.71.02.00.50.71.52.07.4.3矿区数字高程模型应符合CH/T9008.2—2010的规定。7.5数字正射影像图7.5.1为获取矿区数字正射影像需进行正射纠正，对平地、丘陵地宜采用隔片纠正，对山地、高山地宜采用逐片纠正。7.5.2正射影像生成前应进行匀光匀色处理。7.5.3影像镶嵌精度应优于2个像素。7.5.4影像图面应清晰、反差适中、色调均匀，影像不应有重影、模糊或纹理断裂等现象，影像应连续完整，灰度无明显不同，彩色影像色彩应平衡一致。7.5.5矿区数字正射影像图成果应符合CH/T9008.3—2010的规定。7.6三维实景模型7.6.1三维实景模型应由几何数据和纹理数据组成，模型应完整、准确地表达露天煤矿地表起伏及形态特征。7.6.2矿区模型纹理数据应色调均匀、反差适中、自然美观，应真实反映矿区地物的图案、质感、颜色等；视角或镜头畸变引起的纹理数据变形应进行调整；纹理数据中含有的建模影像以外的其他影像应进行处理；纹理数据的影像应进行比例变换，应使相同层次模型的纹理分辨率相近。9T/CNCA117—20257.6.3矿区三维实景模型的纹理应与模型细节相匹配，不宜超过2048×2048像素。7.6.4矿区三维实景模型应使用专业软件输出模型成果和数据成果等，且应采用通用格式。7.7成果质量检查及整理7.7.1航空摄影测量内业成果检查应按GB/T24356—2023执行。7.7.2成果资料宜包括以下内容：a）相机文件；b）畸变改正后的影像；c）像片控制点坐标和外方位元素；d）空中三角测量平差报告；e）数字线划图；f）数字高程模型；g）数字正射影像图；h）三维实景模型；i）检查报告和验收报告；j）其他相关资料。8机载激光雷达测量要求8.1一般规定8.1.1露天煤矿机载激光雷达进行点云采集与处理，点云密度应符合表10的规定。表10点云密度要求成图比例尺数字高程模型成果格网间距/m点云密度/（个/m2）0.5≥161.0≥42.0≥18.1.2露天煤矿点云数据高程精度应使用野外控制点进行检查，其高程中误差应符合表11的规定。表11点云高程精度要求成图比例尺地形类别点云高程中误差/m平地0.15丘陵地0.25山地0.35高山地0.5平地丘陵地0.150.25山地0.35高山地0.5T/CNCA117—2025表11点云高程精度要求（续）成图比例尺地形类别点云高程中误差/m平地0.25丘陵地0.35山地0.85高山地1.008.2数据采集8.2.1矿区航线设计与分区应符合以下规定：a）航线敷设和划分分区时，应根据IMU误差积累的指标确定每条航线的直线飞行时间；b）飞行高度的确定宜综合考虑点云密度和精度要求、激光有效距离及飞行安全的要求，同时应考虑激光对人眼的安全性要求；c）分区应基于激光有效距离及地形起伏等情况进行设计，应考虑基站布设情况以及测区跨带等问题；d）机载激光雷达重叠率：旁向重叠度宜为30%~50%。8.2.2基站的布设与测量应符合GNSS、IMU/GNSS辅助航摄相关标准的规定。8.2.3检校飞行应满足以下要求：a）机载激光雷达设备每次拆卸安装或设备各部件相对关系发生改变后，均应重新进行检校飞行；b）多架次飞行后，可根据数据质量情况进行重新检校；c）检校飞行应选择卫星数量大于10颗，高度角大于15°,选择好的观测时段，位置精度衰减因子（PDOP）值小于4。8.2.4一条航线内航高变化不应大于设计航高的1/10，实际航高变化不应大于设计航高的1/10。8.2.5一条航线内，飞机上升、下降速率不大于10m/s。8.2.6航线俯仰角、侧翻角不宜大于2°,最大不超过4°；飞机转弯时，坡度不大于15°,最大不超过22°；航线弯曲度不大于3%。8.2.7当定位定姿系统（POS）局部数据缺失、原始数据质量存在局部缺陷而影响点云的精度或密度时，应及时进行补飞或重飞。8.3数据处理8.3.1数据预处理对原始数据进行解码，获取GNSS数据、IMU数据和激光测距数据等，将同一架次的GNSS数据、IMU数据、地面基站观测数据、飞行记录数据、基站控制点数据和激光测距数据等进行整理，生成满足要求的点云数据。8.3.2POS数据处理应符合下列规定：a）收集飞行区域内采样频率符合要求的GNSS基准站观测数据，联合机载GNSS观测数据，按照后处理精密动态测量模式进行处理，获取飞行过程中各时刻GNSS天线的基准坐标；b）剔除姿态不佳的编号卫星数据，保证最终差分数据质量；c）基于差分GNSS结果与无IMU数据进行数据联合处理，并顾及系统检校已量测的偏心分量值；d）通过双向解算差值、GNSS定位精度和数据质量因子等指标进行综合评定。8.3.3飞行过程的系统误差、航带偏移等应利用检校场或室内检校数据进行改正，将系统部件质检的偏心角、偏心分量数据，通过整体平差的方法解算出定向定位参数，改正航带平面和高程漂移系统误差，解T/CNCA117—2025算影像外方位元素。8.3.4点云数据解算应符合下列规定：a）联合定位定姿数据和激光测距数据，附加系统检校数据，进行点云数据解算，生成三维点云；b）点云数据可采用L