CHT 3009-2012 1：50 000地形图合成孔径雷达航天摄影测量技术规定（正式版）

A77备案号：37672—20121:50000地形图合成孔径雷达航天摄影测量技术规定2013-01-01实施国家测绘地理信息局发布I前言 Ⅲ 12规范性引用文件 13术语和定义 14总则 25空中三角测量 36数字线划图制作 57数字高程模型制作 68数字正射影像图制作 69检查验收和成果上交 7Ⅲ本标准的起草规则依据GB/T1.1—2009。本标准由国家测绘地理信息局提出并归口。本标准起草单位：中国测绘科学研究院。11:50000地形图合成孔径雷达航天摄影测量技术规定本标准规定了1:50000地形图星载合成孔径雷达航天摄影测量内业工作的空中三角测量要求，以及数字线划图制作、数字高程模型制作、数字正射影像图制作及检查验收和成果上交要求。本标准适用于1:50000成图为主要目的的合成孔径雷达航天摄影测量内业工作。2规范性引用文件下列文件对于本文件的应用是必不可少的。凡是注日期的引用文件，仅注日期的版本适用于本文件。凡是不注日期的引用文件，其最新版本(包括所有的修改单)适用于本文件。GB/T123401:250001:500001:100000地形图航空摄影测量内业规范GB/T123411:250001:500001:100000地形图航空摄影测量外业规范GB/T13989国家基本比例尺地形图分幅和编号GB/T18316数字测绘成果质量检查与验收GB/T24356测绘成果质量检查与验收CH/T1004测绘技术设计规定CH/T1007基础地理信息数字产品元数据CH/T1011基础地理信息数字产品1:100001:50000数字线划图CH/T1015.2基础地理信息数字产品1:100001:50000生产技术规程第2部分：数字高程模型(DEM)CH/T9009.2基础地理信息数字成果1:50001:100001:250001:500001:100000数字高程模型CH/T9009.3基础地理信息数字成果1:50001:100001:25000-1:500001:100000数字正射影像图3术语和定义下列术语和定义适用于本文件。利用雷达与目标的相对运动把尺寸较小的真实天线孔径用数据处理的方法合成为较大的等效天线孔径的雷达。SAR干涉测量interferometricsyntheticapertureradar;InSAR将由SAR影像复数据推导出的SAR信号的相位信息作为信息源，利用这些相位信息提取地表三维信息的一项技术。2SAR卫星使用极地轨道，当卫星由南半球飞往北半球时称为升轨。降轨descendingSAR卫星使用极地轨道，当卫星由北半球飞往南半球时称为降轨。电磁场的电场矢量端点在垂直于传播方向的平面上，随时间变化所形成的轨迹。用H和V分别表示水平和垂直极化，SAR系统可有以下极化通道：——HH:发射是水平极化，接收是水平极化；—VV:发射是垂直极化，接收是垂直极化；——HV:发射是水平极化，接收是垂直极化；——VH:发射是垂直极化，接收是水平极化。干涉条纹图interferogram经过精确配准后的InSAR影像对，将其振幅相乘，相位相减，形成干涉条纹图。相干图coherencemap在获得干涉条纹图的同时，也可根据相干系数的估算公式获得InSAR影像的相干图。相干系数是表征SAR影像相干性的一个重要指标，也是相位解缠过程中常用的一种辅助数据。平地效应flateartheffect指高度不变的平地引起干涉相位在距离向和方位向呈现周期性变化的现象。平地效应使干涉条纹图呈现为密集的明暗相间的干涉条纹，一定程度上掩盖了地形变化引起的干涉条纹变化，使得干涉条纹图不能直观地体现地形的变化，也给相位解缠带来较大困难。相位解缠phaseunwrapping在从干涉数据获取的相位数据中，相位的值被限定在(一π,π)(称为缠绕相位),要得到真实的相位信息则应在这个值的基础上加上或减去2π的整倍数。这个从缠绕的相位图像中恢复真实相位信息的过程称为相位解缠。地理编码geocoding指由影像坐标系投影变换到地理坐标系的过程。4.1地形图规格和精度地形图规格和精度应符合GB/T13989和GB/T12340的相关规定。34.2外业测量成果外业测量成果应符合GB/T12341的相关规定。4.3技术设计技术设计书编写应符合CH/T1004的相关规定。4.4基础地理信息数字产品的规格和精度基础地理信息数字产品的规格和精度应符合CH/T9009.2和CH/T9009.3的相关规定。4.5仪器设备和软件作业中使用的测量仪器设备应检验合格后，在有效期内使用。测绘软件应通过检测或认可。4.6其他作业方法在符合本标准规定精度的前提下，可采用经过实践验证并提供实验报告的新技术和新方法，但应在设计书中明确说明相关要求和规定。5空中三角测量5.1影像空中三角测量影像应满足下列要求：a)影像覆盖范围要稍大于加密区；b)对于区域网，SAR立体像对的前方交会角不应小于10°;c)影像地面分辨率一般应优于4m,特殊情况下，对影像质量较好、地物稀疏的地区，或修测图件时，地面分辨率可放宽到8m。5.2外业控制点精度及布设5.2.1控制点基本要求空中三角测量控制点应为平高点。5.2.2控制点测量精度外业控制点的测量精度应符合GB/T12341中关于1:50000测图的相关精度规定。在外业实测困难或特殊情况下，可利用同区域高分辨光学立体像对加密获得控制点，精度应满足GB/T12341中关于1:50000地形图摄影测量像控点精度要求。5.2.3控制点布设控制点布设应满足下列要求：a)像片控制点应在区域周边和中间均匀布设，每个点尽量控制多景影像；b)每个条带内不应少于2个控制点，条带内相邻控制点间隔不宜超过2景影像的跨度，控制点布设方案见图la);c)每幅1:50000分幅图范围内不应少于1个控制点，控制点布设方案见图1b)。4夏a)条带内控制点布设b)区域网控制点布设图1控制点布设示意5.2.4检查点布设检查点主要用于影像区域网平差定向精度评定和SAR影像测图精度的检查。根据作业区域的实际通达情况，按照施测像控点的观测要求，沿交通干线、城镇附近区域测量施测一定数量且均匀分布的检查点(每幅1:50000标准分幅图包含1个点),用于区域网平差成果精度的检查，检查点应尽量位于影像控制的最弱处。转点应在立体环境下进行，上下视差不大于1.5个像素。控制点和检查点均应转刺到影像上，相邻条带、相邻区域网之间接边点应相互转刺。5.2.6加密点选取区域网加密点应在包含不同条带影像的重叠区域选取。应优先选择前方交会角大、影像覆盖重叠数多的点作为加密点。加密点应选在SAR影像上明显、清晰、易读的地方；加密点的分布应尽可能控制最大影像覆盖范围；应充分考虑到SAR影像不同时相、不同侧视的影像差异，加密点应在包含该点的所有(或尽可能多的)SAR影像中能精确定位和量测；用于测图控制的加密点的前方立体交会角应大于10°。5.2.7平差限差基本定向点、多余控制点(检查控制点)的精度及公共点的较差原则上不应劣于表1中的规定。表1基本定向点残差、多余控制点误差、公共点较差最大限值地形类别点别高程限差基本定向点多余控制点公共点5地形类别点别高程限差基本定向点多余控制点公共点山地基本定向点多余控制点公共点基本定向点多余控制点公共点6数字线划图制作6.1.1InSAR复影像对的空间基线不应超过临界基线的20%,临界基线由以下公式计算式中：B.——临界基线；a——波长；R——斜距；p——距离向分辨率；a——本地入射角。InSAR复影像对选择：InSAR复影像对优先选择时间基线小于1天或串行模式(TanDEM)的影像数据，一般不超过1个重访周期。6.1.2InSAR复影像对配准一般分为粗配准和精配准两步：粗配准的精度应达到像素级；精配准的精度应优于1/8个像元。6.1.3干涉条纹图生成：影像配准后，经共轭运算可生成干涉条纹图。6.1.4干涉数字高程模型(DEM)生成：经过粗基线估计、平地效应去除、干涉条纹图滤波、相位解缠、精基线估计、相位到高程转换、地理编码生成干涉DEM。在精基线估计中引入控制点，控制点应结合相干图选在相干性较高区域，尽量保持均匀分布。6.1.5标准分幅数字高程模型(DEM)和数字表面模型(DSM)产品生产：采用外部粗DEM精化干涉DEM,进行多侧视方向DEM融合、局部补漏、图幅之间拼接等处理。6.2构建SAR影像立体模型6.2.1选择SAR影像构建立体模型，立体交会角不应小于10°。66.2.2可采用下列两种方法之一构建SAR影像立体模型：a)由两个同向正侧视的条带单视幅度斜距影像，根据测图控制点、成像参数，进行SAR影像立体像对绝对定向，直接构成立体模型。b)由两个同向正侧视的条带单视幅度斜距影像，根据测图控制点、成像参数，进行SAR影像立体像对绝对定向，然后根据干涉测量获取(或其他来源)的DEM/DSM制作SAR影像理想立体像对，构成立体模型。首先应采用第一种方法，如构建的立体模型不能用于立体观测，则采用第二种方法。6.3地形和地物要素数据采集6.3.1应采用判读法测绘地物：对照外业调绘资料、单极化SAR影像、多极化合成假彩色影像、已有的地形图和光学影像、样片库等资料进行地物要素判读，如水系(湖泊、河流、堤岸等)、交通要素(道路、铁植被等。6.3.2对于阴影区域要素采集，应采用升轨和降轨两个方向的立体像对分别制作立体模型，导入立体观测环境中，以一个方向的立体模型为主进行要素采集，利用另一个方向的立体模型补充采集阴影区域6.3.3地貌、地物要素采集应符合GB/T12340的相关规定。产品应符合CH/T1011的相关规定。7数字高程模型制作7.1DEM数据采集及接边DEM数据采集及接边应符合CH/T1015.2的相关规定。7.2图幅裁切图幅裁切应符合CH/T9009.2的相关规定。产品应符合CH/T9009.2的相关规定。8数字正射影像图制作SAR影像正射纠正过程包括：a).根据测图控制点建立的正射影像纠正数学模型和DEM/DSM数据，进行SAR影像的正射b)进行相邻SAR正射影像的拼接和裁剪，生成标准分幅正射影像。8.2SAR正射影像的后处理8.2.1对于多极化SAR影像，利用HV(或VH)、VV、HH极化方式合成假彩色影像。8.2.2可采用线性增强、拉伸、直方图均衡等影像处理方法，使整个图幅的影像反差适中、色调均衡。8.3SAR1:50000数字正射影像图的生产和检验8.3.1根据正射纠正所用控制点或多余检查点的残差统计计算的单景SAR影像的点位中误差，应符合GB/T12340的相关规定。8.3.2检查镶嵌的接边精度是否符合CH/T9009.3的相关规定，接边超限应返工处理。接边差符合规定后，选择镶嵌线进行镶嵌处理。镶嵌后的影像应确保无明显拼接痕迹，过渡自然，纹理清晰。8.3.3图幅裁切范围参考CH/T9009.3的相关规定执行。8.3.41:50000数字正射影像图图廓整饰应符合CH/T9009.3的相关规定。8.3.5数字正射影像图产品包含元数据，元数据内容及填写应符合CH/T1007的相关规定。在数据体文件头或单独的文件中，应包含影像的控制点信息。8.3.6数字正射影像图产品的检验应符合GB/T18316的相关规定。9检查验收和成果上交9.1检查验收检查验收应符合GB/T24356的相关规定。9.2成果上交9.2.1空三加密成果空三加密成果按以下内容逐项登记整理并上交：a)控制点、检查点和连接点分布略图；b)加密点、测图定向点、检查点像片坐标和大地坐标；c)其他相关资料。9.2.2数字线划图成果数字线划图成果按以下内容逐项登记整理并上交：a)分幅