GB/T 12979-1991 近景摄影测量规范

ICS07．040

A77

a亘

中华人民共和国国家标准

1

GB／T

12979--1991

代替GB／T

近景摄影测量规范

for

Specificationsclose—rangephotogrammetry

2008-06-20发布

宰瞀鹳紫瓣警糌瞥篓发布中国国家标准化管理委员会况19

12979--2008

GB／T

目次

前言………………·

引言…………………．．．…………．

1范围……………·…··………………．．．………………．……．．ⅢⅣ1

2规范性引用文件……··………………．………1

3基本要求…··…………．．……．………………．

3．1精度………··………………．………………

3．2近景摄影测量的优化设计…··……………．

4物方控制………………···……．……………．．

4．1物方控制的精度要求………·…．…………．

4．2坐标系与投影面…………………．………．．1●，，，2

4．3物方控制布设…·…………．．2

4．4控制测量方法………………2

4．5人工标志……………………3

5近景图像的获取……………．．．4

5．1摄影机系统…··……………．4

5．2摄影机检校…………………5

5．3摄影站布设与摄影方式…·………………--6

5．4现场摄影要求与工作程序··………………·7

5．5精度估算……………………7

6近景图像的处理………………8

6．1近景图像的处理方法……．．．8

6．2模拟法处理………………．．．……………．．．

6．3解析法处理……………···…………………一

7成果精度评定方法……………．．

7．1依据已知坐标之坐标精度评定……………·………………-

7．2依据已知长度(面积、体积)之精度评定·…··……………--

7．3间接观测平差之精度评定…·………………···……………-

8成果的质量检查验收……………．．……………

8．1检查验收………··…·………．．

8．2成果成图资料整理及归档…………………．．

附录A(资料性附录)摄影机检校方法………··………………

附录B(资料性附录)等值线图··………………

附录C(规范性附录)近景摄影测量测绘古建筑立面图的要求8¨"""M他鸲M珀毖嬲

GB／T12979--2008

刖旨

1297912979

本标准代替GB／T1991{近景摄影测量规范》。本标准与GB／T1991相比主要变

化如下：

1．1

——按照GB／T2000《标准化工作导则第1部分：标准的结构和编写规则》对标准进行了

修改；

——增加了前言和引言，将原标准3．1、3．2的内容纳入引言；

——增加了两项引用标准；

——删除了原标准6．1．3．6的内容；

——对本标准内的语言表述进行了统一和规范。

本标准的附录C为规范性附录，附录A、附录B为资料性附录。

本标准由国家测绘局提出。

本标准由全国地理信息标准化技术委员会归口。

本标准起草单位：国家测绘局测绘标准化研究所。

本标准主要起草人：宋耀东、段怡红、许卓群、左永军。

本标准所代替标准的历次版本发布情况为：

12979

——GB／T1991。

Ⅲ

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GB／T

引言

m以内近距离

近景摄影测量是摄影测量的一个分支，它不以测绘地形图为目的，而是利用对300

目标摄影所获取的图像来确定其形态、几何位置和大小的技术。它所摄的目标可以是物体或生物、静态

的或动态的；所获取的图像可以是影像的或数字的。它可提供平面图、立体图、剖面图、目标点的二维坐

标、三维坐标和包括时间的四维参数，以至工程建设其他参数等多样化成果、数据。

近景摄影测量包括古建筑摄影测量、工业摄影测量和生物医学摄影测量。

古建筑摄影测量，是指在文物考古中的摄影测量工作。包括文物(历史纪念物)测量、考古测量和古

遗址测量。

古建筑摄影测量主要内容是古建筑和文物立面图、平面图、等值线图、影像图的测绘，以及古建筑物

主要结构数据测定，资料具有档案价值。

工业摄影测量是指机械、汽车、造船、航空、土木和建筑工程等方面的摄影测量。是通过摄影测量提

供目标物的坐标、长度、角度、形状、体积、位移、变形以至轨迹等。常用于产品质量控制，模型设计，交通

事故记录，构筑物(如水坝、高层建筑物、桥梁)的变形测量。

m～300m～20

从近景摄影测量角度分析，可按目标物尺寸分类为：大型目标(20m)、中型目标(2m)、

m～2

小型目标(O．2m)、微型目标(o．2m以下)。

生物医学摄影测量是通过摄影测量手段，对医疗对象以及各类生物形态和功能进行空间的或时空

的分析。例如人体外形或动物躯体测量，牙床模型测定，花粉形态测定等静态目标的测定，以及各种生

物体的成长过程或运动轨迹等动态目标的测定。

随着科学技术的发展，测绘生产技术和生产体系发生了巨大变化。为保持原技术体系的完整性、现

有标准之间的协调性以及标准体系的系统性、完整性，在标准修订过程中，对经过实践检验的正确合理

的技术方法和技术指标予以保留，对与相关标准不协调的内容进行了修改。有关新技术和新方法将另

行制定标准。

Ⅳ

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GB／T

近景摄影测量规范

1范围

本标准规定了模拟法和解析法近景摄影测量的精度要求、成果规格，及图像数据获取和处理的

方法。

本标准适用于近景摄影测量技术在建筑物、构筑物形态测量中的应用。其他领域也可参照。

2规范性引用文件

下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注日期的引用文件，其随后所有

的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据标准达成协议的各方研究是

否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本适用于本标准。

79301：5001：10001：2

GB／T000地形图航空摄影测量内业规范

CH

1002测绘产品检查验收规定

CH

1003测绘产品质量评定标准

3基本要求

3．1精度

3．1．1精度要求

近景摄影测量的精度常以摄影距离的相对中误差m，／y表示，一般为：1／1000～1／50000；也可用

点位中误差表示。

3．1．2模拟法精度

模拟法相对中误差一般为1／10001／5000；或者点位中误差不大于0．5mm×M(M为成图比例

尺分母)。

3．1．3解析法精度

解析法相对中误差一般为1／500～1／50

000；点位中误差按用途和被测目标的不同，可分为高精度、

中精度、低精度，各要求如下：

a)低精度目标：10mm以内；

b)中精度目标：5mm以内；

c)高精度目标：1mm以内。

3．2近景摄影测量的优化设计

近景摄影测量网的优化设计，一般包括精度优化、可靠性优化、经济性优化和可检验性设计，从而给

实际工作提出指导性建议，提高经济效益，满足用户要求。

多重摄影测量是近景摄影测量中为提高精度和可靠性指标所采取的重要措施。其广义含意涉及多

摄站、多帧幅(同方位情况下的多次摄影)、多次量测(或选用精度高一档的摄影和量测设备)、多种控制

方式以至多功能的程序。

各项近景摄影工作，除使用规范规定的方法外，还可采用经过实践验证，能满足本规范精度及用户

要求的其他新技术和新方法。用户可以提出本规范未列入的其他技术要求。

4物方控制

4．1物方控制的精度要求

物方控制包括控制点和相对控制。物方控制的精度一般小于总精度要求的I／3。

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4．2坐标系与投影面

4．2．1坐标系的选择

一般采用独立坐标系(图1)，需要时，也可以与其他坐标系联测。

图1

4．2．2投影面的选择

选择投影面应遵循使投影的度量性好、直观性强及作图简便的原则，应减少投影变形并保证数学

精度。

当建筑物只有一个立面时，应选定一个平行于该立面的坐标系平面作为投影面。

当建筑物外表面为曲面或不规则的多立面时，可视为由若干单个立面组成的建筑物，选择多个相应

的投影面。

4．2．3坐标系的变换

当所选的坐标系与建筑物的投影面不平行时，应进行坐标系的变换，即将控制点坐标转换到要测定

的建筑物立面的投影面上。

4．3物方控制布设

4．3．1为将所建立的模型纳入统一的物方空间坐标系或加强模型的内在强度，应布设物方控制。

4．3．1．1模拟法测图时，在一个像对立体模型范围内，当没有采用相对控制情况时，最少要布设位于被

摄目标四周的三个控制点。当目标景深较大时，点位应在前后景深中均匀分布。对复杂立面或建筑物

弧度较大的部位，应增设控制点。多个像对时，相邻像对重叠范围内若无明显点，应布设作连结用的标

志点。

4．3．1．2解析法的物方控制宜根据不同的方法而定，见6．3．3。

4．3．2平面型目标的物方控制可采用相对控制。相对控制包括物方的已知长度、角度等。

4．3．3对小型目标，可用活动控制系统。

4．3．4物方控制点应尽可能采用人工标志，在无法布设人工标志处，可采用明显点作为物方控制点。

选用明显点作为控制点时，应在像片上标出点位，在像片反面绘出点位略图和简要文字说明。

4．4控制测量方法

4．4．1物方控制点三维坐标测定

物方控制测量一般是在被测物周围先施测导线点，高程用直接水准联测。或采用光电测距导线施

测，或用间接高程联测，然后在导线点上用前方交会和三角高程方法测定物方控制点的三维坐标。

2

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CB／T

4．4．2近距离的物方控制测量

在精度要求较高的近景摄影测量中，常采用近距离的物方控制测量方法。这种方法是借助于标准

尺(如日内瓦尺、铟钢尺和高度卡尺)建立一假定的三维坐标系，把经纬仪测站纳入到此坐标系内，最后

由测站测定各控制点的坐标。要求如下：

a)将标准尺用长水准器置平，以标准尺有刻划线的边缘为假定空间坐标系的x轴，y轴与x轴

在同一水平面上，铅垂线为z轴；

b)取标准尺上一定数量的刻划线作为已知平面控制点，一般是在尺子的两端和中央各取数个；

c)置两台经纬仪于标准尺一侧的适当部位，也可以按需要在标准尺的两侧各置两部经纬仪，放置

时需要考虑前方交会，后方交会的角度；

d)根据标准尺上的选定点位，实施后方交会；或采用前方交会法解已知长度两端点距离，逐渐改

变两侧站问距离的方法，测定经纬仪竖轴的平面位置；

e)经纬仪横竖轴交点的高程确定：以游标高度卡尺作为丈量工具，用经纬仪水准法测定两个经纬

仪间的高差；

f)物方控制点的平面坐标可用前方交会法进行确定；

g)物方控制点的高程采用间接高程方法确定。

4．4．3相对控制测量

使用相对控制是改善精度和提高强度的有效作业方法，常用的相对控制是应用被测物本身或摄影

范围内含有的已知距离，如测量一系列人工标志点之间的距离、将标准尺的整数刻划部分贴上人工标志

等，或规则几何图形，如长方形、立方体等，均可作为相对控制。

4．5人工标志

4．5．1标志的形状

人工标志的形状，可根据实际需要进行设计。见图2、图3、图4、图5。

-

_圈回

图2图3图4

图5

3

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GB／T

其圆形标志的中心圆直径D可按公式(1)计算：

D一号小手

式中：

D——中心圆直径，单位为米(m)；

，——摄影距离，单位为米(m)；

d——摄影测量仪器的测标直径，单位为毫米(ram)；

，——摄影机主距，单位为毫米(ram)。

在大角度的交向摄影中，人工标志应做成立体形的，如塑料制作的球形标志和圆柱形标志。在特殊

情况下，可采用发光标志。

4．5．2标志的颜色

标志影像与其背景色调应有适当的反差，以便于判别和量测。背景为天空时，宜设立红、白两色相

间的标志；背景为植被及暗色调的土壤、岩石时，采用白、黄两色相间的标志；以建筑物(灰、黄)为背景

时，一般采用黑白或蓝白等两色相间的标志。

4．5．3标志的材料

标志的材料可采用印像纸，即用摄影方法制作。也可用油漆将标志直接画在摄影目标上。对于永

久性的人工测量标志，宜用金属材料制作。立体形人工标志可用塑料材料制作。特殊需要时，采用发光

材料制作。

5近景图像的获取

5．1摄影机系统

5．1．1量测摄影机

5．1．1．1量测摄影机可分为单个量测摄影机和立体量测摄影机两类。

5．1．1．2量测摄影机应具有以下基本条件：

a)摄影机具有框标，摄影机内方位元素(z。…Y，)已知，有定向与置平装置；

b)物镜畸变差严格控制在允许范围之内(一般为微米级)。

5．1．1．3在采用模拟法测图或高精度测量时，宜采用量测摄影机。在选择焦距时，应考虑目标的大小

和物距远近。对远距离高精度的变形观测，应尽量选用长焦距、大像幅的摄影机；在石窟、洞穴、巷道内

近距离摄影时，宜选用短焦距摄影机。

5．1．1．4单个量测摄影机的特点：

a)基线值或摄影物距可随意变动；

b)可进行正直摄影、交向摄影、多摄站摄影等。

5．1．1．5立体量测摄影机的特点：

a)可用于固定基线的正直立体摄影，摄影距离一般较小；

b)摄影测量处理较简单，速度较快。

5．1．2半量测摄影机

5．1．2．1半量测摄影机是在玻璃承片框上附有标准格网，以改正底片变形误差的摄影机。

5．1．2．2半量测摄影机具有以下性能：

a)摄影机玻璃承片框上刻有格网线；

b)摄影机内方位元素(z。…Y，)一般未知；

c)没有水准器和定向装置，不能确定曝光瞬间的外方位元素。

5．1．3非量测摄影机

5．1．3．1非量测摄影机不是专门为摄影测量目的而设计的摄影机，包括各类普通照像机、电影摄影机

和高速摄影机等。

d

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GB／T

5．1．3．2非量测摄影机具有以下特点：

a)摄影机没有框标；

b)摄影机内方位元素(z。、“、，)不稳定，无压平装置，且畸变差较大；

c)没有水准器和定向装置，在曝光时不能确定方位；

d)轻便，能随意调焦，有的可连续或同步摄影。

5．1．3．3非量测摄影机适用于以下情况：

a)中、低精度摄影测量任务；

b)为细部测图提供辅助资料的摄影；

c)在特殊环境下，可完成不宜用量测摄影机开展的任务。

5．2摄影机检校

5．2．1摄影机检校方法

检校与所建光束形状有关的基本参数，包括：主点坐标和主距(zo、y。、，)；物镜畸变差系数(女-、女z、

A。…PP。)；不正交系数dp和比例尺不一系数出。对立体摄影机，还需包括某些外方位元素值的检测。

摄影机的检校方法有摄影测量解析法和专用光学机械检校仪法等。其中摄影测量解析法可分为：

a)实验室三维控制场法(单片空间后方交会法)；

b)解析铅垂线法；

c)各种解析自检校法；

d)直接线性变换解法；

e)结合任务检校。

单片空间后方交会检校法和直接线性变换检校法，见附录A。

5．2．2摄影机内方位元素的检定精度要求

摄影机内方位元素的检定精度要求如下：

mm～土0．04mm；

a)主距为±0．02

mm。

b)主点为±0．02

5．2．3物镜前节点偏心值的测定

5．2．3．1在变形观测及其他高精度测量中，应测定摄影机物镜前节点相对于旋转中心的偏心值EC。

对于垂直旋转轴与水平旋转轴交于一点的量测摄影机，投影中心(物镜前节点)S坐标x。、y，、z。与旋转

中心R坐标x。、yx、ZR之间的关系按公式(z)计算：

X。一XR+ECsin如OS{01

Y。一yR+ECcos如OSCO>

J

z，一z。+l’csjn。

式中：

x。、y。、z。…物镜前节点坐标，单位为毫米(ram)；

x。、Y。、zR——仪器旋转中心坐标，单位为毫米(mm)；

EC一…物镜前节点与仪器旋转中心不重合而产生的偏心值，单位为毫米(ram)。

对于垂直和水平旋转轴不相交的摄影机，按公式(3)计算：

X，一XR+EChsin如OSml

…………(3)

Y，一YR+EChCOS仳OS(O>

z。一ZR十ECvsinmJ

式中：

EC、、ECv～一分别为水平偏心值和垂直偏心值，单位为毫米(ram)。

5．2．3．2物镜前节点偏心值的测定精度应与物方控制精度相应。精度要求不高的变形观测，可以在不

同的已知距离上拍摄横基线尺，在算得摄影测量所得的距离后，两者之差即为EC。

在高精度的变形观测中，应用一台外调焦的视准管直接测定偏心距，见图6。

5

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GB／T

图6

偏心距EC按公式(4)计算

EC—z——f——d…………(4)

式中：

，——用视准管的外调节螺旋，使观测者测到远方目标，s。至十字丝板F。问的距离即为摄影机的

主距，单位为毫米(mm)；

d——用卡尺量测承片框F：至旋转中心的距离，单位为毫米(ram)；

卜用卡尺量测承片框F：至十字丝板F，问的距离，单位为米(m)。

5．3摄影站布设与摄影方式