国家标准 GB/T34055一2017 月球数字高程模型数据制作规范 Produetionspeeificeationsoflunardigitalelevationmodel 2017-07-31发布 2018-02-01实施国家质量监督检验检疫总局发布国家标准化管理委员会国家标准
GB/34055一2017 前言本标准按照GB/T1.1一2009给出的规则起草本标准由科学院提出本标准由全国空间科学及其应用标准化技术委员会(SAC/TC312)归口本标准起草单位:科学院国家天文台本标准主要起草人:李春来、刘建军、任鑫、牟伶俐、王奋飞、王文睿,张晓霞、严韦、陈王丽
GB/34055一2017 月球数字高程模型数据制作规范范围本标准规定了利用环月探测获取的光学立体影像数据制作月球数字高程模型的影像数据质量、摄影测量处理,规格、精度及产品内容本标准适用于1;2500000、1;1000000、1;500000、1;250000、1;100000、1;50000、 1;25000和1;10000等8种比例尺月球数字高程模型的制作其他比例尺月球数字高程模型制作可参照本标准执行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/T30112一2013月球空间坐标系 GB/T32521月球基本比例尺地形图分幅和编号 GB/T33990月球数字地图质量检查与验收 GB/T33997月球与行星数据产品格式规范 GB/T33998月球信息元数据术语和定义下列术语和定义适用于本文件 3.1 月球数字高程模型lunardigital elevation0del 在一定范围内通过规则格网点描述月面高程信息的数据集,用于反映月表地貌形态的空间分布注:月球空间信息数字产品的重要组成部分之 3.2 摄影测量photogrammetry 利用摄影影像信息测定目标物的形状,大小,空间位置,性质和相互关系的科学技术 [GB/T149502009,定义2.1] 3.3 框幅影像frameimage 曝光瞬间对整个幅面同时成像所获取的影像数据 3.4 Ish-broom 推扫影像put image 采用线阵成像探测器沿垂直于线阵方向推进扫描所获取的影像数据 3.5 格网数据griddata 与特定参照系相对应的空间的规则化的数据
GB/T34055一2017 [GB/T17798一2007,定义3.36 3.6 影像分辨率immageresolution 影像再现物体细部能力的一种量度 [GB/T149502009,定义4.76们 3.7 光束法区域空中三角测量bundleaerialtrianglation 光线束法区域网加密以摄影时目标点、相应像点和摄站点三点共线条件所建立的每条空间光线为整体平差运算中的基本单元的区域网空中三角测量 [GB/T149502009,定义5.80 3.8 区域网平差bhlockadjustment 利用多条轨道构成的区域网模型进行整体平差的空中三角测量平差方法注改写GB/T14950一2009,定义5.83. 3.9 标准[偏]差standarldeviation 中误差随机变量(X)的方差的均方根,记为a， [GB/T1491l2008,定义4.15] 3.10 aseline 摄影基线photn wegphie' 获取立体像对时,相邻摄站间的连线 [GB/T149502009,定义4.42] 3.11 航向重叠longitudnaloerlap 同一轨道内相邻影像上具有同一地区影像的部分,通常以百分比表示注:改写GB/T14950一2009,定义4.53 3.12 旁向重叠lateraloverlap 相邻轨道间的影像上具有同一地区影像的部分,通常以百分比表示注:改写GB/T14950一2009,定义4.54 影像数据质量要求 4.1影像类型月球数字高程模型制作采用的影像数据包括框幅影像和推扫影像 4.2内定向内定向应符合以下要求 a 影像数据内方位元素应经过地面测定或在轨标定; b)单相机综合畸变差改正后残差应小于0.3像素
GB/34055一2017 4.3影像分辨率不同比例尺月球数字高程模型对应的影像分辨率应等于或优于表1的要求月球数字高程模型对应的影像分辨率表1 影像分辨率比例尺 mm 1;2500000 250 1;1000000 100 1:500000 50 1:250000 25 10 1:100000 1:50000 1:25000 2.5 1:10000 4.4拍摄时间月球数字高程模型制作宜选取光照度充足条件下拍摄的影像数据,并且避免过大的阴影，一般以太阳高度角和阴影倍数来确定,见表2. 表2月球数字高程模型影像拍摄太阳高度角与阴影倍数太阳高度角阴影倍数地形类别平坦区域 20 >45 非平坦区域 4.5影像重叠度影像重叠度宜符合以下要求立体像对的航向重叠率宜处于60%一65%之间,最小不得小于55%; a b 相邻轨道的旁向重叠率宜处于20%25%之间,最小不得小于10% 4.6覆盖保证覆盖保证宜符合以下要求: 航向覆盖超出测区边界线应不少于一条摄影基线; a b)旁向覆盖超出测区边界线应不少于像幅的20%,最小不得少于像幅的10% 5 摄影测量处理要求 5.1区域网划分区域网按矩形规则格网进行划分
GB/T34055一2017 5.2影像连接点与控制点选取影像连接点与控制点选取应符合以下要求影像连接点包括两类,即同一轨道内相邻影像间的连接点(轨道内连接点)和相邻轨道间相邻 a 影像间的连接点(轨道间连接点); b 影像连接点采用自动匹配的方式提取,影像匹配提取的同名像点应均匀分布在影像范围内,点位构成的图形宜大致成规则格网,数量应保证7.2规定的接边精度,轨道间连接点的数量所占比例不得少于15%; c 控制点参考坐标应由已有的高质量月球数字产品中获取 d 平面控制点应选在影像清晰、特征明显的月表地物上,撞击坑边缘弧形地物、阴影、曝光过度的地物不得作为选取点; 高程控制点应选在高程变化平缓的地物上,宜选取在相邻撞击坑之间的台地、撞击坑底部等平坦区域; fD 平高控制点应同时满足平面和高程控制点对点位目标的要求 5.3平差方法月球数字高程模型宜采用光束法区域网平差方法,即光线束法区域网加密 5.4平差精度平差精度应符合以下要求经过平差剔除粗差点后,平差连接点分布应不存在相邻轨道间无连接点的现象 a b平差处理后,轨道内连接点像点坐标残差中误差不得超过1个像素,最大值不得超过2个像素; 平差处理后,轨道间连接点像点坐标残差中误差不得超过2个像素,最大值不得超过4个像素 5.5月球数字高程模型制作月球数字高程模型制作应符合以下要求月球数字高程模型应通过密集匹配点的月面坐标值插值得到 a b)密集匹配点由影像自动匹配获取,密集匹配点的月面坐标值应通过摄影测量前方交会的方法计算,其中使用的外方位元素应为平差处理优化后的外方位元素密集匹配点的密度应保证对应比例尺下数字高程模型格网大小范围内至少存在一个匹配点 6 月球数字高程模型的规格 6.1空间定位参考系 6.1.1 平面坐标系平面坐标系采用以GB/T301122013中3.4所规定的“月固坐标系”为大地基准,6.1.2所规定的内容为投影方式的平面直角坐标系 6.1.2投影方式投影方式宜符合以下要求
GB/34055一2017 靠近两极地区(84N~90"N,84?S90°S)采用极点方位投影 a b 中低纬度地区(14"N一84"N,14?s84"S)采用等角兰伯特投影赤道及其附近地区(14?s14'N)采用横轴墨卡托投影 c 6.1.3高程基准按照GB/T30112一2013中3.1所规定的月球参考椭球,该月球参考椭球为正球体,中心为月球质心,表面为月球参考椭球面 6.2分幅与编号月球数字高程模型的分幅与编号按GB/T32521执行 6.3地形类别月球数字高程模型的地形类别按图幅范围内大部分区域的月面坡度划分,其规定见表3 表3月球数字高程模型地形类别月面坡度地形类别平坦区域非平坦区域 >7 6.4格网数据类型月球数字高程模型采用规则格网数据 6.5格网尺寸不同比例尺月球数字高程模型对应的格网尺寸要求见表4 表4月球数字高程模型格网尺寸格网尺寸格网尺寸比例尺 mn 1;2500000 1250 150 1:1000000 500 60 1:500000 25o 30 1:250000 125 15 1:100000 50 1:50000 25 1:25000 12.5 1.5 1;10000 0,6
GB/T34055一2017 月球数字高程模型的精度 7.1高程精度不同比例尺月球数字高程模型中特征点的高程中误差应优于表5的要求计算方法参见附录A 撞击坑坑壁、峭壁、月球两极地形阴影遮挡区等特殊困难地区的高程中误差可按地形类别放宽0.5倍表5月球数字高程模型高程精度高程中误差比例尺地形类别 m 平坦区域 135 1;2500000 非平坦区域 170 7o 平坦区城 l;1000000 85 非平坦区域平坦区域 35 1:500000 非平坦区域 70 平坦区域 20 1:250000 非平坦区域 35 平坦区域 10 1:100000 15 非平坦区域平坦区域 3.5 1;50000 非平坦区域 10 平坦区域 1:25000 非平坦区域 3.5 平坦区域 0,35 1:10000 非平坦区域 7.2接边精度接边精度应符合以下要求 a 在几何图形方面,相邻图幅接边月表地物在逻辑上应无缝接边; b)同比例尺的相邻轨道、相邻图幅或区域网之间公共点接边时,平面和高程的较差均不应大于平差后控制点的残差或数字高程模型格网大小的2倍,当两者有冲突时,以后者为准产品内容 8.1产品命名规则数据产品文件名依次由任务标识处理机构标识、数据产品类型,分幅编号、图幅中央位置所在经度和纬度信息、产品版本号等6个要素组成,各要素之间通过下划线间隔数据产品文件命名示例参见附录B
GB/34055一2017 8.2数据存储顺序规则格网月球数字高程模型数据存储时,应按由西向东,由北向南的顺序排列 8.3小比例尺月球数字高程模型产品小比例尺月球数字高程模型可由大比例尺月球数字高程模型重采样生成 8.4数据产品内容月球数字高程模型产品应包含元数据,元数据内容及填写规则按GB/T33998执行 8.5产品检验规则质量评定程序月球数字高程模型产品的检验规则按GB/T33990执行 8.6产品分发格式月球数字高程模型产品的分发格式按GB/T3997执行
GB/T34055一2017 附录 A 资料性附录) 月球数字高程模型高程精度的计算月球数字高程模型的高程精度要求应满足式(A.1): h=0.34×C.I1 (A.1 注:参见《遥感手册》第6册(斯坦纳,1983) 式中: -检测点的高程中误差,其单位与等高距取的单位相同; C.I.-等高距,即两条相邻等高线之间的高程差,其大小与地形图的比例尺有关,单位为米(m) 不同比例尺月球数字高程模型的基本等高距参见表A.1 表A.1月球数字高程模型的基本等高距基本等高跑比例尺地形类别 m 平坦区城 400 1;2500000 50o 非平坦区域平坦区域 20o l1000000 非平坦区域 250 平坦区域 100 1:500000 非平坦区域 200 平坦区域 50 1:250000 非平坦区域 100 2o 平坦区域 1;100000 40 非平坦区域 10 平坦区域 1:50000 非平坦区域 20 平坦区域 1:25000 非平坦区域 10 平坦区域 1:10000 非平坦区域
GB/34055一2017 附录 B 资料性附录数据文件命名示例以嫦娥二号两线阵立体相机制作的月球数字高程模型为例,数据产品文件命名示例如下示例1,CE2_GRAs_DEML:l02_38N16w-_A.i 对示例中各要素说明如下 “CE2"表示该产品由嫦娥二号获取的影像数据制作 a “GRAs"表示该数据产品由探月工程地面应用系统(GroundReearch&.AppliceationSystem) b 制作 “DEM”表示该数据产品为规则格网数字高程模型 “E102”表示分幅格网编号; d “38N166w”表示该数据产品图幅范围中央位置的纬度为北纬38西经166; e “A”表示A版本,版本号可以依次为A、,B,C “tif”表示数据产品格式为GeoTIF格式 g
GB/T34055一2017 参考文献 GB/T14911一2008测绘基本术语 [1] [2]GB/T14950一2009摄影测量与遥感术语 [3]GB/T17278一2009数字地形图产品基本要求 [打 GB/T17798一2007地理空间数据交换格式 [5]cH/T9009.2一2010基础地理信息数字成果1:50001:100001250001:5000o 1:100000数字高程模型 [[6]斯坦纳.遥感手册第6册[M].北京:国防工业出版社.1983. 0

月球数字高程模型数据制作规范GB/T34055-2017

月球数字高程模型是描述月球表面形态和地理信息的重要工具，因此其制作规范显得尤为重要。国家标准GB/T34055-2017《月球数字高程模型数据制作规范》就是针对月球数字高程模型的数据制作提出的规范。

数据采集

在月球数字高程模型数据的制作过程中，数据采集是至关重要的一步。由于月球表面特殊的地质环境和气象条件，采集数据的难度较大。因此，根据GB/T34055-2017规范，应该采用多种手段进行数据采集，包括激光测距、雷达测高等技术。同时，在采集过程中应该选择适当的采样密度和分辨率，以保证数据的准确性。

数据处理

数据处理是月球数字高程模型数据制作的重要环节。在数据处理过程中，需要进行噪声滤波、缺失值填充、数据配准等操作，以保证数据质量和精度。GB/T34055-2017标准规定，应该采用双立方插值法或者反距离加权插值法进行数据插值，并使用相应的软件进行数据配准。

精度评定

精度评定是对月球数字高程模型数据质量的重要评价标准。根据GB/T34055-2017规范，应该采用一定的评定方法和指标来评估数据的精度。这些方法和指标包括均方根误差、平均绝对误差等，可以客观地反映数据的准确性和可信度。

总结

月球数字高程模型数据制作规范对于月球科学研究具有重要意义。本文介绍了数据采集、处理、精度评定等方面的规范要求。遵循这些规范可以提高月球数字高程模型数据的制作质量，使其更加准确、可靠。