Телефон:

744 0244

E-mail:

info@geodezia.ru

Главная

Что такое геодезия

Геодезические приборы

Карты и проектирование

Геодезическая съемка

Работа на местности

Полезные статьи

Системы навигации

Геодезические товары

 

Главная |  Карты и проектирование | Уровни предварительной обработки космических снимков QUICKBIRD

С целью разработки технологии создания ортофотопланов максимальной точности по космическим снимкам QUICKBIRD (DigitalGlobe, США) специалистами компаний были проведены исследования по оценке точности ортоизображений, получаемых по этим снимкам при их трансформировании с использованием матриц высот различной точности.


Снимки QUICKBIRD поставляются компанией DigitalGlobe с различным уровнем предвари тельной обработки. Снимки уровня обработки Basic поставляются только в ви де целых сцен, а остальные — полигонами. Причем, архивные снимки поставляются полигона ми площадью от 25 км2, а при заказе новой съемки — от 64 км2. Геометрическая коррекция снимков уровня Ortho Ready Standard заключается в транс формировании исходных снимков на поверхность постоянной высоты (средней высоты съемочного участка) над эллипсоидом. Снимки уровня обработки Orthorectified, соответствующие масштабам 1:50 000, 1:12 000, 1:5000, 1:4800, поставляются только на территории, на которые компания DigitalGlobe рас полагает точной цифровой моделью.

Аналогичные снимки на другой любой район Земли или снимки с более высокой точностью ортофотоплана поставляются с уровнем обработки Custom Ortho. При этом точность ортоизображений будет зависеть от характеристик ЦМР и каталога опорных точек, которые обязан предоставить заказчик. Таким образом, в качестве исходных данных для получения ортоизображений могут быть использованы космические снимки с уровнями обработки Basic и Standard Ortho Ready. Вторичное трансформирование снимков с уровнем обработки Standard будет некорректным, так как в снимок уже внесены поправки за рельеф по приближенной матрице высот. В комплект поставки космических снимков QUICKBIRD всех уровней обработки включается файл с коэффициентами поли номов рациональных функций (RPC —Rational Polynomial Coefficients или Rapid Positioning Capability), аппроксимирующих зависимость пиксельных координат изображения точки местности от ее геодезических координат. При наличии в комплекте поставки файлов в форматах TIL, RPB или TIF, цифровая фотограмметрическая система PHOTOMOD автоматически распознает снимок QUICKBIRD, после чего происходит загрузка необходимых параметров в проект обработки.

Экспериментальные исследования
Программа экспериментальных исследований включала определение точности ортоизображений, получаемых по космическим снимкам QUICKBIRD с уровнем предварительной об работки Ortho Ready Standard при трансформировании их с использованием матриц высот различной точности, и точности снимков с уровнем обработки Standard на эту же территорию. В качестве исходных данных использовались:
— космический снимок QUICKBIRD с уровнем предвари тельной обработки Ortho Ready Standard;
— ЦМР, полученная по мате риалам аэрофотосъемки, и матрица высот, которая по дробно описывает не только формы рельефа, но и искусственные объекты: мосты, эстакады, насыпи.

Точность высотного положения опорных и контрольных точек — 0,15 м, размер ячейки матрицы высот — 9,6 м; — матрица высот, построенная по горизонталям карты масштаба 1:25 000 с сечением рельефа 2,5 м (рис. 2). Размер ячейки матрицы высот — 9,6 м; — космический снимок QUICKBIRD с уровнем предвари тельной обработки Standard. Приведенное разрешение обоих космических снимков составляло 0,6 м. Исследования проводились с использованием ЦФС PHOTOMOD. В районе работ, площадь которого составляла 25 км2, было выбрано 35 опорных и контрольных точек. Причем, количество контрольных точек, которые использовались для оценки точности построений, превосходило количество опорных в 2,5 раза. На первом этапе выполнялось внешнее ориентирование снимка. В результате были по лучены следующие результаты: среднеквадратическое отклонение (СКО) по расхождениям на опорных точках — 0,392 м, максимальное — 0,638 м, по контрольным точкам 0,526 м и 0,933 м соответственно.

Отсюда можно сделать вывод, что координаты опорных точек были определены с точностью лучше 1 пикселя, а аппроксимирующая модель на основе RPC точно отображает условия съемки. Затем выполнялось создание и оценка точности построения ортофотоплана по космическому снимку с уровнем обработки Ortho Ready Standard и цифровой матрицы высот, полученной по материалам аэрофотосъемки. Максимальная ошибка пост роения ортофотоплана по контрольным точкам составила 1,089 м и по опорным — 0,836 м, а СКО по контрольным точкам — 0,607 м. Учитывая, что СКО на контрольных точках при внешнем ориентировании со ставила 0,526 м, можно считать, что СКО планового положения точек на построенном ортофотоплане 0,607 м обусловлена, в основном, точностью начального опознавания точек и внешне го ориентирования. Столь по дробная матрица высот позволяет достичь практически максимально возможной точности трансформирования изображения с таким разрешением. При построении ортофотоплана с использованием матрицы высот, построенной по горизонталям карты масштаба 1:25 000, использовались те же опорные и контрольные точки. По результатам оценки максимальное отклонение ортофотоплана по опорным точкам со ставило 1,189 м и по контрольным — 2,231 м. На рис. 1 и 2 хорошо видна разница в точности отображения рельефа на двух матрицах высот.

Для проведения оценки точности характеристик космических снимков с уровнем обработки Standard, на этих снимках были опознаны те же опорные и контрольные точки, что и на снимке Ortho Ready Standard. Далее координаты этих точек, определенные по геокодированному изображению Standard, сравнивались с их известными координатами, пересчитанными из исходной системы координат в WGS–84/UTM с помощью про граммы «Геодезический Калькулятор», входящей в комплект поставки ЦФС PHOTOMOD. Вычисленные разности плановых координат точек, определенных по снимку Standard и их известных значений, дали следующие результаты: по оси X минимальное отклонение –8,564 м, максимальное отклонение –13,360 м, среднее –11,058 м, а по оси Y максимальное отклонение +8,406 м, минимальное отклонение +3,769 м, среднее +6,415 м. Очевидно, что в полученных координатах присутствует систематическая ошибка. Приняв систематическую составляющую равной среднему значению по осям X и Y и исключив ее, было вычислено СКО планового положения контрольных и опорных точек, которое составило 1,74 м. Космические снимки с уровнем обработки Standard являются наиболее точными из всех, которые предлагает компания DigitalGlobe на любую террито рию мира без предоставления заказчиком дополнительных данных (опорных точек и ЦМР). Их заявленная точность составляет 23 м по критерию CE90, что соответствует СКО планового положения точек 14 м (CE (Circular Error) означает, что искомая точка с вероятностью 90% окажется в круге радиусом 23 м, причем центр круга совпадает с истинным положением точки. — Прим. ред.). Получен ные экспериментальные данные подтверждают заявленную точность к космическим снимкам данного уровня обработки.

Полученные результаты, позволяют сделать следующие выводы.
1. Достигнутая точность по строения ортоизображения с помощью цифровой фотограмметрической системы PHOTO MOD по космическим снимкам QUICKBIRD с уровнем обработки Standard Ortho Ready, согласно, соответствует точности составления цифрового фото плана масштаба 1:2000 при ортотрансформировании снимка по матрице высот точности 0,15 м; масштаба 1:5000 — при ортотрансформировании снимка по матрице высот, получен ной по карте масштаба 1:25 000 с сечением рельефа 2,5 м.
2. Снимки QUICKBIRD уровня обработки Standard, для производства которых компания DigitalGlobe использует приближенную матрицу высот, имеют большую систематическую ошибку. При исключении систематической составляющей точность планового положения может повыситься в несколько раз и удовлетворять требованиям, предъявляемым к цифровым ортофотопланам масштаба 1:10 000.




 

 

©2009-2012. Геодезия.ru - Весь спектр геодезических работ