CC BY
96
УДК 528.7
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ СОВРЕМЕННЫХ ПРОГРАММНЫХ ПРОДУКТОВ ДЛЯ МОДЕЛИРОВАНИЯ ГЕОПРОСТРАНСТВА ПО МАТЕРИАЛАМ БПЛА
Татьяна Александровна Хлебникова
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, доктор технических наук, доцент, профессор кафедры инженерной геодезии и маркшейдерского дела, тел. (913)474-19-70, e-mail: [email protected]
Ольга Анатольевна Опритова
Сибирский государственный университет геосистем и технологий, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, руководитель Сибирского учебного научно-производственного картографического центра, тел. (913)940-08-97, e-mail: [email protected]
В статье представлены результаты экспериментальных работ по фотограмметрической обработке материалов аэрофотосъемки с применением БПЛА различными программными продуктами для целей моделирования геопространства.
Ключевые слова: аэрофотосъемка, беспилотный летательный аппарат, фотограмметрическая обработка снимков, модель геопространства.
EXPERIMENTAL STUDIES OF CONTEMPORARY SOFTWARE FOR MODELING GEOSPATIAL BY USING UAV
Tatyana A. Khlebnikova
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., D. Sc., Professor, Department of Engineering Geodesy and Mine Surveying, tel. (913)474-19-70, e-mail: [email protected]
Olga A. Opritova
Siberian State University of Geosystems and Technologies, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., Head of the Siberian Training Research and Production Cartographical Center, tel. (913)940-08-97, e-mail: [email protected]
Results of experimental works on photogrammetric processing of materials of aerial photography of UAV by various software products for modeling of geospace are presented in article.
Key words: aerial photography, unmanned aerial vehicle, photogrammetric processing of pictures, geospace model.
Пространственная информация о территориях создается и используется в двух основных формах: дискретной и аналоговой. В дискретной форме -в виде координат и высот отдельных точек пространства - информацию получают методами геодезии. В последние годы координаты и высоты отдельных точек пространства измеряются спутниковыми методами. Детальное изучение географического пространства осуществляют с использованием средств и методов топографии, фотограмметрии и картографии.
Моделирование геопространства позволяет оптимизировать управленческие решения за счет более полного информационного обеспечения - предоставления данных в удобном для анализа, в том числе и автоматизированного, и восприятия виде.
Для моделирования геопространства источниками служат картматериалы, материалы аэрофотосъемки, космической съемки, лазерной локации, данные полевых съемок [1-5].
В последние годы ряд организаций начинают использовать материалы фотосъемок с беспилотных летательных аппаратов (БПЛА) [6].
В Сибирском государственном университете геосистем и технологий (СГУГиТ) проводятся исследования в области фотограмметрической обработки данных с целью моделирования геопространства [7-12].
Для проведения таких исследований выбраны цифровая фотограмметрическая система (ЦФС) PHOTOMOD (версия 5, Lite, 5.3.1619 ru, компания Ракурс, г. Москва) [13] и программа Agisoft PhotoScan Professional Edition (версия 1.2.0, компания Agisoft LLC, г. Санкт-Петербург) [14].
Целью данной работы было - исследовать возможности трехмерного моделирования объектов в ЦФС PHOTOMOD и Agisoft PhotoScan.
Анализ результатов фотограмметрической обработки был изложен в [15].
Технологии, использующие программы автоматической фотограмметрической обработки, позволяют получать цифровые ортофотопланы, модели местности, рельефа, 3D-модели. На открытых участках местности точность полученных данных по технологии автоматической фотограмметрической обработке сопоставима с лазерным сканированием [16].
Сбор метрической информации в ЦФС PHOTOMOD выполнялся по сте-реомоделям, которые строятся по стереопарам автоматически после уравнивания сети.
Дигитализация объектов линейной, точечной локализации не имеет принципиальных отличий от дигитализации по ортофотопланам и картматериалам.
Итогом трехмерной векторизации, например, строения будет его каркас.
Текстурирование каркасов строений и других топографических объектов выполняется средствами отдельного модуля (3D-Mod), запуск которого в используемой версии осуществляется из оболочки PHOTOMOD.
Если трехмерные модели объектов создаются не для измерительных целей, то при сборе информации в PHOTOMOD достаточно создавать векторные слои содержащие границы оснований объектов. При этом семантическая информация должна включать данные о высотной составляющей (относительная высота или этажность).
В ГИС Панорама - КАРТА 2011 Трехмерные виды объектов создаются по принципу конструктора из графических примитивов. Трехмерные виды присваиваются каждому объекту всего слоя. Это эффективно при моделировании большого количества типовых строений одного слоя.
Программное обеспечение Agisoft PhotoScan позволило получить по выбранным материалам аэрофотосъемки цифровую модель (облако точек), пригодную для создания измерительных трехмерных моделей геопространства.
Точность полученной цифровой модели (облака точек) по выбранным материалам аэрофотосъемки средствами Agisoft PhotoScan также соответствует требованиям нормативного документа [17].
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Ultracamx, the large format digital aerial camera system by vexcel imaging Microsoft / Michael Grubera, Martin Ponticellia, Stefan Bernöggera, Franz Leberlb // XXI Congress : proceedings (Beijing China, 3-11 July 2008). - Vol. XXXVII, Part B1, TC I. - P. 665-670. - 1 электр. опт. диск (DVD+r).
2. Modelling of Urban Environments. Sandra Haydeé González Garcia, Raúl Muñoz Sala-barría, Alián Mayet Valdés, Dunia Suárez Ferreiro, Bernardino Deni Díaz Rodríguez // XXI Congress : proceedings (Beijing China, 3-11 July 2008). - Volume XXXVII, Part B5, TC V. -P. 707-710. - 1 электр. опт. диск (DVD+R).
3. Журкин И. Г., Хлебникова Т. А. Цифровое моделирование измерительных трехмерных видеосцен : монография. - Новосибирск : СГГА, 2012. - 246 с.
4. Хлебникова Т. А., Кулик Е. Н. Результаты экспериментальных исследований технологии получения измерительной трехмерной видеосцены по материалам аэрокосмических съемок // Вестник СГГА. - 2010.- Вып. 1 (12). - С. 74-82.
5. Хлебникова Т. А. Анализ методов создания трехмерных моделей объектов в ЦФС и ГИС // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2015. XI Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Геодезия, геоинформатика, картография, маркшейдерия»: сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 13-25 апреля 2015 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2015. Т. 2. - С. 157-162.
6. Антипов И. Т., Кобзева Е. А. Об использовании цифровых средне- и малоформатных камер для аэрофотосъемки // Геодезия и картография. - 2013. - № 11. - С. 29-34.
7. Хлебникова Т. А. Трубина Л. К. Возможности использования трехмерных видеосцен в экологической оценке состояния городских территорий // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2015. - № 5/С. - С. 170-174.
8. Журкин И. Г., Хлебникова Т. А. Результаты экспериментальных исследований технологии получения измерительной трехмерной видеосцены по материалам аэрокосмических съемок // Геодезия и картография. - 2010. - № 7. - С. 27-31.
9. Trubina L. K., Khlebnikova T. A., Nikolaeva O. N. Environmental assessment of urban areas: approaches based on geospatial data integration // Journal of Asian Scientific Research. -2015. - Vol. 5, No. 10. - P. 482-488.
10. Khlebnikova T. A. Research and technology development for construction of 3D vide-oscenes // XXIII ISPRS Congress «ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences» (Prague, 12-19 July 2016). - Czech Republic, Prague, 2016, Vol. III-6.
11. Антипов И. Т., Хлебникова Т. А. О достоверности вероятностной оценки точности пространственной аналитической фототриангуляции // ГЕ0-Сибирь-2011. VII Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2011 г.). - Новосибирск : СГГА, 2011. Т. 4. - С. 47-54.
12. Антипов И. Т., Хлебникова Т. А. Исследование вероятностной оценки точности пространственной аналитической фототриангуляции // Вестник СГГА. - 2011. - Вып. 2 (15). -С. 50-57.
13. Сайт компании «Ракурс» [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.racurs.ru/.
14. Agisoft PhotoScan Professional Edition - Руководство пользователя. Версия 1.2 [Электронный ресурс]. - Режим доступа: http://www.agisoft.com/pdf/photoscan-pro_1_2_ru.pdf.
15. Хлебникова Т. А., Опритова О. А. Экспериментальные исследования технологии моделирования геопространства по материалам аэрофотосъемки. // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2016. XII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 18-22 апреля 2016 г.). - Новосибирск : СГУГиТ, 2016. Т. 1. -С. 16-20.
16. PHOTOMOD - Руководство пользователя. Версия 5.3 [Электронный ресурс]. - М. : Ракурс, 2014. - 181 с. - 1 электр. опт. диск (DVD+R).
17. Нехин С. С., Олейник С. В. Автоматизация фотограмметрического сбора трехмерной информации на ЦФС // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. - 2011. - № 2. - С. 70-74.
© Т. А. Хлебникова, О. А. Опритова, 2017
