CC BY
47
УДК 528.711
И.А. Беспалов, Л.В. Быков СибАДИ, Омск
ИСПОЛЬЗОВАНИЕ МЕТОДА ОРИЕНТИРОВАНИЯ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ПО КВАЗИОПОРНЫМ ТОЧКАМ ПРИ СОЗДАНИИ ОРТОФОТОПЛАНОВ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ЗЕМЕЛЬНОГО КАДАСТРА НА МЕЖСЕЛЕННЫХ ТЕРРИТОРИЯХ
I.A. Bespalov, L.V. Bikov
West-Siberian Branch of FSUE «Goszemkadastrsjemka»-VISHAGI 4, Mira Avenue, Omsk, 644080, Russian Federation
USING A METHOD OF SPACE IMAGING DATA ORIENTATION WITH KVAZI-SUPPORT POINTS IN CREATION OF ORTHOPHOTOMAPS FOR PURPOSES OF LAND REGISTRY ON THE TERRITORIES BEHIND TOWN BOUNDARIES
The description: actuality of cartography materials renewal using a space images. Increasing precision of bridging space images using an orientation with kvazi-support points. Using the same scale line maps for orientation as a scale of renewal maps.
Мониторингу кадастровых данных уделяется большое внимание. Точная и достоверная информация об объектах недвижимости позволяет эффективно использовать земельные ресурсы, получать сведения о налогоплательщиках, обновлять сведения об оценке земель, уточнять границы и фактическое использование земельных участков, отслеживать ситуацию на рынке недвижимости, проводить государственный земельный контроль. Наиболее эффективным средством мониторинга являются данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ).
Космические снимки позволяют обновлять существующий картографический материал различных масштабов достаточно быстро и дешево. Экономическая эффективность технологии обновления карт по космическим изображениям определяется методикой привязки снимков. Наиболее дорогостоящей является полевая привязка. Камеральная привязка существенно дешевле, но возникают проблемы с обеспечением территории картами нужного масштаба. Согласно нормативным документам масштаб карт, используемых для привязки снимков должен быть на один ряд крупнее масштаба обновляемой карты. Например, для обновления карт масштаба 1 : 25 000 в качестве опорных необходимо использовать карты масштаба 1 : 10 000. В настоящее время картами этого масштаба обеспечены лишь места поселений, промышленно развитые районы и незначительные территории сельскохозяйственных земель. Повышение точности камеральной привязки позволит использовать в качестве опорных данных карты того же масштаба, что подлежат обновлению. Таким образом, совершенствование способов привязки космических снимков остается актуальной задачей.
Повысить точность привязки космических снимков можно разными способами:
- Выбором оптимальной геометрической модели ориентирования и трансформирования снимка;
- Проверкой и тщательной отбраковкой опорных точек;
- Созданием виртуальных квазиопорных точек;
- Использование корреляционных алгоритмов идентификации опорных точек.
Особый интерес представляет способ создания квазиопорных точек, разработанного проф. Зотовым Р.В. С его помощью можно в 2-3 раза повысить точность ориентирования снимков по сравнению с точностью традиционного способа [1].
Сущность данного способа сводится к получению из группы опорных точек собранных в определенной зоне одной «квазиопорной» точки в виде центра тяжести координат точек всей группы, который, как известно, выше по точности, примерно, в Vn раз по отношению к ошибке отдельной точки при условии независимости и примерного равенства ошибок.
Первые исследования по применению способа ориентирования данных ДЗЗ по квазиопорным точкам начались в Западно-Сибирском филиале «Госземкадастрсъемка» еще в 2005 г. Эксперимент проходил с одиночным сканерным снимком. Результаты исследования показали что компенсация ошибок координат квазиопорных точек позволяет использовать для привязки космических снимков карты того же масштаба, что и обновляемые карты. Экономическая эффективность камеральной привязки по квазиопорным точкам ощутима при изготовлении ортофотопланов на большие площади, при использовании нескольких космических снимков.
Такие исследования проводились нами на территории Кемеровской, Тюменской и Ленинградской областей со снимками и картографическими материалами различных масштабов и разрешающих способностей, с полевым контролем привязки.
При создании ортофотопланов на междуреченский район Кемеровской области масштаба 1:25 000 использовались космические снимки Spot 5. Для создания ортофотопланов потребовалось 5 сканерных снимков с разрешением 2,5 м, которые были объединены в один моноблок. Для повышения точности построения фотограмметрической сети использовалась методика ориентирования снимков по квазиопорным точкам. Из 113 опорных точек, полученных по материалам полевых и камеральных измерений, было сформировано 12 квазиопорных и 14 квазиконтрольных точек (рис. 1). Окончательное ориентирование блока в геодезической системе координат выполнялось по квазиопорным точкам. Качество фотограмметрических сетей оценивалось по остаточным расхождениям фотограмметрических и геодезических координат на опорных точках и по расхождениям координат на контрольных точках, не использованных при уравнивании.
Оценка точности построения сети показана в табл. 1.
Таблица 1. Оценка точности построения фотограмметрической сети
Средние расхождения координат AS, м Адопуск, м
Опорные точки 3,28 5
Контрольные точки 5,93 7,5
Точность построения фотограмметрической сети удовлетворяет требованиям нормативных документов.
- опорная точка А - контрольная точка х - связующая точка
Рис. 1. Схема блока Междуреченского района
На основании этих данных изготовлены 133 цифровых ортофотоплана масштаба 1:25 000 на межселенную территорию Междуреченского района Кемеровской области.
Для создания ортофотопланов на Пуровский район ЯНАО масштаба 1:25 000 использовались сканерные снимки, полученные со спутника Spot 5, с разрешающей способностью 2.5 м. В качестве опорных данные использовались карты масштаба 1 : 25 000.
На территорию Пуровского района было получено 48 снимков Spot 5 из которых были созданы четыре моноблока. В каждом снимке создано по 4-6 квазиопорных точек. Каждая квазиопорная точка создавалась из 10 опорных точек.
Для ориентирования снимков использовалось около 3 200 опорных и 322 квазиопорные точки. Результаты ориентирования показали что средняя ошибка положения контрольных точек после ориентирования не превышает 5 метров, а максимальные ошибки не превысили 9.5 метров, что соответствует требованиям нормативных документов.
[[^Уравниван ие блока - Пуровский район ОБЩИЙ БЛОК второй заход 1 РЕМ
Шаги Вид Справка
И в ( ^ Параметры Уравнять Отчет И Сохранить О ^ 'Лу
1:1 ®.®,1< из 1А[п|и } х » » »но» ия а
Исходная Снимки
Рис. 2. Схема 1-го блока по Пуровскому району
На территорию Выборгского района Ленинградской области создавались ортофотопланы масштаба 1:10 000 на основе материалов космической съемки, полученной с космических аппаратов серии QшckBird. Снимки имеют разрешающую способность на местности около 0,6 метра. В обработке использовалась дополнительная информация, поставляемая вместе со снимками QuickBird, позволяющая по RPC-коэффициентам восстановить геометрическую модель сенсора. Для повышения точности построения фотограмметрической сети использовалась методика ориентирования по квазиопорным точкам. Из 339 опорных точек, полученных по материалам полевых измерений, было сформировано 52 квазиопорные точки. Окончательное ориентирование блоков в геодезической системе координат выполнялось по квазиопорным точкам. Оценка точности построения сетей показана в табл. 2.
Таблица 2. Оценка точности построения фотограмметрических сетей
Средние расхождения координат AS, м ASwrn, м
Блок «Архивные снимки 701-706»
Опорные точки 0,37 2,0
Контрольные точки 0,39 3,0
Блок «Архивные снимки 304-308»
Опорные точки 0,38 2,0
Контрольные точки 0,53 3,0
Качество фотограмметрических сетей оценивалось по остаточным расхождениям фотограмметрических и геодезических координат на опорных точках и по расхождениям координат на контрольных точках, не использованных при уравнивании. Ортофотопланы создавались с размером пикселя на местности 0,7 метра. Был произведен контроль качества изготовленной продукции. Точность созданных ортофотопланов удовлетворяет требованиям нормативных документов.
В порядке эксперимента была исследована возможности создания ортофотопланов масштаба 1:2 000 на населенные пункты по тем же космическим снимкам и с теми же опорными точками. В результате сделан следующий вывод: точность построения фотограмметрической сети соответствует требованиям, предъявляемым для создания ортофотопланов масштаба 1 : 2 000. Разрешающая способность снимка не позволяет определять положение характерных точек объектов на местности с необходимой точностью. Из-за этого данные ортофотопланы рекомендуется использовать в качестве схем масштаба 1:2 000 для целей мониторинга и разработки архитектурных и градостроительных документов. В качестве фотопланов данную продукцию можно использовать в масштабе 1:5 000.
Этот эксперимент показал возможность выполнения работ по созданию ортофотопланов нескольких масштабных рядов по одним и тем же космическим снимкам с одной и той же привязкой, что позволяет существенно удешевить и ускорить процесс обновления картографических материалов прошлых лет.
Необходимость своевременного и быстрого обновления картографических материалов для целей кадастра очевидна. Использование данных космических съемок существенно упрощает решение этой задачи. Способы привязки и уравнивания применяемые в Западно-Сибирскогом филиале «Госземкадастрсъемка» позволяет с достаточной точностью и необходимым качеством выполнять работы по обновлению кадастровых карт и созданию ортофотопланов на межселенные и селитебные территории.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования земли. - М.: АиБ, 1997.
2. Зотов Р.В. Особенности использования квазиопорных точек для фототриангулирования и современный подход к расчету точности изготовления карт и планов. Совершенствование геодезических работ по сельскохозяйственному картографированию земельных ресурсов Западной Сибири. - Омск, Изд. Омского СЧИ, 1983. - С. 9-15.
3. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов, ГКИНП (ГНТА) - 02-036-02, Москва, ЦНИИГАиК, 2002.
4. Инструкции о проведении контроля и приемки геодезических, топографических и картографических работ (ГКИНП (ГНТА)-17-004-99). -М.: 1999.
© И.А. Беспалов, Л.В. Быков, 2009
