CC BY
92
ИССЛЕДОВАНИЕ РАБОТЫ КОРРЕЛЯТОРА ПРИ АВТОМАТИЗИРОВАННОМ НАБОРЕ ПИКЕТОВ В ПРОГРАММЕ PHOTOMOD
Антонина Сергеевна Гордиенко
Сибирская государственная геодезическая академия, 630108, Россия, г. Новосибирск, ул. Плахотного, 10, кандидат технических наук, старший преподаватель кафедры физической геодезии и дистанционного зондирования, тел. (383)361-00-00, e-mail: [email protected]
В данной статье приводится продолжение исследований, описанных в [1]. Основной акцент делается на качество и устойчивость работы коррелятора, реализованного в программе PHOTOMOD, на различных материалах аэросъемки.
Ключевые слова: цифровая модель рельефа (ЦМР), PHOTOMO, оценка точности, фильтрация.
RESEARCH OF CORRELATOR AT AUTOMATED CREATION DIGITAL ELEVATION MODELS IN THE PHOTOMOD PROGRAM
Antonina S. Gordienko
Siberian State Academy of Geodesy, 630108, Russia, Novosibirsk, 10 Plakhotnogo St., a Ph.D., senior lecturer, department of physical geodesy and remote sensing, e-mail:
In this article is continuation of the research described in [1]. The main emphasis is on the quality and stability of the correlator realized in the program PHOTOMOD. Various materials of aerial photography are used.
Key words: DEM, PHOTOMOD, filtration, accuracy assessment.
В предыдущей статье [1] рассматривались алгоритмы создания и редактирования моделей рельефа, реализованные в программе PHOTOMOD 5. При этом было отмечено, что результаты работы коррелятора не всегда соответствуют ожидаемым результатам. Поэтому возникает необходимость выполнить исследования работы коррелятора при автоматизированном наборе пикетов.
Для достижения поставленной цели были сформулированы следующие задачи:
- выполнить автоматизированный расчет пикетов с помощью корреляторов запрограммированных в программе PHOTOMOD 5;
- проанализировать результаты расчета пикетов и их фильтрация;
- построить и выполнить оценку точности ЦМР.
В качестве исходных данных использовались аналоговые аэроснимки, полученные камерой RC30, с форматом кадра 23*23 см и с фокусным расстоянием 153, 734 мм, масштаба 1:12000. А так же цифровые аэроснимки, полученные камерой UltraCam масштаба 1: 13945 с фокусным расстоянием
100,500 мм и форматом кадра 23*15 см. Результаты оценки точности внешнего ориентирования блоков приведены в [1].
В программном комплексе PHOTOMOD параметры коррелятора для набора соответственных точек запрограммированы в соответствии с основными типами местности: городская застройка, сельская местность, горная местность и пустыня. Для удобства дальнейшего описания работы введем обозначения соответственно: пикеты «городская застройка», пикеты «сельская местность», пикеты «горная местность» и пикеты «пустыня».
Сначала рассмотрим результаты, полученные по аналоговым снимкам. Для исследуемого участка местности были созданы пикеты всеми видами коррелятора, и были получены следующие результаты: пикеты «Городская застройка» расположены на крышах домов и мелких сооружениях; пикеты «Сельская местность» очень плотно расставлены, но их почти нет на крышах домов; пикеты «Горы», очень плотное расположение, но их нет на деревьях; пикеты «Пустыня» располагаются плотно, есть на крышах домов и на деревьях.
Так как полученные результаты нельзя считать удовлетворительными, их необходимо дополнительно обработать. В программе PHOTOMOD реализованы следующие виды фильтрации пикетов: фильтрация по z диапазону и фильтр «строения и растительность».
Фильтрация по z диапазону, в данном случае не приведет к положительному результату, т.к. перепад высот на стереопаре 20 м.
Фильтр строений и растительности - этот фильтр используется для удаления, исправления или просто обнаружения точек (пикетов), попавших на дома, деревья, машины, в ямы и т. п., полученных при автоматическом расчете пикетов. При этом также фильтруются случайные выбросы. В результате остаются только пикеты, описывающие рельеф местности [3].
После проведения фильтрации «строения и растительность» получены следующие результаты: удаленны пикеты на крышах домов (рис. 1, а, б, в), но пикеты «Пустыня» кое-где остались на крышах домов (рис. 1, г).
vTl' 'і
ъ.Ы
04
Рис. 1. Результат применения фильтра «строения и растительность» к
пикетам:
а) «Городская застройка»; б) «Сельская местность»; в) «Горы»; г) «Пустыня» Далее по созданным пикетам строили TIN и ЦМР (рис. 2).
Рис. 2. ЦМР, построенные по пикетам: а) «Городская застройка»; б) «Сельская местность»; в) «Горы»; г) «Пустыня»
Визуально ЦМР, созданная по пикетам «Городская застройка», более грубая, чем остальные. Что подтверждается средними квадратическими ошибками (СКО) расхождения координат контрольных точек (табл. 1).
Таблица 1
Оценка точности ЦМР
Пикеты Шл7 , м ^^контр. Л^средн. , м
городская застройка 2.290 1.818
сельская местность 0.645 0.466
горы 0.618 0.411
пустыня 0.577 0.469
Анализируя таблицу оценки точности ЦМР, можно сделать следующий вывод - точность ЦМР, созданных по пикетам, рассчитанным с помощью запрограммированных в программе PHOTOMOD корреляторов, практически одинакова для корреляторов «сельская местность», «горы», «пустыня», но значительно отличается для пикетов «городская застройка». Несмотря на то, что на снимках преимущественно изображена городская местность.
Аналогично, описанному выше, были выполнены исследования на примере цифровых цветных аэроснимков. Таким же образом были созданы пикеты всеми видами коррелятора и получены следующие результаты: пикеты «Городская застройка» находятся на бассейнах и крышах домов; пикеты «Сельская местность» очень плотно расставлены, почти на всех крышах домов и бассейнах, кроме деревьев; пикеты «Горы» плотное расположены, но хаотичное, покрыты почти все деревья, дома, бассейны; пикеты «Пустыня» равномерно распределены, отсутствуют на бассейнах, деревьях, но есть частично на крышах домов.
После проведения фильтрации «строения и растительность» были удалены пикеты на крышах, бассейнах и растительности (рис. 3, а, в), но а пикеты, полученные с помощью коррелятора для «Сельской местности» кое-где остались на бассейнах (рис. 3, б), пикеты, полученные с помощью коррелятора для «Пустыни», - на крышах домов (рис. 3, г).
Рис. 3. Результат применения фильтра «строения и растительность» к
пикетам:
а) «Городская застройка»; б) «Сельская местность»; в) «Горы»; г) «Пустыня»
Далее, аналогично описанному выше, строили TIN и ЦМР (рис. 4). Визуально все ЦМР на рис. 4 практически одинаковы. То же можно сказать и по средним квадратическим ошибкам расхождения координат контрольных точек (табл. 2).
в г
Рис. 4. ЦМР, построенные по пикетам: а) «Городская застройка»; б) «Сельская местность»; в) «Горы»; г) «Пустыня»
Таблица 2
Оценка точности ЦМР
Пикеты тА7 , м °^контр.7 ^^средн. , м
городская застройка 0.546 0.384
сельская местность 0.526 0.373
горы 0.502 0.277
пустыня 0.768 0.604
Таким образом, выводы, сделанные в [1], подтверждаются. Можно добавить, что при автоматизированном наборе пикетов по снимкам, имеющим лучшее фотографическое качество, можно получить более устойчивые результаты. Изменение же параметров коррелятора в данном случае не привело к существенному улучшению результатов автоматизированного создания пикетов.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Гордиенко А. С., Осипова О. Н. Исследование алгоритмов создания и редактирования цифровых моделей рельефа в программе PHOTOMOD // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды,
геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 38-42.
2. Никитин В. Н., Семенцов А. В. Опыт построения ортофотоплана по данным крупномасштабной аэрофотосъёмки, выполненной с использованием неметрической цифровой камеры // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 1. - С. 12-16.
3. PHOTOMOD DTM - модуль построения цифровой модели рельефа (ЦМР) [Электронный ресурс]: офиц. сайт компании «Ракурс». - Режим доступа:
http://www2.racurs.ru/download/docs/rus/processing.pdf
4. Антипов И. Т., Кобзева Е. А. Об использовании цифровых средне и малоформатных камер для аэрофотосъемки // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 4. - С. 17-27.
5. Антипов И. Т., Хлебникова Т. А. Проверка достоверности вероятностной оценки точности фототриангуляции применительно к реальным сетям // Интерэкспо ГЕО-Сибирь-2012. VIII Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 10-20 апреля 2012 г.). - Новосибирск: СГГА, 2012. Т. 1. - С. 59-64.
6. Антипов И. Т., Зятькова Л. К., Хлебникова Т. А. Оценка точности измерительных трехмерных видеосцен // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. - 2012. - № 2/1. - С. 5257.
7. Гук А. П., Арбузов C. A. Исследование точности автоматического измерения координат точек снимков с помощью масштабно-инвариантного преобразования SIFT // ГЕ0-Сибирь-2010. VI Междунар. науч. конгр. : сб. материалов в 6 т. (Новосибирск, 19-29 апреля 2010 г.). - Новосибирск: СГГА, 2010. Т. 4, ч. 1. - С. 35-38.
8. Лисицкий Д. В., Хорошилов В. С., Бугаков П. Ю. Картографическое отображение трехмерных моделей местности // Изв. вузов. Геодезия и аэрофотосъёмка. - 2012. - № 2/1. - С. 98-102.
9. Лисицкий Д. В. Перспективы развития картографии: от системы «цифровая земля» к системе виртуальной геореальности // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 2 (22). - С. 8-16.
10. Лесных Н. Б., Мизин В. Е. О корреляции функций случайных ошибок измерений // Вестник СГГА. - 2013. - Вып. 3 (23). - С. 21-27.
11. Трубина Л. К., Селезнев Б. В., Панов Д. В. Геоинформационный анализ форм рельефа для оценки земель г. Новосибирска // Интерэкспо ГЕ0-Сибирь-2013. IX Междунар. науч. конгр. : Междунар. науч. конф. «Дистанционные методы зондирования Земли и фотограмметрия, мониторинг окружающей среды, геоэкология» : сб. материалов в 2 т. (Новосибирск, 15-26 апреля 2013 г.). - Новосибирск: СГГА, 2013. Т. 4. - С. 54-58.
© А. С. Гордиенко, 2014
