MonoSDS дополнительный модуль для расширения возможностей цифровой фотограмметрической станции Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 528.7:528.92:004 А.П. Гук, В.Н. Никитин СГГ А, Новосибирск

МОМОвйБ - ДОПОЛНИТЕЛЬНЫЙ МОДУЛЬ ДЛЯ РАСШИРЕНИЯ ВОЗМОЖНОСТЕЙ ЦИФРОВОЙ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ СТАНЦИИ

Современная цифровая фотограмметрическая станция (ЦФС) является сложным высокотехнологичным продуктом, предназначенным для решения широкого спектра задач, возникающих при измерении цифровых изображений. Хотя в настоящее время различные программные компоненты позволяют выполнять строгую фотограмметрическую обработку снимков и сбор информации по снимкам, они весьма сложны в освоении, требуют продолжительного обучения и высокой профессиональной подготовки оператора. Однако задачи обработки цифровых аэрокосмических изображений возникают не только перед инженерами-аэрофотогеодезистами, но и перед специалистами лесного хозяйства, геологами, экологами, которым требуется более простой в освоении и использовании продукт.

В связи с этим на кафедре фотограмметрии и дистанционного зондирования Сибирской государственной геодезической академии была поставлена задача по разработке программных средств цифровой фотограмметрии, обеспечивающих эффективную и удобную работу пользователя, не требующих специальной подготовки оператора. Общим требованием к такой системе является максимальное упрощение процесса цифровой обработки, унификация интерфейсов, принципов работы различного программного обеспечения, отказ от использования стереорежима.

В рамках данной концепции разработан программный пакет MonoSDS, расширяющий возможности цифровой фотограмметрической станции SDS по обработке цифровых материалов космической, воздушной и наземной съёмки в монорежиме. К его основным функциональным возможностям относятся:

- Привязка снимков различного типа к растровым и векторным картам по опорным точкам и по контурам в интерактивном режиме;

- Импорт и экспорт данных о геопривязке цифровых изображений для распространённых ГИС-систем (МарШю, Аг^К, GeoTiff);

- Возможность выполнения аналитической пространственной фототриангуляции с использованием программного комплекса РНОТОСОМ;

- Перенос информации со снимка на карту (рисовка контуров по одиночному снимку);

- Трансформирование контуров с использованием различного типа преобразований (в зависимости от исходной информации);

- Трансформирование снимков;

- Обновление цифровых карт, топографической информации в геоинформационных системах;

- Совместимость с форматами и классификаторами распространённых в России типов цифровых карт.

MonoSDS предназначен для создания и обновления контурной части цифровых карт и планов по материалам съёмок различных видов. Его отличительной особенностью является наличие двух графических панелей, каждая из которых может одновременно отображать растровое изображение и цифровую картографическую информацию.

Две графические панели могут использоваться для решения традиционных задач стереофотограмметрии путём идентификации соответствующих точек, изображенных на разных снимках съёмочного маршрута. С их помощью также удобно выполнять пространственную привязку данных по опорным точкам в интерактивном режиме, а двунаправленный обмен векторными данными между панелями позволяет выполнять обновление фрагментов цифровой карты. Координатная связь между графическими панелями и различные режимы отображения позволяют визуально контролировать корректность собранной семантической информации, не перегружая цифровой снимок. При необходимости на экране можно оставить только одну из графических панелей.

Программа обладает широкими возможностями по динамическому трансформированию данных. В настоящий момент реализованы модули для выполнения аффинного преобразования, проективного преобразования, трансформирования по зонам, радиального трансформирования второго порядка (для компенсации дисторсии), эпиполярного трансформирования, преобразования данных по законам центральной проекции. Модули трансформирования могут гибко сочетаться между собой. Для привязки снимков при отсутствии достаточного количества точно идентифицируемых опорных точек привязка может выполняться по контурам цифровой карты в интерактивном режиме. В этом случае оператор визуально совмещает характерные контура цифровой карты с контурами на снимках, добиваясь наилучшего совпадения. Такой режим необходим, например, для привязки снимка лесной территории с заросшими ориентирами по элементам квартальной сети. Результаты привязки цифровых изображений могут быть использованы в распространённых ГИС-системах, таких как MapInfo, ERDAS Imagine, ArcGlS и др.

В MonoSDS может быть выполнена строгая фотограмметрическая обработка одиночных снимков путём их внутреннего и внешнего ориентирования, а при использовании программного комплекса PHOTOCOM

- также пространственная фототриангуляция.

MonoSDS выполняет общее управление комплексом программ MonoSDS и PHOTOCOM, осуществляет сбор необходимой для пространственной фототриангуляции информации и использует результаты сгущения опорных данных для привязки и трансформирования аэрофотоснимков, первичного сбора картографической информации.

Характерной особенностью MonoSDS является возможность динамического трансформирования не только векторных данных, но и цифровых изображений. При наличии матрицы рельефа возможно выполнение ортофототрансформирования.

Функции редактирования векторной и семантической информации снабжены функцией многоуровневого отката и возврата произведённых изменений, включая групповое удаление объектов [1]. Состояние редактируемой картографической информации фиксируется только при выполнении операции сохранения. В случае использовании дополнительного модуля-сервера возможно одновременное редактирование общей картографической базы данных разными пользователями. Данная функция может быть использована для параллельной оцифровки материалов маршрутной или блочной аэрокосмической съёмки. При этом реализованные функции разрешения конфликтных ситуация исключают одновременное редактирования одного и того же контура разными пользователями, а все выполненные одним пользователем действия после подтверждения произведённых изменений немедленно отображаются на рабочих местах других пользователей, подключённых к общей картографической базе.

Одной из главных задач, решённых в MonoSDS, является задача совместимости программного обеспечения с различными форматами цифровой картографической информации. Это достигнуто за счёт использования гибкого информационного обеспечения [2]. Под информационным обеспечением здесь понимается система классификации и кодирования семантической информации, правила отображения картографических объектов в условных знаках, правила пространственнологического описания объектов. С помощью встроенного программного обеспечения можно описать не только общую структуру классификатора, но и правила взаимодействия его отдельных полей. Проведённые эксперименты показали, что таким образом можно успешно моделировать такие разные по строению классификаторы, как MapInfo, ArcView, ЦФС ЦНИИГАИК, «Нева», «Панорама». Библиотека условных знаков также может быть настроена в соответствии с используемым классификатором и требованиями заказчика.

В результате использования настраиваемого информационного обеспечения MonoSDS получил возможность работать практически с любыми цифровыми картами. Это особенно важно при обновлении карт, используемых в различных ГИС-проектах, так как в случае несоответствия информационного обеспечения цифровой карты и ЦФС значительная часть накопленной пользователями семантической информации может быть утрачена.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Никитин, В.Н. Разработка модуля управления пространственными данными для использования в распределённых цифровых фотограмметрических системах [Текст] / В.Н. Никитин // Фотограмметрические технологии в XXI веке: Сб. материалов науч. -

технической конф., посвящённой 60-летию кафедры фотограмметрии и дистанционного зондирования. 9-11 декабря 2003 г. / СГГА. - Новосибирск, 2003. - С. 35-39.

2. Никитин, В.Н. Подсистема классификации для цифровой фотограмметрической станции [Текст] / В.Н. Никитин // Сб. науч. тр. аспирантов и молодых учён. Сиб. гос. геодез. акад. / Под общ. ред. Т.А. Широковой. - Вып. 2. - Новосибирск: СГГА, 2005. - С. 7-13.

© А.П. Гук, В.Н. Никитин, 2007