Оценка точности цифровых ортофотопланов Текст научной статьи по специальности «Строительство и архитектура»

УДК 528.7(203):528.93 Г.С. Парфенова Омск

ОЦЕНКА ТОЧНОСТИ ЦИФРОВЫХ ОРТОФОТОПЛАНОВ

Ортофотопланы широко используются в качестве плановокартографической основы при создании планов и карт местности. Технологический процесс создания ортофотопланов предусматривает построение пространственной фототриангуляции, создание цифровой модели рельефа, трансформирование снимков и оформление планшетов. Оценка точности осуществляется на каждом технологическом этапе. Таким образом, получают набор оценок, которые связаны между собой лишь тем, что они либо соответствуют, либо не соответствуют допускам инструкции. Вариации оценок в пределах допустимой точности не связывают с результирующей точностью ортофотопланов. Объективное представление о точности фотоплана можно получить лишь по контрольным точкам. Недостаток такой оценки очевиден, так как количество контрольных точек ограничено.

В статье д.т.н. Мышляева В.А. [1] представлена методика оценки точности ортофотопланов, позволяющая получить результирующую оценку на основе учета погрешностей значимых технологических этапов.

В ФГУП «Госземкадастрсъемка»-ВИСХАГИ Западно-Сибирском филиале выполнено исследование достоверности данной методики на основе анализа результатов экспериментальных работ по цифровой аэрофотосъемке местности и созданию ортофотопланов.

Сущность методики оценки точности ортофотопланов [1] заключается в следующем. Точность цифровых ортофотопланов определяется: масштабом исходных фотоснимков; ошибками элементов внутреннего, взаимного и внешнего ориентирования исходных фотоснимков; ошибками цифровой модели рельефа (ЦМР); величиной пикселя сканирования исходных фотоснимков и др. В конечном итоге погрешность трансформированного изображения характеризуется погрешностями фотограмметрического построения, характеризуемого расхождениями координат связующих и опорных точек, и погрешностями съемки рельефа. Предлагается формула для вычисления ошибки положения точки на ортофотоплане:

тофп =л](тф ХМсн У + тГ + {тАг ХМофп У , (!)

где Шф - фотограмметрическая ошибка,

тГ - геодезическая ошибка,

Мсн и Мофп - знаменатель масштаба исходных фотоснимков и

создаваемого ортофотоплана,

тд - ошибка ортофотоизображения, обусловленная влиянием рельефа местности (мм).

Можно убедится в согласованности данной методики с допусками Инструкции [2] по отдельным технологическим этапам. Согласно

Инструкции средняя величина погрешности в плановом положении точки плане не должна превышать 0,5 мм в масштабе создаваемого ортофотоплана. Остаточные средние погрешности плановых координат на опорных геодезических точках после внешнего ориентирования сети не должны превышать 0,2 мм в масштабе карты (плана), на связующих точках этот допуск равен 0,2 мм в масштабе карты (плана). Точность и плотность узлов ЦМР должна обеспечивать определение высот элементарных участков цифрового трансформированного снимка с погрешностями не более 0,4 мм в масштабе карты (плана).

Подставив допуски в формулу (1), получим:

тофп = л/(0,2 мм)2 + (0,2 мм )2 + (0,4 мм)2 = 0,5 мм

Очевидно, что методика оценки точности ортофотопланов, предложенная В.А. Мышляевым, не противоречит предписаниям Инструкции.

Представленная методика использовалась нами для оценки точности цифровых ортофотопланов, полученных на цифровой фотограмметрической станции «PHOTOMOD».

Ортофотопланы создавались на два райцентра Омской области. Исходными данными для создания ортофотопланов были цифровые снимки масштаба 1:20000 с размером кадра 36*36 мм, полученные цифровой фотокамерой

HASSELBALD SINAR с фокусным расстоянием объектива 40 мм. Первый блок аэроснимков состоял из 142 снимков и содержал 18 маршрутов. Количество опорных точек - 16. Площадь съёмки - 18,57 кв. км. Второй блок аэроснимков состоял из 142 снимков и содержал 6 маршрутов. Количество опорных

точек - 16. Количество контрольных точек - 5. Площадь съёмки - 10 кв. км. Ортофотопланы создавались в масштабе 1:2000.

В результате пространственной фототриангуляции и построения ортофотомозаики были получены ошибки, представленные в табл. 1.

Таблица 1

Показатели Допуск Блок 1 Блок 2

Значения (м) Кол-во точек Значения (м) Кол-во точек

Шф 0.4 0,24 1200 0,14 680

тГ 0.4 0,36 16 0,26 16

Шдг 0.8 0,44 924 0,96 1540

Контрольные точки 0.6 - - 0.9 5

Подстановка полученных значений в формулу (1) и сравнение полученное практическим путем значение ошибки тофп с её теоретическим значением:

Блок 1 тофи = ^(0,24м)2 + (0,36м)2 + (0,44м)2 = 0,62м .

Блок 2 то^ = ^/(0,14м)2 + (0,26м)2 + (0,96 м)2 = 1,0м.

Средняя величина погрешности в плановом положении точки не должна превышать 0,5 мм в масштабе создаваемого ортофотоплана. Для ортофотоплана масштаба 1:2000 эта величина составляет 1 метр. Сравнив полученную ошибку тофп = 0,60 м и тофп = 1,0 м с допустимой т^п = 1,0 м, делаем вывод о целесообразности применения данной методики оценки точности цифровых ортофотопланов в практических целях.

Точность второго ортофотоплана была дополнительно оценена по расхождениям координат пяти контрольных точек и была получена ско контрольных точек т = 0,9 м. Сравнивая полученное значение с т офп = 1,0 м, делаем вывод об удовлетворительной точности полученного ортофотоплана.

На основе данной технологии разработаны методические указания по оценке точности цифровых ортофотопланов местности, полученных на ЦФС «Photomod». Методические указания с приведением основных контрольных операций и допусков внедрены в производство в ФГУП «Госземкадастрсъёмка» - ВИСХАГИ Западно-Сибирском филиале.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Мышляев, В.А.. Оценка точности цифровых ортофотопланов // Геодезия и картография.- 2005. - №5. - С. 25 - 27.

2. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов. - М.: ЦНИИГАиК, 2002, 98 с.

© Г.С. Парфенова, 2006