CC BY
121
УДК 528.852 С.Е. Москаленко
ЗАО НПП «Центр Прикладной Геодинамики», Нижневартовск
ПРОИЗВОДСТВЕННЫЙ ОПЫТ СОЗДАНИЯ ОРТОФОТОПЛАНОВ МАСШТАБА 1 : 25 000 С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ КООРДИНАТ ЦЕНТРОВ ПРОЕКТИРОВАНИЯ
В последнее время стало актуальным применение GPS-технологий при создании планово-картографической основы топографических и земельнокадастровых карт и планов. Применение цифровых методов фотограмметрии в практике создания или обновлении топографических, кадастровых и др. карт стало реальностью сегодняшнего дня. На данном этапе развития появился интерес к пространственной аналитической фототриангуляции с использованием координат центров проектирования, полученных с помощью спутниковых измерений, что позволяет уменьшить стоимость работ по сгущению опорных сетей. В общем случае координаты опорных точек, как правило, определяются геодезическими методами в полевых условиях, что требует значительных временных и финансовых затрат. Экономия при использовании полетных GPS-измерений заключается в том, что для большинства таких проектов требуется меньшее количество точек наземного обоснования или даже полное их отсутствие.
В ЗАО НПП «Центр прикладной геодинамики» были проведены исследования точности фотограмметрической обработки снимков с использованием бортовых GPS-измерений. В ходе эксперимента в рамках реального проекта было выполнено уравнивание фототриангуляционного блока и построение ортофотопланов масштаба 1 : 25 000 с использованием различных исходных данных на Самотлорский лицензионный участок.
На предприятии «Центр прикладной геодинамики» при помощи собственного оборудования выполняется полный производственный цикл работ от аэрофотосъемки и изготовления картографической продукции до землеустроительных работ с постановкой на кадастровый учет земельных участков.
Аэрофотосъемка выполнялась на собственном самолете АН-30. На борту самолета установлена система управления процессом съемки ASCOT для определения навигационных параметров во время съемки, которая полностью синхронизирована с камерой RC-30 фирмы Leica (Швейцария) и гиростабилизирующей платформой RAV30. В систему, кроме бортового компьютера, входят также дисплей для пилота и терминал оператора. Информация, отображаемая на дисплее, существенно облегчает пилоту «заход» на съемку и контроль полета по заданной траектории движения. Оператор на терминале видит и контролирует в реальном режиме времени весь процесс аэрофотосъемки, текущую траекторию полета, отклонения от проекта работы, азимут, скорость движения, количество отснятых кадров и т.д.
С целью определения координат центров проектирования для каждого снимка на борту самолета наряду с аэрофотосистемой установлен GPS-приемник, который определяет геоцентрические координаты местоположения
самолета (точнее, антенны GPS-приемника) с интервалом 0,5 сек. Для обеспечения высокой точности определения координат центров проектирования используется дифференциальный метод, для реализации которого на земле в районе выполнения аэрофотосъемки, на точке с известными с высокой точностью координатами, устанавливается второй (базовый) GPS-приемник. Постобработка результатов измерения бортовым и наземным GPS-приемниками производится в программе Flykin Suite+. В конечном итоге координаты точек фотографирования определяются в любой необходимой системе координат с точностью 10-30 см. Чем меньше расстояние между бортовым и базовым приемниками, тем выше точность определения координат центров проектирования.
Для построения ортофотопланов использовались цветные спектрозональные снимки масштаба 1: 40 000, полученные
аэрофотосистемой RC-30 с фокусным расстоянием f=153,44 мм, отсканированные на фотограмметрическом сканере «Дельта» с разрешением 16 мкм. Размер блока фототриангуляции составлял 9 маршрутов по 15-22 снимков.
Уравнивание блочной сети фототриангуляции, построение цифровой модели рельефа и создание ортофотоплана производилось с использованием программного комплекса «Талка». Измерение координат связующих точек выполнялось на всех снимках, на которых эти точки изображены. Как правило, в продольном перекрытии снимков измерялись координаты 30 точек, расположенных равномерно по стереопаре. В межмаршрутных перекрытиях снимков измерены координаты 18 связующих точек. На этапе уравнивания фототриангуляции и внешнего ориентирования блока дополнительно использовался модуль программы «Orima» фирмы Leica, который позволяет более точно выявить грубые ошибки в опознавании и измерении связующих и опорных точек, что облегчает и ускоряет процесс уравнивания блока сети. Цифровая модель рельефа была построена с шагом сетки 10 м.
В ходе экспериментальных работ было выполнено семь вариантов по построению ортофотопланов с различными исходными данными. В первом варианте использовались 49 опорных точек, равномерно расположенных по всему блоку и центры проектирования. Во втором тесте использовались только опознаки, в третьем - только центры проектирования. В четвертом варианте участвовали восемь опознаков, расположенных по углам блока, в пятом тесте - те же опознаки и центры проектирования. В шестом тесте число опорных точек было уменьшено до 5, расположенных хаотично, в седьмом тесте число и расположение точек осталось тем же, что и в шестом, но дополнительно использовались координаты центров проектирования. После каждого варианта уравнивания сети фототриангуляции было построено три листа ортофотоплана в разграфке масштаба 1:25000 на разные участки блока: два по краям и один в центре. Оценка точности
ортофотопланов выполнялась в программе MapInfo по одним и тем же 13
контрольным точкам. Окончательные результаты эксперимента представлены в таблице.
Таблица. Точность построения ортофотопланов
Средние погрешности планового положения контрольных точек, м
Без опознаков 49 опознаков, равномерно расположенные по объекту 8 опознаков по углам объекта 5 опознаков, хаотично расположенных по объекту
Без координат центров проектирования - 1,55 1,61 1,85
С использованием координат центров проектирования 9,40 1,13 1,45 1,55
Из анализа результатов, приведенных в таблице, можно сделать следующие выводы.
1. Для создания ортофотопланов масштаба 1: 25 000 достаточно использовать только координаты центров проектирования, т.к. полученные средние погрешности планового положения контрольных точек полностью удовлетворяют требованиям точности создания карт данного масштаба (0,5 мм в масштабе создаваемого фотоплана или 12,5 м на местности).
2. Достигнутая точность определения планового положения точек местности позволяет сделать вывод, что по снимкам масштаба 1: 40 000 можно создавать ортофотопланы масштаба 1: 5 000, при этом используя координаты центров проектирования и только 5 опорных точек, хаотично расположенных по объекту. Как видно из таблицы, количество опорных точек и их расположение на объекте не существенно повлияло на точность построения ортофотоплана. Это связано с тем, что территория Самотлорского лицензионного участка представляет собой равнинную слабозалесенную местность с большим количеством контуров, что позволило выполнить построение сети фототриангуляционного блока с высокой степенью точности.
3. Во всех случаях обработки снимков использование координат центров проектирования позволило повысить точность конечных результатов.
© С.Е. Москаленко, 2005
