Технология обработки космических снимков с использованием свободно ориентированной пространственной модели, построенной по аэрофотоснимкам

Евстратова Л.Г.

УДК 528.7

Л.Г. Евстратова

СГГ А, Новосибирск

ТЕХНОЛОГИЯ ОБРАБОТКИ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ СВОБОДНО ОРИЕНТИРОВАННОЙ ПРОСТРАНСТВЕННОЙ МОДЕЛИ, ПОСТРОЕННОЙ ПО АЭРОФОТОСНИМКАМ

В последнее время широкое распространение получили космические снимки среднего и высокого разрешения, которые используются в первую очередь для решения различных задач мониторинга поверхности Земли, создания специальных карт и топографических карт достаточно крупного масштаба (до 1:2000). Космические многоспектральные снимки среднего разрешения получают такие системы, как Landsat (США), Spot (Греция), IRS (Индия).

Оперативный мониторинг заключается в получении по космическим снимкам дополнительных данных, выполнении ортотрансформирования и занесения данных в ГИС. Это требует «быстрой» привязки космических снимков.

Затем выполняется сравнение данных, хранящихся в ГИС и информации, полученной по новым ортофотопланам, созданным по космическим снимкам.

Проблема привязки снимков не является тривиальной. Дело в том, что в настоящее время основной метод привязки космических снимков основывается на использовании топографических карт более крупного масштаба. Однако, при использовании космических снимков высокого разрешения привязка по картам является весьма сложным и неэффективным процессом.

Современные космические съемочные системы позволяют также получить снимки с разрешением 0,6-1,5м на местности. К таким системам относятся OrbImage, OrbView,QшckBiгd (США).

В данной работе предлагается «привязка» космических снимков по блоку или маршруту аэрофотоснимков, полученных по свободно ориентированной модели [1]. На рис. 1 показана взаимосвязь между точками космического и аэрофотоснимков крупного масштаба.

Для трансформирования космических снимков следует идентифицировать точки на космическом снимке и точки на свободной модели построенной по аэрофотоснимкам и затем выполнить определение параметров, связывающих координаты точек космического и аэрофотоснимка.

Для предварительного трансформирования цифровых космических снимков возможно использовать аффинное преобразование:

(1)

хк, У к - координаты точек на космическом снимке;

X ,У - координаты точек свободной модели, построенной по аэроснимкам.

Рис. 1. Взаимосвязь точек космического снимка, сети аэрофотоснимков и

точек местности

Коэффициенты аффинного преобразования определяются путем решения уравнений вида (1). Затем координаты всех точек и контуров космического снимка перевычисляются в систему координат свободной сети (X, У) по формулам (1). Это позволит преобразовать космические снимки в ортогональную проекцию и использовать для работ, не требующих высокой точности.

Для получения более точных ортофотопланов требуется геодезически ориентировать свободную модель, построенную по аэрофотоснимкам. Трансформирование космических снимков следует осуществлять после геодезического ориентирования свободной сети.

На первом этапе осуществляется ориентирование свободной сети по опорным точкам в соответствии с известной формулой:

&ХГ¥гZг = °0{х0Т070 } + А • °ХУ2 ' * • (2)

По формуле (2) вычисляются элементы внешнего ориентирования модели, где Ао - матрица направляющих косинусов угловых элементов внешнего ориентирования модели £, п, 0;

СЦ^оУс^о} - координаты начала фотограмметрической системы

координат в геодезической системе;

GхYZ - координаты точки модели в свободной системе координат;

* - масштабный коэффициент.

Затем координаты точек и контуров перевычисляются в геодезическую систему координат по формулам:

СХг^г = С°{Х^0Z0 } + А0 • GXY • * • (3)

Экспериментальные работы показали, что вставка точек по свободно ориентированной сети обеспечивает точность определения координат и контуров и получение цифровых трансформированных снимков до масштаба 1:25 000. После геодезического ориентирования сети возможно определить координаты по космическим снимкам и создать ортофотоплан с точностью, соответствующей внутренней метрической точности исходного космического снимка. То есть, по космическим снимкам высокого разрешения можно обновлять карты до масштаба 1:2000.

БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК

1. Евстратова Л.Г. Технология создания цифровых карт в свободно системе координат // Геодезия и картография. - 2004. - № 9 - С. 42 - 44.

Похожие темы научных работ по строительству и архитектуре , автор научной работы — Евстратова Л. Г.