Забезпечення фотограмметричних проектів опорною інформацією, отриманою з великомасштабних аерознімків

https://doi.org/10.23939/istcgcap2018.01.065
Надіслано: Січень 03, 2018
Автори:
1
Національний університет “Львівська політехніка”

Мета. Постійне зростання об’ємів дистанційно отримуваної інформації про місцевість ставить перед науковцями та практиками складні завдання щодо якісного  її опрацювання у сенсі оперативності, повноти, тематичної та геометричної точності. Важливою передумовою виконання цих завдань є забезпечення знімків опорною інформацією. Вона необхідна для виконання фотограмметричного процесу геометричної корекції зображень та представлення цих зображень і створених на їх основі геоінформаційних продуктів у визначеній картографічній проекції та системі координат. Аналіз наявних у сучасній фотограмметрії методів вказує на значні перспективи застосування геоприв’язаних зображень для перенесення геодезичної інформації на нові знімки. У нашому трактуванні ці геоприв’язані зображення називають «опорні образи», бо це зображення об’єктів, геодезичне положення яких чітко визначене. Не слід ототожнювати це поняття з опорною точкою з її класичним визначенням. Основною метою роботи є розроблення способу отримання опорних образів і перенесення цих образів на аеро- або космічні знімки місцевості. Для досягнення поставленої мети ми розробили спосіб опрацювання аерознімка чи серії різномасштабних аерознімків, який/які є інформаційним джерелом для створення опорних образів. Перевірити дію розробленого способу для забезпечення блока архівних аерофотознімків опорною інформацією пропонується експериментально. Методика та результати роботи. Відповідно до поставленої мети виконано аналіз літературних джерел, які описують новітні способи забезпечення опорною інформацією аеро- та космічних знімків. Ми пропонуємо використовувати БПЛА, найкраще вертолітного типу, для отримання серії аерознімків з різних висот над опорною точкою. Зображення опорної точки (опорний образ) на знімку найбільшого масштабу надійно розпізнаються оператором або автоматично за її наперед сформованим еталонним зображенням. Далі виконується кореляційний пошук образу опорної точки послідовно на зображення меншого масштабу. Таким чином відбувається перенесення положення опорної точки на знімок, що підлягає геоприв’язці. Cпосіб дає можливість виконувати геодезичні роботи на місцевості після процесу основного аерознімання, вибираючи положення опорних точок відповідно до конфігурації реального фотограмметричного блока аерознімків. Не обов’язковим є наявність чітких контурів на місцевості. Наукова новизна та практична значущість. Вперше конкретизовано зміст поняття «опорний образ» для задач геометричної корекції та геоприв’язування аеро- та космічних знімків. Запропоновано спосіб отримання опорного образу з БПЛА- аерознімка або серії різномасштабних аерознімків. Дію способу продемонстровано на прикладі забезпечення опорною інформацією блоків аерознімків малоконтурної місцевості. Результати апробації запропонованого способу дають змогу ефективніше виконувати геодезичне забезпечення фотограмметричних проектів за рахунок відмови від фізичного маркування місцевості перед аерозніманням.

  1. Блохинов Ю. Б., Горбачев В. А. Привязка наземных объектов на аэрофотоснимках на основе анализа контуров. Известия Российской академии наук. Теория и системы управления. М., №5. 2011. С.66-77.
  2. Бошнякович И. Д., Глебовский Ю. С. Фотопривязка аэрогеофизических маршрутов и аномалий. – М.: Госгеолтехиздат, 1963. - 171с.
  3. Книжников Ю.Ф., Кравцова В.И., Балдина Е.А., Гельман P.Н., Зинчук Н.Н., Золотарев Е.Л., Лабутина И.А., Харьковец Е.Г., Коцеруба А.Д. Цифровая стереоскопическая модель местности: Экспериментальные исследования. Монография. Под ред. Ю.Ф. Книжникова. - М.: Научный мир, 2004. - 244 с.
  4. Некрасов В. В. Разработка технологии использования снимков высокого пространственного разрешения при построении цифровой модели рельефа по материалам космических съемок. Специальность 25.00.34 «Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия». Автореферат диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук. Москва –2008. -23с.
  5. Форсайт Дэвид, Понс Жан. Обработка изображений современный подход. М.: Вильямс, 2004. — 928 с. 
  6. Широкова Т.А., Чермошенцев А.Ю., Бармитова А.Т. Исследование точности визирования на точки космических снимков высокого и среднего разрешения (Investigation of sighting accuracy of medium and high resolution satellite images) // Вестник СГУГиТ (Сибирского государственного университета геосистем и технологий). 2010. №2 (13). стр.31-36.
  7. Шкурченко Ю. В. Фотограмметричне калібрування знімків при побудові мереж аналітичної фототріангуляції:  дис. канд. техн. наук: 05.24.02 / НУ «Львівська політехніка»;. Львів, 2004. -143с.
  8. Berveglieri A., Tommaselli A. Multi-Scale Matching for the Automatic Location of Control Points in Large Scale Aerial Images Using Terrestrial Scenes. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences. 2014, Vol. XL-3/W1. Available from: https://www.researchgate.net/publication/263005459_Multi-Scale_Matching_for_the_Automatic_Location_of_Control_Points_in_Large_Scale_Aerial_Images_Using_Terrestrial_Scenes
  9. Cheng-Chien Liu, Po-Li Chen. Automatic extraction of ground control regions and orthorectification of remote sensing imagery. OPTICS EXPRESS. 2009, Vol. 17, No. 10, pp. 7970-7984.
  10. Grussenmeyer P., Al Khalil O. Solutions for exterior orientation in photogrammetry, a review. The photogrammetric record, an international journal of photogrammetry. 2002, No. 17(100), pp.615-634.
  11. Dorozhynskyy, O., Tukaj, R. Fotogrammetria (Photogrammetry). Wydawnictwo Politechniki Lwowskiej, Lwow-Krakow, 2009, 315 pp.
  12. Hamidi M., Samadzadegan F. Precise 3D geo-location of UAV images using geo-referenced data. The International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Volume XL-1/W5, 2015 International Conference on Sensors & Models in Remote Sensing & Photogrammetry, 23–25 Nov 2015, Kish Island, Iran. pp.269-275.
  13. Höhle J. Automatic orientation of the aerial images on database information. OEEPE, Official publication Nr. 36. 1999, pp.71-117.
  14. Höhle J. OEEPE Project-Automatic Orientation of Aerial Images by Means of Existing Orhoimages and Height Data. Newsletter OEEPE. 1998, No. 2, pp. 5-9.
  15. Jaw J.J., Wu Y.S. Automatic Photo Orientation via Matching with Control Patches. ISPRS Archives – Volume XXXV Part B3, 2004 XXth ISPRS Congress Technical Commission III July 12-23, 2004 Istanbul, Turkey, pp.1168-1172. Available from: http://www.isprs.org/proceedings/XXXV/congress/comm3/papers/443.pdf
  16. Jędryczka R. Automatyzacja procesu wyznaczania elementów orientacji zewnętrznej Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji. Kraków. 2000, vol. 10, str. 44-1: 44-10. Available from:   http://kfit.uwm.edu.pl/renataj/publikacje/Jedryczka_Krakow_2000.pdf
  17. Läbe T., Ellenbeck K.H. 3D-Wireframe Models as Ground Control Points for the Automatic Exterior Orientation. In: International Archives for Photogrammetry and Remote Sensing. 1996, Part B2, Vol.31, pp. 218-223.
  18. Li R., Zhou G., Schmidt J., Fowler C., Tuell G. Photogrammetric processing of high-resolution airborne and satellite linear array stereo images for mapping applications, International Journal of Remote Sensing. 2002, vol. 23, no. 20, pр.4451-4473.
  19. Ma Z., Wu X., Yan L., Xu Z. Geometric Positioning for Satellite Imagery without Ground Control Points by Exploiting Repeated Observation. Sensors (Basel, Switzerland). 2017, 17(2), 240. Available from: http://www.mdpi.com/1424-8220/17/2/240/pdf
  20. Müller R., Krauß T., Schneider M., Reinartz P. Automated georeferencing of optical satellite data with integrated sensor model improvement. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing. Vol.78, No.1, January 2012, pp. 61–74. Available from:  http://www.ingentaconnect.com/contentone/asprs/pers/2012/00000078/00000001/art00005?crawler=true
  21. Müller R., Krauß T., Schneider M., Reinartz P. A Method for Geometric Processing of Optical Satellite Images Using Automatically Determined Ground Control Information. Canadian Geomatics Conference 2010, 15 June - 18 June, Calgary, Canada. Available from: http://elib.dlr.de/65227/1/ISPRS-RM-reduced.pdf
  22. OEEPE Seminar Report. By Jie Shan, University of Gävle, Sweden. 1999. Available from: http://www.isprs.org/publications/highlights/highlights0402/oeepe-report.pdf
  23. Paszotta Z. Matching Orthoimages and Direct Method Determining Exterior Orientation Elements.  European Organization for Experimental Photogrammetric Research.Official Publication No.36, 1999b, pp.145-150.
  24. Paszotta Z. Method of Exterior Orientation of Aerial Images by Matching Orthoimages. Dissertations and Monographs 28, University of Warmia and Mazury in Olsztyn, 1999.
  25. Potůčková M. Image matching and its application in photogrammetry. Ph.D. thesis, Czech Technical University in Prague, 2004.
  26. Potůčková M. MATLAB and photogrammetric applications // Available from: http://www2.humusoft.cz/www/papers/tcp05/potuckova.pdf
  27. Shan J. An Approach to Single Image Automatic Orientation and Point Determination by Using Ortho-Image and DTM. Photogrammetric Record. 2001, 17(98), pp.343-353.
  28. Tang S., Wu B., Zhu Q. Combined adjustment of multi-resolution satellite imagery for improved geopositioning accuracy. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing. 2016, Vol. 114, pp. 125-136.