CC BY
111
УДК 528.73
А.С. Ессин, С.С. Ессин
ОмГАУ, Омск
ТЕХНОЛОГИЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЭРОФОТОСНИМКОВ, ПОЛУЧЕННЫХ С БПЛА, В ЦЕЛЯХ СОЗДАНИЯ ОРТОФОТОПЛАНОВ
A.S. Essin, S.S. Essin
West-Siberian Branch of FSUE «Goszemkadastrsjemka»-VISHAGI 4, Mira Avenue, Omsk, 644080, Russian Federation
TECHNOLOGY ОР FOTOGRAMMETRICAL PROCESSING OF AEROFOTOIMAGES, GOT WITH UFM, IN PURPOSE OF THE CREATION ORTOFOTOPLANS
The description unmanned air photography complex happens to in article, particularities got airphoto and applicable ways of the processing. The Put problem of the processing fotogrammetry networks from airphoto, got with unmanned flying machine, on base of the method of the ligaments.
Цифровые малоформатные фотокамеры получили широкое применение в фотограмметрии.По материалам аэросъемок такими камерами оперативно обновляются и создаются планы на небольшие участки местности.
В Западно-Сибирском филиале ФГУП «Госземкадастрсъемка»-ВИСХАГИ разработан беспилотный аэрофотосъемочный комплекс. Составными частями комплекса являются:
- Радиоуправляемая авиамодель «Эльф» ПП-40. Авиамодель развивает скорость горизонтального полета 50-80 км/ч. Рабочая высота полета колеблется в пределах от 200 до 600 метров;
- Цифровая фотокамера Sony DSC-P200. ПЗС-матрица фотокамеры содержит около 7,2 млн. пикселей. Диапазон фокусных расстояний: 7,9-23,7 мм;
- Комплект телевизионно-телеметрического оборудования.
Беспилотный аэрофотосъемочный комплекс позволяет оперативно выполнять цифровую аэрофотосъемку локальных участков местности, площадью до 10 кв. км.
Материалы аэрофотосъемки, выполняемой с беспилотной авиамодели, имеют следующие особенности (рис. 1):
- Аэрофотосъемочные маршруты не прямолинейны;
- Аэрофотоснимки могут иметь существенные взаимные углы наклона, разворота и значительную разномасштабность;
- Три последовательно полученных снимка могут не иметь зоны тройного перекрытия или эта зона имеет «не правильную» форму.
Обработка такой съемки с использованием цифровых фотограмметрических станций, ориентированных на обработку материалов классической аэрофотосъемки, не эффективна.
В Западно-Сибирском филиале ФГУП «Госземкадастрсъемка»-ВИСХАГИ разработаны алгоритмы и программное обеспечение для обработки материалов аэровидеосъемки, выполняемой с беспилотной авиамодели [2, 3, 5]. Ключевым звеном в технологии фотограмметрической обработки является метод «блочного трансформирования», который реализует задачу плановой фототриангуляции. Учет влияния рельефа осуществляется с использованием цифровой модели плановых радиальных смещений точек. По данной технологии созданы ортофотопланы масштаба 1 : 2 000 на общую площадь более 200 кв. км.
Аэрофотоснимок полученный с беспилотной авиамодели
- - Линия соединяющая центры кадров аэрофотоснимков
Рис. 1. Схема блока из аэрофотоснимков, полученных с беспилотной
авиамодели
С использованием указанной технологии обработки можно определять только плановые координаты точек местности, ее применение в горных районах
недопустимо. Поэтому следующим этапом совершенствования технологии фотограмметрической обработки материалов аэрофотосъемки, выполняемой с беспилотной авиамодели, был выполнен переход к пространственному фототриангулированию.
Материалы аэрофотосъемки полученные с беспилотной авиамодели обрабатываются в следующей последовательности.
На первом этапе выполняется отбор снимков. Критерии отбора снимков: высота фотографирования, углы наклона и качество изображения.
Затем выполняется калибровка снимков, в результате которой устраняются нелинейные искажения на снимке и определяется его фокусное расстояние.
Далее выполняется создание электронного накидного монтажа и формирование фотограмметрического блока. Электронный накидной монтаж создается путем последовательного подориентирования снимков к электронному накидному монтажу. При этом выполняется их трансформирование с использованием проективных преобразований.
На электронном накидном монтаже указывается положение опорных точек. Блок фототриангуляции формируется с учетом расположения опорных точек на электронном накидном монтаже, при этом из электронного накидного монтажа удаляются избыточные снимки.
Затем на электронном накидном монтаже задается проектное положение связующих точек и выполняется измерение координат каждой точки на всех снимках где она изобразилась с применением коррелятора.
Приближенные значения элементов внешнего ориентирования, необходимые для уравнивания сети, определяются в два этапа:
1. Грубое определение элементов внешнего ориентирования на основе данных электронного накидного монтажа.
Плановые координаты центра фотографирования приравниваются координатам центра снимка на монтаже;
- Высота центра фотографирования приравнивается к высоте полета;
- Значение продольного и поперечного углов наклона устанавливается равным нулю;
- Значение угла разворота берется с электронного накидного монтажа.
2. Вычисляются приближенные значения элементов внешнего ориентирования на основе обратной фотограмметрической засечки. При этом в качестве координат точек местности используются координаты связующих точек определенных с электронного накидного монтажа на средней высоте.
Уравнивание блока фототриангуляции выполняется по методу связок [1, 4].
Цифровая модель рельефа, необходимая для ортотрансформирования, создается с использованием точек фототриангуляции, расположенных на поверхности земли, или используется цифровая модель рельефа, полученная от внешнего источника.
С использованием уравненных элементов внешнего ориентирования и цифровой модели рельефа выполняется ортотрансформирование снимков. По
ортотрансформированным снимкам проводятся линии порезов, выполняется выравнивание яркости и формируется ортофотоплан.
По данной технологии выполнялись производственные работы по созданию ортофотопланов масштаба 1:2 000 на территорию пяти населенных пунктов Омской области.
Оценка точности ортофотопланов показана в табл. 1.
Таблица 1. Контроль точности создания ортофотопланов
Название населенного пункта Кол-во оп. и контр. точек Остаточные отклонения на опорных и контрольных точках, м Допустимые отклонения, м
Средние Предельные Средние Предельные
п. Орехово 19 0,47 0,97 1,0 2,0
п. Желанное 25 0,68 1,25 1,0 2,0
п. Новоильиновка 16 0,32 1,20 1,0 2,0
п. Калинино 40 0,39 0,76 1,0 2,0
п. Хлебодаровка 25 0,37 0,95 1,0 2,0
Таким образом, точность изготовленных ортофотопланов удовлетворяет требованиям, предъявляемым при создании ортофотопланов масштаба : 2 000.
Перспективным направлением при обработке материалов аэрофотосъемки с беспилотной авиамодели являются, построение пространственной фототриангуляционной сети с самокалибровкой снимков.
БИБЛИОГРАФИЧЕСКИЙ СПИСОК
1. Антипов, И.Т. Математические основы пространственной аналитической фототриангуляции / И.Т. Антипов. - М.: Картгеоцентр -Геодезиздат, 2003. - 296 с.
2. Ессин, А.С. Разработка методики пространственной фотограмметрической обработки материалов цифровой аэрофотосъемки, полученной с беспелотного летательного аппарата./ А.С. Ессин, С.С. Ессин // Сб. материалов науч. гонгр. «ГЕО - Сибирь-2007», Т. 3. -Новосибирск: СГГА, 2007. - С. 48-52.
3. Ессин, А.С. Фотограмметрическая обработка материалов аэровидеосъемки для создания ортофотопланов : автореф. дис. ... канд. техн. наук / А.С. Ессин. - Омск, 2006. - 23 с.
4. Лобанов, А. Н. Фотограмметрия / А.Н. Лобанов. - М.: Недра, 1984. - 552 с.
5. Пат. № 2235292 Российская Федерация, G01 C11/30. Способ создания ортофотопланов по материалам аэровидеосъемки / Л.В. Быков, А.П. Макаров, Б.К. Малявский, А.С. Ессин, М.А. Шумилов. - № 2002128971; заявл. 29.10.02; опубл. 27.08.04, Бюл. № 24. - С. 536.
© А.С. Ессин, С.С. Ессин, 2009
