CC BY
39
УДК 528.48 В.Н. Полещенков
ОАО ПИ «Новосибгражданпроект», Новосибирск
Л.С. Любивая
СГГ А, Новосибирск
ТОЧНОСТЬ ОБРАБОТКИ СНИМКОВ ЦИФРОВЫХ ФОТОАППАРАТОВ ПО ПРОГРАММЕ MAPPHOTO ПРИ ОБНОВЛЕНИИ КРУПНОМАСШТАБНЫХ ПЛАНОВ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ ПРОЕКТИРОВАНИЯ И СТРОИТЕЛЬСТВА
V.N. Poleshchenkov
«Novosibgrazhdanproyekt», Novosibirsk L.S. Lyubivaya SSGA, Novosibirsk
ACCURACY OF DIGITAL CAMERAS PICTURES PROCESSING BY MAPPHOTO PROGRAM WHEN REVISING LARGE-SCALE PLANS FOR DESIGNING AND CONSTRUCTION
When using non-special camera-devices under arbitrary photographing conditions the accuracy of pictures processing is ensured by mathematical methods and software to receive a final product of the preset accuracy. The requirement to the program is therefore the possibility of processing in the absence of the data on the inner orientation elements and systematic camera distortions.
These requirements are completely met by the program complex MapPhoto. The program was successfully used for processing the pictures of the mark with different vertical angles (up to 30 degrees) and the pictures of the real terrain taken by digital camera Canon EOS 1Ds MARK III, 21 megapixel. The results of all marks processed by MapPhoto showed that the maximal discrepancy between any point and its theoretical position does not exceed 0.8 mm, mean square error being 0.3 mm.
В настоящее время очень часто приходится решать задачу обновления городских территорий (от сотни до нескольких тысяч гектаров) на топографических планах для проектирования инженерных сетей, дорог, объемного проектирования, создания опорных планов и разработки генпланов различных уровней. При этом задачу приходится решать в кратчайшие сроки с минимальными экономическими затратами и точностью, соответствующей, как правило, точности топографических планов масштабов 1:5000-1:500. Участвуя в тендерах, выигрывает тот исполнитель, который заявляет минимальную цену при равенстве других условий. Выиграв, исполнителю приходится оптимизировать выполнение работ на всех этапах, начиная с получения обновленных топографических планов.
В условиях ограниченных средств необходимо применять современные технологии, так как наземная съемка для больших территорий очень затратна по деньгам и по времени. Такими технологиями является аэрофотосъмка с малых и средних летательных аппаратов с применением профессиональных цифровых фотоаппаратов высокого разрешения. Использование неспециализированной съемочной аппаратуры при произвольных условиях фотографирования
перекладывает задачу обеспечения точности обработки таких снимков на математические методы и программное обеспечение с целью получения конечного продукта заданной точности.
Фирма АЭРО-СОЮЗ выполнила съемку с использованием вертолета Robinson R-44. Высота полета над уровнем моря составила 500м ±30м. Высота над поверхность с учетом рельефа в среднем 400м. При проведении аэрофотосъемочных работ был использован комплекс PHTOLITE, в состав которого входит навигационный компьютер на базе КПК. В задачу навигационного компьютера входит визуализация полета и самого процесса фотографирования: границы кадров, трек и т.д., а также выдача сигнала фотографирования в зависимости от заданного перекрытия. S-поворотная платформа позволяет устранять угол сноса, другие углы не компенсируются. Для съемки использовался цифровой фотоаппарат Canon EOS IDs MARK III, 21 мегапиксель, с фокусным расстоянием 45мм и матрицей 5616 на 3744 пикселей (24 на 36 мм) с неизвестными x0,y0 и картой систематических искажений. В результате были получены снимки с разрешением 1 пиксель на снимке или 6.9 см на местности.
Прежде, чем приступить к масштабной обработке всех снимков, необходимо было убедиться в том, как программа MapPhoto справится с систематическими ошибками камеры. Для этой цели были сфотографированы и обработаны марки с различными углами наклона (рис. 1, 6). Размер ячейки такой марки составил 3 см на 3 см. Одна марка (рис. 1, 2) была сфотографирована во фронт. Вторая марка (рис. 3, 4) была сфотографирована с малыми углами наклона. Третья марка (рис. 5, 6) сфотографирована с продольным углом наклона примерно в 30 градусов. Для всех случаев расположение теоретической опоры выбиралось одинаково, и на всех рисунках опорные точки выглядят как белые. Рисунки с нечетными номерами показывают степень начальных искажений, если их зарегистрировать MapInfo по теоретическим координатам. Рисунки с четными номерами демонстрируют, как выглядят марки после их обработки по программе MapPhoto и регистрации их в MapInfo. Результаты обработки всех марок по программе MapPhoto показали, что максимальное расхождение любой точки от ее теоретического положения не превышает 0.8 мм, а средняя квадратическая ошибка - 0.3 мм.
Рис. 1 Рис. 2
Рис. 3 Рис. 4
Рис. 5
Рис. 6
Обработка реальных снимков показа, что абсолютно уверенный и точный результат при выше перечисленных условиях получается для масштабов не крупнее 1:1000, а для масштаба 1:500 - с некоторой натяжкой. Для того чтобы получать уверенный результат для масштаба 1:500, необходимо повышать разрешающую способность камеры или уменьшать высоту фотографирования.
©В.Н. Полещенков, Л.С. Любивая, 2009
