Исследование возможностей создания ортофотопланов М 1:10000 по космическим изображениям со спутника «Ресурс-ДК1».

Цели и задачи. В настоящее время для создания основы инфраструктуры пространственных данных объектов недвижимости наряду с аэрофотосъёмкой используется космическая съёмка высокого разрешения. Для принятия решения и оценки возможности использования данных для создания ортофотопланов М 1: с космического аппарата «Ресурс-ДК1» Научный Центр Оперативного Мониторинга Земли предоставил фрагмент изображения территории Ржевского и Зубовцовского районов Тверской области.

Исходные данные. Фрагмент космического изображения со спутника «Ресурс-ДК1» от 22/7/ структурно- восстановленное 8-ми битное изображение: с разрешением 1.05 метра, с полной полосой захвата (28 км) и шириной ~ 3.5 км, в формате *.tiff, объём этого изображения 103 Мб. Высота Солнца над горизонтом - 11°48'51".44 Угол наклона изображения - 12°28´04,1" Материалы аэрофотосъёмки, выполненной в 2006 году ВИСХАГИ аэрофотоаппаратом RC-30 в масштабе 1:40000 c фокусом 150мм и в М 1:12000 с фокусом 300мм Материалы планово-высотной привязки аэрофотосъёмки. Ортофотопланы на данную территорию населённых пунктов М 1:2000, выполненные по материалам аэрофотосъёмки М 1:12000.

Схема расположения планово-высотных опознаков на космическом изображении Ресурс-ДК. На космическом изображении было выполнено опознавание геодезических опорных точек, полученных в результате полевой планово- высотной привязки по материалам аэрофотосъёмки 2006 года.

Точки плановой привязки. В результате выполненных работ по опознаванию на космическом изображении можно сделать выводы: 1) уверенно опознаются отдельно стоящие деревья и кусты, углы строений, дороги и т.д.; 2) углы заборов опознаются хуже; 3) точечные объекты, такие как столбы не опознаются

Порядок проведения работ по получению ортофотоплана. Работы по получению ортофотоплана выполнялись на цифровой стереофотограмметрической станции «Photomod 4.3», где был создан проект по обработке одиночного сканерного снимка. На рисунке представлена схема расположения планово- высотных опознаков на фотоизображении «Ресурс-ДК1»

Уравнивание планово-высотных опознаков. После наблюдения планово-высотных опознаков было произведено уравнивание этих точек в программном модуле Photomod –Solver в МСК-69. В программе отсутствуют алгоритмы уравнивания строгими методами изображений со спутника «Ресурс – ДК1», но возможен универсальный метод уравнивания. При использовании универсального метода необходимо помнить, что для уравнивания потребуется не менее 7-10 планово-высотных опознаков, расположенных по всему полю изображения.

Протокол уравнивания планово-высотных опознаков. Уравнивание блока: ResursDK Отчет по координатам на снимках Расхождения на опорных точках dx dy dS Пиксели Пиксели м СКО: Средний модуль: MAX: количество точек: 10

Полученная точность уравнивания. Согласно инструкции по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических карт и планов ГКИНП (ГНТА) средние погрешности уравнивания плановых координат опорных геодезических точек мм в масштабе карты (плана). Таким образом, точность триангуляции соответствует точности уравнивания плановых координат опорных точек для создания планов М 1:

Точность, предъявляемая к информации о рельефе. Для создания ортофотоплана необходимо иметь цифровую модель рельефа (ЦМР). Точность ЦМР должна обеспечивать определение высот элементарных участков цифрового трансформированного аэрофотоснимка с погрешностями (в м) не превышающих значений, рассчитанных по формуле: h пред. = 0,3 х Mk / tg α где 0,3 мм - графическая точность топографической карты (плана); Мk - знаменатель масштаба создаваемого фотоплана; α - угол наклона линии визирования на точку. В нашем случае α = 12°28´04,1" h пред.= 13.5 м Перепад высот на исследуемом участке составляет 25м. Это не превышает удвоенной величины h пред. точности. Таким образом возможно выполнение трансформирования изображения на среднюю плоскость.

Построение ортоизображения в местной системе координат МСК-69. Ортофотоизображение было построено в модуле PHOTOMOD Mosaic. Для построения ортофотоплана в системе координат МСК-69 были использованы следующие параметры: 1)изображение Ресурс-ДК1; 2)результаты уравнивания триангуляции по опорным точкам; 3) трансформирование изображения производилось на среднюю горизонтальную плоскость: 4) размер пикселя ортофотоплана - 1метр.

Ортофотоплан в местной системе координат МСК-69 ортофотоплан построен в формате *.tiff

Фрагмент ортофотоплана в местной системе координат МСК-69.

Точность построения ортофотоплана. Блок: ResursDK копия [1] Количество изображений в мозаике: 1 Размер пиксела: 1.0 (м) Отклонения: N Тип Исп. Изобр. Ex Ey Exy 183 Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Опор. + fr_06167_05_8bit Среднеквадратическое: Средний модуль: Максимальное «+»: Контроль планового положения опорных фотограмметрических точек соответствует точности создания цифровых фотопланов М 1: Точность построения ортофотоплана.

Для подтверждения точности полученного ортофотоплана по приведённой технологии был выполнен контроль по независимым точкам, расположенных на имеющихся ортофотопланах М 1:2000. В таблице даны значения расхождений между точками на ортофотопланах М = 1:2000, полученных по материалам аэрофотосъёмки и ортофотоплану, полученному по материалам космической съёмки. Δx =xаэ –x кос (м) Δy =yаэ –y кос (м) Δxy = (x²+ Δy²) (м) Ср Контроль планового положения по независимым точкам соответствует точности создания цифровых фотопланов М 1:

Выводы 1.В результате построения ортофотоплана по материалам космической съёмки со спутника «Ресурс – ДК1» с разрешением изображения 1 м получили геометрическую точность ортофотоплана М 1: Уверенно на изображении опознавались линейные объекты (дороги, реки и т.п), а также не попадающие в область тени отдельно стоящие деревья, кусты и строения. Точечные объекты, такие как столбы, не опознавались. 3. При заказе изображений следует обращать внимание на высоту Солнца в момент съёмки, которая должна быть выше 20°. Высота Солнца над горизонтом у предоставленного изображения: aSunElevC = 11°48'51".44 При визуальном просмотре изображения наблюдались длинные плотные тени, которые затрудняли опознавание объектов. 4. Полученное изображение пригодно для создания ортофотопланов М 1:10000 при выборе оптимальных условий съёмки.