Построение и исследование ортофотопланов, полученных по космическим изображениям со спутника «Ресурс-ДК1» Филиал «Землемер» - ФГУП «Госземкадастрсъёмка» - ВИСХАГИ тел.: (495) факс: (495) zemlemer.vishagi.com

Цели и задачи В настоящее время, в эпоху экономического кризиса очень актуален вопрос получения недорогих материалов ДЗЗ для выполнения различных задач народного хозяйства, в том числе и для создания инфраструктуры пространственных данных земельного кадастра и мониторинга земель. Финансовые затраты на приобретение фотоизображений высокого разрешения от одного до двух метров с космического аппарата «Ресурс-ДК1» минимальны по сравнению с космоснимками других спутников. В таблице показана стоимость космических изображений со спутника «Ресурс-ДК1». Стоимость (1кв.км) космических изображений по госконтрактам (руб) Коммерческая стоимость (1кв.км) космических изображений (руб) Пан- хром Комплект отдельно по спектраль- ным каналам (З, К, ближний ИК) Cинтезиро -ванные Пан- хром Комплект отдельно по спектраль ным каналам Синтезиро- ванные 1.7 (0.06$) 2.0 (0.07$) 66.7 (2.2$) архивы 124 (4$) 154 (5$) 189 (6$) оперативная съёмка 156 (5$) 186 (6$) 221 (7.5$) Учитывая весьма выгодные экономические аспекты, были проведены экспериментальные работы для принятия решения и оценки возможности использования, данных для создания ортофотопланов М 1: с космического аппарата «Ресурс-ДК1». Работы по получению ортофотопланов проводились на двух фотограмметрических системах: «Фотомод 4.4» и «Талка-3.6».

Исходные данные Для исследования использовались материалы на территорию Краснодарского края, район Горячего Ключа. Местность горная. Перепад высот составил 400 м - данные аэрофотосъёмки М 1:40000, выполненной в 2006 году институтом «Госземкадастрсъёмка» - ВИСХАГИ аэрофотоаппаратом RC-30 c фокусом 150мм; - материалы полевой планово-высотной привязки аэрофотосъёмки; - ЦМР - в формате *.dxf; - ортофотопланы М 1:10000, построенные по материалам аэрофотосъёмки; - фрагмент космического изображения со спутника «Ресурс-ДК1» от 07/08/2007 с разрешением 1.0 метр, с полной полосой захвата (28 км) и шириной ~ 12.8 км, в формате *.tiff с высотой Солнца над горизонтом - 38°55'51.56 и уголом наклона изображения - 1°37´04,1 ".

Схема расположения планово-высотных опознаков на космическом изображении Ресурс-ДК На космическом изображении было выполнено опознавание 4 опорных точек. 1 точка взята в контроль. В качестве опоры были взяты хорошо читаемые контурные точки со стереомодели, полученной в результате планово- высотной привязки по материалам аэрофотосъёмки 2006 года. Построение ортофотопланов на стереофотограмметрической системе «Талка-3.6»

Расчёт RPC-коэффициентов В «Талке» отсутствуют строгие методы уравнивания космических изображений «Ресурс-ДК1» Отличительной особенностью уравнивания в «Талке 3.6» космического изображения с неизвестными параметрами камеры является предварительный расчёт RPC-коэффициентов по опорным точкам. По 4-м опорным точкам был выполнен расчёт RPC-коэффициентов

Результаты уравнивания опорных точек Результаты уравнивания Расчёт засечек и невязок Опорные точки: номер x y z dx dy dz dxy dl * * * * Отклонение опорных точек: среднее: среднее в плане: среднее по высоте: максимальное: максимальное в плане: максимальное по высоте: Контрольная точка: номер x y z dx dy dz dxy dl * Точность триангуляции соответствует точности уравнивания плановых координат опорных точек для создания карт и планов М 1:10000.

Построение ортофотоизображения на «Талке v3.6.1» Для построения ортофотоплана были использованы следующие параметры: 1) изображение Ресурс-ДК1; 2) результаты уравнивания триангуляции по опорным точкам с предварительным расчётом RPC-коэффициентов; 3) ЦМР- в формате *. dxf, импортированная из раннее сделанного проекта по аэроснимкам. 4) - размер пикселя ортофотоплана - 1метр. Ортофотоплан построен в формате *.tiff

Оценка точности полученного ортофотоплана Контроль производился по 5-ти независимым точкам. Ортофотоплан, полученный по материалам космической съёмки «Ресурс-ДК- 1» Ортофотоплан, полученный по материалам аэрофотосъёмки

Сравнение ортофотопланов по независимым точкам Ортофотоплан, полученный по материалам космической съёмки «Ресурс-ДК-1» Ортофотоплан, полученный по материалам аэрофотосъёмки

Сравнение ортофотопланов по независимым точкам Ортофотоплан, полученный по материалам космической съёмки «Ресурс-ДК-1» Ортофотоплан, полученный по материалам аэрофотосъёмки

Контроль точности полученного ортофотоплана Контроль планового положения по независимым фотограмметрическим точкам соответствует точности создания цифровых ортофотопланов М 1: Таким образом, в нашем конкретном случае, при использовании метода предварительного получения RPC – коэффициентов удалось сократить количество опорных точек и получить ортофотоплан, геометрически удовлетворяющий точности М 1: Таблица уклонений независимых точек ортофотоизображений, построенных по материалам аэрофотосъёмки космической съёмки. Δxy = Δx =xаэ – x кос. (м) Δy =yаэ – y кос. (м) (x²+ Δy²) (м) Ср Ср Ср. 4.23

Построение ортофотопланов на стереофотограмметрической системе «Фотомод» Фотомод версии 4.4 даёт возможность обработки космических изображений Ресурс –ДК-1 строгими методами. Для обработки был взят фрагмент космического изображения с разрешением 1 метр. Снимок «Ресурс-ДК» на территорию района Горячий Ключ был получен 07/08/2007 г. с углом отклонения от вертикали равном α = 1°37´04,1" и высотой солнца над горизонтом 38°55´51,56". В «Фотомоде - 4.4» был создан проект по обработке одиночного сканерного снимка. На космическом изображении было выполнено опознавание геодезических опорных точек, полученных в результате полевой планово-высотной привязки по материалам аэрофотосъёмки 2006 года.

Схема расположения точек планово-высотной привязки на космическом изображении «Ресурс-ДК-1»

Результаты уравнивание опознаков, выполненных строгим методом на «Фотомоде 4.4» Отчет по координатам на снимках Расхождения на опорных точках dx dy dS Пиксели Пиксели м * * СКО: 1.040* Средний модуль: MAX: 1.876* количество точек: 7 Расхождения на контрольных точках dx dy dS Пиксели Пиксели м * СКО: 1.485* Средний модуль: 1.485* MAX: 1.485* количество точек: 1

Используемые данные для построения орофотоплана по космическому изображению «Ресурс-ДК1» Ортофотоизображение было построено в модуле PHOTOMOD Mosaic. Для построения ортофотоплана в системе координат МСК-23-1 были использованы следующие параметры: 1) изображение Ресурс-ДК1от 07/08/2007 изображение: с разрешением 1.0 метр, с полной полосой захвата (28 км), в формате *.tiff, высотой Солнца над горизонтом - 38°55'51.56", уголом наклона изображения - 1°37´04,1" 2) результаты уравнивания триангуляции по опорным точкам, выполненное строгим методом; 3) ЦМР, полученная по данным радарной топографической съемки (SRTM) с шагом 90 метров и точностью 30м ; Предрасчётная точность определялась 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 = 1°37´04,1" h пред.= 150 м 4) размер пикселя ортофотоплана - 1метр.

Ортофотоплан, построенный по космическому изображению «Ресурс-ДК1» Ортофотоплан построен в формате *.tiff

Точность построения ортофотоплана. Блок: Гор_Ключ_Kosmos _project Количество изображений в мозаике: 1 Размер пиксела: 1(м) Отклонения: N Тип Исп. Изобр. Ex Ey Exy 06 Опор. + fr _ Опор. + fr _ Опор. + fr _ Опор. + fr _ Опор. + fr _ Опор. + fr _ Опор. + fr _ Контр. + fr _ Среднеквадратическое: Средний модуль: Максимальное "+": Максимальное "-": Контроль планового положения опорных фотограмметрических точек соответствует точности создания цифровых фотопланов М 1: Точность построения ортофотоплана по опорным точкам

Для подтверждения точности полученного ортофотоплана по приведённой технологии был выполнен контроль по независимым точкам, расположенных на имеющихся ортофотопланах М 1: В таблице даны значения расхождений между точками на ортофотопланах М = 1:10000, полученных по материалам аэрофотосъёмки и ортофотоплану, полученному по материалам космической съёмки. Контроль планового положения по независимым точкам соответствует точности создания цифровых фотопланов М 1: Контроль точности полученного ортофотоплана по независимым точкам Δx =xаэ –x кос (м) Δy =yаэ –y кос(м) Δxy = (x²+ Δy²) (м) Ср

Выводы 1.В результате построения ортофотопланов по материалам космической съёмки со спутника «Ресурс – ДК1» с разрешением изображения 1 м как в «Фотомоде», так и в «Талке» получили геометрическую точность ортофотоплана М 1: При использовании строгих методов уравнивания при создании ортофотоплана в Фотомоде точность ортофотоплана получилась выше в данном конкретном случае. 3.Строгие методы уравнивания в «Фотомоде» и вычисленные RPC-коэффициенты в «Талке» позволяют сократить объёмы геодезических работ по планово-высотной привязке космических изображений «Ресурс-ДК1». 4.Стоимость космических изображений «Ресурс-ДК1» являются более выгодными в экономическом отношении в сравнении с другими изображениями с аналогичным разрешением. 5. Однако следует обратить внимание при покупке фотоизображений «Ресурс-ДК1» разрешение изображений изменяется от 1 до 2 метров вследствие эллипсоидальной орбиты спутника. При разрешении близкой к 2 метрам выдержать точность М 1:10000 будет сложно. Спасибо за внимание!