Эксперимент по созданию цифровой модели рельефа с использованием стереопары панхроматических изображений, полученных космическим аппаратом «Ресурс-ДК1» Докладчик: ведущий инженер отдела технологий обработки и архивации данных детального наблюдения Земли Пешкун А.А.

Одной из главных задач фотограмметрии, топографии и многих других сфер деятельности является создание цифровой модели рельефа. Зарубежные космические аппараты высокого разрешения, такие как GeoEye, Ikonos, WorldView, выполняют стереосъемку на одном витке, что дает возможность создавать цифровую модель рельефа по стереопаре. Российский космический аппарат высокого разрешения «Ресурс-ДК1» не выполняет стереосъемку на одном витке, но за 5 лет аппаратом было отснято более 20 тыс. маршрутов, многие из которых перекрываются. В Научном центре оперативного мониторинга Земли был проведен эксперимент по созданию цифровой модели рельефа с использованием двух перекрывающихся снимков, полученных с космического аппарата «Ресурс-ДК1» с разных витков.

Для создания стереопары были выбраны 9 перекры- вающихся изображе- ний на территорию в районе г. Хобарт (Австралия), из кото- рых далее предстояло выбрать 2 изображе- ния наиболее подхо- дящих для создания стереопары. Мест- ность района горнохолмистая, при- сутствует городская застройка, леса и водоемы.

Выбор двух снимков для соз- дания стереопары затруднял тот факт, что все снимки были сде- ланы в разное время. В резуль- тате, освещенность объектов на снимках была разной, следова- тельно тени от объектов на раз- личных снимках были разной длины и лежали под разными углами, что существенно снижало возможность наблюдения стерео- эффекта, поэтому основными кри- териями для отбора снимков были: Одинаковый спектральный диапазон съемки; Угол крена не более 10°; Схожие углы падения теней; Схожие длины теней.

Руководствуясь вышеописанными критериями было отобрано два снимка, полученных на восходящем и нисходящем витках с углами крена соответственно 5°59'12.28 и 3°13'48.41 при углах солнца 63° и 37°. Съемка выполнена в летнее время с интервалом 50 суток, пространственное разрешение на местности составляет 1.2 метра.

Для обработки стереопары была применена цифровая фотограмметрическая станция Photomod 5.2. С целью уточнения элементов внешнего ориентирования изображений в цифровой фотограмметрической станции Photomod была выполнена фототриангуляция с использованием 45 опорных и 9 контрольных планово-высотных точек. Невязки на опорных точках: dX, mdY, mdZ, m СКО: MAX: Невязки на контрольных точках: dX, mdY, mdZ, m СКО: MAX:

Фрагменты стереопары

После выполнения фототриангуляции был запущен процесс сбора цифровой модели рельефа в автоматическом ре- жиме с шагом 4 метра, используя предустановленные настройки для горной местности. После чего была выполнена ав- томатическая филь- трация пикетов с использованием пред- установленных нас- троек.

На следующем этапе была выполнена ручная проверка и корректура полу- ченной цифровой мо- дели рельефа, вклю- чающая удаление ошибочных пикетов, измерение допол- нительных пикетов и проведение струк- турных линий.

Среднеквадратическое значение невязки dZ = 1.38 м Максимальное значение невязки dZ = 3.1 м Оценка точности построенной цифровой модели рельефа проводилась по отклонениям между высотами опознаков и высотами этих точек, вычисленными по цифровой модели рельефа: С использованием полученной ЦМР был создан ортофотоплан с пространственным разрешеним 1 метр. Оценка точности ортофотоплана выполнялась по расхождениям координат между опорными и контрольными точками, измеренными на ортофотоплане и на местности: dX, mdY, mdXY, m Среднеквадратическое значение невязки Максимальное значение невязки

Результаты эксперимента: подтверждена возможность создания стереопары по двум перекрывающимся изображениям, полученным с разных витков космическим аппаратом «Ресурс-ДК1»; подтверждена возможность создание цифровой модели рельефа по полученной стереопаре; полученная цифровая модель рельефа, со среднеквадратической ошибкой 1.38 м и максимальной ошибкой 3.1 м по высоте, удовлетворяет требованиям построения горизонталей с сечением 10 метров; ортофотоплан, созданный с использованием полученной цифровой модели рельефа, со среднеквадратической ошибкой 0.47 м и максимальной ошибкой 1.26 м в плане, соответствует точности фотоплана масштаба 1:2000; учитывая схожесть съемочных систем космических аппаратов «Ресурс-ДК1» и «Ресурс-П», возможно использование разработанной технологии для изображений, которые будут получены космическим аппаратом «Ресурс-П».

Спасибо за внимание!