slide1
Download
Skip this Video
Download Presentation
VII Международная научно-практическая конференция «От снимка к карте:

Loading in 2 Seconds...

play fullscreen
1 / 43

VII Международная научно-практическая конференция «От снимка к карте: - PowerPoint PPT Presentation


  • 172 Views
  • Uploaded on

VII Международная научно-практическая конференция «От снимка к карте: Цифровые фотограмметрические технологии». Учебный класс. Фотограмметрическая обработка сканерных космических изображений. Петр Титаров , инженер-программист. 17-20 сентября 2007 г. , Несебыр , Болгария.

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha
Download Presentation

PowerPoint Slideshow about ' VII Международная научно-практическая конференция «От снимка к карте: ' - dahlia-hendrix


An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -
Presentation Transcript
slide1

VII Международная научно-практическая конференция

«От снимка к карте:

Цифровые фотограмметрические технологии»

Учебный класс

Фотограмметрическая обработка сканерных космических изображений

Петр Титаров, инженер-программист

17-20 сентября 2007 г., Несебыр, Болгария

slide2
План учебного класса

I. Основы сканерной космической съемки

  • Формирование снимка сканерными съемочными системами
  • Режимы получения одиночных снимков
  • Способы выполнения стереоскопической съёмки
  • Блоки сканерных снимков
  • Характеристики сканерных съёмочных систем

II. Фотограмметрия сканерных снимков

  • Задачи, решаемые при выполнении фотограмметрической обработки
  • Подходы к фотограмметрической обработке сканерных снимков

III. Обзор сканерных съёмочных систем

  • Системы с разрешением 1 м и лучше
  • Системы с разрешением около 2 м
  • Системы с разрешением 5 м
  • Системы с разрешением 10-20 м

IV. Выбор продукта ДЗЗ для фотограмметрической обработки

V. Особенности обработки сканерных снимков в системе PHOTOMOD

slide3
Раздел I

Основы сканерной космической съемки

  • Формирование снимка сканерными съемочными системами
  • Режимы получения одиночных снимков
  • Способы выполнения стереоскопической съёмки
  • Блоки сканерных снимков
  • Характеристики сканерных съёмочных систем
slide4
Формирование снимка сканерными съемочными системами

Строка за строкой

(линейка ПЗС)

Пиксель за пикселем

(сканирующий луч)

Геометрия сканерных снимков существенно отличается от центральной проекции, поэтому соотношения классической фотограмметрии к ним неприменимы.

slide5
Получение одиночных снимков

Синхронный режим построчной съёмки

  • Ориентация сенсора стабилизирована во время формирования снимка
  • позволяет производить съёмку протяженных участков местности
  • упрощает геометрию снимка
  • В синхронном режиме производят съёмку большинство спутников:
  • IKONOS
  • SPOT1-5
  • IRS 1C/1D/P5/P6
  • FORMOSAT-2
  • Terra
  • ALOS

… и многие другие.

slide6
Получение одиночных снимков

Асинхронный режим построчной съёмки

  • Ориентация сенсора изменяется во время формирования снимка:
  • для увеличения экспозиции
  • для изменения конфигурации снимаемого участка
  • В асинхронном режиме часто производят съёмку системы высокого разрешения:
  • EROS A
  • QuickBird
slide7
Способы выполнения стереоскопической съёмки

Стереосъёмка с разных витков

  • Необходима возможность поперечного отклонения направления обзора
  • Возможна съёмка стереопары двумя однотипными спутниками
  • С разных витков выполняют стереосъёмку, например, следующие системы:
  • SPOT 1-5 (сенсоры HRV, HRVIR, HRG)
  • IRS 1C/1D
slide8
Способы выполнения стереоскопической съёмки

Стереосъёмка с одного виткаперенацеливанием сенсора

  • Короткий временной интервал между получением снимков стереопары
  • Спутник должен обладать способностью быстрого перенацеливания
  • С помощью перенацеливания выполняют стереосъёмку, например, следующие системы:
  • IKONOS
  • EROS
slide9
Способы выполнения стереоскопической съёмки

Стереосъёмка с одного витка двумя сенсорами,

установленными на общей платформе

  • SPOT 5/HRS
  • Cartosat-1
  • ALOS
  • Terra/ASTER
  • Короткий временной интервал между получением снимков стереопары
  • Фиксированное отношение базиса съёмки к высоте
  • Возможна съёмка протяженных стереомаршрутов с одного витка
slide10
Блоки сканерных снимков

Блок одиночных сканерных снимков («моноблок»)

Новая («заказная») съёмка

Отношение базиса съёмки к высоте (B:H) в перекрытиях снимков принимает произвольные значения.

Блок, подобранный из архивных снимков

slide11
Блоки сканерных снимков

Блок сканерных стереопар («стереоблок»)

Набор перекрывающихся между собой стереопар

(двойные и четырехкратные перекрытия)

slide12
Характеристики сканерных съёмочных систем

Основные геометрические характеристики

Пространственное разрешение

  • Зависит от:
  • размера детекторов
  • фокусного расстояния оптической системы
  • высоты орбиты носителя

Возможности отклонения направления обзора

  • Зависят от:
  • конструкции сенсора и/или носителя

Ширина полосы обзора

Пример: система ДЗЗ SPOT/HRV

  • Зависит от:
  • фокусного расстояния оптической системы < угол (ширина)
  • размеров детекторов и их числа в линейке < поля зрения
  • высоты орбиты носителя
  • направления обзора
slide13
Характеристики сканерных съёмочных систем

Основные радиометрические характеристики

Спектральные каналы

Диапазон длин волн регистрируемого излучениядля каждого канала

Радиометрическое разрешение

Число уровней квантования сигнала

Производительность съёмочной системы

  • Зависит от:
  • ширины полосы обзора
  • параметров орбиты носителя
  • возможностей отклонения направления обзора
  • режима съёмки (синхронный/асинхронный)
  • метода стереоскопической съёмки
  • ёмкости бортовых накопителей
  • характеристик передающей аппаратуры и приемных станций
slide14
Орбиты ИСЗ дистанционного зондирования
  • Большая полуось a
  • определяет высоту носителя
  • Эксцентриситет e0 (околокруговая орбита)
  • обеспечиваетпостоянство высоты носителя
  • Наклонение i98 (околополярная гелиосинхронная орбита)
  • съёмка бо́льшей части земного шара
  • прохождение узлов орбиты в одинаковое местное время
  • Долгота восходящего узла 
  • подвержена прецессии
  • Аргумент перицентра 
  • для круговой орбиты значение несущественно

Вековые изменения заNоборотов:

  • Геосинхронная орбита
  • трасса ИСЗ повторяется с некоторым периодом
slide15
Орбиты ИСЗ дистанционного зондирования

Гелиосинхронная (солнечносинхронная) орбита

Полярная орбита

Гелиосинхронная орбита

slide16
Раздел II

Фотограмметрия сканерных снимков

  • Задачи, решаемые при выполнении фотограмметрической обработки
  • Подходы к фотограмметрической обработке сканерных снимков
slide17
Прямая и обратная фотограмметрические засечки

Одиночные

снимки

Ортоизображение

2D векторы

Создание

мозаики.

Экспорт

в ГИС,

САПР,

цифровые

карты

Опорные точки

Цифровая модель

рельефа

Стереопары

Цифровая матрица рельефа

3D векторы

Опорные точки

slide18
Методы (подходы) к фотограмметрической обработке

Методы фотограмметрическойобработки сканерных снимков

Строгие

Параметрические

Аппроксимационные

Геометрическое

моделирование

процесса съёмки

Использование априорных

соотношений, параметры

которых определяются по

опорным точкам

Применение обобщенных

соотношений, которые

аппроксимируют строгую

модель процесса съёмки

slide20
Геометрическая модель сенсора (внутреннее ориентирование)

p

p1

p2

Определяет зависимость единичного направляющего

вектора луча, регистрируемого детектором с номером p,

от этого номера (в системе координат сенсораS):

Это аналог элементов внутреннего ориентирования в классической фотограмметрии.

Двумерная центральная проекция

Табулированная вектор-функция

slide21
Модель перемещения сенсора

Полиномиальная модель

Орбитальная модель

  • Параметры орбиты:
    • большая полуосьa
    • эксцентриситетe
    • наклонениеi
    • долгота восходящего узла
    • аргумент перицентра
    • время прохождения через перицентр
  • Уточняемые параметры:
    • e, i,,, иногдаa
  • Уточняемые параметры:
    • Ai , Bj , Ck
  • строится в произвольной декартовой

системе координат (в том числе – в

Гринвичской)

  • проста в использовании
  • строится в инерциальной системе

координат

  • физически обоснованная модель
  • небольшое число параметров
slide22
Модель ориентации сенсора

Модель ориентации сенсора определяет

поворот осей системы координат сенсора

относительно системы координат точек

местности

Модель задаётся тремя углами , , , полиномиально зависящими отномера

строкиl, либо представленными суммой

измеренных в полете значений углов и полиномиальных поправок:

slide23
Решение засечек в рамках строгого подхода

Обратная засечка

Прямая засечка

Итерационный процесс

Пересечение соответственных лучей

slide24
Ориентирование снимков

Ориентирование производится

методом связок:

Условие коллинеарности

Три уравнения, из которых

независимы любые два:

slide25
Универсальный (параметрический) метод

Использование априорных соотношений (вытекающих из

предположений о геометрии съёмки) между координатами

на снимкеx, y ина местностиX,Y,Z; вычисление значений

входящих в них параметров по опорным точкам.

Параллельно-перспективная модель

Direct Linear Transformation(DLT)

slide26
Аппроксимационный подход

Аппроксимация соотношений,

полученных строгим методом,

некоторой вектор - функцией:

или

rpc rational polynomial coefficients rapid positioning capability
RPC = Rational Polynomial Coefficients = Rapid Positioning Capability

Исходные соотношения:

, где

N, N, hN - нормированные координаты точки местности:

(-1 N 1, -1 N 1, -1 hN 1)

xN, yN- нормированные координаты её изображения на снимке:

(-1 xN 1, -1 yN 1)

Поправки из уравнивания:

или

slide28
Решение засечек в алгебраических методах

В результате уравнивания для каждого из снимков известны соотношения:

Решение прямой засечки

Решение обратной засечки

Обобщенное решение переопределенной системы из 4 уравнений (в общем случае нелинейных)с 3 неизвестными X, Y, Z:

По формулам

slide29
Раздел III

Обзор сканерных съёмочных систем

  • Системы с разрешением 1 м и лучше
  • Системы с разрешением около 2 м
  • Системы с разрешением 5 м
  • Системы с разрешением 10-20 м
slide30
Системы с пространственным разрешением 1 м и лучше
slide31
Системы с пространственным разрешением 1 м и лучше
slide32
Системы с пространственным разрешением около 2 м
slide35
Раздел IV

Выбор продукта ДЗЗ для фотограмметрической обработки

  • Следует обратить внимание на следующие обстоятельства:
  • выполнялась ли геометрическая коррекция снимков
  • состав метаданных (наличие в них параметров геометрии снимка)
  • возможность заказа фрагментов сцен и полигонов
  • формат данных
slide36
Геометрическая коррекция снимков

Снимок, подвергавшийся геометрической коррекции, непригоден

для фотограмметрической обработки строгим методом!

Пример:

Съёмочная система

Продукт дистанционного зондирования (изображение)

Без геометрической

коррекции

С геометрической

коррекцией

SPOT, ASTER

1A

1B

KOMPSAT, Landsat

1R

1G

QuickBird

Basic

Standard

OrbView-3

BASIC

GEO

slide37
Состав метаданных и формат растра

Стереопара Cartosat-1

Stereo Ortho Kit

Basic stereo

Растр в формате TIFF и RPC

Формат Super Structured,

обработкауниверсальными методами

slide38
Раздел V

Особенности обработки сканерных снимков в системе PHOTOMOD

slide40
Соответствие файлов изображений и RPC

Набор файлов продукта QuickBird Basic

Связь файлов изображения и RPC продукта IKONOS Geo Ortho Kit

quickbird standard
Тайловая структура изображений QuickBird Standard

Снимки QuickBird уровней Standard и Standard Ortho Ready поставляются

в виде набора фрагментов (тайлов).

RPC относятся к скомпонованному

изображению!

slide42
Совместная обработка снимков разных сенсоров

Возможные кандидаты на совместную обработку:

SPOT-5 Supermode (2.5 m)

FORMOSAT 2 PAN (2 m)

…а также IKONOS + OrbView-3 + Kompsat-2 (разрешение 1 м) и т.д.

ad