Аэросъёмочный фотограмметрический комплекс VisionMap A3 от широкоугольной цифровой камеры

1. Аэросъёмочный фотограмметрический комплекс VisionMap A3 от широкоугольной цифровой камеры до автоматического создания ортофотоплана и квази-снимков для стереорисовки

2. Темы для обсуждения • Предварительные рассуждения • Общее описание • Цифровая аэрокамера • Система обработки данных • Анализ точности • Производительность • Преимущества использования • Заключение Proprietary VisionMap Information

3. Предварительные рассуждения Высокая производительность аэросъёмки и фотограмметрическая точность • Большая высота фотографирования • Длиннофокусный объектив • Специальная конструкция аэрокамеры

4. Рассмотрим проект … Высота фотографирования, длиннофокусный объектив и специальная конструкция камеры !!! Почему ? • Технические требования: • Ортофотоплан с разрешением 15 см; • Площадь – 20000 кв.км; • Максимально допустимый угол отклонения от надира= 20°; • Выполнение аэросъёмки потребует: • 21 съёмочных дней при использовании обычных крупноформатных цифровых камер; • 5 съёмочных дней при использовании A3 камеры; Что делает это возможным ? Proprietary VisionMap Information

5. 4,5 km S2 2α 1,5 km S1 2α W1 W2 Высота фотографирования ? VisionMap A3 (f=300 mm) α– максимально допустимый угол отклонения от надира при создании ортофотоплана Крупно форматные цифровые камеры Полоса съёмки для ортофотоплана (при α=20°): W1 = 1092 m W2 = 3276 m Proprietary VisionMap Information

6. S2 VisionMap A3 (f=300 мм) f S1 f Длинный фокус ? Сдвиг изображения за счёт рельефа значительно меньше при использовании длиннофокусного объектива Сдвиг изображения Меньше требуемая точность ЦМР Больше площадь для созданияортофотоплана Меньше площадь скрытых мест Скрытые места Proprietary VisionMap Information

7. f Rmax H DTM mz Ground D mxy Меньшая требуемая точность ЦМР при создании ортофотопланов S1 * Вычисления выполнены для одиночного центрального снимка (CCD) с Rmax = 18 мм (α=3,43°) Proprietary VisionMap Information

8. Конструкция аэрокамеры α– максимально допустимый угол отклонения от надира при создании ортофотоплана; 2α FOV =104° Угол максимального поля зрения - 104° Полоса съёмки одного маршрута для ортофотоплана Полная полоса съёмки для уравнивания и получения перспективных снимков Proprietary VisionMap Information

9. Площадь для ортофото Применительно к нашему проекту Proprietary VisionMap Information

10. Общее описание

11. Основные отличия • Цифровая аэрокамера: • Малый вес, небольшой размер, простота установки в самолёте; • Два вращающихся спаренных объектива с двумя ПЗС (CCD) и фокусным расстоянием 300 мм; • Горизонтальные и перспективные снимки, с точным фотограмметрическим решением, одной камерой и из одного полёта; • Большая высота фотографирования приводит к большой съёмочной площади; • Квази-снимок большого формата (480 Mpix)для стереосъёмки; • Обрабатывающая система: • Расширяемая конфигурация ПКсерверов; • Одновременная обработка разных проектов; • Одновременная обработка сотен тысяч снимков; • Все вычислительные процессы выполняются в автоматическом режиме. Proprietary VisionMap Information

12. Основной порядок выполнения • Подготовка аэросъёмочного проекта; • Выполнение аэросъёмки (с возможностью контролирования качества снимков во время полёта); • Блок памяти переносится в наземную систему для обработки; • Автоматическая обработка данных: обработка данных полёта и проверка качества (снимки и GPS), аэротриангуляция, вычисление ЦМР/ЦММ, вычисление ортофотопланов, построение мозаики, радиометрическое уравнивание, построение квази-снимков для стереорисовки. Proprietary VisionMap Information

13. Цифровая аэрокамера А3

14. A3 – легкая аэрокамера • Компьютер: • Вес – 10 кг; • Размеры - 25*40*40 см; • Аэрокамера: • Вес – 15 кг; • Размеры - 50*50*40 см; • Время установки – 15-30 мин; • Нет необходимости в специальном транспортировочном средстве в аэропорту; Proprietary VisionMap Information

15. Конструкция аэрокамеры • Два спаренных вращающихся объектива с ПЗС каждый; • Объективы вращаются перпендикулярно линии полёта; • Фокусное расстояние – 300 мм; • Зеркально-оптическая оптика; • Макс. угол поворота –104градуса; • Сдвиг изображения (FMC&SMC) и общая вибрация учитываются специальным зеркально-оптическим стабилизатором встроенным в объективы; • Вес – 15 кг; • Размеры – 50*50*40 см. Направление полёта Proprietary VisionMap Information

16. Бортовой компьютер • ПК на основе Intel процессора; • Бортовая компрессияснимков с использованием JPEG2000; • Двухчастотный GPS (с поддержкой Omni Star); • Съёмный модуль Flash памяти емкостью 0,5 TB; • Вес – 10 кг; • Размеры – 25*40*40 см. Proprietary VisionMap Information

17. Технические характеристики Proprietary VisionMap Information

18. Одиночный снимок Направление полёта Направление вращения объективов КСС – 480 Мпикс Двойной снимок КСС - Квази-снимок для стереоработ • Плавное вращательное движение объективов; • До 27 двойных снимков за один поворот; • Перекрытие между снимками вдоль линии полёта 2%; • Перекрытие между снимками поперек линии полёта 15%; • Перекрытие между двумя последовательными КСС задаётся в зависимости от типа решаемой задачи; • Высокая точность. КСС – для визуализации. Все вычисление ведутся на одиночном снимке. Proprietary VisionMap Information

19. Параметры КСС Proprietary VisionMap Information

20. Пример КСС Proprietary VisionMap Information

21. Перспективный снимок Высота съёмки - 3500 м; 45°от надира Proprietary VisionMap Information

22. Горизонтальный снимок Высота съёмки 3600 м Разрешение – 10,8 см Proprietary VisionMap Information

23. Горизонтальный снимок Высота съёмки 3660м Разрешение 11 см Proprietary VisionMap Information

24. Система обработки данных • WEB-программа управления процессами; • Модуль подготовки аэросъёмочного проекта; • Предварительная обработка: задание параметров проекта, предварительная корреляция изображений, проверка качества аэросъёмки, обработка GPS; • Блочная фототриангуляция по методу связок с самокалибровкой; • Вычисление ЦМРиЦММилиимпорт существующих; • Построение КСС с радиометрической коррекцией (опционально); • Полностью автоматическое производство ортофотоплана: ректификация отдельных снимков, мозаика и радиометрическая коррекция.

25. Площадь для ортофото Точность и надёжность решения • Каждая точка изображается на множестве снимков и просматривается с разных направлений • Разныеуглы засечек • Высокая точность и надёжность - миллионысвязующих точек и фотограм-метрических связей. Proprietary VisionMap Information

26. Блочное уравнивание Самокалибровка Все вычисления ведутся на одиночном снимке Нет необходимости в IMU Нет необходимости в опорных точках Был решен блок из 700000 снимков Миллионы связующих точек Полностью автоматический процесс Специальные средства для проверки качества Proprietary VisionMap Information

27. Точность фототриангуляции • Высота полёта – 3 600м; • Площадь – 2680 кв.км; • Количество одиночных снимков – 250000; • Разрешение на местности – 12,5 cm; • Без опорных точек. Proprietary VisionMap Information

28. Точность фототриангуляции Proprietary VisionMap Information

29. Точность фототриангуляции Proprietary VisionMap Information

30. Автоматическое вычисление ЦМР/ЦММ Плотность ЦММ - 7.5 м Зеленый - земля Розовый - дома и деревья Proprietary VisionMap Information

31. 2α Допустимая ошибка ЦМР Вычисления выполнены для: F = 300 мм; α = 30°;Rmax=18мм 2α – предполагаемый допустимый угол поля зрения для производства ортофотоплана. Proprietary VisionMap Information

32. Автоматическая мозаика Программа обходит дома и деревья Учитываются движущиеся объекты Proprietary VisionMap Information

33. Автоматическая коррекция радиометрии Исходные снимки Ортофотоплан Proprietary VisionMap Information

34. Проверка параметров съемки • Цветовое обозначение проблематичных мест; • Географическая презентация; • Тёмно-синий цвет – надир; • Возможность оценки площади съёмки пригодной для ортофотоплана. Графическое представление угла 2α Proprietary VisionMap Information

35. Проверка радиометрической коррекции • Цветовое обозначение проблематичных мест; • Географическое представление областей радиометрической коррекции; • Карта изменений для каждого пикселя. Proprietary VisionMap Information

36. B P 1 P 2 L H a a Q Оценка точности стерео модели Схема оценки точности Формулы оценки точности Proprietary VisionMap Information

37. Соответствие стандартам Proprietary VisionMap Information

38. Производительность системы Proprietary VisionMap Information

39. Производительность аэросъёмки • Площадь аэросъёмки для ортофотоплана, наряду с другими параметрами, определяется максимальным допустимым углом 2α для ортофотоплана; • Угол 2α задаётся при планировании аэросъёмки и зависит от требуемой точности, точности ЦМР и от типа местности – городская, равнинная, горная. Proprietary VisionMap Information

40. Производительность обработки • Наземная система для обработки данных использует стандартное компьютерное оборудование; • Стандартная конфигурация поставки состоит из 4-х Dual quad core Intel Xeon серверов интегрированных в единую систему; • На стандартной конфигурации система позволяет обрабатывать до 500 кв.км ортофотоплана в день; • Система расширяема. Простое добавление памяти и серверов приводит к повышению производительности вычислительного процесса. Proprietary VisionMap Information

41. Преимущества пользователя Снижение стоимости аэросъёмки: • сокращение времени полёта за счёт большой высоты фотографирования и большей площади съёмки, • меньшая чувствительность к изменениям погоды из-за сокращения времени полёта и предполётной подготовки, • большая эффективность при съёмке городской территории из-за большой высоты полёта, • сокращение количества самолётов и аэрокамер при выполнении больших проектов или множества проектов в ограниченное время. Снижение стоимости фотограмметрических работ: • все процессы выполняются в одном программном комплексе, • полная автоматизация всех процессов, • высокая производительность системы, • параллельное выполнения множества проектов без вмешательства оператора, • встроенные возможности для вычисления ЦМР/ЦММ, • в общем случае, нет необходимости в опорных точках, • эффективная стереосъёмка с использованием КСС. Proprietary VisionMap Information

42. Заключение • Высокая производительность – для данного разрешения производительность комплекса значительно выше, чем у других цифровых аэросъёмочных систем; • В одном полёте одной камерой можно получить горизонтальные и перспективные снимки. Все снимки получают точные элементы внешнего ориентирования из фототриангуляции; • КСС – квази-снимок большого формата для стереорисовки; • Объектив с фокусом 300 мм позволяет выполнять аэросъёмку на больших высотах. Это повышает производительность аэросъёмки и важно при съёмке городских территорий при существующих ограничениях на минимальную высоту полёта; • Малый вес, небольшие размеры и легкость установки в самолёте сокращают пред- и послеполётные работы; • Полная автоматизация всех процессов; • Высокая точность и стабильность фотограмметрических вычислений; Proprietary VisionMap Information