Дистанционное зондирование земли

Использовать матрицу высот

Параметр позволяет учитывать при построении порезов рельеф местности (при наличии матрицы высот на данную территорию в ресурсах активного профиля). Использование матрицы высот рекомендуется для снимков с горными районами (для проведения порезов не по вершинам гор, а в низинах). В условиях городской застройки использовать матрицу высот не рекомендуется.

Режим распределенной обработки обеспечивает экономию времени при построении порезов за счет оптимального использования аппаратно-вычислительных возможностей, т. е. позволяет распределить работу между несколькими рабочими станциями/ядрами процессоров. Режим распределенной обработки рекомендуется при большом объеме исходных изображений в проекте мозаики.

Атрибуты слоя Порезы расширяют возможности редактирования порезов. С помощью атрибутов порезу присваивается имя и определяется тип области пореза: область с основным изображением; прозрачная область для использования другого изображения; область с заливкой фоном для «замазывания» каких-либо объектов местности. Возможность настройки атрибутов обеспечивает корректный импорт порезов, созданных в рограммах сторонних производителей, в случае когда импортируемые объекты имеют другие атрибуты.

По умолчанию слой Порезы имеет следующие атрибуты:

- image -- атрибут для имени файла изображения;

- imagejitle -- атрибут для имени пореза

- rgntype -- атрибут для типа пореза

- ref image name -- атрибут для имени файла референсного изображения.

Для просмотра и изменения имен атрибутов используется пункт меню Порезы > Параметры, открывающий окно Параметры порезов.

Нарезка на листы

Программа предоставляет возможность нарезки выходной мозаики на листы для сохранения последних в отдельных файлах выходных растровых форматов. С другой стороны необходимым условием для построения мозаики является создание хотя бы одного активного листа для всей или выбранной области блока изображений. Для создания границ листов предусмотрен векторный слой Листы с атрибутами имени и состояния активности листа. В программе представлены различные способы деления области мозаики на листы, возможность выбора листов для создания выходных файлов и настройка выходных параметров.

Активным листом называется лист, для которого будет создан выходной файл мозаики. Активность листа определяется значением атрибута состояния активности листа.

При создании листов мозаики рекомендуется следующая последовательность действий:

1. Определение выходной системы координат мозаики.

2. Нарезка блока изображений на листы, т. е. создание границ листов - векторных объектов на слое Листы с атрибутами для хранения информации о листах.

3. Редактирование значений атрибутов и границ листов.

4. Управлением состоянием активности листов.

5. Настройка выходных параметров листов.

6. Создание листов мозаики - выходных файлов мозаики.

Для создания листов служит меню Листы и панель инструментов Листы для быстрого доступа к функциям создания листов.

Нарезка на листы по заданным параметрам

Этот способ позволяет осуществить нарезку на листы указанной области блока изображений в соответствии с заданным количеством и/или размером листов. Описание параметров приведено в Таблице 14.

Таблица 14. Описание параметров последовательного деления.

Создание единого листа из всех изображений

Этот способ позволяет создать лист из всего блока изображений проекта мозаики. Для создания единого листа, включающего весь блок изображений мозаики, следует выбрать Листы > Единый лист на все изображения или нажать на кнопку панели инструментов Листы. На слое Листы создаются границы листа -- векторный полигон, в который включены все изображения проекта мозаики. Границы листа отображаются в окне Предварительный просмотр. Имя листа - Mosaic.

Состояние листа -- активное, т. е. лист выбран для создания выходного файла мозаики.

Нарезка на листы по изображениям

Этот способ нарезки на листы позволяет создать листы из каждого изображения блока проекта мозаики.

Для создания листов из каждого изображения следует выбрать Листы > Нарезка на листы по изображениям или нажать на кнопку панели инструментов Листы. На слое Листы создаются границы листов (векторные полигоны). Границы листов отображаются в окне Предварительный просмотр. Каждый лист включает одно из изображений проекта. В качестве имени листа используется имя изображения.

Все листы имеют активное состояние, т. е. выбраны для создания выходных файлов мозаики. На построение выходных листов мозаики влияет параметр. Строить листы по изображениям на закладке Мозаика в окне Параметры мозаики.

Создание одного листа с произвольными границами

Режим создания одиночного листа позволяет создать один лист с произвольными границами из любой части блока изображений.

Редактирование листов

Для редактирования слоя Листы предусмотрены следующие возможности:

- Перестроение листов с учетом изменения параметров или способа нарезки на листы. При перестроении листов предлагается сохранить уже созданные границы листов в файле ресурсов профиля. После подтверждения или отмены сохранения слой Листы обновится автоматически с учетом изменения параметров или способа нарезки на листы.

- Удаление всех созданных границ листов, т. е. удаление всех векторных объектов из слоя Листы. Для удаления всех границ листов служит пункт меню Листы > Очистить.

- Редактирование/рисование границ листов вручную (см. раздел «Редактирование векторных объектов» в Руководстве пользователя «Обработка проекта»).

- Редактирование характеристик листа (значений атрибутов): имени листа, ин- формации о состоянии активности листа.

Использование атрибутов слоя Листы

С помощью атрибутов слоя Листы каждому листу присваивается имя и определяется состояние активности листа (активный или неактивный лист). Активным листом называется лист, для которого будет создан выходной файл мозаики. Неактивным листом называется лист, исключенный для создания выходного файла.

Возможность предварительной настройки имен атрибутов обеспечивает корректный импорт листов, созданных в программах сторонних производителей, в случае когда импортируемые объекты имеют другие имена атрибутов для хранения информации о листе.

По умолчанию слой Листы имеет следующие имена атрибутов:

- create -- для хранения информации о состоянии активности листа (значение 1 в атрибуте create означает активное состояние листа, 2 -- неактивное);

- sheet_name -- для хранения имени листа (имя изображения в атрибуте генерируется программой автоматически и зависит от способа и параметров нарезки на листы).

Настройка выходных параметров

Выходные параметры позволяют определить способ формирования имен выходных файлов и критерии отбора листов для создания выходных файлов при построении мозаики. После нарезки области блока изображений на листы, редактирования границ и атрибутов листов выберите Листы > Параметры листов или нажмите на кнопку панели инструментов Листы. Открывается окно Параметры листов. Описание выходных параметров листов представлено в Таблице 15.

Таблица 15. Описание выходных параметров листов

Сшивка по связующим точкам

В программе предусмотрена возможность измерения связующих точек для более точного совмещения областей в окрестности порезов (т.е.общей границы соседних порезов). Результатом измерения связующих точек является коррекция самих исходных изображений проекта, (т. е. их трансформация вблизи линии совмещения областей).

Измерение связующих точек заключается в установлении связи между одной и той же точкой местности на двух (или более) исходных снимках проекта мозаики в окрестности порезов.

Кроме этого имеется возможность использования референсного изображения для измерения опорных точек на исходных изображениях. Референсное изображение -- растровый снимок на ту же территорию, но с более точной геопривязкой, чем исходные изображения проекта мозаики. Т.е. референсное изображение используется как эталон для «снятия» опорных точек, по которым устанавливается связь между исходными изображениями.

Координаты точки местности на референсном изображении присваиваются этой же точке местности на исходных изображениях проекта мозаики.

Для связующих/опорных точек предусмотрен векторный слой Связующие точки с атрибутами для хранения данных о измеренных точках.

В программе предусмотрены три режима измерения связующих/опорных точек:

- ручной режим измерения точек без корреляции;

- полуавтоматический режим измерения точек с использованием коррелятора;

- автоматический режим измерения связующих точек с использованием коррелятора.

Предварительная настройка

Для быстрого доступа к функциям измерения связующих/опорных точек служит пункт меню Окна > Панели инструментов > Связующие точки, открывающий панель инструментов Связующие точки, кнопки которой частично дублируют команды меню Связующие точки.

Для динамического отображения трансформации изображений в результате сшивки по связующим точкам (т. е. быстрой перерисовки изображений) в окне Предварительный просмотр необходимо выполнить следующие действия:

1. Выбрать Мозаика > Параметры мозаики. В окне Параметры Мозаики выбрать закладку Мозаика.

2. Установить флажок Использовать связующие точки для автоматической перерисовки.

Для измерения опорных точек необходимо предварительно определить тип преобразования, которое автоматически применяется на краях блока изображений по мере накопления данных измерений опорных точек.

Для измерения связующих/опорных с помощью коррелятора в полуавтоматическом или автоматическом режимах используются параметры коррелятора. Для просмотра и изменения значений параметров коррелятора служит Связующие точки >Параметры.

Измерение связующих точек

Измерение связующих точек возможно производить в ручном режиме без использования коррелятора, в полуавтоматическом и автоматическом режимах, в режиме распределенной обработки.

Полуавтоматический режим предполагает попытку вычисления программой связующей точки с помощью коррелятора в местоположении маркера. Перед началом работы при необходимости настраиваются параметры коррелятора.

Автоматический режим предполагает автоматический поиск связующих точек с использованием коррелятора по всему блоку изображений проекта в окрестностях порезов. Перед началом работы настройте при необходимости настраиваются параметры коррелятора.

Режим распределенной обработки обеспечивает экономию времени при поиске и автоматическом измерении связующих точек с помощью коррелятора за счет оптимального использования аппаратно-вычислительных возможностей, т. е.позволяет распределить работу между несколькими рабочими станциями/ядрами процессоров. Режим распределенной обработки рекомендуется при большом объеме исходных изображений и порезов в проекте мозаики.

Измерение опорных точек

При наличии растрового изображения (референсного изображения) с более точными данными геопривязки на ту же местность, что и исходные изображения, в программе предусмотрено использование этого референсного изображения в качестве эталона для измерения опорных точек на исходных изображениях. Как и для измерения связующих точек в программе предусмотрено три режима измерения опорных точек: ручной (без корреляции), полуавтоматический и автоматический (с использованием коррелятора). Параметры коррелятора определяются в окне Параметры измерения точек.

Для измерения опорных точек в полуавтоматическом режиме с использованием коррелятора служит пункт меню Связующие точки > Добавление опорных точек >Добавить с корреляцией (дублируется кнопкой панели инструментов Связующие точки).

Для автоматического поиска точек соответствия на референсном изображении и исходных изображений проекта мозаики служит пункт меню Связующие точки > Добавление опорных точек > Искать в автоматическом режиме (дублируется кнопкой панели инструментов Связующие точки).

Параметры измерения точек

При измерении связующих/опорных точек в полу- и автоматическом режимах используются параметры коррелятора. Кроме того для автоматического режима также предусмотрены параметры автоматического набора точек точек в окрестности порезов.

Таблица 16. Описание параметров измерения точек

Получение информации о связующей точке

Для получения информации о связующей/опорной точке необходимо выделить точку на активном слое Связующие точки и выбрать Связующие точки > Информация оточке. Открывается информационное окно Статистика, в котором отображаютсяследующие данные:

- имя точки (для связующей точки используется префикс tie, для опорной -- gsp);

- количество изображений, на которых измерена точка;

- путь к файлу каждого изображения, на котором измерена точка.

Атрибуты слоя Связующие точки

При измерении связующей/опорной точки в атрибуты слоя Связующие точки записывается информация о измеренной точке.

Атрибуты точки содержат следующие данные:

- mage_шme_номер_ изображения -- содержит путь к одному из файлов изображений, на котором измерена точка;

- mage_x_номер_ изображения -- содержит координату по оси X точки на одном из изображений;

- image_y_ номеризображения -- содержит координату по оси X точки на одном из изображений;

- image count -- отображает количество изображений, на которых измерена точка;

- pointsname -- содержит имя точки (для связующей точки используется префикс tie, для опорной -- gsp);

- tie_type -- содержит информацию о типе точки (для связующей точки используется значение 0, для опорной -- 1).

Для быстрого доступа к функциям измерения связующих/опорных точек предусмотрена дополнительная панель инструментов Связующие точки, кнопки которой частично дублируют пункты меню Связующие точки.

Построение мозаики

Для построения мозаики необходимо выполнить следующие действия:

1. В случае заметного отличия областей мозаики по яркости/контрастности надо выполнить выравнивания областей мозаики: глобальное и/или локальное выравнивание яркости, сглаживание линий совмещения.

2. Разбитье мозаику на листы и определить активные листы для создания выходных файлов.

3. Настроить выходные параметры построения мозаики: основные параметры и параметры сохранения.

4. Запустить процесс создания выходных листов мозаики.

Окно «Параметры мозаики»

Для настройки параметров построения мозаики служит пункт меню Мозаика > Параметры, открывающий окно Параметры мозаики.

Окно содержит следующие группы параметров:

1. Основные параметры на закладке Мозаика.

2. Параметры глобального и локального выравнивания яркости на закладке Выравнивание яркости.

3. Параметры сохранения выходных листов мозаики на закладке Сохранение

4. Дополнительные параметры на закладке Прочее

Таблица 17. Описание параметров на закладке «Мозаика»

Параметры выравнивания яркости

Глобальное выравнивание яркости предполагает преобразование, одинаково применяемое ко всем пикселам каждого изображения.

Локальное выравнивании яркости -- преобразование, применяемое вдоль линий сшивки изображений, с постепенным его ослаблением к центру изображения и границам мозаики. Т.е. при локальном выравнивании яркости обработка каждого пиксела зависит от его координат. При этом производится одновременное изменение яркости (аддитивная составляющая) и контраста (мультипликативная составляющая) исходных изображений.

Создание выходных листов мозаики

Для создания конечного выходного продукта -- листов мозаики (ортофотопланов) c файлами геопривязки в заданной системе координат заданного масштаба необходимо выполнить одно из следующих действий:

- Для создания выходного ортофотоплана для текущего листа:

о Выделить границу листа на слое Листы, для которого будет создаваться выходной файл. о Выбрать Мозаика > Построить текущий лист. Открывается окно Сохранить как для определения имени, формата и размещения выходного файла. По умолчанию для файла предлагается имя листа, которое хранится в атрибутах слоя Листы.

- Для создания выходных ортофотопланов для нескольких листов мозаики:

о Определить активные листы на слое Листы, для которых будут создаваться выходные файлы. о Выбрать Мозаика > Построить. Открывается окно Файлы листов. Определите формат и размещение выходных файлов.

- Для создания выходных файлов ортофотопланов в режиме распределенной обработки выберите Мозаика > Распределенное построение или Мозаика >Распределенное построение с делением листов для распределенной обработки с делением листов на части.

Обработка ДДЗ с помощью PHOTOMOD® GeoMosaic

Обработка аэрофотосъемки с БПЛА в цифровых фотограмметрических системах (ЦФС) в целом аналогична обработке аэрофотосъемки с «больших самолетов». Однако особенности данных с борта БПЛА часто не позволяют использовать автоматические процедуры стандартных пакетов

- часть операций (например, расстановку связующих точек)приходится производить в ручном режиме. Ниже мы рассмотрим особенности обработки аэросъемки с БПЛА в ЦФС PHOTOMOD 5.2. Именно в этой версии PHOTOMOD введены специальные функции для обработки таких данных, существенно упрощающие и автоматизирующие получение конечной продукции.

Как и при обработке других данных, сначала в ЦФС создается проект, в него вводятся снимки и телеметрическая информация. На основании данных о центрах проекции и углах производится создание накидного монтажа, разбивка по маршрутам. Снимки, попавшие на развороты БПЛА, удаляются в ручном режиме. Неточные угловые элементы внешнего ориентирования приводят к достаточно грубому накидному монтажу.

Автоматический поиск связующих точек в таких случаях затруднен или требует значительного времени работы компьютера. Для уточнения накидного монтажа в таких случаях в ЦФС PHOTOMOD используется т.н. «автоматический накидной монтаж», который уточняет взаимное расположение снимков.

Как мы ранее отмечали, съемка с борта БПЛА производится с увеличенными перекрытиями.

Нестабильность полета летательного аппарата иногда может привести к очень большим перекрытиям между соседними снимками, что вызывает сложности в стандартных фотограмметрических пакетах.

Разные углы и высоты съемки соседних кадров приводят к увеличению области поиска связующих точек и увеличению числа грубых ошибок по сравнению со стандартными аэрозалетами. После создания уточненного накидного монтажа выполняется процедура автоматического измерения связующих точек. На первых проходах накидной монтаж опять уточняется.

На следующих проходах производится доизмерение связующих точек. Несколько проходов необходимы в случае, когда телеметрическая информация не содержит всех углов ориентирования, или углы известны с точностью 10-30 градусов. Если же телеметрическая информация содержит угловые элементы ориентирования с точностью в несколько единиц градуса, то достаточно и одного прохода - надежность автоматических измерений в этом случае повышается. Для борьбы с возможными грубыми ошибками при автоматических измерениях в PHOTOMOD 5.2 введено понятие т.н. «доверительной группы связующих точек», когда программа ищет наибольшее число связующих точек для стереопар с наименьшим поперечным параллаксом, остальные связующие точки, не попавшие в группу, считаются ошибочными.

После измерения связующих и опорных точек производится процедура уравнивания. В ЦФС PHOTOMOD можно использовать начальное приближение для алгоритма уравнивания как по уточненной схеме блока, так и построенное другими методами. Начиная с версии 5.2 для уравнивания аэросъемки с БПЛА мы рекомендуем использовать новый режим - уравнивание 3D. При уравнивании в PHOTOMOD и достаточном числе опорных точек можно использовать самокалибровку. Это дает возможность использования некалиброванных камер. Ожидаемая точность выходных результатов при строгой фотограмметрической обработке составляет приблизительно 1 -2 GSD в плане и 2-4 GSD по высоте. После фотограмметрического уравнивания, результаты которого и определяют точность выходных продуктов, производится построение рельефа (ЦМР) в автоматическом режиме. При необходимости, после уравнивания может быть сделана стереовекторизация - отрисовка в ручном режиме зданий, сооружений, мостов, дамб и других объектов. Построенный рельеф используется для ортотрансформирования снимков. На последнем этапе из ортотрансформированных снимков создается бесшовная мозаика

- производится расчет линий порезов, выравнивание яркостей, стыковка контурных объектов. Самокалибровку можно включать и при отсутствии опорных точек, правда, в этом случае можно рассчитать только коэффициенты k1, k2 радиальной дисторсии. При использовании камер с щелевым затвором можно дополнительно включить расчет аффинных искажений. В случае стабильности углов ориентирования при съемке такая самокалибровка может повысить точность уравнивания.

Если используется некалиброванная камера и отсутствуют опорные точки, то можно говорить о точности в несколько десятков метров, которая будет определяться точностьюGPS центров проекций и дисторсией объектива (до нескольких десятков пикселей). В таких случаях можно применять упрощенную автоматизированную последовательность обработки. Бесшовный накидной монтаж указанной точности при этом получается за счет трансформирования исходных снимков в модуле PHOTOMOD GeoMosaic. В этом случае используются простейшие методытрансформирования, не учитывающие рельеф местности, а стыковка контуров осуществляется за счет автоматически рассчитываемых связующих точек вдоль автоматически построенных линий порезов. Программный комплекс PHOTOMOD Radar.