Изготовление ортофотопланов
Ортофотоплан это фотографический план местности на точной геодезической опоре, полученный путём аэрофотосъемки с последующим преобразованием аэроснимков (из центральной проекции в ортогональную) на основе эффективного метода их дифференциального ортофототрансформирования, разработанного в середине 60-х гг. 20 в. Последний, в отличие от известного метода трансформирования аэроснимков по зонам рассчитан на автоматизированное устранение искажений аэроснимка (обусловленных рельефом местности и отклонениями оси аэрофотоаппарата от вертикали при съёмке) путём последовательного проектирования трансформируемого изображения возможно малыми участками с помощью специальных приборов — ортофотопроекторов. Аэроснимки, преобразованные данным методом (т. н. ортофотоснимки), позволяют составить О. на любые районы, что существенно расширяет применение аэро-фотосъёмочных материалов при топографических, геологических и др. проектно-изыскательских работах.
Аэрофотосъёмка это фотографирование местности с воздуха специальным аэрофотоаппаратом, установленным на самолёте, вертолёте, дирижабле, искусственном спутнике Земли или ракете. Плоскость аэрофотоаппарата может занимать заданное горизонтальное или наклонное положения. В отдельных случаях фотографирование производится на цилиндрическую поверхность или вращающимся объективом . Обычно выполняют одноооъективным аэрофотоаппаратом, но иногда для увеличения площади, фотографируемой на одном снимке, — многообъективным аэрофотоаппаратом, фотографирование производят одиночными аэроснимками, по определённому направлению или по площади площади . Ортофотоплан объективно предаёт фотопортрет местности и является основным исходным материалом для создания и обновления карт и планов.
Ортофотопланы широко применяются в топографических, геологических и других проектно-изыскательских работах при формировании и обновлении цифровых карт, а также оперативной оценки состояния местности (слева ортофото, с права фрагмент ортофото).
Технология создания ортофотопланов по материалам космической съемки с использованием ПО «ЦФС-Талка»
В настоящее время материалы космической съемки достаточно часто используются для создания ортофотопланов, а также электронных карт и планов. Это связано с тем, что космосъемка становится все более доступной. Заказать и получить готовые материалы космосъемки гораздо быстрее и проще, чем выполнить аэрофотосъемку. При обработке материалов космической съемки с разрешением на местности более 2 метров не требуется соблюдения режимных требований, что существенно ускоряет процесс получения необходимой информации и ее использования.
Ожидаемое упрощение работы с космическими снимками, полученными с зарубежных спутников, позволит любому аэрогеодезическому предприятию использовать качественные космические снимки для целей картографирования. Цены на материалы космической съемки постоянно снижаются. В то же время происходит периодическое удорожание авиационного топлива, что приводит к увеличению стоимости аэросъемки. В ближайшее время стоимость космической съемки может приблизиться к стоимости аэрофотосъемки. Это еще объясняется и тем, что качественная аэрофотосъемка основана на использовании импортных аэрофотоаппаратов и средств для обработки результатов аэрофотосъемки.
В связи с этим технологиям обработки материалов космической съемки сейчас уделяется достаточно большое внимание.
Группой компаний ТАЛКА разработаны технологии создания ортофотопланов по материалам космической съемки. Необходимо отметить, что эти технологии позволяют выполняется быстрее и проще получать ортофотопланы определенных масштабов, чем по материалам аэрофотосъемки.
Технология создания ортофотопланов состоит из следующих этапов:
• предварительная обработка снимков;
• создание проекта;
• создание проекта ПВП;
• создание ЦМР;
• внешнее ориентирование снимков;
• создание ортофотопланов.
Предварительная обработка снимков включает в себя синтезирование цветных изображений, если снимки поставляются отдельными каналами R , G , B , nir . Синтезирование цветных снимков высокого разрешения с использованием панхроматических снимков. Исправление яркости снимков с «проявлением» изображений в тенях. Предварительная обработка материалов космосъемки была подробно описана в журнале «Геопрофи».
Синтезирование цветных снимков высокого разрешения с использованием панхроматических снимков.
ортофотоплан изображение снимок съемка
Исправление яркости снимков с «проявлением» изображений в тенях
После обработки изображений необходимо создать проект в ПО «ЦФС-Талка». В проекте регистрируются снимки, которые необходимо обработать. Загружаются RPS коэффициенты для каждого снимка. Если выполнялась космическая стереосъемка, то необходимо указать программе, какие снимки являются стереопарой. Получившийся проект имеет внешнее ориентирование с точностью 10- 15 метров . Если такая точность удовлетворяет требованиям точности создания готовой продукции, планово-высотную подготовку можно не проводить. Если же нужно получить ортофотопланы с более высокой точностью, то необходимо провести планово-высотную подготовку.
Проект планово-высотной подготовки по космическим снимкам можно создать в ПО «ЦФС-Талка». Оператору необходимо наметить на снимке места, в которых должны быть определены координаты точек планово-высотной подготовки (ПВП). Мы рекомендуем определять 8 точек ПВП на один космический снимок. После того, как оператор наметит расположение точек ПВП в проекте, программа автоматически сформирует проект планово-высотной подготовки, который включает в себя увеличенные отпечатки с намеченными точками, снимки и фотосхему со всеми точками. Учитывая, что космические снимки имеют внешнее ориентирование, пусть и не точное, геодезистам можно вместе с абрисами точек выдать их приблизительные координаты. Геодезисты, имея навигационную аппаратуру, смогут выйти на место с точностью до 15 метров , что актуально при проведении полевых работ в труднодоступных местах. Создание проекта ПВП более подробно описано в журнале «Геопрофи» №3.
После создания проекта ПВП параллельно выполняются полевые работы и работы, связанные с построением цифровой модели рельефа (ЦМР). Построение цифровой модели рельефа по материалам космической съемки может быть выполнено только в том случае, если была заказана стереосъемка. При моносъемке рельеф можно получить только с имеющихся картографических материалов, либо импортировать готовый рельеф из программы Mapifo , ArcGis , AutoCAD , Нева, Панорама и др. Также в ПО «ЦФС-Талка» можно загрузить цифровую матрицу рельефа в формате DTED.
Полученные в результате полевых работ координаты опорных точек вводятся в проект, после чего выполняется уравнивание проекта. Затем необходимо создать нарезку будущих листов ортофотопланов. Нарезка может быть номенклатурная или произвольная. В произвольной нарезке листы фотоплана могут быть квадратными или прямоугольными с заданными размерами сторон. Также программа допускает создание листов произвольных размеров не параллельных осям координат. Имея проект с внешним ориентированием и цифровую модель рельефа в ПО «ЦФС-Талка», можно рассчитать ортофотопланы.
В том случае, когда к снимкам не прилагаются RPS коэффициенты, либо вообще не известно, каким спутником произведена съемка, в программе «ЦФС-Талка» предусмотрена функция, позволяющая восстановить модель камеры снимков. Для восстановления модели камеры необходимо иметь опорные точки не менее 4-7 штук на один снимок, должны быть равномерно расположены на снимках и иметь разные высоты на местности. Чем больше опорных точек будет на снимке, тем точнее можно будет восстановить модель камеры. Исследования, проведенные Институтом Проблем Управления РАН и ФГУП Государственный научно-исследовательский и производственный центр Госцентр «Природа», показали, что, имея восстановленную модель камеры и цифровую модель рельефа, можно получить ортофотопланы с заданной точностью. Исследования проводились на космических снимках, снятых со спутников IRS , Aster , Landsat и др. По данным снимкам создавались ортофотопланы на равнинные и горные районы масштаба 1:100000. Проведенные исследования показали, что восстановленная модель камеры для космических снимков, снятых со спутников Ikonos и Quickbird , практически идентична данным, представляемым поставщиками космических снимков.