На правах рукописи
АГИЛАР ВИЛЬЕГАС ХУАН МАРТИН
РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ И ОБНОВЛЕНИЯ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ НА ТЕРРИТОРИЮ МЕКСИКИ ПО КОСМИЧЕСКИМ СКАНЕРНЫМ СНИМКАМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АРХИВНЫХ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ АЭРОФОТОСНИМКОВ
Специальность: 25.00.34
Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия
АВТОРЕФЕРАТ
диссертации на соискание ученой степени
кандидата технических наук
Москва 2008
Работа выполнена на кафедре фотограмметрии Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК).
Научный руководитель: кандидат технических наук, профессор
Михайлов Александр Павлович
Официальные оппоненты: доктор технический наук,
Тюфлин Юрий Сергеевич
кандидат технических наук,
Кадничанский Сергей Алексеевич
Ведущая организация: Сибирская государственная
геодезическая академия
Защита диссертации состоится «28» февраля 2008 г., в 10 часов на заседании диссертационного совета Д.212.143.01 при Московском государственном университете геодезии и картографии по адресу: 105064, Москва, Гороховский пер., 4, МИИГАиК, ауд. зал заседаний Ученого Совета.
С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК).
Автореферат разослан «28» января 2008 г.
Ученый секретарь
диссертационного совета Б. В. Краснопевцев
ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ
Актуальность темы.
Разработка эффективных методов создания и обновления топографических карт крупного масштаба является актуальной, поскольку ее успешное решение и последующее развитие вносят важный вклад в обеспечение информации о Земле как основе земельных реформ, планирования, развития и управления земельными ресурсами.
Создание и обновление топографических карт являются существенными факторами при планировании развития экономического производства страны. Современная и достоверная информация о состоянии местности дает возможность принимать правильные решения при планировании народнохозяйственных задач. Следовательно, для этого требуется не только полное покрытие территории страны топографическими картами и другими документами о местности, но и их периодическое обновление. При этом желательно использовать такие технологии, которые могли бы обеспечивать создание и обновление карт с относительно небольшими временными и финансовыми затратами.
С момента появления космических съемочных систем, а также внедрения в топографо-геодезическое производство цифровых технологий фотограмметрической обработки аэрокосмических снимков, проблемы создания и обновления топографических карт стали решаться на качественно новой основе. Развитие съемочных спутниковых систем и методов обработки космических снимков высокого разрешения на основе применения цифровых фотограмметрических систем принципиальным образом изменяют технологию создания и обновления топографических и кадастровых карт различных масштабов, в том числе и крупных. Однако, как и в традиционных технологиях при фотограмметрической обработке сканерных космических снимков высокого разрешения необходимо выполнение достаточно трудоемких и дорогостоящих полевых геодезических работ по планово-высотной подготовке снимков, что увеличивает сроки и финансовые затраты на создание и обновление топографических и кадастровых карт. Повышение производительности труда при создании и обновлении топографических карт, необходимо искать в дальнейшем совершенствовании имеющихся фотограмметрических методов и технологий получения и обработки аэрокосмической информации.
Цель работы.
Разработать и исследовать цифровую фотограмметрическую технологию создания и обновления топографических карт различных масштабов на территорию Мексики по материалам космических сканерных съемок высокого разрешения и архивных мелкомасштабных аэрофотоснимков, обеспечивающую сокращение сроков и затрат на производство работ.
Научная новизна работы.
Новыми научными результатами можно считать разработку и исследование цифровой фотограмметрической технологии создания и обновления топографических карт различных масштабов на территорию Мексики по материалам космических сканерных съемок высокого разрешения и архивных мелкомасштабных аэрофотоснимков.
Практическая значимость работы:
Выполненные теоретические и экспериментальные исследования показали, что предложенная технология создания и обновления топографических карт различных масштабов на территорию Мексики по материалам космических сканерных съемок высокого разрешения и архивных мелкомасштабных аэрофотоснимков, позволяет значительно сократить сроки создания и обновления топографических карт, а также затраты на производство работ.
Результаты проведенных исследований внедрены в учебный процесс, в курсах «Цифровая фотограмметрия» и «Картография», читаемых в Школе наук о Земле Автономного университета штата Синалоа Мексики.
Апробация работы:
Результаты исследований доложены и обсуждены на 2-ой Международной конференции «2do Taller de Intercambio Internacional sobre Extensionismo y Diversificacion en Acuicultura», организованной UAS, PACRC-UHH, CESASIN (Масатлан Синалоа Мексики, Июля 2005 г.); на 61-ой юбилейной научно-технической конференции студентов, аспирантов и молодых ученых МИИГАиК, посвященной 25-летию первого полета в космос Савиных Виктора Петровича (апреля, 2006 г.) и на конференции «Expo Geografia 2006», организованной Национальным Институтом Статистики, Географии и Информатики Мексики (INEGI), (Кульякан Синалоа, Мексики, май, 2006 г.).
Публикации:
По результатам выполненных исследований по теме диссертации автором опубликованы две статьи.
Структура и объем диссертации:
Диссертационная работа состоит из введения, трех глав, заключения, списка литературы и приложения. Общий объем работы – 111 страниц машинописного текста. Диссертация содержит 13 таблиц и 19 рисунков. Список литературы составляет 82 наименований.
ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ
ВВЕДЕНИЕ
Обоснована актуальность решаемой задачи, сформулированы цель и задачи исследования, обоснована научная новизна и практическая значимость работы.
ГЛАВА 1. СОВРЕМЕННОЕ СОСТОЯНИЕ КАРТОГРАФИЧЕСКОЙ ИЗУЧЕННОСТИ ТЕРРИТОРИИ МЕКСИКИ.
В первой главе рассмотрены физико-географические характеристики Мексики, приведены сведения о картографической изученности её территории и организации и технологиях топографо-картографических работ в Мексике.
В последнее десятилетие в Мексике, уделяется большое внимание совершенствованию технологий создания и обновления топографических карт. Однако до настоящего времени полностью территория Мексики покрыта только топографическими картами масштаба 1: 50 000, созданная по материалам аэрофотосъемки масштаба 1: 75 000 (рис. 1). Для создания топографических карт масштабов 1: 20 000 и 1: 10 000 выполнена аэросъемка соответственно масштабов 1: 37 000 и 1: 20 000 только на небольшую часть территории Мексики (рис.2 и 3).
Проводимая в стране земельная реформа, а также строительство дорог и промышленных объектов обусловливают необходимость создания в короткие сроки топографических карт различных масштабов и других документов о местности, отражающих её современное состояние. При этом, учитывая невозможность привлечения для решения этой задачи значительных финансовых средств, необходимо разработать и использовать такие технологии, которые могли бы обеспечивать создание карт с относительно небольшими временными и финансовыми затратами.
Покрытие территории Мексики с аэрофотосъемкой в масштабе 1:75 000.
Рис. 1
Покрытие территории Мексики с аэрофотосъемкой в масштабе 1:37 500.
Рис. 2
Покрытие территории Мексики с аэрофотосъемкой в масштабе 1:20 000.
Рис. 3
ГЛАВА 2. АНАЛИЗ СОВРЕМЕННЫХ СЪЕМОЧНЫХ КОСМИЧЕСКИХ СИСТЕМ, МЕТОДОВ И ТЕХНОЛОГИЙ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ПРИ СОЗДАНИИ И ОБНОВЛЕНИИ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ ПО МАТЕРИАЛАМ АЭРОКОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК.
Во второй главе приведен анализ существующих фотограмметрических методов и технологий создания и обновления топографических карт, также последних достижений в области получения и фотограмметрической обработки аэрокосмических снимков.
На основе изучения и анализа современных технических средств получения аэрокосмических снимков и методов и технологий их фотограмметрической обработки отмечена тенденция все более активной замены аналоговых съемочных систем на цифровые съемочные системы, а также повсеместный переход фотограмметрического производства на цифровую фотограмметрическую обработку снимков на цифровых фотограмметрических системах.
Особое внимание в главе обращено на развитие современных космических сканерных съемочных систем, разработанных в США и ряде других стран. В качестве примера в табл. 1 и 2 приведены основные характеристики некоторых космических сканерных съемочных систем.
Эти системы обладают высокими геометрическими и изобразительными свойствами, позволяющими использовать их для создания и обновления топографических карт от масштаба 1: 50 000 до масштаба 1: 5 000.
Анализ существующих цифровых фотограмметрических систем показал, что основной тенденцией развития цифровых фотограмметрических систем является создание универсальных систем, позволяющих выполнить все фотограмметрические процессы создания цифровых векторных карт, цифровых моделей рельефа и цифровых фотопланов по снимкам полученных, как аэрофотосъемочными системами, так и космическими съемочными системами (табл. 3). Другой тенденцией развития цифровых фотограмметрических систем является все большая автоматизация выполняемых измерений, что в значительной мере повышает производительность работ.
В главе проведен анализ существующих в настоящее время технологий создания топографических карт по материалам аэрокосмических съемок. Несмотря на постоянное совершенствование этих технологий, в них весьма трудоемким и затратным является процесс планово-высотной подготовки снимков. Это приводит к увеличению сроков создания карт и их стоимости, особенно при создании карт по космическим сканерным снимкам, требующим большее количество опорных точек при их
Табл. 1
Основные характеристики космических сканерных съемочных систем США
|
Основные Характеристики |
Космические съемочные системы | |||
|
Ikonos (США) |
QuickBird (США) |
OrbView-3 (США) |
Landsat-7 (США) | |
|
Год запуска |
1999 |
2001 |
2003 |
1999 |
|
Высота орбиты (км) |
681 |
450 |
470 |
670-702 |
|
Наклонение орбиты ( 0 ) |
98.2 |
97,2 |
97.25 |
98.2 |
|
Число спектральных диапазонов |
5
|
5
|
5
|
8
|
|
Угол поля зрения ( 0 ) |
0.9 |
0.7 |
1 |
5.8 |
|
Пространственное разрешение Панхроматический режим (м) Многозональный режим (м) |
0.82
|
0.61
|
1
|
15
|
|
4 |
2.44 |
4 |
30-60 | |
|
Стереосъемка Вдоль орбиты Поперек орбиты |
Да
|
Да
|
Да
|
Н д.
|
|
Да |
Да |
Да |
Н д. | |
|
Периодичность (суток) |
1 – 3 |
1 – 4 |
1 – 3 |
10 |
|
Полоса захвата (км) |
11 |
16.5 |
8 |
183 |
Н д. – нет данных
Табл. 2
Основные характеристики космических сканерных съемочных систем других стран.
|
Основные Характеристики |
Космические съемочные системы | |||
|
Spot-5 (Франция) |
IRS-1C, 1D (Индия) |
ALOS (Япония) |
Cbers-1 (Брази- лия – Ки тай) | |
|
Год запуска |
2002 |
1996, 1997 |
2003 |
1999 |
|
Высота орбиты (км) |
830 |
900 |
568 |
778 |
|
Наклонение орбиты ( 0 ) |
98.7 |
98 |
Н д. |
Н д. |
|
Число спектральных диапазонов |
2.5-5
|
1
|
1
|
5
|
|
Угол поля зрения ( 0 ) |
Н д. |
Н д. |
Н д. |
Н д. |
|
Пространственное разрешение Панхроматический режим (м) Многозональный режим (м) |
5
|
5.8
|
2.5
|
10
|
|
10-20 |
23.5-70 |
10 |
20 | |
|
Стереосъемка Вдоль орбиты Поперек орбиты |
Да
|
Да
|
Да
|
Н д.
|
|
Нет |
Нет |
Н д. |
Н д. | |
|
Периодичность (суток) |
26 |
22 |
44 |
Н д. |
|
Полоса захвата (км) |
60 |
70 |
70 |
115 |
Н д. – нет данных
фотограмметрической обработке по сравнению с обработкой кадровых аэрокосмических снимков.
Проведенный анализ показал, что современное развитие космических съемочных систем и цифровых фотограмметрических обрабатывающих комплексов создает условия для разработки более рациональных и экономичных фотограмметрических технологий выполнения топографических работ при создании и обновлении топографических карт. Особенно в этих технологиях нуждаются развивающиеся страны, в том числе Мексика, в которых имеются экономические ограничения и дефицит квалифицированных кадров в области фотограмметрии и картографии.
Табл. 3
Некоторые цифровые фотограмметрические системы и их характеристики.
|
Наименование характеристики |
ЦФС | |||||
|
CDW |
OrthoEngine |
Photomod |
SVP |
Aper-tura | ||
|
Тип
изображение |
Метрические Камеры
|
+
|
+
|
+
|
+
|
+
|
|
Сканерные Снимки
|
|
+
|
+
|
|
| |
|
Не метрические Снимки
|
+
|
|
+
|
|
| |
|
Метод
стереонаблю-дения |
Стереоскоп |
|
|
|
|
+ |
|
Затворные Очки
|
|
|
+
|
+
|
| |
|
Анаглифичиские Очки
|
|
|
+
|
|
| |
|
Полироидные |
|
|
|
|
| |
|
Измерение |
Клавиатура |
+ |
|
+ |
+ |
+ |
|
Манипулятор |
+ |
+ |
+ |
+ |
| |
|
Штурвалы |
|
|
|
|
| |
|
Функции
|
Внутреннее Ориентирование |
1,2 |
1 |
1 |
1 |
1 |
|
Взаимное Ориентирование |
1 |
1 |
1,2 |
1 |
1 | |
|
Внешнее Ориентирование |
1 |
1 |
1,2 |
1 |
1 | |
|
Обратная Засечка
|
|
1 |
|
|
| |
|
Фототриангуляция |
1 |
1 |
1 |
|
| |
|
Съемка контуров |
1 |
|
1,2, |
1 |
1,2 | |
|
ЦМР |
|
1 |
1,2,3 |
1,2 |
| |
|
Ортофото |
|
1 |
1 |
1 |
| |
|
Мозаика |
|
1 |
1 |
|
| |
1-интерактивный 2-автоматизированный 3-автоматический
ГЛАВА 3. РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ И ОБНОВЛЕНИЯ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ НА ТЕРРИТОРИЮ МЕКСИКИ ПО КОСМИЧЕСКИМ СКАНЕРНЫМ СНИМКАМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АРХИВНЫХ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ АЭРОСНИМКОВ
В третьей главе описана предложенная автором технология создания топографических карт и приведены результаты экспериментальных работ.
Картографические работы, выполненные в настоящее время в Мексике, не удовлетворяют требованиям большинства потребителей топографических карт и других материалов о местности, так как существующие топографические карты крупного масштаба покрывают очень малую часть территории страны, а созданные топографические карты среднего и мелкого масштаба уже устарели и требуют обновления.
Вместе с тем, несмотря на высокую производительность современных методов создания топографических карт по материалам аэрокосмических съемок, сроки выполнения работ достаточно велики. Это связано в первую очередь с тем, что по разным причинам, например, климатическим и организационным полевые работы по планово-высотной подготовке и дешифрированию снимков, могут быть выполнены со значительной задержкой, что приводит к увеличению сроков создания топографической карт из-за невозможности выполнения полного комплекса фотограмметрических работ. Кроме того, для картографирования незначительных по площади территорий использование аэрофотосъемки и существующих фотограмметрических технологий экономически не выгодно.
В связи с вышеизложенным, желательно использовать для создания карт такие фотограмметрические технологии, которые могли обеспечивать их создание с относительно небольшими временными и финансовыми затратами.
Таким критериям отвечает предложенная автором технология, основанная на совместном использовании космических сканерных снимков высокого разрешения (5м – 0,6м) и архивных аэрофотоснимков мелкого масштаба, обобщенная схема, которой представлена на рис. 4.
В этой технологии по архивным аэрофотоснимкам строится сеть пространственной фототриангуляции, а затем по стереопарам снимков создаются цифровые модели рельефа местности и определяются координаты точек на местности, которые в последующем используются в качестве опорных точек для ориентирования одиночных или стереопар сканерных космических снимков.
По космическим сканерным снимкам, после их внешнего ориентирования, строятся с использованием цифровых моделей рельефа цифровые ортофотопланы, по которым создаются или обновляются цифровые топографические карты.
Предлагаемая технология позволяет оперативно создавать топографические карты, так как в настоящее время заказы на проведение космических съемок высокого разрешения выполняются в очень короткие сроки, и нет необходимости в выполнении полевых работ, кроме топографического дешифрирования снимков. Возможность практической реализации предлагаемой технологии обусловлено тем, что аэрофотосъемка масштаба 1:75 000, выполняемая в Мексике для создания топографических карт масштаба 1:50 000 характеризуется высоким изобразительным и измерительным качеством. Предложенная технология, ориентированная на обновление основной топографической карты Мексики масштаба 1:50 000, а также для создания новых топографических карт масштабов 1:10 000 – 1:2 000.
Блок-схема технологии создания карт по космическим сканерным снимкам и архивным аэрофотоснимкам
Рис. 4
При создании по аэрофотоснимкам масштаба 1:75 000 цифровых моделей рельефа определение высот узловых точек этих моделей можно выполнять со средними погрешностями не хуже 1 м.
По стандартам точности создания топографических документов о местности, принятым в Мексике, средние квадратические ошибки в положении точек на ортофотопланах не должны превышать величины 0,3мм в масштабе создаваемой по ортофотоплану карты. Рассмотрим допустимые ошибки в определении высот точек местности по цифровым моделям рельефа при создании карт по предлагаемой технологии по космическим сканерным снимкам, получаемых съемочными системами Spot-5, Ikonos и Quick Bird. Для создания ортофотопланов используются сканерные изображение, которые получают при ориентации плоскости сканирования приблизительно перпендикулярно к земной поверхности. При этом для обеспечения съемки заданной территории съемочная система может быть развернута относительно продольной оси на заданный угол. При максимальном развороте съемочной системы угол наклона крайнего проектирующего луча снимка, полученного системой Spot-5, достигает величины 31°,6, системой Ikonos – 26°, и системой Quick Bird 30°.
Смещения точек на ортофотоплане R из-за ошибок в определении высот точек местности h можно рассчитать по формуле:
,
где – угол отклонения проектирующего луча от вертикали.
Наибольшее значение смещения положения точки R будет при максимальном значении угла . Поэтому определим максимально допустимую ошибку hmax определения высот точек местности, не вызывающее смешения точек на фотоплане больше допустимого значения, для максимального значения угла max по формуле:
,
где М – знаменатель масштаба создаваемого плана.
Если предположить, что по снимкам Spot-5 будут созданы карты масштаба 1:10 000, а по снимкам Ikonos и Quick Bird карты масштаба 1:5 000, значения hmax будут равно для снимков Spot-5 – 5м, для снимков Ikonos – 3м, и для снимков Quick Bird – 2,6м.
Таким образом, цифровые модели рельефа, построенные по архивным аэрофотоснимкам, вполне обеспечивают построение цифровых ортофотопланов заданной точности. В случае использования материалов аэрофотосъемок более крупного масштаба возможно повышение точности фотограмметрической обработки сканерных снимков. Можно ожидать, что по снимкам, полученным с помощью сканерной съемочной системы Quick Bird, возможно создать карт масштаба 1:2 000. Однако это предположение нуждается в экспериментальной проверке.
С целью экспериментальной проверки предложенной технологии по сканерным снимкам, полученным космическим съемочным системам Spot-5 и Ikonos было произведено построение цифровых фотопланов и оценка их точности.
Цифровые фотопланы были созданы по фрагментам панхроматических изображений, полученных космическими сканерными съемочными системами Spot-5 и Ikonos с размером пикселя соответственно 5м и 1м. Снимок Spot-5 был получен 01.03.04 г. с углом отклонения от вертикали, равным 14,9°, а снимок Ikonos был получен 12.09.03 г. с углом отклонения от вертикали, равным 13,0°. На фрагменте снимка, полученного съемочной системой Spot-5, общей площадью 380,3 км2 изображен участок тихоокеанского побережья Мексики, расположенный в штате Синалоа. Перепад высот рельефа местности на этом участке составляет 250 м. На фрагменте снимка, полученного съемочной системой Ikonos, площадью 50,2 км2 изображен плоскоравнинный участок тихоокеанского побережья с перепадом высот 3м.
В качестве исходных материалов для выбора и определения координат опорных точек, а также создания цифровых моделей рельефа были использованы аэрофотоснимки масштаба 1:75 000, полученные аэрофотоаппаратом LMK с fk = 152мм 31.01.1994 г. и 01.02.1994 г.
Цифровые аэрофотоснимки с размером пикселя 14 мкм, а также координаты и абрисы опорных точек были получены из архивов Национального Института Статистики, Географии и Информатики Мексики.
Для выполнения работ по фотограмметрической обработке аэрокосмических снимков использовалась цифровая фотограмметрическая система Photomod, версия 3.7, разработанная российской фирмой Ракурс. С помощью модуля Photomod Montage Desktop было создан проект типа центральной проекции с аэрофотоснимками (рис. 5). Затем по аэрофотоснимкам были построены сети маршрутной фототриангуляции (рис. 6). Затем по стереопарам снимков был произведен выбор и определение координат и высот контурных точек, четко и однозначно опознающихся на аэрофотоснимках и сканерных снимках. Эти точки в дальнейшем соответственно использовались в качестве опорных точек при внешнем ориентировании сканерных снимков. После уравнивания сети, было проведено контроль построения сетей пространственной фототриангуляции, которая характеризуются средними расхождениями координат на опорных точках и на связующих точках в зонах тройного перекрытия снимках и зонах межмаршрутного перекрытия. Результаты показаны в таблице 4.
Табл. 4
Оценка точности уравнивания блока
|
Ошибки по опорным точкам (м) | |||
|
|
х |
у |
z |
|
Средние ошибки |
0,64 |
0,79 |
0,90 |
|
Ошибки по связующим точкам (м) | |||
|
|
х |
у |
z |
|
Средние ошибки |
0,63 |
0,61 |
0,73 |
Как следует из данных таблицы 4, точность построения сети пространственной фототриангуляции удовлетворяют требованиям точности построения сети при создании топографических карт в масштабе 1:5000 и мельче с сечение рельефа горизонталями 2,5 – 5 м.
Репродукция накидного монтажа аэрофотоснимков
Рис. 5
Схема сети блочной пространственной фототриангуляции
Рис. 6
На участок местности, изображенный на снимке Spot-5 было построена цифровая модель рельефа в виде триангуляции Делоне, которая в последующем была использована для создания цифрового фотоплана. На участок местности, изображенный на снимке Ikonos, цифровая модель рельефа не строилась, так как цифровой фотоплан было решено создавать путем проектирования снимка на среднюю плоскость. По выбранным и определенным на фотоплане и на стереопарах аэрофотоснимков опорным точкам, было выполнено соответственное внешнее ориентирование фрагментов сканерных снимков. Схема расположения опорных точек на фрагментах снимков Spot-5 и Ikonos представлены на рис. 7 и рис. 8 соответственно.
Оценка точности ориентирования космических снимков определена по величинам средних квадратических и максимальных расхождений координат опорных точек по осям Х и Y, а также их расхождений в плане. Результаты оценки точности проведены в таблице 5.
Табл.5
Оценка точности ориентирования космических снимков
|
|
«Spot-5» (15 опорных точек) |
«Ikonos» (16 опорных точек) | ||||
|
|
Х (м) |
У (м) |
D (м) |
Х (м) |
У (м) |
D (м) |
|
СКО |
1.18 |
1.43 |
1.85 |
0.34 |
0.31 |
0.46 |
|
МАХ. |
1.94 |
2.67 |
2,87 |
0.91 |
0.62 |
0.97 |
Как следует, из данных таблицы 5 значения средних квадратических расхождений опорных точек в плане меньше 0,5 пикселя сканерных снимков, что свидетельствует о высокой точности выполнения процесса внешнего ориентирования сканерных снимков.
С
хема расположения опорных точек на снимке Spot-5
Рис. 7
Схема расположения опорных точек на снимке Ikonos
Рис. 8
После выполнения процессов внешнего ориентирования сканерных снимков было выполнено построение цифровых фотопланов. При их построении размер пикселя фотоплана, создаваемого по снимкам Spot-5 был выбран равным 5м, а фотоплана создаваемого по снимкам Ikonos – 1 м. Контроль точности созданных цифровых фотопланов, производился по расхождениям координат опорных точек, измеренных на фотопланах. Результаты оценки точности представлены в таблице 6.
Табл. 6
Оценка точности созданных цифровых фотопланов
|
|
«Spot-5» (15 опорных точек) |
«Ikonos» (16 опорных точек) | ||||
|
|
Х (м) |
У (м) |
D (м) |
Х (м) |
У (м) |
D (м) |
|
СКО |
1.26 |
1.84 |
2.23 |
0.35 |
0.32 |
0.48 |
|
MAX |
1.98 |
3.33 |
3.39 |
0.91 |
0.62 |
0.97 |
Как следует, из данных, приведенных в таблице 6, созданные цифровые фотопланы по точности могут быть использованы для создания контурной части топографических и кадастровых карт масштабов 1:5 000 – в случае, использования снимков Spot-5 и 1:2 000 – в случае использования снимков Ikonos.
Окончательно создали цифровую топографическую карту по ортофотопланом космической скарненой снимки Spot-5 (рис. 9).
Результаты проведенных исследований подтвердили эффективность и экономическую целесообразность применения предложенной технологии создания и обновления топографических и кадастровых карт. Это технология позволяет сократить сроки и финансовые затраты на создание и обновление карт по сравнению с традиционными технологиями.
Фрагмент векторной топографической карты совмещенного с растровым изображением фотоплана.
Рис. 9
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
В диссертационной работе на основании проведенного изучения и анализа существующих методов и технологий создания и обновления топографических и кадастровых карт по материалам аэрокосмических съемок предложена и обоснована технология для создания и обновления топографических карт на территорию Мексики, по космическим сканерным снимкам с использованием архивных мелкомасштабных аэрофотоснимков.
Предложенная технология позволяет сократить сроки и стоимость работ по созданию и обновлению топографических карт за счет исключения полевых работ по созданию планово-высотного геодезического обоснования.
Предложенная технология, ориентированна на обновление основной топографической карты Мексики масштаба 1:50 000, и также для создания новых крупномасштабных топографических карт масштабов 1:10 000 – 1:2 000.
Предложенная технология позволяет оперативно создавать топографические карты, так как в настоящее время заказы на проведение космических съемок высокого разрешения выполняются в очень короткие сроки, и нет необходимости в выполнении полевых работ, кроме топографического дешифрирования снимков.
Возможность практической реализации предлагаемой технологии обусловлена тем, что как показали исследования, результаты которых приведены в настоящей диссертации, материалы аэрофотосъемки масштаба 1:75 000, выполняемой в Мексике для создания топографических карт масштаба 1:50 000 характеризуются высокими изобразительными и измерительными качествами.
Результаты проведенных экспериментальных исследований подтвердили работоспособность предложенной технологии создания и обновления топографических и кадастровых карт по космическим сканерным снимкам высокого разрешения с использованием архивных мелкомасштабных снимков.
Публикации по теме диссертации
-
Агилар Вильегас Х. М., Фотограмметрическая технология создания и обновления топографических карт на территорию Мексики по космическим сканерным снимкам.//Известия Вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 2005, № 6, Москва, с. 74-77. -
Агилар Вильегас Х. М., Экспериментальные исследования технологии создания топографических карт по сканерным космическим снимкам с использованием архивных мелкомасштабных аэрофотоснимков.//Известия Вузов. Геодезия и аэрофотосъемка, 2006, №1, Москва, с. 123-127.