Главная » 2014 » Июнь » 28 » Скачать Теоретическое обоснование цифровой фотограмметрической системы обработки космических снимков высокого разрешения. Шавук, бесплатно
03:29
Скачать Теоретическое обоснование цифровой фотограмметрической системы обработки космических снимков высокого разрешения. Шавук, бесплатно
Теоретическое обоснование цифровой фотограмметрической системы обработки космических снимков высокого разрешения
Диссертация
Автор: Шавук, Виталий Степанович
Название: Теоретическое обоснование цифровой фотограмметрической системы обработки космических снимков высокого разрешения
Справка: Шавук, Виталий Степанович. Теоретическое обоснование цифровой фотограмметрической системы обработки космических снимков высокого разрешения : диссертация кандидата технических наук : 25.00.34 / Шавук Виталий Степанович; [Место защиты: Моск. гос. ун-т геодезии и картографии] - Москва, 2009 - Количество страниц: 125 с. ил. Москва, 2009 125 c. :
Объем: 125 стр.
Информация: Москва, 2009
Содержание:
ВВЕДЕНИЕ
Глава 1 ОБОСНОВАНИЕ ТЕХНИЧЕСКОГО ОБЛИКА ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ ОБРАБОТКИ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ; ВЫСОКОГО РАЗРЕШЕНИЯ
11 Анализ метрических свойств космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения
12 Формирование технического облика базовой модели цифровой фотограмметрической системы
13 Разработка основных требований к фотограмметрическому обеспечению ЦФС «Ortho/Neva»
Выводы по главе
Глава 2 РАЗРАБОТКА ОСНОВНЫХ ТЕОРЕТИЧЕСКИХ ПОЛОЖЕНИЙ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОГО ОБЕСПЕЧЕНИЯ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ «ORTHO/NEVA»
21 Определение принципов формирования геометрии космических изображений сканерного типа
22 Исследование степени адекватности различных математических моделей при внешнем ориентировании сканерных снимков
23 Теоретическое обоснование строгой математической модели сканерного снимка динамического типа
Выводы по главе
Глава 3 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНЫЕ ИССЛЕДОВАНИЯ ПРОЦЕССА ОБРАБОТКИ СПУТНИКОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ С ПОМОЩЬЮ ЦИФРОВОЙ СИСТЕМЫ «ORTHO-NEVA»
31 Обновление цифровой карты масштаба 1:5 000 на основе космических снимков QuickBird, полученных в асинхронном режиме
32 Исследование точности внешнего ориентирования космического снимка IRS, полученного в синхронном режиме
Выводы по главе
Введение:
Современное состояние методов и практики проектирования ЦФС)
Исторические этапы развития фотограмметрии как науки охватывают несколько периодов. На современном ее этапе произошло слияние двух научных направлений - теории аналитической фотограмметрии и методов обработки цифровых изображений. Долгое время эти направления развивались параллельно, решая примерно одни и те же задачи, пока развитие вычислительной техники и геоинформационных технологий не устранило это логическое противоречие, объединив их в определенный момент вместе. В результате возникла новая, быстро развивающаяся прикладная наука - цифровая фотограмметрия [16, 17, 18].
В развитых зарубежных странах становление методов и средств цифровой фотограмметрии происходило постепенно, в продолжительные сроки. Практически все организации, занимавшиеся производством картографической продукции, использовали для этой цели высокоточные аналитические приборы.
В России цифровая техника на базе PC-компьютеров внедрялась очень быстро. Это объясняется тем, что к 90-м годам ее производственный парк фотограмметрических приборов безнадежно устарел и состоял, в основном, из устройств механического типа: СПР и СД. Отечественные аналитические приборы к этому времени были уже разработаны военным ведомством, однако их массовое производство и внедрение на гражданские предприятия так и не состоялось ввиду высокой стоимости. Гражданские организации на своем техническом вооружении имели лишь отдельные образцы аналитических приборов «Стереоанаграф» на крупных АГП. В итоге, российское картографическое производство практически миновало этап изготовления и эксплуатации аналитических приборов и сразу же перешло к применению цифровых фотограмметрических систем (ЦФС).
При обработке снимков в ЦФС нет необходимости использовать традиционное фотограмметрическое оборудование, включая: моно и стереокомпараторы; аналоговые и аналитические стереоприборы; оборудование для получения ортофотопланов и оригиналов рельефа; оборудование фотолабораторий; устройства для маркировки и переноса опорных точек на фотоснимки.
В отличие от аналитических приборов в ЦФС нет оптических и механических подвижных элементов. Все технологические процессы — вычислительные и измерительные - выполняются с помощью компьютера. Метрическая и семантическая информация об объектах местности выводится из компьютера на экран в виде цифрового представления. В силу этого, стереомодель местности, которая строится на ЦФС, является дискретной во времени и пространстве и это, естественно, накладывает свой отпечаток на применяемые методы и технологию изготовления конечной продукции.
Причина повсеместного обновления парка фотограмметрических приборов на базе ЦФС - одна. Их преимущества по сравнению с аналоговыми и аналитическими приборами очень велики и выражаются в отсутствии ограничений по обработке снимков, в гибкости технологии, в возможности получения новых видов продукции, а также в существенно меньшей стоимости применяемых технических средств.
Ускоренные темпы развития цифровых фотограмметрических средств в нашей стране наложили свой отпечаток на их технический облик. Первое время применение имели, в основном, образцы зарубежной цифровой техники. Так, например, большое распространение в России получили цифровые системы и программные пакеты ГИС: ERDAS, Leica Helava Systems, Zeiss/Intergraph Imaging, ER Mapper, Photoshop, Maplnfo, Arc View, Arc GIS, MacroStation, PCI, ENVI, SERFER и др. С 1995 года до настоящего времени в России было внедрено более 600 иностранных рабочих станций, а за рубежом — всего 180.
В последующий период на российском рынке появились и прочно закрепились на нем отечественные цифровые системы - «PHOTOMOD», ЦФС ЦНИИГАиК, «Талка», «Z-Space», «ФОТОПЛАН», «OrthoSpace», «OrthoScan» и др. Только за 2006г. в нашей стране было внедрено 1400 ЦФС ЦНИИГАиК и 1200
ЦФС «Талка». Однако их программное обеспечение и применяемые методы обработки, в основном, копировали технический облик и технологии аналитических приборов (рис. ниже) и на первых порах они
Рис.1. Цифровая фотограмметрическая система ЦНИИГАиК. имели функциональные возможности с узконаправленным практическим применением.
Так, например, цифровая система «Z-Space» (ИИТ) ориентирована на создание цифровых моделей рельефа путем обработки только российских космических снимков ТК-350, а цифровая система «OrthoSpace» (ЗАО «Совинформспутник») - на создание ортоизображений исключительно на основе российских космических снимков KVR-1000. Цифровая система «Талка» (ИПУ РАН) не позволяет производить строгую фотограмметрическую обработку космических снимков. В тоже время цифровые системы «ФОТОПЛАН» (29 НИИ) и «OrthoScan» (ЗАО «Гео-Надир») позволяют создавать ортоизображения только по космическим снимкам. ЦФС ЦНИИГАиК создает конечный продукт путем векторизации контуров по исходным снимкам, что применительно к спутниковым изображениям не вполне корректно с точки зрения фотограмметрии.
В настоящее время в России только одна ЦФС «PHOTOMOD» (ЗАО
Ракурс») прошла техническую сертификацию по международным стандартам и обеспечивает фотограмметрическую обработку как цифровых аэроснимков, так и космических изображений. Однако, эта ЦФС адаптирована для строгой обработки только определенных видов космических снимков. К тому же, вследствие монопольности своего положения на российском рынке стоимость этой цифровой системы существенно завышена и рядовому пользователю недоступна. Имеются также серьезные недостатки в технической идеологии данной системы.
Так, в силу сложившихся обстоятельств, проектирование этой ЦФС происходило при финансовой и технической поддержке французского космического агентства CNESS. К тому же, ее первоначальная структура и технология разрабатывались не специалистами в области фотограмметрии, а программистами-математиками. Естественно, поэтому, что техническая идеология данной ЦФС была построена по стандартам зарубежной техники. В частности, технология обработки снимков организована по системе «Ье1р'ов». Согласно этой технической концепции оператору предоставляется программный инструментарий, содержащий описание технологических процедур и функциональных возможностей ЦФС, по совокупности достаточных для получения конечного продукта. Однако конкретную технологию работы оператор строит сам в силу своих знаний и имеющегося практического опыта. Это является недостатком ЦФС PHOTOMOD, поскольку ведет к увеличению времени освоения программы и неоднозначности конечного результата технологической обработки.
Таким образом, в нашей стране имеется насущная практическая потребность в разработке ЦФС, построенной по технологическому принципу, позволяющей производить строгую фотограмметрическую обработку снимков любого типа, доступной по стоимости и имеющей удобный интерфейс. Поиску и теоретическому обоснованию решения многих задач данного научного направления посвятили свои исследования отечественные ученые, в том числе: проф. Лобанов А.Н., проф. Журкин И.Г., д.т.н. Тюфлин Ю.С., д.т.н. Малявский Б.К., д.т.н. Пяткин В.П., д.т.н. Алчинов А.И., д.т.н. Чекалин В.Ф., д.т.н. Желтов С.Ю., д.т.н. Аковецкий В.Г. д.т.н. Мышляев В.А., д.т.н. Нехин С.С., д.т.н.
Чибуничев А.Г. к.т.н. Калантаров Е.И., к.т.н. Краснопевцев Б.В., к.т.н. Михайлов А.П. и др.
Их работы были дополнены трудами зарубежных научных специалистов: U. Helava, I. Katzarsky, G. Konecny, D. Fritsch, R. Graham, A. Koh, T. Schenk и др.
Результаты указанных исследований составили теоретический фундамент фотограмметрического обеспечения существующих ЦФС, содержание которого в настоящий момент до конца еще не сложилось, и послужили отправной точкой научных изысканий автора по данной актуальной тематике.
Целью исследований диссертационной работы является разработка теоретических и методологических основ фотограмметрического обеспечения цифровой фотограмметрической системы, предназначенной для строгой обработки современных снимков и, в первую очередь, космических сканерного типа. Главные ее аспекты включают: обоснование технического облика базовой модели цифровой фотограмметрической системы; разработку и апробацию строгих методов обработки спутниковых изображений высокого и сверхвысокого разрешения.
Основные задачи диссертационной работы, определяемые поставленной целью, состоят в следующем:
1.Анализ метрических свойств космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения.
2.0боснование структуры, функциональных возможностей и технических характеристик цифровой системы для фотограмметрической обработки космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения, включающее разработку основных требований к фотограмметрическому обеспечению цифровой системы для обработки космических снимков высокого и сверхвысокого разрешения.
З.Определение основных принципов формирования геометрии космических снимков сканерного типа, включающее исследование адекватности различных математических моделей, используемых для внешнего ориентирования сканерных снимков.
4.Теоретическое обоснование строгой математической модели сканерного снимка динамического типа, включающее параметры текущего времени формирования исходного изображения и выполнение экспериментальных исследований точности внешнего ориентирования космических снимков, полученных в синхронном и асинхронном режимах съемки.
Диссертационная работа включает оглавление, введение, три главы, заключение, список использованной литературы и приложение.
