авторефераты диссертаций БЕСПЛАТНАЯ РОССИЙСКАЯ БИБЛИОТЕКА - WWW.DISLIB.RU

АВТОРЕФЕРАТЫ, ДИССЕРТАЦИИ, МОНОГРАФИИ, НАУЧНЫЕ СТАТЬИ, КНИГИ

 
<< ГЛАВНАЯ
АГРОИНЖЕНЕРИЯ
АСТРОНОМИЯ
БЕЗОПАСНОСТЬ
БИОЛОГИЯ
ЗЕМЛЯ
ИНФОРМАТИКА
ИСКУССТВОВЕДЕНИЕ
ИСТОРИЯ
КУЛЬТУРОЛОГИЯ
МАШИНОСТРОЕНИЕ
МЕДИЦИНА
МЕТАЛЛУРГИЯ
МЕХАНИКА
ПЕДАГОГИКА
ПОЛИТИКА
ПРИБОРОСТРОЕНИЕ
ПРОДОВОЛЬСТВИЕ
ПСИХОЛОГИЯ
РАДИОТЕХНИКА
СЕЛЬСКОЕ ХОЗЯЙСТВО
СОЦИОЛОГИЯ
СТРОИТЕЛЬСТВО
ТЕХНИЧЕСКИЕ НАУКИ
ТРАНСПОРТ
ФАРМАЦЕВТИКА
ФИЗИКА
ФИЗИОЛОГИЯ
ФИЛОЛОГИЯ
ФИЛОСОФИЯ
ХИМИЯ
ЭКОНОМИКА
ЭЛЕКТРОТЕХНИКА
ЭНЕРГЕТИКА
ЮРИСПРУДЕНЦИЯ
ЯЗЫКОЗНАНИЕ
РАЗНОЕ
КОНТАКТЫ


Pages:     | 1 ||

МАРТИН РАЗРАБОТКА И ИССЛЕДОВАНИЕ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ ТЕХНОЛОГИИ СОЗДАНИЯ И ОБНОВЛЕНИЯ ТОПОГРАФИЧЕСКИХ КАРТ НА ТЕРРИТОРИЮ МЕКСИКИ ПО КОСМИЧЕСКИМ СКАНЕРНЫМ СНИМКАМ С ИСПОЛЬЗОВАНИЕМ АРХИВНЫХ МЕЛКОМАСШТАБНЫХ

-- [ Страница 2 ] --

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

 При создании по аэрофотоснимкам масштаба 1:75 000 цифровых моделей рельефа-6

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

 Схема сети блочной пространственной фототриангуляции На участок-9

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.

Схема 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

  1. 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.
  2. 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.


Pages:     | 1 ||
 





 
© 2013 www.dislib.ru - «Авторефераты диссертаций - бесплатно»

Материалы этого сайта размещены для ознакомления, все права принадлежат их авторам.
Если Вы не согласны с тем, что Ваш материал размещён на этом сайте, пожалуйста, напишите нам, мы в течении 1-2 рабочих дней удалим его.