Możliwości opracowania fotogrametrycznego lotniczych zdjęć ukośnych

• Autorzy: Ostrowski W.

Identyfikatory

DOI

10.14681/afkit.2016.005

Warianty tytułu

EN

Possibilities of photogrammetric processing of oblique aerial images

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Lotnicze zdjęcia ukośne stają się coraz popularniejszym źródłem danych fotogrametrycznych, a liczba zamawiających je miast rośnie również w Polsce. Tego typu zobrazowania dostarczają znacznie więcej informacji niż typowe zdjęcia pionowe, ponadto wielu użytkowników postrzega je jako „bardziej naturalne”. Rosnące zainteresowanie takimi danymi widoczne jest również na poziomie urzędów centralnych odpowiedzialnych za tworzenie opracowań kartograficznych w wielu państwach europejskich. Zdjęcia ukośne przez lata postrzegane były jako dane uzupełniające do lotniczego skaningu laserowego (ALS), uzupełnianie to ograniczało się w wielu wypadkach jedynie do wykorzystania zdjęć jako źródła tekstur dla modeli 3D powstających z danych ALS. Innym popularnym obszarem zastosowań było tworzenie przeglądarek zdjęć ukośnych, które w połączniu z Numerycznym Modelem Terenu pozwały na uproszczony pomiary wysokości obiektów na pojedynczym zdjęciu. Sytuacja ta zmienia się w ostatnich latach, gdy wraz z rozwojem technologii fotogrametrycznych możliwa stała się dokładna orientacja zdjęć ukośnych z wykorzystaniem automatycznej aerotriangulacji, a algorytmy służące do gęstego dopasowania obrazów przystosowane zostały do pracy z takimi danymi. Niniejszy artykuł z zawiera przegląd opublikowanych w ostatnich latach wyników orientacji bloków zdjęć ukośnych, w szczególności porównano wyniki testów dotyczących metod orientacji zdjęć ukośnych przeprowadzonych przez EuroSDR i ISPRS z wynikami badań prowadzonymi na innych polach testowych. Przeprowadzone badania eksperymentalne skupione były na dwóch głównych aspektach, pierwszym była ocena dokładności odwzorowania geometrii fasad budynków z wykorzystaniem gęstego dopasowania obrazów w przypadku bloku zdjęć ukośnych, w którym ze względu na małe pokrycia fasada odfotografowana jest jedynie na pojedynczym modelu. Drugim z poruszonych tematów badań była próba wykorzystania zdjęć ukośnych do wykrywania zmian w obrębie fasad budynków co nie jest możliwe z wykorzystaniem innych danych pozyskiwanych z pułapu lotniczego.

EN

Oblique aerial images are becoming an increasingly popular source of photogrammetric data, and they are being acquired by more and more municipalities in Poland also. This type of imagery can provide much more information than typical vertical photographs, and many users actually see them as "more natural." The growing interest in such data is becoming apparent even at the level of national mapping agencies responsible for the development of cartographic materials in many European countries. For years, oblique photographs were perceived as supplementary data for aerial laser scanning (ALS). Often, their supplementary role was limited to providing a source of textures for 3D models developed from ALS data. They were also commonly applied in dedicated oblique images viewers, which in conjunction with a Digital Terrain Model enabled simplified height measurements of features on a single photograph. With the advancement of photogrammetric technologies in recent years, the situation has been changing, and it has become possible to accurately orientate oblique images using automatic aerotriangulation and to apply adapted dense image matching (DIM) algorithms to work with this kind of data. This paper overviews the results of orientation of blocks of oblique photographs that have been published in recent years, focusing in particular on benchmarking results obtained by EuroSDR and ISPRS for methods of orientating oblique images. The purpose of the performed experimental tests was to determine the capacity for mapping the geometry of building façades using dense image matching and for detecting changes in urban space using oblique photographs with respect to façades. The research was focused on two main issues, the first one concerning the assessment of accuracy and the second an attempt to apply oblique photographs to the detection of changes in building façades, which is not possible using any other aerial photogrammetric data.

Słowa kluczowe

PL

lotnicze zdjęcia ukośne; orientacja; aerotriangulacja; dopasowanie obrazów; detekcja zmian; fasady

EN

oblique aerial images; orientation; aerotriangulation; image matching; change detection; facades

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2016
• Tom: Vol. 28
• Strony: 65--78
• Opis fizyczny: Bibliogr. 26 poz.

Twórcy

autor

Ostrowski W.

• Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej, Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• Cavegn S., Haala N., Nebiker S., Rothermel M., Tutzauer, P. 2014. Benchmarking High Density Image Matching for Oblique Airborne Imagery. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XL-3, 45–52.
• Dominik, W. 2014. Porównanie właściwości chmury punktów wygenerowanej metodą dopasowania obrazów zdjęć lotniczych z danymi z lotniczego skanowania laserowego. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii I Teledetekcji, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 26, 53–66.
• Gerke M., Nyaruhuma A. P. 2009. Incorporating scene constraints into the triangulation of airborne oblique images. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, 38(part 1-4-7/W5)
• Gerke M., Nex F., Remondino F., Jacobsen K., Kremer J., Karel W., Hu H., Ostrowski W. 2016. Orientation of Oblique Airborne Image Sets - Experiences from the ISPRS/EUROSDR Benchmark on Multi-Platform Photogrammetry. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XLI (B1), 185–91.
• Haala N. 2013. The Landscape of Dense Image Matching Algorithms EuroSDR Benchmark on Image Matching for DSM Computation. In Photogrammetric Week ’13, edited by Dieter Fritsch, 271–84. Belin & Offenbach: Wichmann/VDE Verlag.
• Hobbie D. 2010. The development of photogrammetric instruments and methods at Carl Zeiss in Oberkochen. München, Verlag der Bayerischen Akademie der Wissenschaften.
• Höhle J. 2008. Photogrammetric measurements in oblique aerial images. Photogrammetrie, Fernerkundung, Geoinformation, 1 (1), 7–14.
• Hu H., Ding Y., Zhu Q., Wu B., Xie L., Chen M. 2016. Stable Least-Squares Matching for Oblique Images Using Bound Constrained Optimization and a Robust Loss Function. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 118, 53–67.
• Jacobsen K. 2008. Geometry of vertical and oblique image combinations. In Remote Sensing for a Changing Europe: Proceedings of the 28th Symposium of the European Association of Remote Sensing Laboratories, Istanbul, Turkey.
• Jacobsen K., Gerke M. 2016. Sub-Camera Calibration of a Penta-Camera. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XL-3/W4, 10–12.
• Karbo N., Simmons G. 2007. Aerial imagery from different angles. Professional Surveyor Magazine 27, May 2007, 8–11.
• Lemmens M., Lemmen C., Wubbe M. 2007. Pictometry: Potentials for Land Administration. In FIG Proceedings: 6th FIG Regional Conference 2007, 1–13.
• Moe K, Toschi I., Poli D., Lago F., Schreiner C., Legat K., Remondino F. 2016. Changing The Production Pipeline – Use Of Oblique Aerial Cameras For Mapping Purposes. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XLI (B4), 631–37.
• Ostrowski W. 2016. Accuracy of Measurements in Oblique Aerial Images for Urban Environment. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XLII-2/W2 (October). Copernicus GmbH, 79–85.
• Petrie G. 2009. Systematic Oblique Aerial Photography Using Multiple Digital Frame Cameras. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 75(2), 102–107.
• Remondino F., Toschi I., Gerke M., Nex F., Holland D., Mcgill A., Lopez J. T., Magarinos, A. 2016. Oblique aerial imagery for NMA – Some Best Practices. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XLI (B4), 639–45.
• Rothermel M., Wenzel. K. 2012. SURE - Photogrammetric Surface Reconstruction from Imagery. Proceedings LC3D Workshop, 1–21.
• Rupnik E., Nex F., Remondino F. 2013. Automatic Orientation of Large Blocks of Oblique Images. ISPRS - International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XL, 21–24.
• Rupnik E., Nex F., Remondino F. 2014. Oblique multi-camera systems orientation and dense matching issues. ISPRS Annals of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL-3/W1, 107–114.
• Rupnik E., Nex F., Toschi I., Remondino F. 2015. Aerial Multi-Camera Systems: Accuracy and Block Triangulation Issues. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 101 (60), 233–46.
• Strecha C., Tuytelaars T., Van Gool L. 2003. Dense Matching of Multiple Wide-Baseline Views. Proceedings Ninth IEEE International Conference on Computer Vision, vol.2., 1194–1201
• Tola, E, C. Strecha, and P. Fua. 2012. Efficient Large-Scale Multi-View Stereo for Ultra High-Resolution Image Sets. Machine Vision and Applications, 23, 903–920.
• Ostrowski W., Bakuła K. 2016. Towards Efficiency of Oblique Images Orientation. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XL, 10–12.
• Vetrivel A., Duarte D., Nex, F., Gerke M., Kerle N., Vosselman G. 2016. Potential of Multi-Temporal Oblique Airborne Imagery for Structural Damage Assessment. ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences III, 12–19.
• Wiedemann A., Moré J. 2012. Orientation Strategies for Aerial Oblique Images. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XXXIX-B1, 185–189.
• Xie L., Hu H., Wang J., Zhu Q., Chen M. 2016. An Asymmetric Re-Weighting Method for the Precision Combined Bundle Adjustment of Aerial Oblique Images. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 117, 92–107

Uwagi

Opracowanie ze środków MNiSW w ramach umowy 812/P-DUN/2016 na działalność upowszechniającą naukę (zadania 2017)