Badanie jakości radiometrycznej ortofotogramów sporządzonych na drodze integracji fotogrametrii bliskiego zasięgu i skaningu laserowego

• Autorzy: Pyka K. , Rzonca A.

Warianty tytułu

EN

Analysis of the radiometric quality of orthophotograms generated by the integration of close range photogrammetry and laser scanning

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Przedmiotem pracy jest ocena jakości radiometrycznej trzech ortofotogramów sporządzonych: metodą klasyczną opartą o dane fotogrametryczne oraz dwiema metodami wykorzystującymi dane 3D z naziemnego skaningu laserowego. Do ilościowego wyrażania powstających w procesie ortorektyfikacji zniekształceń radiometrycznych zastosowano parametry wyliczane na podstawie transformat falkowych obrazów. Parametry falkowe, w szczególności wariancja komponentów falkowych i ich kurtoza (współczynniki skupienia rozkładu) wykazały, że najwyższą jakość radiometryczną, niewiele odbiegającą od jakości fotogramu źródłowego, ma ortofotogram uzyskany metodą klasyczną. Niższą, ale akceptowalną jakość ma ortofotogram otrzymamy metodą, w której zastosowano dane 3D z pomiaru laserowego w roli numerycznego modelu powierzchni. Najniższą jakość radiometryczną wykazano dla ortofotogramu powstałego na drodze rzutowania chmury punktów (w pracy scharakteryzowano istotę tej eksperymentalnej metody). Przeprowadzone badania udowodniły techniczną możliwość integracji danych fotogrametrycznych z pomiarami uzyskanymi ze skanowania laserowego. Dane 3D z lasera stanowią atrakcyjną alternatywę dla pomiaru stereoskopowego na zdjęciach. Bardzo interesująca jest metoda rzutowania chmury punktów, lecz wymaga ona pewnych udoskonaleń zasugerowanych w podsumowaniu pracy.

EN

This paper evaluated the radiometric quality of orthophotograms generated by three different methods: the classical method based on photogrammetric data and two methods based on laser scanning data. Parameters based on image wave transforms were used in order to quantitatively express the radiometric distortions of the orthorectification process. These parameters were shortly characterized in the background of the properties of wave transformation. For this study, orthophotograms of the monument of Queen Anna Jagiellonka (Wawel Castle Cathedral) were generated. Terrain works included: measurement of the control points, taking photos and laser scanning. In the computer laboratory, the orthophotograms were generated by three methods – the classical photogrammetric method and two based on laser scanning data. The first of these new (laser) methods used a point cloud as a digital surface model for orthorectification of the photos. In the second method, the use of laser scanning is even more essential. The cloud of points was projected orthogonally on the plane of orthophotogram. The photos were used only for adding color attributes to the particular points of the cloud. The analysis of the radiometric quality was comparative – the wavelets parameters of orthophotograms were balanced with parameters of the basic, non-rectified photogram. The results of the radiometric distortion investigation are discussed in the paper. The variability of parameters for each for each of the orthorectification products is presented in diagrams. Wavelet parameters, especially variance of wavelets components and their kurtosis (distribution concentration ratio) showed that the classical orthophotogram has the highest radiometric quality. The orthophotogram generated by laser scanning data as a digital surface model had a lower, but also acceptable quality. The wavelet parameters of the orthophotogram created as an orthogonal projection of a color point cloud gave the biggest differences compared with the parameters of the original photo. They are of the lowest radiometric quality. The paper showed the technical possibility of integration of photogrammetric and laser scanning data. 3D scanning data are an attractive alternative for stereoscopic measurements of the photo pares. The third method is the most interesting, but it demands some innovations, including more effective smoothing of the point cloud.

Słowa kluczowe

PL

ortofotogram; integracja; skaning laserowy; jakość radiometryczna; transformacja falkowa

EN

orthophotogram; data integration; laser scanning; radiometric quality; wavelet transformation

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 16
• Strony: 515--526
• Opis fizyczny: Bibliogr. 7 poz.

Twórcy

autor

Pyka K.

• Zakład Fotogrametrii i Informatyki Teledetekcyjnej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, tel. [phone]

autor

Rzonca A.

• Zakład Fotogrametrii i Informatyki Teledetekcyjnej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, tel. [phone]

Bibliografia

• 1. Baranowski P., Czajkowski K., Gładki M., Morysiński T., Rzonca A., Szambelan R., 2005. Polish experience with advanced digital heritage recording methodology, including 3D laser scanning, CAD and GIS application, as the most accurate and flexible response for archeology and conservation needs at Jan III Sobieski’s Residence in Wilanów (Warsaw), VI International Congress on Lasers in the Conservation of Artworks, Wiedeń 2005.
• 2. Białasiewicz J.T., 2000. Falki i aproksymacje. Wydawnictwo Naukowo-Techniczne Warszawa.
• 3. Georgopoulos A., Tsakiri M., Ioannidis C., Kakli A., 2004. Large Scale Orthophotography Using DTM from Terrestrial Laser Scanning. International Archives of the Photogrammetry Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXV, Part B5, Istambuł 2004.
• 4. Mallat S.,1989. A Theory for Multiresolution Signal Decomposition: The Wavelet Representation. IEEE Trans. on Pattern Analysis and Machine Intelligence, Vol. 11, s. 674-693.
• 5. Mallat S., 1998. A Wavelet Tour of Signal Processing. Academic Press.
• 6. Pyka K., 2005. Falkowe wskaźniki zmian radiometrycznych zachodzących w procesie opracowania ortofotomapy. AGH UWND, seria rozprawy, monografie, nr 152.
• 7. Rzonca A., 2006. Integracja wyników skanowania laserowego i pomiarów fotogrametrycznych na przykładzie inwentaryzacji nagrobka Anny Jagiellonki w Katedrze wawelskiej. Zeszyty Naukowe AGH Geodezja, nr 2/2.