Mathematical model for bundle block adjustment of HRS images described by Keplerian parameters with orbital constraints

• Autorzy: Chinh Ke L.

Warianty tytułu

PL

Matematyczny model bloku wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych z wykorzystaniem orbitalnych warunków keplerowskich

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

Nowadays, an orthomap destined for different purposes can be created from High Resolution Satellite (HRS) images using IKONOS, QuickBird and other satellite imageries having Ground Sampling Distance (GSD) lower than I m. The orthomap is one of the main sources for establishing GIS. Accuracy of the orthomap depends first of all on the parameters of Ground ControI Points (GCPs) (the forms, number, accuracy and their distribution). In order to reduce the cost and number of GCP field measurements, the block of HRS images has been proposed. The accuracies of determined points in the block of HRS images are affected by the mathematical model used to build a block. The paper presents a general algorithm of bundle block adjustment model of HRS images using Keplerian parameters. In order to overcome strong correlation among exterior orientation elements of HRS images that causes the normal equation ill-conditioned, the ridge-stein estimator and orbita! addition constraints have been proposed.

PL

Od początku 21 wieku wysokorozdzielcze obrazy satelitarne z satelitów takich jak IKONOS, QuickBird (USA), ALOS (Japonia), EROS (Izrael), SPOT5 (Francja), IRS (India) itd. są stosowane komercyjnie dla różnych celów gospodarczych. Obrazy satelitarne PI6iades (Francja) z pikselem terenowym poniżej metra (GSD = 0.71 m), ClearView (GSD = 0.47 m) i GeoEye (GSD = 0.41 m), jakie pojawią się w najbliższym czasie na rynku światowym, stworzą nowe możliwości wykorzystania super wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych SHRS (Super High Resolution Satellite) do opracowania map wielkoskalowych, np. 1:5000. W trakcie opracowania wysokorozdzielczych obrazów potrzebne są pewne liczby fotopunktów wyznaczanych np. metodą DGPS. W niniejszej pracy zaproponowano metodę bloku triangulacji z obrazów HRS, której użycie prowadzi do zmniejszenia kosztów pomiaru fotopunktów. Aby zbudować blok triangulacji z obrazów HRS należy rozpoznać i zbadać modele opisujące zależność pomiędzy obrazem i terenem. W pracy przedstawiono opis modelu Keplera obrazu, który obecnie jest przedmiotem badań w różnych ośrodkach naukowych na świecie. W dalszej części przedstawiono algorytm budowy bloku triangulacji z obrazów HRS metodą parametryczną z uwzględnieniem elementów kątowych orbity satelity poruszającego zgodnie z prawami Keplera. Dla zmniejszenia wpływu korelacji pomiędzy zewnętrznymi elementami orientacyjnymi obrazu, zaproponowano użycie estymatora ridge-stein. Z powodu silnej korelacji pomiędzy elementami orientacji obrazu oraz geometrii wąskiego kąta widzenia obiektywu sensora proces wyrównania może nie być zbieżny. Aby pokonać ten problem, do układu poprawek zostały wprowadzone warunkowe równania orbitalne, które mają za zadanie utrzymanie satelity na orbicie. Praca nad budową bloku wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych jest w toku realizacji w Instytucie Fotogrametrii i Kartografii Politechniki Warszawskiej. Pierwsze wyniki zostaną przedstawione w najbliższym czasie.

Słowa kluczowe

EN

High Resolution Satellite image; parametrical or physical model; replacement sensor model; block adjustment; co-linearity condition

PL

obraz satelitarny; fotogrametria; kartografia

• Wydawca: Komitet Geodezji PAN
• Czasopismo: Geodezja i Kartografia
• Rocznik: 2007
• Tom: Vol. 56, no 1
• Strony: 21--35
• Opis fizyczny: Bibliogr. 22 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Chinh Ke L.

• Warsaw University of Technology Institute of Photogrammetry and Cartography l Plac Politechniki, 00-661 Warsaw, Poland,

Bibliografia

• Dial D., Grodecki J., (2003): Block adjustment of high-resolution satelite images described rational function, Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Vol. 69, No I, pp. 59-68.
• Dial D., Grodecki J., (2004): Satelite image block adjustment simulations with physical and RPC camera models, ASPRS Annual Conference Proceedings, May 2004, Denver, Colorado (CD).
• Dial D., Grodecki J., (2005): RPC replacement camera models, International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. 34, part XXX.
• Dowman L, Michalis P., (2003): Generic rigorous model for along track stereo satellite sensors, ISPRS Workshop Proceedings, May 2003, Hannover (CD).
• Fritsch D., Stallmann D., (2004): Rigorous photogrammetric processing of high resolution satellite imagery, JAPRS of 20th Congress, Commission l, WG V/S, Istanbul, Turkey (CD).
• Grodecki J., Dial D., Lutes J., (2003): Error propagation in block adjustment of high-resolution satellite images, AS PRS Annual Conference Proceedings, May 2003, Anchorage, Alaska (CD).
• Grodecki J., Dial D., Lutes J., (2004): Mathematical model for 3D feature extraction from multiple satellite images described by RPCs, AS PRS Annual Conference Proceedings, May 2004, Denver, Colorado (CD).
• James L., (2004): Satellite image block adjustment simulations with physical and RPC camera models, JAPRS of 20th Congress, Commission l, WG V/S, Istanbul, Turkey (CD).
• Jacobsen K., (2005): High resolution satellite imaging systems - overview, Proceedings of ISPRS workshops, Hannover, Germany (CD).
• Kaczyński R., Ewiak L, (2005): Correction IKONOS and QuiekBird data for orthomaps generation, 26th Asia Conference of Remote Sensing, Ha Noi, Vietnam (CD).
• Luong C.K., Wolniewicz W., (2005a): Very high resolution satellite image triangulation, 26th Asia Conference of Remote Sensing, Ha Noi, Vietnam (CD).
• Luong C.K., Wolniewicz W., (2005b): Geometric models for satellite sensors, Geodesy and Cartography, Warsaw, Vol. 54, No 4, pp. 191-203.
• Madami M., (2005): Satellite image triangulation, ISPRS workshop proceeding of Commission l, WG l/5, May 2005, Hannover (CD).
• Michalis P., Dowman L, (2004): A rigorous model and DEM generation for SPOT5-HRS, IPRS of 20th Congress, Commission I, WG V/S, Istanbul, Turkey (CD).
• Michalis P., Dowman L, (2005): A model for along track stereo sensors using rigorous orbit mechanics, ISPRS workshop proceedings of Commission l, WG 1/5, May 2005, Hannover (CD).
• Passini P.M., Jacobsen K., (2006): Accuracy investigation on large blocks of high resolution images, IAPRS, Band XXXVIIS, WG 1/5, Paris.
• Passini P.M., Blades A., Jacobsen K., (2005): Handing of large blocks of high resolution space images, ISPRS workshop proceedings of Commission I, WG l/5, May 2005, Hannover (CD).
• Poli D., (2005): Modelling of spaceborne linear array sensor, PhD Thesis in the Institute of Geodesy and Photogrammetry, Zurich, Switzerland, 184 p.
• Wang T., Zhang Y-S., Zhang Y., (2004): Combined ridge-stein estimator in exterior orientation for linear pushbroom imagery, IAPRS of 20th Congress, Commission IV, WG N/7, Istanbul, Turkey (CD).
• Wolniewicz W., Luong C.K., (2006): Geometric modelling of VHRS imagery, ISPRS International Calibration and Orientation Workshop EuroCOW 2006, 25-27 January 2006, WG II3, Castelldefels, Spain (www.isprs.org/commission lIuroCOW6).
• Yamakawa T., Fraser C.S., (2004): The affine projection model for sensor orientation: experiences with high-resolution satellite imagery, IAPRS of 20th Congress, Commission I, WG V/S, Istanbul, Turkey (CD).
• Zhang J., Zhang Y., Cheng Y., (2004): Block adjustment based on new strict geometric model of satellite images with high resolution, IAPRS of 20th Congress, Commission I, WG V/S, Istanbul, Turkey (CD).