Współdziałanie wieloźródłowych systemów obrazowania powierzchni Ziemi

• Autorzy: Kurczyński Z.

Warianty tytułu

EN

Cooperation of multi-source Earth surface imaging systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Opracowania fotogrametryczne przez dziesięciolecia bazowały na tradycyjnych zdjeciach lotniczych. Sytuacja ta ulega gwałtownej zmianie w ostatnich latach. Staje się tak za sprawą pojawienia się nowych technicznych środków obrazowania Ziemi, a mianowicie lotniczych kamer cyfrowych oraz wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych, o potencjale kartograficznym porównywalnym z potencjałem drobnoskalowych zdjęć lotniczych (skala zdjęć 1:25000 i mniejsze). Nastąpiło więc zbliżenie - pod względem technicznym - możliwości obrazowania z pułapu lotniczego i satelitarnego. Ta nowa sytuacja rodzi w środowisku geoinformacyjnym ożywione dyskusje na temat dalszego rozwoju tradycyjnych kamer lotniczych i perspektyw ich zastąpienia przez kamery cyfrowe. Poddaje się w wątpliwość rozwój obrazowania z pułapu lotniczego wobec zaistnienia i przewidywanego rozwoju obrazowania satelitarnego o bardzo dużej rozdzielczości. Pojawiają się różne oceny przedstawionych problemów i różne scenariusze ich rozwoju. Znamienna jest rozbieżność ocen. To zróżnicowanie ocen w znacznym stopniu wynika z braku uporządkowanych pojęć, umożliwiających porównanie wieloźródłowych danych obrazowych. W niniejszej pracy zaproponowano system pojęć oraz wskaźników ilościowych do oceny potencjału kartograficznego wieloźródłowych danych, tj.: 1) tradycyjnych zdjęć lotniczych, 2) obrazów cyfrowych, pozyskiwanych lotniczymi kamerami cyfrowymi, 3) cyfrowych obrazów satelitarnych o bardzo dużej rozdzielczości. Umożliwiło to porównanie danych wieloźródłowych oraz dało podstawę oceny przydatności konkretnych zdjęć i obrazów do realizacji postawionych zadań pomiarowych. W pracy przedstawiono perspektywy rozwoju różnych technicznych środków obrazowania z pułapu lotniczego i satelitarnego. VVedług opinii autora opracowania nie jest uzasadnione rozłączne postrzeganie tych źródeł. Tworzą one wzajemnie komplementarny układ. Pozostaje dobrać źródło i parametry obrazowania do postawionego zadania pomiarowego. Zaprezentowane w pracy trendy rozwoju pozwalają prognozować, że w najbliższych latach będą równorzędnie dostępne, wymienione powyżej, trzy źródła ze stopniową tendencją wypierania kamer tradycyjnych przez kamery cyfrowe, a także przejmowania części zastosowań, bazujących dotychczas na zdjęciach lotniczych, przez obrazowanie satelitarne. W zakresie zaspokajania potrzeb obecnych i nowych aplikacji GIS, silniej będzie odczuwana tendencja wzajemnego sprzężenia i uzupełniania się obrazowania lotniczego i satelitarnego niż ekspansja jednego z tych źródeł kosztem marginalizacji drugiego. Będzie to jednak proces stopniowy, rozłożony na kilka lat. W pracy postawiono tezę o zbliżeniu, rozłącznych dotąd dwóch nurtów wykorzystania zdjęć i obrazów, mianowicie nurtu pomiarowego (reprezentowanego przez fotogrametrów) i nurtu interpretacyjnego (reprezentowanego przez specjalistów teledetekcji). Na etapie pozyskiwania danych źródłowych, dla obu wspomnianych nurtów zbliżenie to stało się faktem. Obrazy pozyskiwane lotniczymi kamerami cyfrowymi i obrazy satelitarne charakteryzują się bardzo wysokimi możliwościami pomiarowymi i interpretacyjnymi, dzieje się tak za sprawą ich dużej przestrzennej zdolności rozdzielczej, dużej rozdzielczości radiometrycznej i wielospektralności, wyrażającej się obrazowaniem w kilku wąskich zakresach spektralnych. Obrazowania te są w równym stopniu przydatne do opracowań pomiarowych, jak i interpretacyjnych. Ta nowa okoliczność może skłonić przedstawicieli obu nurtów do częściowej rewizji stosowanych dotąd podejść metodycznych oraz zbliżenia obu nurtów. Przedstawiona sytuacja jest urzeczywistnieniem wcześniejszych przewidywań. Już w 1988 r. na XVI Kongresie Międzynarodowego Towarzystwa Fotogrametrii i Teledetekcji podano nową definicję, łączącą fotogrametrię i teledetekcję w jeden nurt, oraz zmieniono nazwę Towarzystwa, rozszerzając ją o człon "teledetekcji". Podjęta w pracy problematyka ma praktyczne odniesienie do obecnych uwarunkowań rozwoju krajowych systemów GIS oraz ich dalszych perspektyw.

EN

For a long time, photogrammetric projects were based on conventional aerial photographs. This situation has undergone rapid change recently. This results from the development of new Earth surface imaging systems, including aerial digital cameras and high resolution satellite images, whose cartographic potential is comparable with small scale aerial photographs (scale 1:25 000 and smaller). Thus, from the technical point of view, imaging capabilities from satellite platforms are approaching those of aerial ones. This new situation gives rise to heated discussions within the geoinformation society, concerning further development of conventional aerial cameras and the future prospects for replacing them with new, digital cameras. Considering the foreseen development of satellite, high resolution imaging of the Earth surface, the future of aerial imaging is under question. Various opinions concerning the issues under discussion and various development scenarios are presented. The symptomatic divergence of opinions is interesting; it results from a lack of well-ordered terms, which would allow for the comparison of multi-source image data. The publication under discussion proposes a system of terms and quantitative indices which can be used for the evaluation of the cartographic potential of multi-source data, i.e.: 1. conventional aerial photographs, 2. digital images acquired with aerial digital cameras, 3. very high resolution satellite images. This allowed for the comparison of various systems and became the basis for evaluating the usefulness of particular photographs and images for the implementation of specified measurement tasks. Development prospects for various technical means used for satellite and aerial imaging are discussed in the publication. In the author's opinion, separate consideration of those sources is not justified. They create a system of complimentary components. The only problem which remains to be solved, is the selection of a source and imaging parameters for a given task. The development trends presented in the publication allow the prediction that the three sources discussed will be equally available within the nearest future, with a tendency to replace conventional cameras with digital ones and to replace some applications which have been based on aerial photographs with satellite imageries. The tendency towards mutual linkage between aerial and satellite imaging, for the needs of existing and new CIS applications, will be much stronger than the expansion of one source at the expense of another. However, this would be a gradual process, will lasting several years. The thesis concerning the approach between the two trends in the use of photographs and images which we currently separated, namely the measurement trend (represented by photogrammetrists) and the interpretation trend (represented by remote sensing experts), is presented in the publication. This approach represents the reality for both trends at the source data acquisition stage. Images acquired with aerial digital cameras and satellite images are characterised by high measurement and interpretation capabilities; this results from their high spatial and radiometric resolution, as well as from the multispectral nature of those images, allowing for data acquisition in several spectral bands. The images are equally intended for measurement and interpretation tasks. These new circumstances may impel representatives of both trends to partially revise the methodological approaches used currently and to bring them much closer to together. This situation is the realisation of the earliest expectation. During XVI-th Congress of the International Society of Photogrammetry and Remote Sensing the new definition of photogrammetry was elaborated, connecting photogrammetry and remote sensing into one trend and the name of Society was widened to include the "remote sensing" component. Issues discussed in the publication may be practically referred to the existing conditions of national GIS system development as well as to their future prospects.

Słowa kluczowe

PL

powierzchnia Ziemi; system obrazowania; fotogrametria

EN

Earth surface; imagin system; photogrammetry

• Wydawca: Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej
• Czasopismo: Prace Naukowe Politechniki Warszawskiej. Geodezja
• Rocznik: 2004
• Tom: z. 39
• Strony: 3--97
• Opis fizyczny: Bibliogr. 64 poz., tab., rys., wykr.

Twórcy

autor

Kurczyński Z.

• Wydział Geodezji i Kartografii, Instytut Fotogrametrii i Kartografii

Bibliografia

• Applanix (2004): www.applanix.com
• Atkinson K.B. (1996): Close Range Photogrammetry and Machine Vision. Whittles Publishing, Scotland 1996.
• Börner A. i inni (2000): Test Results Obtained with the LH Systems ADS40 Airborne Digital Sensor. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. XXXIII, part B4, Amsterdam 2000.
• Brandes J. (2003): Further Developments of Film Emulsion. Photogrammetric Week'03, Heidelberg: Wichmann 2003.
• Cheng P., Toutin T.: Orthorectification and DEM Generation from High Resolution Satellite.
• Cramer M. (2003): Integrated GPS/inertial and Digital Aerial Triangulation - Recent Test Results. Photogrammetric Week'03, Heidelberg: Wichmann 2003.
• Davis C.H., Wang X. (2001): Planimetric Accuracy of Ikonos l-m Panchromatic Image Products. Proceedings of the 2001 ASPRS Annual Conference, St. Louis, MI, USA. April 23-27. www.pcigeomatics.com
• Diener S., Kiefner M., Dörstel C. (2000): Radiometric Normalisation and Colour Composite Generation of the DMC. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. XXXIII, part B1, Amsterdam 2000.
• Dierickx B. (1999): Electronic Image Sensors vs. Film: Beyond State-of-the-art. OEEPE Official Publication No 37: OEEPE - Workshop on Automation in Digital Photogrammetric Production, Marne la Vallée, June 1999.
• DigitalGlobe (2004): www.digitalglobe.com
• Dörstel Ch. (2003): DMC - Practical Experience and Photogrammetric System Performance. Photogrammetric Week'03, Heidelberg: Wichmann 2003.
• Dowman I., Tao V. (2002): An Update on the Use of Rational Functions for Photogrammetric Restitution. ISPRS Highlights, vol. 7, No 3, September 2002.
• Eckardt A., Braunecker B., Sandau R. (2000): Performance of the Imaging System in the LH Systems ADS40 Airborne Digital Sensor. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. XXXIII, part B1, Amsterdam 2000.
• Eurimage (2004): www.eurimage.com
• European Space Imaging (2004): www.EUSpaceImaging.com
• Fraser C. (2000): High-Resolution Satellite Imagery: A Review of Metric Aspects. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. XXXIII, part B7, Amsterdam 2000.
• Fricker P. (2001): ADS40 - Progress in Digital Aerial Data Collection. Photogrammetric Week'01. Heidelberg: Wichmann 2001.
• Fricker P., Sandau R., Walker S. (1999): Digital Aerial Sensors: Possibilities and Problems. OEEPE Official Publication No 37: OEEPE - Workshop on Automation in Digital Photogrammetric Production, Marne la Vallée, June 1999.
• Fricker P., Walker S. (2000): Photogrammetry Goes Totally Digital. GIM International. August 2000.
• Ganas A., Lagios E., Tzannaetos N. (2002): An Investigation on the Spatial Accuracy of the Ikonos 2 Orthoimagery within an Urban Environment. International Journal of Remote Sensing, 2002, vol. 23, No 17, 3513-3519.
• Heier H. (1999): Application and Market for Digital Airborne Cameras. Photogrammetric Week'99, Heidelberg: Wichmann 1999.
• Heipke C., Jacobsen K., Wegmann H. (2002): Integrated Sensors Orientation - Test Report and Workshop Proceedings. OEEPE Official Publication No 43. Frankfurt a. M. July 2002.
• Hinz A., Dörstel C., Heier H. (2000): Digital Modular Camera: System Concept and Data processing Workflow. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. XXXIII, part B2, Amsterdam 2000.
• Hinz A., Dörstel C., Heier H. (2001): DMC - The Digital Technology of Z/IImaging. Photogrammetric Week'01, Heidelberg: Wichmann 2001.
• Holland D., Guilford B., Murray H. (2002): OEEPE - Project on Topographic mapping from High Resolution Space Sensors. OEEPE Official Publication No 44. Frankfurt a. M. October 2002.
• Jacobsen K. (2002): Geometrical Aspects of the Handling of Space Images. ISPRS Commission I Conference Proceedings, Denver 2002.
• Jacobsen K. (2002): Mapping with Ikonos Images. EARSeL Symposium. Prague, June 2002.
• Jacobsen K. (2003): Geometric Potential of Ikonos- and QuickBird-Images. Photogrammetric Week'03, Heidelberg: Wichmann 2003.
• Kaczyński R. (1999): Satelitarne programy rozpoznawcze i szpiegowskie USA i ZSRR w okresie trwania zimnej wojny. GEODETA, nr 11 (54). Listopad 1999.
• Kodak (2004): www.kodak.com
• Kurczyński Z., Wolniewicz W. (2003): SPOT 5 - Nowa jakość obrazowania satelitarnego. GEODETA, nr 7 (98), lipiec 2003.
• Kurczyński Z. (1984): Korekcja geometryczna lotniczych obrazów skanerowych i radarowych. Rozprawa doktorska, Politechnika Warszawska, 1984.
• Kurczyński Z. (1997): Zdjęcia lotnicze i satelitarne - stan obecny i perspektywy, część I, GEODETA, nr 7 (26), lipiec 1997, część 11, GEODETA, nr 8 (27), sierpień 1997.
• Kurczyński Z. (1999a): Zasady wykonywania prac fotolotniczych. Wytyczne techniczne K-2.7. GUGiK, Warszawa 1999.
• Kurczyński Z. (1999b): Lotniczy skaner laserowy - nowa technologia pozyskiwania danych o rzeźbie terenu. GEODETA, nr 2 (45), luty 1999.
• Kurczyński Z. (1999c): Lotnicze kamery cyfrowe - stan obecny i perspektywy. GEODETA, nr 11 (54), listopad 1999.
• Kurczyński Z. (2000a): Radarowa misja promu kosmicznego Endeavour. GEODETA, nr 8 (63), sierpień 2000.
• Kurczyński Z. (2000b): Lotnicza cyfrowa kamera fotogrametryczna. Nowe wyzwania i szansa. GEODETA, nr 12 (67), grudzień 2000.
• Kurczyński Z., Wolniewicz W. (2002a): Wysokorozdzielcze systemy obrazowania satelitarnego, część I, GEODETA, nr 7 (86), lipiec 2002, część II, GEODETA, nr 8 (87), sierpień 2002.
• Kurczyński Z., Wolniewicz W. (2002b): Korekcja geometryczna wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych. GEODETA, nr 11 (90), listopad 2002.
• Leberl F. i inni (2003): The UltraCam Large Format Aerial Digital Camera System. Proceedings of ASPRS, Anchorage, Alaska, 5-9 May, 2003.
• Leberl F., Gruber M. (2003): Flying the New Large Format Digital Aerial Camera Ultracam. Photogrammetric Week'03, Heidelberg: Wichmann 2003.
• Lehmann F. i inni (2000): The High Resolution Stereo Camera Airborne (HRSC-A). GIM International, July 2000.
• Leica (1996): Leica production Information. Test With the New Leica 15/4 UAG-S Lens Cone. Results of High-Altitude Photography with Leica RC30 and 15/4 UAG-S Lens Cone.
• Nale D. K. (2002): QuickBird - Aerial Product Comparison Report (prepared by EMAP International for DigitalGlobe, August, 2002). www.digitalglobe.com
• Neukum G. (2001): The Airborne HRSC-AX Cameras: Evaluation of the Technical Concept and Presentation of Application Results After One Year of Operations. Photogrammetric Week'01, Heidelberg: Wichmann 2001.
• PCI Geomatics (2004): www.pcigeomatics.com
• Reulke R. (2003): Film-based and Digital Sensors - Augmentation or Change in Paradigm? Photogrammetric Week'03, Heidelberg: Wichmann 2003.
• Sandau R. i inni (2000): Design Principles of the LH Systems ADS40 Airborne Digital Sensor. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. XXXIII, part B1, Amsterdam 2000.
• Schiewe J. (1995): Cartographic Potential of MOMS-02/D2 Images Data. Photogrammetric Week'95, Heidelberg: Wichmann 1995.
• Schlienger R. (1996): Increased Image Quality Resulting From New Technologies in Aerial Cameras. International Congress for Photogrammetry, Com. I, Vienna 1996.
• Schuster R., Braunecker B. (2000): Calibration of the LH Systems ADS40 Airborne Digital Sensor. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. XXXIII, part B1, Amsterdam 2000.
• Space Imaging Eurasia (2004): www.sieurasia.com
• Space Imaging North America (2004): www.spaceimaging.com
• Theobald E. T. (1998a): When Is a Meter a Meter? Imaging Notes. September/October 1998, vol. 13, No 2.
• Theobald E. T. (1998b): Stairs Steps and Sawtooths. Imaging Notes. November/December 1998, vol. 13, No 3.
• Toutin T. (1995): Multisource Data Fusion with an Integrated and Unified Geometric Modelling. EARSeL Journal Advances in Remote Sensing, 4 (2): 118-129.
• Toutin T. (2001): Geometric Processing of Ikonos Geo Images with DEM. ISPRS Join Workshop "High Resolution from Space", Hanover, Germany, September 19-21, 2001.
• Toutin T., Cheng P. (2000): Demystification of Ikonos. Earth Observation Magazine, vol. 9, No. 7, pp. 17-21, July 2000. Tłumaczenie: "Demistyfikacja Ikonos'a", GEODETA, 10/2000.
• Toutin T., Cheng P. (2002): QuickBird - A Milestone for High Resolution Mapping. Earth Observation Magazine, vol. 11, No 4, pp. 14-18, 2002.
• Toutin T., Chenier R., Carbonneau Y. (2001): 3D Geometric Modelling of Ikonos Geo Images. ISPRS Join Workshop "High Resolution from Space", Hannover, Germany, September 19-21, 2001.
• Toutin T., Chenier R., Carbonneau Y. (2002): 3D Models for High Resolution Images: Examples with QuickBird, Ikonos and Eros. Int. Archives of ISPRS Symposium, Comm. IV, Ottawa, Ontario, Canada, July 8-12, 2002, vol. 43, part 4, 547-551.
• Toutin T., Chenier R., Carbonneau Y., Alcad'de N. (2002): 3D Mapping with High Resolution Images. Proceedings of 22nd EARSeL Symposium, Prague, Czech Republic, June 4-6, 2002.
• Westin T., Forsgren J.: Orthorectification of EROS-A1 images. www.lantmateriet.se