Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Accuracy assessment of TanDEM-X IDEM using airborne LiDAR on the area of Poland

Woroszkiewicz M., Ewiak I., Lulkowska P.

Geodesy and Cartography

|

2017

|

Vol. 66, no. 1

137--148

EN

The TerraSAR-X add-on for Digital Elevation Measurement (TanDEM-X) mission launched in 2010 is another programme – after the Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) in 2000 – that uses space-borne radar interferometry to build a global digital surface model. This article presents the accuracy assessment of the TanDEM-X intermediate Digital Elevation Model (IDEM) provided by the German Aerospace Center (DLR) under the project “Accuracy assessment of a Digital Elevation Model based on TanDEM-X data” for the southwestern territory of Poland. The study area included: open terrain, urban terrain and forested terrain. Based on a set of 17,498 reference points acquired by airborne laser scanning, the mean errors of average heights and standard deviations were calculated for areas with a terrain slope below 2 degrees, between 2 and 6 degrees and above 6 degrees. The absolute accuracy of the IDEM data for the analysed area, expressed as a root mean square error (Total RMSE), was 0.77 m.

2

Functionality assessment of algorithms for the coloring of images in terms of increasing radiometric values of aerial photographs archives

Ewiak I., Siok K., Jenerowicz A.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2016

|

Vol. 28

11--24

EN

Available on the commercial market are a number of algorithms that enable assigning to pixels of a monochrome digital image suitable colors according to a strictly defined schedule. These algorithms have been recently used by professional film studios involved in the coloring of archival productions. This article provides an overview on the functionality of coloring algorithms in terms of their use to improve the interpretation quality of historical, black-and-white aerial photographs. The analysis covered intuitive (Recolored) programs, as well as more advanced (Adobe After Effect, DaVinci Resolve) programs. The use of their full functionality was limited by the too large information capacity of aerial photograph images. Black-and-white historical aerial photographs, which interpretation quality in many cases does not meet the criteria posed on photogrammetric developments, require an increase of their readability. The solution in this regard may be the process of coloring images. The authors of this article conducted studies aimed to determine to what extent the tested coloring algorithms enable an automatic detection of land cover elements on historical aerial photographs and provide color close to the natural. Used in the studies were archival black-and-white aerial photographs of the western part of Warsaw district made available by the Main Centre of Geodetic and Cartographic Documentation, the selection of which was associated with the presence in this area of various elements of land cover, such as water, forests, crops, exposed soils and also anthropogenic objects. In the analysis of different algorithms are included: format and size of the image, degree of automation of the process, degree of compliance of the result and processing time. The accuracy of the coloring process was different for each class of objects mapped on the photograph. The main limitation of the coloring process created shadows of anthropogenic objects, where grey degree values were corresponding to forests.

PL

Na rynku komercyjnym dostępnych jest szereg algorytmów umożliwiających przypisanie pikselom monochromatycznego obrazu cyfrowego odpowiednich barw według ściśle określonego schematu. Algorytmy te są wykorzystywane przez profesjonalne studia filmowe zajmujące się kolorowaniem archiwalnych produkcji. Niniejszy artykuł stanowi przegląd funkcjonalności algorytmów kolorowania w zakresie możliwości ich wykorzystania do poprawy jakości interpretacyjnej historycznych, monochromatycznych zdjęć lotniczych. Przedmiotem analiz były programy intuicyjne (Recolored), a także bardziej zaawansowane (Adobe After Effect, DaVinci Resolve). Ograniczeniem wykorzystania ich pełnej funkcjonalności była zbyt duża pojemność informacyjna obrazu zdjęcia lotniczego. W przypadku monochromatycznych historycznych zdjęć lotniczych, których jakość interpretacyjna w wielu przypadkach nie spełnia kryteriów stawianych opracowaniom fotogrametrycznym, istnieje potrzeba zwiększenia ich czytelności. Rozwiązaniem w tym zakresie może być proces kolorowania obrazów. Autorzy artykułu przeprowadzili badania zmierzające do ustalenia, w jakim zakresie testowane algorytmy kolorowania umożliwiają automatyczną detekcję elementów pokrycia terenu na historycznych zdjęciach lotniczych oraz nadanie im barwy zbliżonej do naturalnej. W badaniach zostały wykorzystane archiwalne monochromatyczne zdjęcia lotnicze powiatu warszawskiego zachodniego udostępnione przez Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej, których wybór wiązał się z występowaniem w ich obrębie różnorodnych elementów pokrycia terenu, takich jak: wody, lasy, uprawy rolne, odkryte gleby, a także obiekty antropogeniczne. W analizie poszczególnych algorytmów zostały uwzględnione: format i rozmiar obrazu, stopień automatyzacji procesu, stopień zgodności wyniku oraz czas przetworzenia. Dokładność procesu kolorowania była różna dla poszczególnych klas obiektów odwzorowanych na zdjęciu. Głównym ograniczeniem procesu kolorowania były cienie obiektów antropogenicznych, których wartości stopni szarości odpowiadały lasom.

3

Assessment of the influence of filtering scanned historical aerial images on the accuracy of digital aerial triangulation

Woroszkiewicz M., Ewiak I.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2016

|

Vol. 28

157--167

EN

Contrary to aerial images obtained by digital cameras, scanned aerial images are characterized by a lower radiometric resolution and reduced contrast. These parameters have a direct relationship with the quality of the image matching using correlation including the number and accuracy of measurement of tie points in the aerial triangulation. Digital images processing, including filtration in the domain of an object, allows for increasing the contrast, removing noises, and intensifying and detecting edges of objects mapped in the images. This article examines the influence of the key processes of digital image processing on the increase of their measuring and information values. Used in the studies was a block of historical aerial images, covering an area of the western part of Warsaw district, acquired in the 1950s and made available by the Main Centre of Geodetic and Cartographic Documentation (CODGIK). The scope of the study covered the analysis of the impact of selected linear filters, together with high-pass and low-pass filters and also non-linear filters, including statistical and adaptive filters, with different mask sizes, on the accuracy of the field coordinate designation of a tie point in the aerial triangulation. Context operations and also the analysis of contrast correction were carried out in ERDAS 2013. Automatic measurement of tie points together with conducting a relative and absolute adjustment for the block of images orientation were carried out in Inpho 6.0. The results of automatic measurement of tie points for the block of aerial images covered by the radiometric correction were compiled with analogical results obtained for unprocessed images. The measure of the effectiveness of the applied filtration and operations on the images was the mean average error of field coordinate designation of the tie point, the average error of the background coordinate measurement on the image and also the number and distribution of automatically measured ties.

PL

W przeciwieństwie do obrazów lotniczych pozyskiwanych przy udziale kamer cyfrowych, skanowane zdjęcia lotnicze charakteryzują się niższą rozdzielczością radiometryczną oraz obniżonym kontrastem. Parametry te mają bezpośredni związek z jakością pomiaru wykorzystującego dopasowanie obrazów, w tym z liczbą i dokładnością pomiaru punktów wiążących w aerotriangulacji. Cyfrowe przetwarzanie obrazów, w tym filtracja w dziedzinie obiektowej umożliwia zwiększenie kontrastu, usunięcie szumów, a także wzmocnienie i detekcję krawędzi obiektów odwzorowanych na zdjęciach. W niniejszym artykule zbadano wpływ kluczowych procesów cyfrowego przetwarzania obrazów na zwiększenie ich walorów pomiarowych i informacyjnych. W badaniach został wykorzystany blok historycznych zdjęć lotniczych, obejmujący obszar powiatu warszawskiego zachodniego, pozyskanych w latach 50. ubiegłego wieku i udostępnionych przez Centralny Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej. Zakres badań obejmował analizę wpływu wybranych filtrów liniowych, w tym górnoprzepustowych i dolnoprzepustowych oraz filtrów nieliniowych, w tym statystycznych i adaptacyjnych, dla różnych rozmiarów maski, na dokładność wyznaczenia współrzędnej terenowej punktu wiążącego w aerotriangulacji. Operacje kontekstowe, a także analiza korekcji kontrastu zostały zrealizowane w środowisku oprogramowania ERDAS w wersji 2013. Automatyczny pomiaru punktów wiążących wraz z przeprowadzeniem orientacji wzajemnej i bezwzględnej bloku zdjęć zostały zrealizowane w środowisku oprogramowania Inpho w wersji 6.0. Wyniki automatycznego pomiaru punktów wiążących dla bloku zdjęć lotniczych objętych korekcją radiometryczną zostały zestawione z analogicznymi wynikami uzyskanymi dla zdjęć nieprzetworzonych. Miarą skuteczności działania zastosowanych filtracji i operacji na zdjęciach był przeciętny błąd średni wyznaczenia współrzędnej terenowej punktu wiążącego, przeciętny błąd pomiaru współrzędnej tłowej na zdjęciu, a także liczba i rozmieszczenie pomierzonych automatycznie wiązań.

4

Koncepcja mobilnego systemu pomiarowego geometrii przesyłek ponadwymiarowych w transporcie kolejowym

Ewiak I., Brodowska P., Karwel A. K., Kraszewski B.

Logistyka

|

2015

|

nr 4

3121--3130, CD2

PL

Potrzeba dostosowania transportu kolejowego do krajowej i unijnej gospodarki determinuje konieczność utworzenia systemu kodyfikacji linii kolejowych, którego nieodłącznymi elementami są pomiary skrajni taboru i skrajni ładunkowej. Pomiar geometrii przesyłek ponadwymiarowych ma decydujące znaczenie dla funkcjonowania i bezpieczeństwa transportu kolejowego. Błędny pomiar ponadwymiarowej przesyłki kolejowej podczas jej załadunku, jak również jej przesunięcie w trakcie transportu może stać się przyczyną wypadków, szczególnie w tunelach i na stacjach, co w konsekwencji prowadzi do kosztownego wyłączenia z ruchu linii kolejowej, a także straty materialnej z tytułu uszkodzenia samej przesyłki. W niniejszym artykule przedstawiono koncepcję budowy mobilnego systemu pomiarowego służącego do określania geometrii obiektów, w tym przesyłek ponadwymiarowych. W ramach prac eksperymentalnych zostały określone wymagania w zakresie sprzętu pomiarowego, metodyki pomiaru, a także oprogramowania wspomagającego przetwarzanie dużej liczby punktów.

EN

The need to adapt the national rail transport to domestic and EU economy determines the need for a codification system of railway lines which consists of such inseparable elements like measurement of railway clearance and loading gauges. The measurement of the oversized cargo geometry is crucial for the functioning and safety of the railway transportation. Incorrect measurement of oversized cargo during its loading, as well as its shift while it is carried can cause evidence especially in tunnels and railway stations. As a result such situations lead to high-cost shutdown of railway lines, as well as loss due to damage of the shipment. This article presents the concept of the mobile measuring system for determining the geometry of objects, including oversized cargo. As part of the experimental work following issues were defined: requirements for measuring equipment, measurement methodologies as well as software supporting processing of large number of points.

5

Wybrane aspekty pomiaru geometrii przesyłek ponadwymiarowych w transporcie kolejowym

Brodowska P., Ewiak I.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

2290--2298

PL

Potrzeba dostosowania transportu kolejowego do krajowej i unijnej gospodarki determinuje konieczność utworzenia systemu kodyfikacji linii kolejowych, którego nieodłącznymi elementami są pomiary skrajni taboru i skrajni ładunkowej. Pomiar geometrii przesyłek ponadwymiarowych ma decydujące znaczenie dla funkcjonowania i bezpieczeństwa transportu kolejowego. Błędny pomiar ponadwymiarowej przesyłki kolejowej podczas jej załadunku, jak również jej przesunięcie w trakcie transportu może stać się przyczyną wypadków, szczególnie w tunelach i na stacjach, co w konsekwencji prowadzi do kosztownego wyłączenia z ruchu linii kolejowej, a także straty materialnej z tytułu uszkodzenia samej przesyłki. W niniejszym artykule przedstawiono koncepcję budowy stacjonarnego systemu pomiarowego służącego do określania geometrii obiektów, w tym przesyłek ponadwymiarowych. W ramach prac eksperymentalnych zostały określone wymagania w zakresie sprzętu pomiarowego, metodyki pomiaru, a także oprogramowania wspomagającego przetwarzanie dużej liczby punktów.

EN

The need to adapt the national rail transport to domestic and EU economy determines the need for a codification system of railway lines which consists of such inseparable elements like measurement of railway clearance and loading gauges. The measurement of the oversized cargo geometry is crucial for the functioning and safety of the railway transportation. Incorrect measurement of oversized cargo during its loading, as well as its shift while it is carried can cause evidence especially in tunnels and railway stations. As a result such situations lead to high-cost shutdown of railway lines, as well as loss due to damage of the shipment. This article presents the concept of the stationary measuring system for determining the geometry of objects, including oversized cargo. As part of the experimental work following issues were defined: requirements for measuring equipment, measurement methodologies as well as software supporting processing of large number of points.

6

Metodyka sygnalizacji geodezyjnej kolejowej osnowy specjalnej w aspekcie procesu kodyfikacji linii kolejowych

Ewiak I.

Logistyka

|

2014

|

nr 6

3486--3497

PL

W artykule została przedstawiona metodyka sygnalizacji punktów geodezyjnej kolejowej osnowy specjalnej niezbędnych do kalibracji pomiarów skrajni linii kolejowej realizowanych techniką naziemnego mobilnego skaningu laserowego oraz metodami fotogrametrycznymi z wykorzystaniem modeli stereoskopowych obrazów wideo. Analizie zostały poddane sygnały przestrzenne i płaskie, dla których został wyznaczony rozkład powierzchniowy linii i punktów skanowania decydujący o jakości ich odwzorowania, a także zostały opracowane modele stereoskopowe obrazów wideo. Przedmiotem badań była jakość odwzorowania sygnału i związek funkcyjny tego odwzorowania z rodzajem i wymiarami sygnału, jego położeniem względem sensora obrazującego, a także prędkością platformy pomiarowej. W przypadku obrazów wideo przedmiotem badań było określenie możliwości realizacji pomiaru manualnego lub automatycznego poszczególnych typów sygnałów na modelach stereoskopowych. Na podstawie przeprowadzonych analiz zostały sformułowane zalecenia dotyczące sygnalizacji kolejowej osnowy specjalnej w aspekcie pomiarów mobilnych skrajni linii kolejowej.

EN

The methodology of the signaling of the railway special geodetic control points which are needed to calibrate measuring data for imaging of the gauge railway line was presented in this article. These data were measured using terrestrial laser scanning methods as well as photogrammetric method based on video images. The analysis of the spatial and superficial signals was executed. For each surface of the signal a distribution of the scan lines and points as well as video stereo models were appointed. The subject of research was the quality of the signal imaging and his functional relationship with type and dimensions of the signal, his position in relation to the sensor and also speed of the measuring platform. In the case of video images the qualification of the possibility of realization manual or automatic measurement for the individual signal types on the stereo video models was the subject of research. On the basis of conducted analyses the recommendations for signaling of railway special control points were formulated.

7

Wykorzystanie zasobu geoinformacyjnego do opracowania archiwalnych fotogrametrycznych danych obrazowych

Ewiak I., Brodowska P.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

101--110

PL

W ostatnich latach w Sądach Rejonowych na terenie naszego kraju toczy się szereg spraw związanych z odtwarzaniem przebiegu granic działek ewidencyjnych, a także sposobu ich zagospodarowania w aspekcie zasiedzenia. W większości przypadków spory dotyczą gruntów przejętych przez skarb państwa w okresie powojennym. Ważną rolę w rozstrzyganiu tych sporów odgrywa fotogrametria. Na podstawie archiwalnych danych fotogrametrycznych, a w szczególności fotoplanów i zdjęć lotniczych, prowadzone są pomiary stereoskopowe na podstawie których, odtwarzane jest położenie punktów i linii granicznych oraz prowadzona jest stereoskopowa interpretacja pokrycia i użytkowania terenu. Do orientacji archiwalnych zdjęć lotniczych oraz fotoplanów, w zależności od wymagań dokładnościowych opracowania, niezbędne są punkty osnowy fotogrametrycznej pozyskiwane z pomiaru terenowego lub kameralnego, którego źródłem mogą być mapy topograficzne bądź ortofotomapy. Jednakże, ze względu na duży upływ czasu w stosunku do daty wykonania zdjęć w wielu przypadkach odtworzenie w sposób bezpośredni punktów terenowej osnowy fotogrametrycznej nie jest możliwe. W artykule zaprezentowana została metodyka przetwarzania archiwalnych zdjęć lotniczych z wykorzystaniem dostępnych krajowych zasobów geoinformacyjnych, w szczególności krajowych geoportali, zasobu Centralnego Ośrodka Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej, Centralnego Archiwum Wojskowego i Archiwum Państwowego m. st. Warszawy, a także zasobu wewnętrznego Zakładu Fotogrametrii Instytutu Geodezji i Kartografii porządkowanego obecnie w ramach projektu „OGNIWO”. W niniejszym artykule przedstawiona została metoda sekwencyjnego pozyskiwania punktów terenowej osnowy fotogrametrycznej dla zdjęć lotniczych opisujących zgoła odmienną od stanu rzeczywistego sytuację terenową. W ramach wspomnianej metodyki zaprezentowane zostały wyniki przetwarzania archiwalnych zdjęć lotniczych w kontekście ich wykorzystania do pomiarów ewidencyjnych oraz wyniki ich interpretacji z punktu widzenia sposobu użytkowania.

EN

In the last years in polish tribunals many disputes relating to reproduction of the border lines of parcels as well as the mode implementing of their was decided. In the majority of cases this disputes were concerned to the grounds which was taking over by state in the post-war period. The photogrammetry accomplish important field in this range. On the basis of archival photogrammetric data, in the peculiarity photo mosaics as well as aerial photos the stereoscopic measurements were realized. On the basis of these measurements the position of points and border lines was reproduced and also stereoscopic interpretation of land use was performed. For optimal utilization, these data was referred to the geodetic coordinate system. In dependence of accuracy requirements of absolute orientation of aerial photos, the control points measured on the terrain as well as on the topographic maps and orthophotomaps were needed. However, reproducing of terrain control points in the direct method in many cases wasn’t impossible in the face of the considerable outflow of time from the acquisition date of aerial photos. The methodology of the processing of archival photogrammetric image data using of available national geoinformation supplies was presented in the article. This supply is stored in national internet data basis as well as in the Main Geodetic Cartographic Documentation Centre, Central Military Archive and State Archive of the Capital City of Warsaw. The internal archive of the Photogrammetry Department of the Institute of Geodesy and Cartography which is arranged within the "OGNIWO" project was used also. The method of sequential measuring of the control points for aerial photos describing different from the real state situation of terrain was introduced in the present article. On the basis of remembered methodology the results of processing of archival aerial photos in the context of registry measurements as well as interpretation results were presented. The article was prepared on the basis of experiences acquired during realization of technical evaluations and opinions.

8

Stan obecny i kierunki rozwoju fotogrametrii, teledetekcji i GIS w świetle XXII Kongresu ISPRS

Borkowski A., Bujakiewicz A., Ewiak I., Kaczyński R., Pyka K.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 24

31--51

PL

W dniach od 25 sierpnia do 1 września 2012 roku odbył się w Melbourne XXII Kongres Międzynarodowego Towarzystwa Fotogrametrii i Teledetekcji. Kongres zgromadził 1940 uczestników z 74 krajów. Zaprezentowanych zostało ogółem 1150 referatów na 238 sesjach, odbywających się w większości równolegle, po kilka w tym samym czasie. W referacie został dokonany krótki przegląd najważniejszych zagadnień przedstawionych w ramach sesji plenarnych, audytoryjnych oraz posterowych. Na podstawie materiałów konferencyjnych, rozmów z wystawcami oraz obserwacji własnych, zidentyfikowano kierunki rozwoju oraz trendy we współczesnej fotogrametrii, teledetekcji oraz geograficznych systemach informacyjnych. Tematyka referatów prezentowanych na poszczególnych sesjach była ściśle związana z zakresem merytorycznym 8. Komisji Technicznych ISPRS. Dotyczyła zarówno tradycyjnych i nowych sensorów dla pozyskiwania danych, z platform lotniczych, satelitarnych i naziemnych, jak i nowych podejść dla ich automatycznego przetwarzania, analiz i prezentacji. W referacie zwrócono uwagę na coraz większe możliwości zdalnego pozyskiwania danych źródłowych. Przykładem tego jest nowy wysokorozdzielczy system satelitarny Pleiades, wieloobiektywowa kamera Leica RCD30 Oblique z możliwością jednoczesnej rejestracji obrazów pod różnymi kątami i w różnych zakresach spektralnych, technologia UAV, kamera 3D Kinect, a także powszechnie dostępne systemy iPad oraz iPhone. Stwierdzono, że szybki rozwój coraz dokładniejszych systemów nawigacyjnych dla bezpośredniej georeferencji pozyskiwanych danych, wieloobrazowy matching, integracja danych z różnych sensorów, coraz bardziej wyrafinowane metody przetwarzania i wizualizacji dostarczają najwyższej jakości produktów, które są użyteczne w wielu zastosowaniach. W referacie, zostały przedstawione także ważniejsze informacje dotyczące działalności ISPRS w kadencji 2012-2016, które były tematem wielogodzinnych posiedzeń Generalnego Zgromadzenia (General Assembly) ISPRS.

EN

From 25 August to 1 September 2012 in Melbourne took place the XXII ISPRS Congress which accumulated 1940 participants from 74 countries. It was presented 1150 papers totality on 238 sessions, which in many cases were holding in the same time. This paper relates to the short review of most important questions introduced within the plenary sessions, oral as well as poster. On the basis of conference materials, conversations with exhibitors and own observations, the directions of the development and trends in modern photogrammetry, remote sensing and geographic information systems were identified. The subject area of papers presented on individual sessions was closely connected with content-related range of 8 ISPRS technical commissions. The conventional and new sensors for data acquired from aerial, satellite and terrestrial platforms, as well as new approach for their automatic processing, analyses and introduction were presented. In the paper more and more large possibilities for remote acquiring of the source data were showed. The new very height resolution satellite system Pleiades, multilens camera Leica RCD30 Oblique with the possibility of the simultaneous images registration with various of nadir viewing angles and in various spectral ranges, technology UAV, camera 3D Kinect, and also popularly iPad and iPhone systems were examples of this. It was affirmed that fast development of more and more accurate navigation systems for direct georeference data, multi-image matching, data integration and processing and visualization methods delivered the products which are useful in many uses. In the paper, more also important informations were introduced relating to activities of the ISPRS in cadence 2012-2016, which were the subject of sessions of the ISPRS General Assembly.

9

Method for acquiring building registry vector data with modern photogrammetric techniques

Ewiak I., Kraszewski B.

Geoinformation Issues

|

2009

|

Vol. 1, no 1

41-51

EN

This article presents a methodology for acquiring vector data to supplement building registry databases via a process of integrating surveying data and photogrammetric data using modern measurement tools and methods. The main portion of the article categorizes such a photogrammetric/surveying measurement system developed following this methodology, describing its functionality particularly in respect to the importing and integration of data in the process of adjusting photogrammetric and surveying observations, using the solution of observation equations proposed by authors. The photogrammetric process of obtaining vector data for the use in the building registry, based on stereo measurements performed on models obtained from images taken by the UltraCam-X large-format aerial digital camera and from image sequences obtained from an ADS-40 pushbroom digital aerial camera, have been analysed. Given the increasing importance of photogrammetric measurements in supplying data for building registry databases, the scope of use of such measurements in relation to existing field survey measurements, was considered. The individual stages in the processing of photogrammetric/surveying data using the proposed application developed by the authors within the MicroStation design environment, were presented and discussed. In conclusion it has been stated, that taking the right methodological approach to acquiring such vector data to supplement building registry databases paves the way to establishing a modern cadastral system.

PL

W artykule przedstawiono metodykę zasilania bazy danych ewidencji budynków pozyskiwanych w procesie integracji pomiarów geodezyjnych i fotogrametrycznych realizowanych z wykorzystaniem współczesnych narzędzi i metod pomiarowych. W ramach niniejszej metodyki został opracowany geodezyjno-fotogrametryczny system pomiarowy, którego charakterystyka stanowi zasadniczą treść artykułu. Opisana została funkcjonalność tego systemu ze szczególnym uwzględnieniem importu danych oraz ich integracji w procesie wyrównania obserwacji geodezyjnych i fotogrametrycznych z wykorzystaniem autorskiego rozwiązania równań poprawek. Przeprowadzono analizę procesu fotogrametrycznego pozyskiwania danych wektorowych dla potrzeb ewidencji budynków na podstawie pomiarów stereoskopowych na modelach zdjęć pochodzących z wielkoformatowej lotniczej kamery cyfrowej UltraCam-X oraz modelach utworzonych z sekwencji obrazowych pozyskanych lotniczą kamerą skanerową ADS-40. Wobec rosnącej roli pomiarów fotogrametrycznych w procesie zasilania baz danych ewidencji budynków określono zakres ich wykorzystania w stosunku do obowiązujących dotychczas geodezyjnych pomiarów terenowych. W niniejszym artykule scharakteryzowane zostały poszczególne etapy opracowania danych fotogrametrycznych i geodezyjnych z wykorzystaniem autorskiej aplikacji działającej w środowisku projektowym MicroStation. Stwierdzono, że odpowiednie działania metodyczne w zakresie pozyskiwania danych wektorowych dla potrzeb ewidencji budynków stanowią podstawę nowoczesnego systemu katastralnego.

10

Wielosensorowa triangulacja satelitarna

Ewiak I.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2009

|

Vol. 19

101--110

PL

Podczas budowy numerycznych modeli terenu (NMT) na podstawie danych lotniczego skanowania laserowego (chmur punktów) dąży się do usunięcia punktów, które dotyczą odbić od obiektów znajdujących się na powierzchni – budynków i budowli oraz roślinności. Istnieją jednakże dziedziny gospodarki oraz nauki, które są zainteresowane uzyskaniem danych, możliwie wiernie opisujących budowę pokrywy roślinnej. Dlatego też wydaje się, że doskonalenie metodyki budowy numerycznego modelu pokrycia terenu wymaga bardziej wnikliwego podejścia, niż tylko ustalenie którędy przebiega górna granica (powierzchnia) opisująca kształt obiektu. Ze względu na przestrzenną zmienność pokrycia terenu, nie można przyjmować jednorodnych reguł przetwarzania danych dla całego obszaru, dla którego wykonano skanowanie laserowe. Istotnym jest dokonanie dokładnego rozpoznania przestrzennej dystrybucji różnych obiektów na badanym terenie oraz opracowanie charakterystyk opisujących sposób odwzorowania tych obiektów w danych skanowania laserowego. Informacje te pozwolą na zastosowanie zmiennych przestrzennie reguł przetwarzania chmur punktów skanowania laserowego – zarówno przy generowaniu NMT, jak i powierzchni opisujących budowę roślinności. W pracy przedstawiono wstępne wyniki badań nad przestrzenną dystrybucją chmury punktów skanowania laserowego różnych elementów krajobrazu, w dwóch fazach sezonu wegetacyjnego – wczesną wiosną oraz latem, z uwzględnieniem podziału rejestrowanych impulsów na pierwsze i ostanie echo. Dystrybucję przestrzenną chmur punktów pokazano w formie graficznej. Uzyskane wyniki skłaniają do podjęcia dyskusji nad niektórymi dotychczas wyrażanymi opiniami.

EN

The article presents methodology of spatial orientation of the VHRS image block with the spatial resolution of GSD ≤ 1m, obtained by means of various sensors. The main objective of the methodical study was to determine the possibility of integration of scenes originating from different satellite systems (Ikonos-2, QuickBird-2 and Resurs-DK-1) in the process of the block geometrical correction (multisensor satellite triangulation). Two methods of the multisensor satellite triangulation were proposed. In the first of them, elements of external orientation of particular scenes determined independently in four methodical variants were used to construct a geometrically corrected satellite block. It was affirmed that the method allowed to obtain the accuracy of the satellite block triangulation on the levels of RMSEX = 0.4 m and RMSEY = 0.4 m, respectively. It was also affirmed that in the geometrical correction of each scene it was necessary to use the mathematical sensor model, supported by the measurement of the smallest number of control points. In the second method, the construction of a geometrically corrected satellite block was preceded by the relative orientation of individual scenes that the model was composed of. Taking into account the configuration of tie points it was determined that the applied method of measurement enabled obtaining the results of relative orientation on the level of 0.3 pixels of the source scene. It was also affirmed that using the RPC catalogue coefficients provided by the distributor of the satellite data it was possible to reduce the measurement of control points in positions doubled by tie points as well on the edges of the block. By nominal selection of control points designed in tie point positions and on the edge of block, it is possible to obtain the accuracy correction of the VHRS block on the levels of RMSEX = 0.5 m and RMSEY = 0.4 m, respectively.

11

Aspekty dokładności generowania NMT na podstawie obrazów z cyfrowej kamery ADS40

Ewiak I., Karwel K., Kraszewski B.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18a

111--119

PL

W artykule zaprezentowano analizę porównawczą dokładności generowania numerycznego modelu terenu (NMT) w oparciu o dane pozyskane skanerową lotniczą kamerą cyfrową ADS40 i przetworzone przy udziale różnych systemów fotogrametrycznych. Prace prowadzone były w Zakładzie Fotogrametrii, Instytutu Geodezji i Kartografii w ramach realizacji projektu badawczego finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2007-2009, którego jednym z głównych celów jest określenie metodyki opracowania NMT z trzylinijkowej lotniczej kamery cyfrowej. W niniejszym artykule opisano metodykę generowania numerycznego modelu terenu na podstawie stereoskopowych zobrazowań z cyfrowej kamery lotniczej ADS40. Do badań wykorzystano blok fotogrametryczny składający się z trzech szeregów zdjęć, z których każde pozyskane było w kanale panchromatycznym w sekwencji przód-wstecz oraz w kanale czerwonym w nadirze. Do opracowania danych źródłowych wykorzystano moduły programów Image Station firmy Intergraph, DTM Box firmy Inpho oraz Leica Photogrammetry Suite firmy ERDAS. Do analizy porównawczej wykorzystano NMT wygenerowane na podstawie sekwencji zorientowanych zewnętrznie zobrazowań ADS40 z uwzględnieniem elementów pomiaru GPS oraz IMU, a także pomiaru dodatkowych punktów wiążących. Do oceny dokładności NMT wykorzystano dane referencyjne w postaci profili kontrolnych pomierzonych w terenie techniką GPS. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dokładność automatycznego generowania NMT na podstawie zobrazowań z trzylinijkowej kamery ADS40 waha się w przedziale od 0.13 m do 1.42 m. Dokładność ta zależy głównie od kanałów spektralnych zobrazowań użytych w procesie pomiaru korelacyjnego, kąta obrazującego linijki detektora oraz użytego systemu pomiarowego. Na podstawie analiz dokładnościowych potwierdzono, że najlepsze wyniki uzyskano dla NMT wygenerowanych przy wykorzystaniu obrazów ADS40 pozyskanych przy stosunku bazowym modelu stereoskopowego bliskim 0.8.

EN

The paper discusses a comparative analysis of accuracy in generation of the digital elevation model (DEM) on the basis of ADS40 data processed by different photogrammetric systems. The research, supported by the Ministry of Science and Higher Education, was carried out in 2007- 2009 at the Photogrammetry Department of the Institute of Geodesy and Cartography. One of the main aims of the project was to develop a methodology for measuring DEM based on ADS40 images. The research made use of the photogrammetric block containing three strips of images, each taken in the panchromatic mode in sequence forward and backward, and in the red range of the visible band in the nadir. The source data were procured by using modules of the Image Station Intergraph, DTM Box Inpho and the Leica Photogrammetry Suite ERDAS software. The DEMs generated based on a sequence of ADS40 images and their absolute orientation elements estimated with GPS and IMU measurement as well as additional pass and tie points were used in the comparative analysis. To estimate the accuracy of DEM, reference data in the form of terrain profiles measured by GPS were used as well. The analyses allowed to conclude that the accuracy of automatic measurement of DEM altitude points, based on different combinations of ADS40 images, ranges between 0.13 and 1.42 m. The accuracy depends mainly on the spectral resolution of images used in correlative measurement, in viewing the detector line angle , and on the measuring system used. The DEM accuracy analyses demonstrated the best results of autocorrelation measurements to be obtained for the ADS40 stereoscopic model base ratio of 0.8.

12

Rosyjskie dane satelitarne wobec współczesnych systemów komercyjnych

Ewiak I.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17a

209--215

PL

W artykule zaprezentowano analizy porównawcze wyników badań, przeprowadzonych w Zakładzie Fotogrametrii Instytutu Geodezji i Kartografii w ramach realizacji projektów badawczych finansowanych przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2004-2007, których integralnym celem było dokonanie przeglądu współczesnego rynku danych satelitarnych oraz określenie zakresu ich wykorzystania w procesie generowania podstawowych produktów fotogrametrycznych. W obszarze zainteresowania badan znalazły sie rosyjskie oraz europejskie i amerykańskie satelitarne systemy komercyjne. W niniejszym artykule zamieszczono porównania techniczno-ekonomiczne procesów fotogrametrycznego przetwarzania danych stereoskopowych TK-350 oraz SPOT 4 w zakresie korekcji geometrycznej, generowania numerycznego modelu terenu oraz generowania ortoobrazów w skali 1:25000 i skalach mniejszych. Przytoczone w artykule analizy uwzględniające czynniki determinujące dokładność procesu ortorektyfikacji scen źródłowych potwierdzają, iż na korzyść dokładności ortoobrazów TK-350 przemawiają mniejsze błędy ich korekcji geometrycznej oraz mniejszy kat wychylenia sensora obrazującego. W artykule zamieszczono również wyniki analizy porównawczej wysokorozdzielczych systemów satelitarnych Resurs-DK oraz Ikonos-2 obejmującej aspekty techniczne oraz ekonomiczne towarzyszące procesowi generowania cyfrowych ortoobrazów w skali 1:10000. Uwzględniając wszystkie czynniki porównawcze stwierdzono, iż wyższe koszty pozyskania, zbliżone wyniki oraz czasochłonność opracowania fotogrametrycznego scen Ikonos w stosunku do scen Resurs-DK przemawiają za koniecznością zainteresowania sie nowymi rosyjskimi obrazami satelitarnymi oraz, że w miarę rozwoju systemu Resurs-DK zobrazowania te będą wyznacznikiem nowych standardów opracowań fotogrametrycznych.

EN

The present paper describes the results of comparative analyses performed at the Photogrammetry Department of the Institute of Geodesy and Cartography within of the implementation of research projects funded by the Ministry of Science and Higher Education in years 2004-2007. The studies were primarily destined to review the present market for satellite data, and the qualification of the range of their utilisation in the process of generating basic photogrammetric products. The study focused on Russian, European and American commercial satellite systems. In the present paper, the technical and economical comparisons were published, relating to the processes of photogrammetric processing of TK-350 and SPOT 4 stereoscopic satellite data in the range of geometrical correction, digital elevation model and orthoimages generating in 1:25000 scales and smaller. The analyses presented in the paper, taking into account factors determining the accuracy of the orthorectification process, confirm that the advantage of the accuracy of TK-350 orthoimages results from smaller errors of their geometrical correction and smaller inclination angle of the image sensor. The results of a comparative analysis relating to the very high resolution satellite systems, like Resurs-DK and Ikonos-2, contained technical and economical aspects of the orthoimage generation in 1:10000 scale, are also presented herein. Taking into account all comparative factors, it was proven that higher acquisition cost, similar results and time-consuming photogrammetric elaboration of Ikonos scenes, as compared to Resurs-DK scenes, speak for the interest in new Russian satellite data which will determine new standards in satellite photogrammetry.

13

Określenie zakresu wykorzystania danych satelitarnych Resurs-DK w opracowaniach fotogrametrycznych

Ewiak I.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17a

199--208

PL

W artykule zaprezentowano wyniki badan naukowych mających na celu określenie zakresu wykorzystania wysokorozdzielczych danych satelitarnych Resurs-DK w procesie generowania podstawowych produktów fotogrametrycznych. Na podstawie analizy metadanych tego systemu opracowano warsztat metodyczny korekcji geometrycznej oraz ortorektyfikacji. Podstawa tego warsztatu były algorytmy korekcji geometrycznej danych Resurs-DK wzorowane na modułach korekcji wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych IKONOS oraz QuickBird funkcjonujących w oprogramowaniu fotogrametrycznym Ortho Engine PCI Geomatica. Zaprezentowano rezultaty korekcji geometrycznej obrazów panchromatycznych Resurs-DK z wykorzystaniem ścisłego modelu parametrycznego, modelu wielomianowego oraz wyznaczonych i skorygowanych współczynników wzorowanych na RPC. Na podstawie wnikliwej analizy poszczególnych wariantów korekcji geometrycznej stwierdzono, że wysokorozdzielcze zobrazowania Resurs-DK można skorygować geometrycznie na poziomie poniżej ½ piksela obrazu źródłowego. W niniejszym artykule zamieszczono również analizy wpływu dokładności wyznaczenia elementów orientacji zewnętrznej scen Resurs-DK na dokładność położenia pikseli w matrycy wygenerowanego ortoobrazu. Scharakteryzowano uwarunkowania procesu ortorektyfikacji rosyjskich zobrazowan Resurs-DK. Stwierdzono, że do wygenerowania ortoobrazów spełniajacych kryterium dokładności geometrycznej mapy topograficznej w skali 1:10000 należy włączyc zbiór punktów wysokościowych NMT o dokładności nie gorszej ni mH = 4m. Stwierdzono, że na podstawie zobrazowań nadirowych Resurs-DK można wygenerować ortoobrazy, których dokładność geometryczna odpowiada dokładności mapy topograficznej w skalach 1:5000, 1:10000 oraz skalach mniejszych. Jakkolwiek dla tego przedziału skalowego ortoobrazów spełnione jest kryterium dokładności geometrycznej, to ich zdolność interpretacyjna dotyczy jedynie skali 1:10 000.

EN

The present paper presents the results of the research aimed at the qualification of the range of utilisation of very high resolution Resurs-DK satellite data in the process of generating basic photogrammetric products. The methodology for geometrical correction and orthorectification of the source Resurs-DK panchromatic images based on the metadata analysis was elaborated. The algorithms for geometrical correction of the Resurs-DK image data, based on the correction modules for IKONOS and Quick Bird satellite data functioning in photogrammetric commercial software Ortho Engine PCI Geomatica, were the critical for that methodology. Four variants of geometrical correction were applied. The results of the geometrical correction of the panchromatic scenes Resurs- DK, based on the parametrical sensor model adapted to the structure of Russian data and rational polynomial coefficients, which were identified based on the control point measurement, were presented. The analysis of the influence of the number and distribution of the control points throughout the scene on the result of geometric correction have been realised in each variant. With a thorough analysis of the individual variants of geometrical correction, that very high resolution Russian satellite data can be corrected with the accuracy level below half pixel of the source image. In the present paper, in addition to the profile of the methodology for geometrical correction of Resurs- DK satellite data, an analysis was presented relating to the influence of the accuracy of delimitation of external orientation Resurs-DK images on the accuracy location of the pixels in the orthoimage matrix. Technical conditions were qualified for the orthorectification process of new very high resolution Russian images. It was found that, for orthoimage generating meeting the accuracy criterion of topographic map scaled 1:10000, there should be a set of height points included, having digital elevation model with accuracy at least 4 m. I was proven that, based on the Resurs-DK satellite data, the orthoimages can be generated whose geometrical accuracy corresponds to the accuracy of the topographical map scaled 1:5000 and 1:10,000 and smaller. However, for that scale range of orthoimages, the geometrical accuracy criterion is met, yet their interpreting capability applies only to the 1:10000 scale.

14

Ocena przydatności danych wysokościowych z misji SRTM do generowania NMT na obszarze Polski

Karwel A. K., Ewiak I.

Prace Instytutu Geodezji i Kartografii

|

2006

|

T. 52, z. 110

75-87

PL

Artykuł dotyczy oceny dokładności modelu rzeźby terenu pozyskanego dla obszaru Polski z Radarowej Misji Topograficznej Promu Kosmicznego SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Ocena dokładności tego modelu bazowała na precyzyjnych danych referencyjnych, które stanowiły profile terenowe pomierzone techniką GPS. Badania dokładnościowe obejmowały swym zasięgiem obszary testowe, reprezentujące różne formy ukształtowania terenu, położone na obszarach odkrytych w granicach administracyjnych 14 województw. Stwierdzono, że dokładność bezwzględna modelu SRTM na obszarze Polski wynosi mH = 2.9 m dla terenów równinnych oraz mH = 5.4 m dla terenów falistych i pagórkowatych. Ocena statystyczna dokładności pomiaru SRTM wykazała, że pomiary interferometryczne obarczone są składową systematyczną błędu. Po wyeliminowaniu składowej systematycznej błedu -okazało się, że dokładność bezwzględna modelu SRTM na obszarze Polski kształtuje się na poziomie mH = 1.0 m dla terenów równinnych oraz mH = 2.7 m dla terenów falistych i pagórkowatych.

EN

Accuracy assessment of relief model aequired from the Shuttle Radar Topographie Mission for the territory of Poland is the subject of the article. Estimation of accuracy of this model was based on precise reference data terrain profiles measured with GPS technique. Accuracy investigations covered test fields representing various forms of relief, located on open areas within 14 voivodships. Due to character of interferometric height measurements urban and forest areas were not included into these studies. Mean errors determined on the basis of height differences between points of terrain profiles and corresponding interpolated points of SRTM model were the measure of accuracy assessment. Comparative analyses were carried out within Intergraph MGE Terrain Analyst software and with the use of 3 DEM Terrain Visualization software tools created by Richard Home. It was found, that absolute accuracy of SRTM model on the territory of Poland is mH = 2.9 m for flat terrains and mH = 5.4 m for undulating/hilly areas. It was also found, that accuracy of interferometric measurement of heights of node points of SRTM model grid is mainly degraded in the process of interpolation of heights of points inside grid, and the degree of this degradation depends on height differences and on size of grid mesh. Estimation of accuracy of SRTM model conducted with the use of big statistical representation revealed, that interferometric measurements are influenced by line component of systematic error. It was found, that while removing this component real absolute accuracy of SRTM model on the territory of Poland reaches mH = 1.0 m for flat terrains and mH = 2.7 m for undulating/hilly areas.

15

Wysokorozdzielcze zobrazowania satelitarne a zdjęcia lotnicze

Kaczyński R., Ewiak I.

Geodezja / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

|

2006

|

T. 12, z. 2/1

257-265

PL

W artykule zamieszczono rezultaty badań, których celem było określenie dokładności korekcji geometrycznej oraz procesu ortorektyfikacji cyfrowych wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych IKONOS i QuickBird na tle wyników opracowań fotogrametrycznych bloków zdjęć lotniczych wykonanych kamerami z rejestracją środków rzutów metodą dGPS. Opracowano metodykę korekcji geometrycznej zobrazowań IKONOS i QuickBird z wykorzystaniem zaimplementowanych w oprogramowaniach komercyjnych modeli matematycznych wraz z uwzględnieniem metodyki projektowania punktów osnowy fotogrametrycznej. Dokładność korekcji geometrycznej zmierzona na punktach kontrolnych wynosiła 0,4 piksela obrazu źródłowego. Stwierdzono, że ortofotomapy cyfrowe z danych IKONOS należy generować z pikselem 1 m, zaś z danych QuickBird z pikselem 0,5 m. Biorąc pod uwagę walory geometryczne i interpretacyjne ortofotomap, stwierdzono, że ortofotomapy będące wynikiem przetworzenia obrazów źródłowych IKONOS odpowiadają dokładności mapy topograficznej w skali 1:10 000, podczas gdy ortofotomapy będące wynikiem przetworzenia obrazów źródłowych QuickBird odpowiadają dokładności mapy topograficznej w skali 1:5000. Podano zalety i ograniczenia wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych w porównaniu z klasycznymi zdjęciami fotogrametrycznymi.

EN

The article presents the results of the studies on the accuracy of geometric correction and generating digital orthophotomaps of high-resolution satellite images IKONOS and QuickBird compared to the results of photogrammetric blocks of airborne photographs taken with cameras allowing the registration of the centres of projection with the dGPS method. The accuracies of geometric corrections of IKONOS and QuickBird images were examined with different methods and the minimal number of photopoints was determined for them. The accuracy on control points was 0.4 pixel. Digital orthophotomaps from IKONOS data can be generated with 1 m pixel, which corresponds to the accuracy of maps in 1:10 000 scale, and QuickBird data can be generated with the accuracy of 0.5 m pixel, which corresponds to the scale 1:5000. Advantages and limitations of high-resolution satellite images were presented compared to classical photogrammetric pictures.

16

Ocena dokładności modelu SRTM na obszarze Polski

Karwel A. K., Ewiak I.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

289--296

PL

Treść artykułu dotyczy oceny dokładności modelu rzeźby terenu pozyskanego dla obszaru Polski z Radarowej Misji Topograficznej Promu Kosmicznego SRTM (Shuttle Radar Topography Mission). Ocenę dokładności przeprowadzono na podstawie precyzyjnych danych referencyjnych, którymi były profile terenowe pomierzone techniką GPS. Zakres badań obejmował swym zasięgiem obszary testowe, reprezentujące różne formy ukształtowania terenu, położone w granicach administracyjnych 14 województw. Obszary testowe położone były na obszarach odkrytych i nie obejmowały terenów zurbanizowanych oraz kompleksów leśnych. Miarą oceny dokładności modelu SRTM były błędy średnie liczone na podstawie różnic wysokości pomiędzy punktami profili terenowych oraz odpowiadającymi im wyinterpolowanymi punktami modelu SRTM. Niezbędne analizy przeprowadzono w środowisku oprogramowania MGE (Modular GIS Environment) firmy Intergraph oraz za pomocą narzędzi 3 DEM Terain Visualization autorstwa Richarda Horne. Stwierdzono, że dokładność bezwzględna modelu SRTM na obszarze Polski wynosi m H = 2.9 m dla terenów równinnych oraz m H = 5.4 m dla terenów falistych i pagórkowatych. Stwierdzono również, że dokładność interferometrycznego pomiaru wysokości punktów węzłowych siatki modelu SRTM degradowana jest w procesie interpolacji wysokości punktów poza węzłowych, zaś stopień tej degradacji jest funkcją deniwelacji rzeźby terenu oraz gęstości oczka siatki. Ocena statystyczna dokładności pomiaru SRTM wykazała, że pomiary interferometryczne obarczone są składową systematyczną błędu. Po wyeliminowaniu błędu systematycznego okazało się, że dokładność bezwzględna modelu SRTM na obszarze Polski kształtuje się na poziomie m H = 1.0 m dla terenów równinnych oraz m H = 2.7 m dla terenów falistych i pagórkowatych.

EN

The mission of the Endeavour spacecraft well known as SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) six years ended ago. The obtainment of a radar data in just eleven days was the aim of mission. Based on this data, a DEM for over 80 percent of the surface of the Earth has been generated. The SRTM for all potential users is available free. For Poland, this data is accessible on level DTED-1 in HGT format with a resolution of 60 by 90 meters . The acquisition of DEM with a CE (90) accuracy better then 16 meters was the crowning achievement of the program of the SRTM mission. The accuracy of the SRTM terrain model of Eurasia after calibration of the measuring system was CE (90) = 6.2 m. The results of the research work presented in foreign publications refer to reference data which were not representative for the tested areas. In order to determine the absolute accuracy of SRMT model of Poland, a study was performed based on the reference terrain profiles measured by GPS techniques. The flat and hilly terrains were examined in administrative borders of fourteen provinces. It was not reference data for mountainous terrains. For elaboration of the SRTM data on ImageStation Intergraph software, they have been recalculated in the USGS format using modules of the 3 DEM Terrain Visualization program written by Richard Horne. For analysis of the accuracy of the SRTM model, 332 terrain profiles and 29 308 points have been measured. The accuracy of the SRTM model presented by RMSE was computed on the basis of the height differences between the profiles and model homolog points. The analyses were done in Modular GIS Environment Intergraph software. The absolute accuracy of the SRTM model for Poland was RMSE-Z = 2.9 m for flat regions and RMSE-Z = 5.4 m for hilly regions. It was confirmed that this accuracy depends on the resolution of the grid points of DEM and terrain inclination. The statistical analysis showed a systematic shift between SRTM data and reference profiles. The RMSE-Z without a systematic part was found to be 1.0 m for flat regions and 2.7 m for hilly regions of Poland. The data of SRTM level DTED-1 could be used for DEM and contour line generation on topographic maps on scales smaller then 1:50 000 and for SRTM system calibration.

17

Metodyka generowania numerycznego modelu terenu na podstawie rosyjskich stereoskopowych zobrazowań TK-350

Ewiak I.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

177--186

PL

W artykule opisano metodykę generowania numerycznego modelu terenu (NMT) na podstawie rosyjskich obrazów stereoskopowych TK-350. Do badań wykorzystano panchromatyczną scenę stereoskopową TK-350 o pokryciu podłużnym 60 %, pozyskaną w październiku 2000 roku, w ramach jednej z ostatnich misji systemu Comet. Scena pokrywała swym zasięgiem obszar południowo-wschodniej Polski, w granicach, którego, znalazły się tereny o różnorodnych formach ukształtowania. Do opracowania danych źródłowych TK-350 wykorzystano oprogramowanie Z-Space będące modułem funkcyjnym systemu fotogrametrycznego Ortho/Z-Space, przeznaczonego głównie dla tego rodzaju danych. Stwierdzono, że wykorzystanie pełnego zestawu precyzyjnych danych orbitalnych do wyznaczenia elementów orientacji zewnętrznej zdjęć TK-350 zapewnia dokładność wyznaczenia tych elementów na poziomie 1/3 piksela obrazu źródłowego. Stwierdzono również, że technika pomiaru korelacyjnego odniesiona do cyfrowych obrazów TK-350 pozwala wygenerować NMT z dokładnością m H = 3.2 m dla terenów równinnych i falistych oraz 3.9 m dla trenów pagórkowatych i górzystych. Wykazano, że niedostosowanie parametrów programowych pomiaru korelacyjnego NMT na obrazach TK-350 jest główną przyczyną spadku jego dokładności. Stwierdzono, że pomiary wysokościowe realizowane techniką korelacji obrazów na bazie danych TK-350 stanowią doskonały materiał źródłowy do generowania warstwic na mapach topograficznych w skalach od 1:25 000 do 1:20 0000, w zależności od charakteru ukształtowania rzeźby terenu.

EN

Russian satellite stereo photographs taken with TK-350 cartographic cameras (GSD = 10m) have been collected for more then 20 years. Till 1991 this data was only available to Russian federal surveying offices and used for updating 1:25 000 scale topographic maps. Data from TK-350 has been made available worldwide after the US lifted the ban on satellite data with resolutions below 10 m.This data has not so far been used in Poland. The research project sponsored by the Ministry of Science is currently carried out at the Institute of Geodesy and Cartography in Warsaw. It will evaluate the usefulness of TK-350 data for the generation of photogrammetric products for topographic databases including the accuracy of DTM measurements based on stereoscopic TK-350 data. The results published in foreign literature refer mainly to analytical photogrammetry, and are based on inappropriate reference data and disqualify the TK-350 data. In the described project, one stereoscopic TK-350 scene with a 60 % overlap of southwest of Poland was acquired on 20 Oct. 2000 by a Comet satellite. Russian original Z-Space software was used for orientation of the stereogram. Using this software and the original full set of orbital data orientation, an accuracy of 1/3 of pixel was achieved. Generation of DEM was done with the use of the image correlation method. RMSE (Z) = 3.2 m for flat regions and RMSE (Z) = 3.9 m for hilly regions were achieved. Satellite TK-350 photographs could be used for DEM and contour line generation on topographic maps on scales smaller then 1:25 000 for flat regions and on scales smaller then 1:200 000 for hilly regions.

18

Alternatywne dla zdjęć lotniczych źródła danych w procesie generowania true ortho

Ewiak I., Kaczyński R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

187--196

PL

Autorzy artykułu, poszukując alternatywnych dla zdjęć lotniczych źródeł danych obrazowych, określili stopień przydatności panchromatycznych zobrazowań QuickBird w procesie generowania true ortho. W badaniach metodycznych wykorzystano sceny pozyskane przy różnych kątach wychylenia sensora satelity od nadiru, obejmujące swym zasięgiem centrum Warszawy. Elementy orientacji zewnętrznej poszczególnych scen wyznaczono z dokładnością na poziomie ½ piksela obrazu źródłowego. Do procesu ortorektyfikacji panchromatycznych obrazów QuickBird włączono zbiór punktów zapisanych w regularnej siatce o oczku 20 m, których dokładność położenia wysokościowego wynosiła 0.6 m. Podstawowy materiał badawczy stanowiły ortoobrazy wygenerowane z pikselem 1m, przy kątach wychylenia sensora satelity od nadiru wynoszących 5°, 11° oraz 18°. Stwierdzono, że dokładność ortoobrazów wygenerowanych na podstawie tak skonfigurowanych danych wejściowych nie zależy zasadniczo od kąta wychylenia sensora satelity i wynosi m P = 0.56 m. Główny etap badań dotyczył określenia wpływu wychylenia sensora obrazującego satelity na dokładność odwzorowania na ortofotomapie przestrzennych obiektów terenowych. Na podstawie porównania na ortoobrazach oraz mapie numerycznej w skali 1:10 000 wartości współrzędnych płaskich, odwzorowanych obiektów terenowych o wysokości nie przekraczającej 30 m, stwierdzono, że względny błąd średni położenia tych obiektów nie przekracza m P = 2.4 m, w przypadku, gdy sensor obrazujący systemu QuickBird jest wychylony od nadiru nie więcej niż 5°. Wykazano, że wartość tego błędu wzrasta do m P = 5.8 m przy wzroście kąta wychylenia sensora do 11° oraz do m P = 9.7 m przy kącie wychylenia sensora wynoszącym 18°. Stwierdzono, że ortofotomapy w skali 1:10 000, wygenerowane z panchromatycznych scen QuickBird, pozyskanych przy wychyleniu sensora nie większym od 5°, stanowią dla większości obiektów terenowych produkt true ortho.

EN

Alternative satellite data were studied for use in the generation of a true ortho of urban areas. The methodology of the generation of true ortho was elaborated using QuickBird Pan data of the Warsaw area. QuickBird data with different angle of acquisition was tested. The orientation of the scenes was done using RPC data and an additional 9 GCPs and Toutin’s model. The accuracy of the orientation of each scene was checked on 64 independent check points (ICPs). The accuracy on GCPs was less than 0.5 pixel of orientation of the QuickBird Pan data. RMSE on ICPs was less then 0.45 m. Orthorectification of the scenes was performed with the use of a DEM with a 20×20 m grid and RMSE (Z) < 0.6 m. RMSE (XY) = 0.56 m was achieved on the generated orthophotomaps with an output pixel size of 1×1 m for different collection angles of the image data. The main investigation was done for assessment of the planimetric accuracy of high buildings on the generated orthophotomaps. Digital topographic maps on a scale of 1:10 000 were used for planimetric accuracy assessment. RMSE (XY) < 2.4m for the acquisition angle less then 5° from nadir was achieved. The acquisition angle was 11° from nadir RMSE (XY) = 5.8 m and for 18° RMSE (XY) = 9.7 m . These results have been achieved only for spatial structures less than 30 m high. Panchromatic QuickBird data acquired close to the nadir angle could be used for elaborating the “true ortho” of an urban area.

19

Określenie zakresu korekcji geometrycznej zobrazowań Ikonos oraz QuickBird

Ewiak I., Kaczyński R.

Prace Instytutu Geodezji i Kartografii

|

2005

|

T. 51, z. 109

67-77

PL

W artykule przedstawiono metodykę korekcji geometrycznej panchromatycznych wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych zarejestrowanych przez systemy satelitarne Ikonos oraz QuickBird. Zbiór danych w każdym systemie obejmuje matrycę obrazu oraz współczynniki funkcji wymiernej (Rational Polynomial Coefficient, RPC) określające ścisły związek pomiędzy współrzędnymi obrazowymi sceny a układem współrzędnych terenowych. Określono dokładność geometryczną każdej z matryc obrazowych oraz zakres ich korekcji dla różnych wariantów metodycznych uwzględniających pomiary fotogrametryczne punktów osnowy terenowej. W poszczególnych wariantach korekcji geometrycznej scen wykorzystano ścisły matematyczny model każdego z sensorów (model Toutina w oprogramowaniu PCI Geomatica), współczynniki funkcji wymiernej RPC dostarczone przez dystrybutora danych oraz wyznaczone na podstawie pomiarów współrzędnych obrazowych punktów osnowy fotogrametrycznej. W każdym wariancie przeprowadzono analizę wpływu liczby i rozmieszczenia fotopunktów na dokładność orientacji sceny. Wykazano, że optymalny rezultat orientacji sceny Ikonos uzyskuje się, wykorzystując zestaw współczynników RPC skorygowany wynikami pomiaru fotogrametrycznego 5 fotopunktów, zaś w procesie korekcji geometrycznej sceny QuickBird optymalny rezultat zapewnia ścisły matematyczny model sensora wraz z zestawem 9 fotopunktów symetrycznie rozmieszczonych na scenie. Stwierdzono, że zakres korekcji geometrycznej jest większy dla sceny Ikonos, zaś dokładność geometryczna skorygowanych obrazów jest zbliżona.

EN

Authors presented in the article the method of geometric correction of panchromatic high-resolution satellite images collected by Ikonos and QuickBird satellite systems. Data file in each system comprises image matrix and Rational Polynomial Coefficients, whieh define strict relation between image coordinates of the scene and system of terrain coordinates. Geometrical accuracy of each image matrix was determined, as well as range of correction for various methodical approaches, which take into account photogrammetric measurements of ground control points. In particular variants of geometric correction the following elements were used: strict mathematical model of each sensor (Toutin model in PCI Geomatica software), Rational Polynomial Coefficients delivered by data distributor and those determined on the basis of measurements of image coordinates related to ground controI points. In each variant analysis concerning impact of number and distribution of ground controI points on accuracy of scene orientation was conducted. It was proved, that optimal result of orientation of Ikonos scene is obtained using set of Rational Polynomial Coefficients corrected by results of photogrammetric measurements of 5 ground eontrol points, white for geometric correction of QuickBird seene optimal result is achieved using strict mathematical model of sensor with a set of 9 ground control points symmetrically distributed across the scene. It was found, that range of geometrical correction is larger for Ikonos scene, whereas geometric accuracy of both corrected images is similar.

20

Wstępna ocena przydatności zdjęć satelitarnych ASTER w teledetekcji i fotogrametrii

Lewiński S., Ewiak I.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2004

|

Vol. 14

1--12

PL

Artykuł prezentuje wstępną ocenę zdjęć satelitarnych ASTER, wykonywanych z pokładu satelity Terra, dla potrzeb teledetekcji i fotogrametrii. Obraz powierzchni Ziemi rejestrowany jest w 14 kanałach spektralnych o różnej rozdzielczości przestrzennej: 3 kanały zakresu VNIR – 15 m, 5 kanałów zakresu SWIR – 30 m oraz 6 kanałów TIR – 90 m. Wielkość sceny satelitarnej wynosi 60 x 60 km. Na podstawie zobrazowania z maja 2002 wykonano wstępną analizę zdjęć ASTER z punktu widzenia teledetekcji i fotogrametrii. Przedstawiono parametry statystyczne opisujące poszczególne kanały spektralne oraz zestawy kanałów tworzących kompozycje barwne. Na podstawie kanału 3 (0.78-0.86 µm, rozdzielczość 15 m) zarejestrowanego z pokryciem stereoskopowym z jednej orbity, wygenerowano NMT. Ocenę dokładności NMT wykonano w oparciu o profile pomierzone na zorientowanych przestrzennie modelach zdjęć lotniczych w skali 1:26 000.