W artykule przeanalizowano możliwości pozyskiwania zdjęć za pomocą amatorskiej, niemetrycznej kamery zamontowanej na pokładzie miniaturowego bezzałogowego statku latającego. W ramach prac badawczych przeprowadzono analizę dokładności aerotriangulacji z uwzględnieniem wpływu dodatkowych parametrów na wzrost dokładności wyrównania dla dwóch testowych bloków zdjęć o nieregularnej geometrii. Do oceny dokładności pierwszego i drugiego bloku wykorzystano odpowiednio 17 i 13 niezależnych punktów kontrolnych. Fotopunktami i punktami kontrolnymi były szczegóły terenowe. W toku badań przeprowadzono sześć niezależnych wyrównań każdego z bloków. Pierwsze wyrównanie nie uwzględniało wpływu dodatkowych parametrów. Natomiast pozostałe wyrównania uwzględniały kolejno modele dodatkowych parametrów opracowane przez Bauera, Jacobsena, Ebnera, Browna oraz Model Dystorsji Obiektywu. Na podstawie przeprowadzonych badań wpływu dodatkowych parametrów na dokładności aerotriangulacji stwierdzono, że poprawne wyrównanie testowanych bloków wymaga zastosowania większej liczby fotopunktów niż w przypadku opracowania tradycyjnych zdjęć lotniczych. Ponadto, uwzględnienie w wyrównaniu dodatkowych parametrów może w zauważalny sposób zwiększyć dokładność wyznaczenia współrzędnych punktów. W stosunku do wyników wyrównania przeprowadzonego bez uwzględniania parametrów dodatkowych, wyrównanie z zastosowaniem Modelu Dystorsji Obiektywu pozwoliło na podwyższenie dokładności aerotriangulacji o 56% i 31% odpowiednio dla pierwszego i drugiego bloku. Wykorzystanie Modelu Ortogonalnego Ebnera w pierwszym przypadku nieznacznie podniosło dokładność wyrównania (o 9%), natomiast dla bloku drugiego zaobserwowano zmniejszenie dokładności aerotriangulacji (o 2%). Jest to spowodowane faktem, że model ten pierwotnie przeznaczony był dla opracowań zdjęć pozyskanych kamerami analogowymi.
EN
This article raises a problem of acquiring digital images form an amateur non metric camera on board an unmanned aerial vehicle. Within the research work on chosen blocks of images, an accuracy analysis of the aerialtriangulation allowing for the influence of additional parameters to increase accuracy adjustment was made. In the course of research, six independent adjustments were made. The first adjustment did not include additional parameters. The other adjustments included five additional parameters’ models: Bauer’s Simple Model, Jacobsen’s Simple Model, Ebner’s Orthogonal Model, Brown’s Physical Model and Lens Distortion Model, respectively. The legitimacy of using these additional parameters was determined by the low flight level in the range of tens of meters. The unfavourable dependence in this case is that the accuracy of the coordinates of the control points is much lower than the ground sampling distance on the images. In the course of research, an assumption was made that in the realization of these studies, in many cases the ground sampling distance is equal to or smaller than the accuracy of the coordinates of control points. On the basis of research concerning the accuracy of aerialtriangulation as well as the influence of additional parameters, it was found that correct adjustment of tested blocks required the use of a larger number of control points, when working with traditional airborne images. Moreover, the use of additional parameters adjustment can visibly increase accuracy of the determined point coordinated. Compared to the results of the alignment performed without taking into account additional parameters alignment using lens distortion model allowed us to increase the accuracy of aerial triangulation by 56% and 31% for the first and second block. However, the use of orthogonal model Ebner’a in the first case, slightly increased the accuracy of the alignment (about 9%), while the second block resulted in reduced accuracy of aerial triangulation (about 2%). This is due to the fact that this model was originally designed for studies images acquired analog cameras.
Wejście kamer cyfrowych do produkcji stało sie faktem. Nadal jednak to przejście jest dla firm wyzwaniem nie tylko finansowym, ale równie_ technicznym i organizacyjnym. Referat jest przeglądem ostatnich doniesień na ten temat. W przypadku kamer kadrowych, dla zwiększenia ich rozdzielczości, zdjęcia w zakresie panchromatycznym wykonuje sie 4 głowicami optycznymi (czterema sprzężonymi kamerami). Oceniając właściwości pomiarowe kadrowej kamery cyfrowej należy zwrócić uwagę na prostokątny kształt kadru, krótsza jego strona jest zwrócona w kierunku lotu. Oznacza to zwiększony zasięg poprzeczny zdjęć ale i mniejszy stosunek bazowy w porównaniu z kamerami tradycyjnymi, skutkujący gorsza wyznaczalnością wysokości. Dość bogate już doświadczenie opracowania bloków aerotriangulacji pokazuje, że osiągniecie dokładności na poziomie wyższym niż 2÷3 μm napotyka na trudności. Analiza szczątkowych błędów w obrębie pojedynczego zdjęcia wykazuje pozostałość systematycznych deformacji spowodowanych błędami dopasowania poszczególnych składowych zdjęcia (4 dla kamery DMC i 9 dla kamery UltraCAM-D). Szczątkowe błędy zdjęć można wyeliminować poprzez włączenie do procesu aerotriangulacji parametrów dodatkowych (tzw. samokalibracja), różnych dla kamer DMC i UltraCAM-D. Badania jednoznacznie dowodzą, że przestrzenna zdolność rozdzielcza zdjęć wykonanych kamerami cyfrowymi jest około 1,5-2 razy wyższa od zdjęć analogowych skanowanych z pikselem 15 μm.
EN
The introduction of digital cameras into production environment become a fact, but for companies, to switch over to digital camera is still not only the financial but also technical and organisational challenge. In case of frame cameras, for the resolution improvement, photos in panchromatic range are taken by 4 optical heads (4 coupled cameras). While assessing the measurement capabilities of digital frame cameras, attention should be drawn to the rectangular shape of a virtual image, with shorter side oriented in flight direction. That means greater coverage, but smaller base to high ratio in comparison to analog cameras, leading to worse high measurement capabilities. Broad experiences in aerotriangulation show that it is difficult to achieve accuracy above 2÷3 μm. An analysis of residuals within a single photo proves indicates systematic deformations caused by the disagreement between the components of a virtual image (4 for DMC camera and 9 for UltraCAM-D camera). This residuals can be removed by introducing in the aerotriangulation adjustment so called “additional parameters”, individual for DMC and UltraCAM-D. Investigation of spatial resolution clearly shows that the resolution of digital pictures is 1.5-2 times higher than that of the analog ones scanned with 15 μm pixel.
Przedstawiono wyniki badań skuteczności dodatkowych parametrów w aerotriangulacji na przykładzie bloków opracowanych w kraju, w kilku ostatnich latach. Zamieszczono wyniki badania 20 bloków podzielonych na cztery grupy, różniące się skalą zdjęć, liczbą zdjęć w bloku oraz występowaniem pomiaru środków rzutu. Pierwsza grupa zwierała 8 bloków, które opracowano dla map rzek ze zdjęć o skali 1:26 000. Bloki miały nieregularny kształt granic z wieloma załamaniami. Liczba zdjęć w blokach wynosiła od 50 do 133. Druga grupa zawierała 4 bloki opracowane dla numerycznego modelu terenu i ortofotomap ze zdjęć w skali 1:26 000. Bloki miały kształt prostokątny. Liczba zdjęć wynosiła od 384 do 1 077. Trzecia grupa zawierała 5 bloków, które opracowano dla numerycznego modelu terenu i ortofotomap ze zdjęć w skali 1:13 000. Bloki miały kształt prostokątny. Liczba zdjęć w bloku wynosiła od 888 do 2 263. Czwarta grupa zawierała 4 bloki opracowane dla map drogowych ze zdjęć w dużych skalach. Liczba zdjęć w bloku wynosiła od 93 do 241. Kształt bloków był nieregularny. Bloki w grupach trzeciej i czwartej miały pomiar środków rzutu metodą GPS. Liczba punktów kontrolnych w bloku wynosiła od 20 do 54. Punktami kontrolnymi i fotopunktami były szczegóły terenowe. Bloki wyrównano dwukrotnie: bez dodatkowych parametrów i z nimi. Bloki wyrównano programem BINGO, który ma funkcję zawierającą 24 parametry. Skuteczność dodatkowych parametrów pokazano jako wzrost dokładności uzyskanej dla punktów kontrolnych, w odniesieniu do dokładności otrzymanej w wyrównaniu bez dodatkowych parametrów. Dla 15 bloków dokładność wzrosła od 1 % do 70 %. Dla 5 bloków zmniejszyła się od 6 % do 16 %. Obniżenie dokładności powstało na skutek nieregularnego kształtu bloków lub nietypowej sieci fotopunktów.
EN
This article presents the results of studies related to the efficiency of applying additional parameters in aerotriangulation, using study blocks prepared in Poland in recent years. The results of the study of 20 blocks are included and are divided into four groups, differing in photo scale, number of photographs within a block and appearance of the measured projection center. The first group consisted of 8 blocks which were prepared for river maps from 1:26 000 scale photographs. The blocks had very irregular border shapes with many corners. The number of photographs in blocks was from 50 to 133. The second group consisted of 4 blocks which were prepared for digital terrain models and for orthophotomaps from 1: 26 000 scale photographs. The blocks had a rectangular shape. The number of photographs in the blocks was from 384 to 1 077. The third group consisted of 5 blocks which were prepared for digital terrain models and for orthophotomaps from 1: 13 000 scale photographs. The blocks had a rectangular shape. The number of photographs in the blocks was from 888 to 2 263. The fourth group consisted of 3 blocks which were prepared for road maps from large scale photographs. The number of photographs in the blocks was from 93 to 241. The shape of blocks was irregular. The blocks in the third and fourth group had projection centers measured by GPS. The number of check points in the blocks was from 20 to 54. The control points and check points were terrain features. The blocks were adjusted twice: both with and without additional parameters. Adjustments were prepared by BINGO software, which has functions consisting of 24 parameters. The efficiency of additional parameters was demonstrated as an increase of accuracy obtained for check points, in reference to the accuracy achieved in adjustment without additional parameters. The accuracy was increased for 15 blocks from 1 % to 70 %. For 5 blocks, it was reduced from 6 % to 16 %. The accuracy decrease appeared as a result of irregular block shape or an untypical net of control points.
JavaScript jest wyłączony w Twojej przeglądarce internetowej. Włącz go, a następnie odśwież stronę, aby móc w pełni z niej korzystać.