Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

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.

2

Ocena przydatności ścisłego modelu korekcyjnego zobrazowań Ikonos i QuickBird

Iwanicki M., Luong C. K., Wolniewicz W.

Przegląd Geodezyjny

|

2008

|

R. 80, nr 2

12-16

PL

W ostatnich latach fotogrametria satelitarna rozwija się szczególnie dynamicznie pod kątem wykorzystania w tematyce kartograficznej. Podstawowym zadaniem tego procesu jest korekcja geometryczna zobrazowań satelitarnych polegająca na wyeliminowaniu zniekształceń i uzyskaniu produktu kartometrycznego, jakim jest ortofotomapa. Od 1999 roku zobrazowania satelitarne o bardzo wysokiej rozdzielczości, takie jak Ikonos czy QuickBird, dają możliwości generowania ortofotomap. W fotogrametrii satelitarnej mamy do czynienia z dwoma zasadniczymi drogami metod korekcji. Jednej - bazującej na opisie wielomianowym, gdzie współczynniki do procesu korekcji są dostarczane wraz z obrazem. Drugiej - wykorzystującej typowe fotogrametryczne zależności opisane przez warunek kolinearności. W literaturze można spotkać wiele różnorakich autorskich podejść do tego problemu. Artykuł niniejszy przedstawia model ścisły, opracowany w Instytucie Fotogrametrii i Kartografii Politechniki Warszawskiej. Jest on oparty na równaniu kolinearności uwzględniającym zmiany w czasie elementów orientacji zewnętrznej, które za pomocą parametrów charakteryzujących położenie sensora na orbicie oraz położenie orbity w układzie geocentrycznym opisuje zależność pomiędzy powierzchnią Ziemi i jej zobrazowaniem. Obecnie prowadzone są badania mające na celu praktyczną weryfikację opracowanego modelu oraz wyznaczenie minimalnej liczby fotopunktów niezbędnych dla procesu ortorektyfikacji obrazów Ikonos i QuickBird. Autorzy omawiają podstawowe kroki opracowanego algorytmu, jak i prezentują pierwsze uzyskane rezultaty, porównując je z podobnymi modelami opracowanymi przez dr. K. Jakobsena i dr. T. Toutina.

EN

Satellite Photogrammetry has been dynamically developing over recent year. This is especially true in terms of application in the field of cartography. The basic objective of this process is the geometrical correction of satellite imagery involving the elimination of distortion and the achievement of a maximum metric value - i.e. orthophotomaps. As of 1999, Very High Resolution Satellite imaging, such as Ikonos and QuickBird, has made it possible to generate orthophotomaps in large scales. Two basic paths for applying corrections are available in satellite Photogrammetry. One involves a polynomial description where coefficients for the correction process are delivered with the image. The second takes advantage of typical Photogrammetry dependencies described by the co-linearity condition. Literature provides many varied and original approaches to this problem. This article presents a strict model as developed by the authors. It is based on the co-linearity equation as a function of time, which describes the dependence between the surface of the Earth and its imagery using parameters characterizing the position of the sensor in orbit as well as the placement of the orbit in the geocentric coordinate system. Research aimed at the practical verification of the developed model as well as the specification of the minimal number of ground control points necessary for the process of orthorectification of Ikonos and QuickBird images is presently underway at the Institute of Photogrammetry and Cartography of the Warsaw University of Technology. The authors of the article discuss the basic steps for developing the algorithm and present the first results received with respect to possibilities provided by similar models developed by Dr. K. Jakobsen and Dr. T. Toutin.

3

Opracowanie nieregularnego bloku wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych QuickBird

Kraszewski B.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2008

|

Vol. 18a

305--312

PL

W niniejszym artykule zaprezentowane zostały zagadnienia dotyczące metodyki opracowania panchromatycznych scen satelitarnych QuickBird o nieregularnych kształtach, dla których informacja obrazowa została ograniczona do zasięgu terytorialnego powiatów lub innych jednostek administracyjnych celem zmniejszenia kosztów ich pozyskania. Głównym celem badań metodycznych była analiza wpływu nieregularności zobrazowań QuickBird na dokładność triangulacji satelitarnej bloku oraz korekcji geometrycznej poszczególnych jego scen. Dokonano analizy błędów triangulacji satelitarnej bloku scen QuickBird w funkcji liczby fotopunktów rozmieszczonych symetrycznie na całym zobrazowanym obszarze testowym. Analizie podlegał również wpływ pomiaru punktów wiążących w pasie wzajemnego pokrycia scen na dokładność procesu triangulacji bloku satelitarnego. W toku badań testowych porównano dwie metody korekcji geometrycznej zobrazowań QuickBird (RPC oraz Generic Pushbroom) zaimplementowane w środowisku oprogramowania Leica Photogrammetry Suite (LPS) firmy Erdas Imagine. Opracowano metodykę korekcji geometrycznej panchromatycznych scen QuickBird o nieregularnych kształtach w dwóch wariantach, z których pierwszy uwzględniał rozmieszczenie fotopunktów wyłącznie w wydzielonym regularnym fragmencie (prostokącie) sceny, drugi zaś dotyczył rozmieszczenia fotopunktów na całym jej obszarze. Miarą oceny dokładności procesów fotogrametrycznych zmierzających do wyznaczenia elementów orientacji zewnętrznej poszczególnych scen bloku satelitarnego były błędy średnie liczone z poprawek do współrzędnych punktów kontrolnych. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dla uzyskania optymalnego rezultatu korekcji geometrycznej nieregularnych scen QuickBird w procesie triangulacji satelitarnej, należy pomierzyć 36 punktów wiążących rozmieszczonych symetrycznie w pasie wspólnego pokrycia scen oraz, że dokładność tego procesu charakteryzują błędy średnie mX = 0.7 m, mY = 0.4 m, mZ = 1.2 m. Stwierdzono również, że niezależną korekcję geometryczną poszczególnych scen bloku satelitarnego QuickBird można wykonać z dokładnością mx = 0.7 m, my = 1.4 m, przy czym dokładność ta jest zdecydowanie wyższa przy zapewnieniu pełnego pokrycia sceny zbiorem punktów osnowy fotogrametrycznej. W analizowanych procesach korekcji geometrycznej nieregularnych scen QuickBird wskazano na metodę RPC, która przy mniejszym nakładzie pomiarów terenowych daje lepsze rezultaty.

EN

The paper presents methodology for the development of panchromatic irregular QuickBird satellite images the data for which image are spatially confined to an administrative district or other administrative unit. The main aim of this methodological research was to analyse effects the irregularity in QuickBird satellite images on the accuracy of triangulation of a satellite image block and the accuracy of geometrical correction of individual frames. The accuracy analysis of satellite triangulation of QuickBird scenes in the function of the number of control points located symmetrically in the entire test area was performed. The analysis focused on effects of measuring tie points on the satellite triangulation process. Two methods of geometrical correction of QuickBird scenes (RPC and Generic Pushbroom) implemented in the Leica Photogrametry Suite (LPS) software were compared. Two methodological approaches for geometrical correction of panchromatic irregular QuickBird images were developed. The first approach involves the distribution of control points in a separate, regular fragment (rectangle) of the scene only. In the other approach, the control points were located throughout the entire scene. The RMSEs calculated on the basis of check points residual served as estimators of the accuracy of the photogrammetric process designed to delimit the absolute orientation of individual scenes of a satellite block. The research showed that the optimal result of geometrical correction of irregular QuickBird scenes in the satellite triangulation process was obtained by measuring 36 tie points arranged symmetrically in the fragment of the scenes examined. It was also demonstrated that the accuracy of the process is RMSE (X) = 0.7m, RMSE (Y) = 0.4m, RMSE (Z) = 1.2m. An independent geometrical correction of QuickBird scenes is possible to perform with an accuracy of δx = 0.7 m and δy = 1.4 m; it was also shown that the accuracy was considerably improved by the full coverage of the control points in the scene. It was shown that the best results were obtained in the RPC model-based geometrical correction of irregular QuickBird scenes.

4

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.

5

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.

6

Podstawy fotogrametrii satelitarnej w zakresie pozyskiwania i geometrycznego przetwarzania pojedynczych obrazów VHRS. Cz. 2

Wolniewicz W.

Przegląd Geodezyjny

|

2006

|

R. 78, nr 4

3-9

PL

Wysokorozdzielcze obrazy satelitarne (popularnie zwane VHRS) coraz powszechniej są wykorzystywane jako alternatywne źródło aktualnych informacji o powierzchni Ziemi. Do niedawna informacja dostarczana z pułapu orbity satelitarnej była wykorzystywana przez branżowe zapotrzebowania tematyczne takie jak geologia, hydrologia, leśnictwo, rolnictwo, ochrona środowiska itp. Z racji istniejących parametrów technicznych tych systemów (wielkość piksela terenowego 15-80 m), użytkownika w małym stopniu interesowały aspekty kartometryczne, a jedynie możliwości teledetekcyjne. Pojawienie się nowej generacji systemów satelitarnych VHRS spowodowało nowe spojrzenie na potencjał dostarczanych zobrazowań. Oprócz zawartej informacji interpretacyjnej tych zobrazowań w zapisie 11-bitowym - zarówno w zakresie panchromatycznym, jak i wielospektralnym - zaczęto postrzegać bardzo cenną cechę, mianowicie potencjał kartometryczny. Podjęto kroki integrujące informacje dostarczane przez zdjęcia VHRS (IKONOS, QuickBird) pod kątem interpretacyjnym i kartometrycznym. Z pomocą posłużyły metody fotogrametryczne, odpowiednio opisujące związki geometryczne, pozwalające nadawać wartości kartometryczne w wymiarze zbliżonym do wielkości pikselowej. Kartometryczność wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych, a w tym problemy pomiarowego ich opracowania, na tyle różni się od klasycznej fotogrametrii opartej na zdjęciach lotniczych, że uzasadnione jest wyróżnienie tej problematyki, określanej jako odrębny dział fotogrametrii - fotogrametria satelitarna. Fotogrametria ta funkcjonowałaby obok innych dobrze poznanych działów, jak lotnicza, naziemna czy podwodna. Tak rozumiany nowy dział fotogrametrii zajmowałby się opisem związków geometrycznych i korekcji geometrycznej (np. ortorektyfikacji pojedynczego obrazu satelitarnego), ale również związkami geometrycznymi stereoskopowej pary obrazów satelitarnych, umożliwiającej opracowanie przestrzenne (np. generowanie DTM) oraz związkami zespołów (bloków) wzajemnie pokrywających się obrazów satelitarnych. Artykuł omawia najistotniejsze elementy fotogrametrii satelitarnej pojedynczych obrazów.

EN

The very high resolution satellite images (popularly referred to as VHRS) are more and more frequently used as the alternative source of current information about the surface of the Earth. Until recently, information delivered from the satellite orbit used to be applied to satisfy the needs of such branches as geology, hydrology, forestry, agriculture, natural environment protection, etc. Due to technical parameters of these systems (size of terrain pixel 15-18 meters), the users were not particularly interested in cartometric aspects, but only in teledetection opportunities. Emergence of the new generations of VHRS satellite systems resulted in the entirely new outlook for the potential of imaging produced. Besides included interpretation information of these images in 11-bit format - both in panchromatic and multi-spectrum aspects - one has begun to perceive another very useful feature - namely the cartometric potential. One has undertaken some steps aimed at integration of information supplied by VHRS images (IKONOS, QuickBird) in terms of their interpretation as well as in cartometric aspect.. In this respect one has also taken advantage of photogrammetric methods that properly describe geometric relations, thus enabling for production of cartometric values in form close to pixel volume. Cartometric feature of the very high resolution satellite images, and the problems connected with their measurement elaboration, are so far from classical photogrammetry based upon aerial images, that it is reasonable to distinguish these problems defined as a separate field of Photogrammetry - the Satellite Photogrammetry. This Photogrammetry should operate along with other well-established fields, like Close-Range Aerial, Terrestrial and Underwater ones. The new field of Photogrammetry defined in this way would deal with a description of geometric relations and correction (for instance: ortho-adjustment of a single satellite image), but also with geometric relations of stereoscope pair of satellite images enabling for spatial elaboration (for example DTM generation), and relations of systems (blocks) of reciprocally overlapping satellite images. This article discusses the most important elements of Satellite Photogrammetry of single images.

7

Podstawy fotogrametrii satelitarnej w zakresie pozyskiwania i geometrycznego przetwarzania pojedynczych obrazów VHRS. Cz. 1

Wolniewicz W.

Przegląd Geodezyjny

|

2006

|

R. 78, nr 3

3-10

PL

Wysokorozdzielcze obrazy satelitarne (popularnie zwane VHRS) coraz powszechniej są wykorzystywane jako alternatywne źródło aktualnych informacji o powierzchni Ziemi. Do niedawna informacja dostarczana z pułapu orbity satelitarnej była wykorzystywana przez branżowe zapotrzebowania tematyczne takie jak geologia, hydrologia, leśnictwo, rolnictwo, ochrona środowiska itp. Z racji istniejących parametrów technicznych tych systemów (wielkość piksela terenowego 15-80 m), użytkownika w małym stopniu interesowały aspekty kartometryczne, a jedynie możliwości teledetekcyjne. Pojawienie się nowej generacji systemów satelitarnych VHRS spowodowało nowe spojrzenie na potencjał dostarczanych zobrazowań. Oprócz zawartej informacji interpretacyjnej tych zobrazowań w zapisie 11-bitowym - zarówno w zakresie panchromatycznym, jak i wielospektralnym - zaczęto postrzegać bardzo cenną cechę, mianowicie potencjał kartometryczny. Podjęto kroki integrujące informacje dostarczane przez zdjęcia VHRS (IKONOS, QuickBird) pod kątem interpretacyjnym i kartometrycznym. Z pomocą posłużyły metody fotogrametryczne, odpowiednio opisujące związki geometryczne, pozwalające nadawać wartości kartometryczne w wymiarze zbliżonym do wielkości pikselowej. Kartometryczność wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych, a w tym problemy pomiarowego ich opracowania, na tyle różni się od klasycznej fotogrametrii opartej na zdjęciach lotniczych, że uzasadnione jest wyróżnienie tej problematyki, określanej jako odrębny dział fotogrametrii - fotogrametria satelitarna. Fotogrametria ta funkcjonowałaby obok innych dobrze poznanych działów, jak lotnicza, naziemna czy podwodna. Tak rozumiany nowy dział fotogrametrii zajmowałby się opisem związków geometrycznych i korekcji geometrycznej (np. ortorektyfikacji pojedynczego obrazu satelitarnego), ale również związkami geometrycznymi stereoskopowej pary obrazów satelitarnych, umożliwiającej opracowanie przestrzenne (np. generowanie DTM) oraz związkami zespołów (bloków) wzajemnie pokrywających się obrazów satelitarnych. Artykuł omawia najistotniejsze elementy fotogrametrii satelitarnej pojedynczych obrazów.

EN

The very high resolution satellite images (popularly referred to as VHRS) are more and more frequently used as the alternative source of current information about the surface of the Earth. Until recently, information delivered from the satellite orbit used to be applied to satisfy the needs of such branches as geology, hydrology, forestry, agriculture, natural environment protection, etc. Due to technical parameters of these systems (size of terrain pixel 15-18 meters), the users were not particularly interested in cartometric aspects, but only in teledetection opportunities. Emergence of the new generations of VHRS satellite systems resulted in the entirely new outlook for the potential of imaging produced. Besides included interpretation information of these images in 11-bit format - both in panchromatic and multi-spectrum aspects - one has begun to perceive another very useful feature - namely the cartometric potential. One has undertaken some steps aimed at integration of information supplied by VHRS images (IKONOS, QuickBird) in terms of their interpretation as well as in cartometric aspect. In this respect one has also taken advantage of photogrammetric methods that properly describe geometric relations, thus enabling for production of cartometric values in form close to pixel volume. Cartometric feature of the very high resolution satellite images, and the problems connected with their measurement elaboration, are so far from classical photogrammetry based upon aerial images, that it is reasonable to distinguish these problems defined as a separate field of Photogrammetry - the Satellite Photogrammetry. This Photogrammetry should operate along with other well-established fields, like Close-Range, Aerial, Terrestrial and Underwater ones. The new field of Photogrammetry defined in this way would deal with a description of geometric relations and correction (for instance: ortho-adjustment of a single satellite image), but also with geometric relations of stereoscope pair of satellite images enabling for spatial elaboration (for example DTM generation), and relations of systems (blocks) of reciprocally overlapping satellite images. This article discusses the most important elements of Satellite Photogrammetry of single images.

8

Wykorzystanie danych lotniczego skaningu laserowego jako osnowy geometrycznej dla korekcji obrazów QuickBird

Wolniewicz W., Zaremba M.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

567--575

PL

W pracy przedstawiono analizy przydatności techniki LIDAR do ortorektyfikacji zobrazowań QuickBird bez wykorzystania terenowego pomiaru fotopunktów, dla obszaru miasta Ottawa w Kanadzie i terenów leśnych w Prowincji Alberta. Korekcję geometryczną obrazów QuickBird wykonano metodą wielomianową RPF z wykorzystaniem RPC i metody ścisłej. Przedstawiono właściwości modeli korekcyjnych. Do oceny dokładności generowania ortofotomapy wykorzystywano zarówno NMT jak i NMPT pochodzący z danych uzyskanych ze skaningu laserowego. Do ortorektyfikacji oraz oceny dokładności wykorzystano środowisko PCI Ortho Engine. Uzyskano błędy ortorektyfikacji i poziomie 2-3 pikseli dla obszaru miejskiego a na poziomie jednego piksela dla terenów leśnych. Przedmiotem badania był również wpływ liczby fotopunktów na dokładność procesu ortorektyfikacji. Dokładność powstałej ortofotomapy satelitarnej oceniono na podstawie pomiarów GPS. Otrzymane wyniki potwierdzają znaczenie danych pochodzących z wielu źródeł monitorowania powierzchni Ziemi, które coraz powszechniej są wykorzystywane wróżnorodnych zastosowaniach geoinformatycznych. Wykazano praktycznie, iż dane pochodzące ze skaningu laserowego mogą być dobrym źródłem osnowy fotogrametrycznej do korekcji wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych.

EN

This paper outlines the results of an analysis of the application of LIDAR technology for orthorectification of QuickBird images without using ground control points for the area of the city of Ottawa in Canada as well as for boreal forest areas in the province of Alberta. Geometrical adjustment of QuickBird images was executed using the RPF multinomial method with the use of RPC and the application of the co-linearity condition method. The effects of adjustment models are described in the paper. In order to evaluate the accuracy of the ortho-photo map generation process, both DCM and DSM obtained from laser scanning data were used. The PCI Ortho Engine environment was used as a tool for ortho-adjustment and the evaluation of accuracy. Errors obtained in the ortho-adjustment process were of the order of 2-3 pixels for municipal areas and 1 pixel for forest areas. The influence of a number of ground control points upon the accuracy of ortho-adjustment process was also investigated. The accuracy of the final satellite ortho-photo map was evaluated by applying GSP surveys. The obtained results show the importance of data coming from different Earth monitoring sources, which are used more and more extensively in a variety of different geometric applications. Since VHRR and LIDAR became operational there has been increasing consumer demand for both elevation models and images. As all data is digital from the beginning, data processing is done relatively quickly and is highly automated (mainly only quality control needs operator support), it was demonstrated in practice that the data from laser scanning may constitute an excellent source of photogrammetrical control for the adjustment of very high resolution satellite images. The spectrum of application for precise elevation data and orthophotomaps is much greater than shown here and includes such applications as power line mapping, precision forest management, and open-pit monitoring.

9

Ocena dokładności generowania NMP z wykorzystaniem Cartosat-1

Dąbrowski R., Fedorowicz-Jackowski W., Kędzierski M., Różycki S., Walczykowski P., Wolniewicz W., Zych J.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2006

|

Vol. 16

147--154

PL

Numeryczny Model Pokrycia (NMP) o zasięgu światowym, coraz częściej jest pozyskiwany z danych pochodzących z systemów satelitarnych. Do tych zadań wykorzystywane są systemy pracujące w zakresie optycznym jak i mikrofalowym (interferometrii radarowej InSAR). Ostatnio pojawiły się nowe rozwiązania obrazowania stereoskopowego w systemach satelitarnych takich jak: japoński PRISM czy indyjski CARTOSAT-1, charakteryzujące się między innymi dwiema sprzężonymi kamerami skierowanymi w przód i do tylu, z pikselem ok. 2.5 m. Referat przedstawia charakterystykę funkcjonującego od maja 2005, indyjskiego satelity zaprojektowanego dla potrzeb generowania ze zdjęć stereoskopowych precyzyjnych NMP. Jest to kolejny system z rodziny Indian Remote Sensing (IRS) pracujący tylko w zakresie panchromatycznym. W ramach programu prowadzonego przez Indyjskie Ministerstwo Kosmosu (Department of Space, Government of India), zespół badawczy w Polsce wykonał eksperyment generowania NMP dla obszaru na południowy-zachód od Warszawy. Zostały zaprojektowane i pomierzone fotopunkty techniką dGSP. Do opisu geometrii obrazów wykorzystano metodę wielomianową (RPF). Generowanie Numerycznego Modelu Pokrycia prowadzono w środowisku Leica Photogrammetry Suite (LPS) i PCI OrthoEngine. Dokonano analizy wpływu liczby fotopunktów na precyzję generowanego modelu. W wyniku przeprowadzonego eksperymentu uzyskano błędy wysokości wygenerowanego NMP na punktach kontrolnych są na poziomie 1.5 m przy wykorzystaniu tych samych 9 fotopunktów dla różnych oprogramowań. Uzyskane wyniki są powyżej oczekiwań. System CARTOSAT-1 może stanowić ekonomicznie atrakcyjne źródło danych dla generowania NMP o zasięgu globalnym.

EN

The Digital Surface Model (DSM) of world coverage is increasingly coming from data from satellite systems. This involves systems operating both in optical and microwave ranges (radar interferometry InSAR). Most recently, new solutions have emerged for stereoscope imaging in such satellite systems as the Japanese satellite PRISM and Indian satellite CARTOSAT-1, which can be characterized by two coupled forward and backward cameras with a pixel size of 2.5 m. This paper outlines characteristics of the Indian satellite, which has been operating since May 2005, and which has been designed for generation of accurate DSM from stereoscope images. This is the next system from Indian Remote Sensing (IRS) family, working solely in the panchromatic range. In the framework of a program conducted by the Department of Space, Government of India, a research team in Poland conducted an experiment of DSM generation for an area situated south-west of Warsaw. With a use of dGSP technique, they designed and measured the photo-points (ground control points - GCP). The polynomial method (RPF) for the description of image geometry was also applied. The generation of a Digital Surface Model was conducted in LPS and PCI environments and the influence of the number of GCP on the accuracy of the generated DSM was analyzed. The obtained errors in altitude of the control points (CP) were 1.5 m using 9 GCP. The obtained results are above expectations. The CARTOSAT-1 System may constitute an economically attractive source of data for the generation of global range DSM.

10

Ocena potencjału geometrycznego zdjęć IKONOS i QuickBird

Wolniewicz W.

Roczniki Geomatyki

|

2005

|

T. 3, z. 4

219-230

EN

Commercial VHRS images of earth surface more and more frequently replace and supplement aerial photographs. Both the interest in these images and the scope of their use are on the rise. While principles and geometry of creation of orthophoto maps based on aerial photos are well known, the possibilities of their creation with the use of VHR are still at the stage of research. Such research is carried out by various scientific and research centers, among others a research project of the Ministry of Scientific Research and Information Technology conducted at the Warsaw Technical University and completed in 2005. Results of this project are presented in this paper, covering the comparison of accuracy of orthorectification processes of IKONOS and QuickBird images and the description of basic differences between the geometry of aerial photos and satellite images of the VHRS type. Two test fields have been selected for this project (Warsaw as flat area representing built-up terrain and Nowy Targ representing foothills terrain). For these test fields, images from IKONOS and Quick- Bird were ordered. On the VHRS images of each test field area, 30.50 GCPs were designated and then measured with GPS in planimetric accuracy of 10 cm. For creation of orthophoto maps available DTM models were used featured with various accuracy (Level 0, Level 1, Level 2 and SRTM). Orthorectification process was performed with the aid of generally available commercial software PCI Geomatica In the orthorectification process the accuracy of the following elements was investigated: correction methods, distribution, designation of GCP, different type of DEM used and the influence of significant off nadir angle on the final accuracy of orthophoto maps. The research conducted allowed to formulate principles of creating orthophoto maps with the use of satellite photogrammetry. The results obtained allow to promote VHRS images for wide use for purposes of GIS, cartography and various thematic analyses of the earth surface.