Wyniki wyszukiwania - BazTech

1

Techniki fotogrametryczne stosowane w modelowaniu 3D miast

Rotchimmel K., Kacprzak M.

Prace Instytutu Lotnictwa

|

2016

|

Nr 2 (243)

198--204

PL

Głównym celem artykułu jest ukazanie możliwości generowania teksturowanych modeli brył budynków z wysokorozdzielczych zdjęć lotniczych, na obszarze o gęstej zabudowie. Wykorzystanie tego rodzaju danych źródłowych narzuca zastosowanie określonego procesu technologicznego. Przedstawione zostaną sposoby pozyskiwania kolejnych produktów pośrednich tj.: surowej chmury punktów. NMT, przestrzennych wektorowych modeli budynków, true ortofotomapy i realistycznych tekstur ścian bocznych. Przedstawiony zostanie również sposób ich końcowej integracji przy użyciu oprogramowania typu GIS. Następnie zaproponowana zostanie analiza dokładnościowa. która pozwoli na określenie standardów, które spełnia utworzony 3D model miasta.

EN

The main purpose of this article is to show a possibility to generate textured building models from high resolution aerial images in densely built-up areas. The use of this type of data source suggests/implies/imoses the use of a particular process. The following paper describes how to acquire further intermediates, i.e .: the raw point cloud. DSM. DTM. space models of buildings. True Ortho photos and photo-textures. Next, a possible way of their final integration by using GIS software was presented and how an implementation of a precision analysis which allows the user to specify standards that meet the created 3D city model can be made.

2

Wykorzystanie danych fotogrametrycznych do inwentaryzacji zieleni na terenach zurbanizowanych

Kubalska J., Preuss R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2014

|

Vol. 26

75--86

PL

Niniejszy artykuł omawia metodykę wykonania inwentaryzacji zieleni na obszarze zurbanizowanym z wykorzystaniem danych fotogrametrycznych w postaci „prawdziwej” barwnej ortofotomapy (trueortho) w podczerwieni (CIR) oraz Numerycznego Modelu Pokrycia Terenu (NMPT) utworzonego z danych pochodzących z lotniczego skaningu laserowego (ALS) lub alternatywnie z automatycznej korelacji obrazów zdjęć lotniczych. Proces inwentaryzacji zieleni został przeprowadzony metodą klasyfikacji na podstawie analizy cech zawartych w pikselach georeferencyjnego trueortho z jednoczesnym uwzględnieniem danych wysokościowych NMPT w postaci grid. Dla przeprowadzenia tej klasyfikacji zastosowano oprogramowanie Erdas Imagine. Właściwy proces klasyfikacji był poprzedzony utworzeniem danych wejściowych do tego zadania. Dane te uzyskano w wyniku przetwarzania cyfrowych zdjęć lotniczych wykonanych kamerą UltraCam firmy Vexcel o rozdzielczości terenowej GSD = 10cm oraz chmury punktów pozyskanych techniką ALS. Przetwarzanie to obejmowało wygenerowanie Numerycznego Modelu Terenu w środowisku SCOP++ oraz Numerycznego Modelu Pokrycia Terenu w środowisku Opals i Inpho. Porównanie utworzonych NMPT z dwóch różnych źródeł danych wykazało ich pełną spójność i jednorodność oraz możliwość zastosowania obydwu modeli do generowania produktu trueortho z cyfrowych zdjęć lotniczych. Prace wykonano na fotogrametrycznej stacji cyfrowej INPHO. „Prawdziwą” cyfrową ortofotomapę generowano zarówno ze zdjęć czarnobiałych w podczerwieni (NIR) jak i zdjęć barwnych (CIR). Przeprowadzona klasyfikacja zieleni w oprogramowaniu Erdas Imagine dowiodła, iż oprogramowanie to w zupełności nadaje się do przeprowadzenia klasyfikacji na podstawie cech zawartych w pikselach z jednoczesną analizą danych wysokościowych. Wykorzystanie równoczesne zarówno danych z lotniczego skaningu laserowego jak i zdjęć barwnych w podczerwieni pozwoliło na wykonanie dokładnej klasyfikacji zieleni na bardzo trudnym terenie, jakim jest zabudowany obszar miejski. Rezultaty klasyfikacji poddano ocenie dokładności poprzez ich wizualną weryfikację w aplikacji Google Street View. W czasach, gdy platformy lotnicze posiadają na swoim pokładzie jednocześnie rejestrujące dwa sensory t.j. wysokorozdzielczą kamerę cyfrową oraz skaner laserowy fuzja danych staje się powszechnie stosowaną metodą. Dzięki temu możliwe jest połączenie zalet obydwu typów danych, a przeprowadzona inwentaryzacja roślinności na obszarze miasta jest jednym z wielu możliwych zastosowań połączenia danych ALS i CIR.

EN

This paper discusses the methodology of the implementation of an inventory of vegetation in an urban area using photogrammetric data in the form of color NIR "true-orthophotomap" (true-ortho) and the digital surface model (DSM) created with data from airborne laser scanning, or alternatively, with an automatic correlation of images. The vegetation inventory was conducted by classification on the basis of the characteristics contained in pixels of georeferenced true-ortho while taking into account the elevation data in the form of gridded DSM. To carry out the classification Erdas Imagine software was used. The correct classification process was preceded by the creation of the input data for this task. This data was obtained from the processing of digital aerial photos taken by a Vexcel UltraCam camera with the ground resolution GSD = 10cm and point clouds acquired from ALS. This processing included the generation of digital terrain model in the SCOP++ environment and the digital surface model in an Opals and Inpho environment.The Comparison of DSM created from two different sources of data showed the overall consistency and uniformity and the ability to use both models to generate a true-ortho product from digital aerial photographs. The work was performed on an INPHO photogrammetric workstation. "True-ortho" was generated from both the black and white NIR images and colour images. The classification carried out with the Erdas Imagine software proved that this software is suitable for classification based on the features extracted from the pixels with the simultaneous analysis of elevation data. Simultaneous use of data both from airborne laser scanning and colour infrared images made it possible to make an exact classification of vegetation on very difficult terrain, like built up urban areas. The results of the classification accuracy were evaluated by the visual verification in Google Street View application. At a time when airborne platforms are equipped by both sensors, ie high resolution digital camera and laser scanner, data fusion is a commonly used approach. This makes it possible to combine the advantages of both types of data, and carrying out an inventory of the vegetation in the town area is one of many possible applications of the combined data from ALS and CIR.

3

Automatyzacja procesu przetwarzania danych obrazowych

Preuss R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2014

|

Vol. 26

119--127

PL

Niniejszy artykuł omawia aktualne możliwości automatyzacji procesu przetwarzania danych obrazowych na przykładzie wykorzystania programu PhotoScan firmy Agisoft. Obecnie dla tworzenia produktów fotogrametrycznych wykorzystuje się dane obrazowe pozyskiwane różnymi systemami rejestracji (kamery pomiarowe, niemetryczne) umieszczonymi na samolotach, satelitach czy coraz częściej na systemach UAV. Wykonuje się wielokrotne rejestracje obiektu (obszaru terenu) w celu wyeliminowania zjawiska martwych pół oraz dla podniesienia finalnej dokładności opracowania fotogrametrycznego - w efekcie tworzone są duże zespoły zdjęć. Geometria tak powstałych zespołów (bloków) zdjęć znacznie odbiega od standardowej konfiguracji zdjęć. Dla szybkiego odtworzenia orientacji zewnętrzne zdjęć w takim bloku wykorzystuje się obecnie automatyczne algorytmy dopasowania obrazów. Mogą one tworzyć model bloku w układzie lokalnym lub zewnętrznym układzie odniesienia wykorzystując dodatkowe dane w postaci pomierzonych środków rzutów oraz punktów osnowy terenowej (fotopunkty). W przypadku opracowania zdjęć niemetrycznych na tym etapie możliwym jest przeprowadzenie procesu samokalibracji. Algorytm dopasowania obrazów jest również wykorzystany w kolejnym kroku do generowania gęstej chmury punktów rekonstruującej kształt przestrzenny obiektu (obszaru). W kolejnych krokach przetwarzania mogą powstać standardowe produkty fotogrametryczne w postaci ortomozaiki, NMT lub NMPT oraz fotorealistycznego modelu bryły obiektu (terenu). szystkie wymienione kroki przetwarzania są realizowane w jednym programie, a nie jak to jest w standardowych oprogramowaniach komercyjnych w wielu modułach programowych. Dla określonego zestawu rejestracyjnego cały proces przetwarzania zdjęć na georeferencyjne produkty finalne może odbywać się w pełni automatycznie (wsadowo) poprzez sekwencyjne realizację ustalonych kroków przetwarzania przy wcześniej ustalonych parametrach sterujących. W artykule prezentowane będą praktyczne rezultaty zastosowania analizowanego programu dla całkowicie automatycznego generowania ortomozaiki zarówno z bloku standardowych zdjęć metrycznych wykonanych kamerą Vexcel jak również bloku zdjęć niemetrycznych pozyskanych systemem UAV.

EN

This article discusses the current capabilities of automate processing of the image data on the example of using PhotoScan software by Agisoft. At present, image data obtained by various registration systems (metric and non-metric cameras) placed on airplanes, satellites, or more often on UAVs is used to create photogrammetric products. Multiple registrations of object or land area (large groups of photos are captured) are usually performed in order to eliminate obscured area as well as to raise the final accuracy of the photogrammetric product. Because of such a situation the geometry of the resulting image blocks is far from the typical configuration of images. For fast images georeferencing automatic image matching algorithms are currently applied. They can create a model of a block in the local coordinate system or using initial exterior orientation and measured control points can provide image georeference in an external reference frame. In the case of non-metric image application, it is also possible to carry out self-calibration process at this stage. Image matching algorithm is also used in generation of dense point clouds reconstructing spatial shape of the object (area). In subsequent processing steps it is possible to obtain typical photogrammetric products such as orthomosaic, DSM or DTM and a photorealistic solid model of an object. All aforementioned processing steps are implemented in a single program in contrary to standard commercial software dividing all steps into dedicated modules. Image processing leading to final georeferenced products can be fully automated including sequential implementation of the processing steps at predetermined control parameters. The paper presents the practical results of the application fully automatic generation of othomosaic for both images obtained by a metric Vexell camera and a block of images acquired by a non-metric UAV system.

4

Wpływ własności ortofotomapy cyfrowej na wyniki klasyfikacji obiektowej pokrycia terenu

Adamczyk J.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2013

|

Vol. 25

9--18

PL

Wysokorozdzielcza ortofotomapa lotnicza coraz częściej stosowana jest do wykonywania inwentaryzacji pokrycia terenu. W artykule postawiono tezę, że zadanie to może zostać zrealizowane za pomocą analizy obiektowej zobrazowań teledetekcyjnych (GEOBIA), jednak wynik zależy od cech jakościowych ortofotomapy, zastosowanej procedury przetworzeń oraz doświadczenia operatora. Za najważniejszy uznano pierwszy z tych czynników i odniesiono się do niego w świetle istniejących polskich wytycznych technicznych. Określono pożądane cechy ortofotomapy, które warunkują jakość wykonanej klasyfikacji obiektowej. W celu omówienia podzielono je na następujące grupy: rozdzielczość przestrzenna, liczba i rodzaj kanałów uczestniczących w procedurach klasyfikacyjnych, dokładność geometryczna i rodzaj ortorektyfikacji, cechy fotometryczne, lokalnie występujące błędy. Ich wpływ na procedurę klasyfikacyjną jest dwojaki: mogą one uniemożliwiać przeprowadzenie klasyfikacji lub przysporzyć dodatkowej pracy przy poprawianiu jej wyników. Uwzględnienie sformułowanych zaleceń znacznie ułatwi przeprowadzenie klasyfikacji tak wysokorozdzielczego zobrazowania.

EN

High resolution ortophotomap is frequently used for land cover inventory. The paper presents conditions under which the task of automated image classification can be accomplished using GeoObject Image Analysis (GEOBIA): the ortophotomap quality, applied processing procedure, and operators experience. The first of them was recognized as most important and compared to the existing polish technical guidelines regarding the quality of the ortophotomap. The desired features of the remote sensing material were presented according to the following fields: spatial resolution of imagery, number and type of image bands used for classification procedure, geometrical accuracy, the type of orthorectification procedure, photometric properties, local errors. The recommendations are addressed for facilitating the object-based classification of high resolution orthophotomap. They are useful for planning the organizational issues of the aerial flight to acquire images used for land cover inventory. The presented guidelines are also useful for assessing the cost of the possible correction of the obtained land cover classification, if the recommendations cannot be met.

5

Dokładność NMPT tworzonego metodą automatycznego dopasowania cyfrowych zdjęć lotniczych

Kubalska J.L., Preuss R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2013

|

Vol. Spec.

47--58

PL

NMPT stanowią w bazach danych GIS coraz częściej samodzielny produkt, jak również są niezbędnymi danymi inicjalnymi do tworzenia innych produktów takich jak modele 3D miast, true-ortho czy klasyfikacja obiektowa. W niniejszym artykule prezentowane są wyniki badań praktycznych generowania NMPT na potrzeby klasyfikacji zieleni na terenach zurbanizowanych. Posiadane dane źródłowe pozwoliły na wytworzenie potrzebnego produktu zarówno stosując metodę automatycznego dopasowania cyfrowych zdjęć wykonaną kamerą Ultra Cam-D firmy Vexel, jak również poprzez przetwarzanie chmury punktów zarejestrowanych techniką lotniczego skaningu laserowego (ALS). Do utworzenia NMPT z zastosowaniem techniki automatycznego dopasowania zastosowano program Match –T DSM firmy INPHO. Program ten optymalizuje konfiguracje stereogramów z bloku wykorzystywanych zdjęć do tego procesu, co gwarantuje wysoką dokładność wysokościową wyznaczanych punktów i minimalizuje obszary martwych pól. Ocena uzyskanej dokładności wysokościowej punktów metodą matchingu została dokonana poprzez porównanie NMPT wytworzonego programem Match–T DSM z modelem wygenerowanym na podstawie danych lidarowych. Dalsze przeznaczenie tworzonego NMPT zadecydowało, że został on utworzony w siatce GRID o wymiarze oczka siatki 1m. Przy takich parametrach wyznaczono model różnicowy, który pozwolił na wyznaczenie dokładności względnej porównywanych modeli. Przeprowadzona analiza wskazuje, że generowanie NMPT techniką automatycznego dopasowania cyfrowych zdjęć jest konkurencyjne względem modeli opracowanych z chmury punktów pozyskanej techniką ALS. Dlatego też jeżeli na dany obszar terenu wykonywane są cyfrowe zdjęcia lotnicze o geometrii minimalizującej w praktyce obszary martwych pól dodatkowa rejestracja przy pomocy techniki skaningu laserowego wydaje się zbędna.

EN

Digital Surface Models (DSM) areused inGISdatabasesas single product more often. They are also necessary to create otherproducts such as3D city models, true-ortho and object-orientedclassification. This article presents results of DSM generatation for classification of vegetation in urban areas. Source data allowed producing DSM with using of image matching method and ALS data. The creation of DSM from digital images, obtained by Ultra Cam-D digital Vexcel camera, was carried out in Match-T by INPHO. This program optimizes theconfiguration ofimages matching process, which ensures high accuracy andminimize gap areas. The analysis of the accuracy of this process was made by comparison of DSM generated in Match-T with DSM generated from ALS data. Because of further purpose of generated DSM it was decided to create model in GRID structure with cell size of 1 m. With this parameter differential model from both DSMs was also built that allowed determining the relative accuracy of the compared models. The analysis indicates that the generation of DSM with multi-image matching method is competitive for the same surface model creation from ALS data. Thus, when digital images with high overlap are available, the additional registration of ALS data seems to be unnecessary.

6

Analiza wpływu rozdzielczości danych źródłowych na jakość produktów fotogrametrycznych obiektu architektury

Markiewicz J.S., Kowalczyk M., Podlasiak P., Bakuła K., Zawieska D., Bujakiewicz A., Andrzejewska E.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2013

|

Vol. Spec.

69--84

PL

Wraz z szybkim rozwojem bezinwazyjnych metod pomiarowych opartych na pomiarze odległości od badanego obiektu zwiększyła się możliwość pozyskiwania danych z większą dokładnością przy jednoczesnym skróceniu czasu pomiaru. Pozwoliło to znacznie poszerzyć efektywność metod fotogrametrycznych w dokumentacji i analizie obiektów dziedzictwa kulturowego, poprzez połączenie danych z naziemnego skaningu laserowego z obrazami. Taka integracja pozwala pozyskać wymagane zwykle w tych zastosowaniach 3D modele obiektów, a także cyfrowe mapy obrazowe – ortoobrazy oraz produkty wektorowe. Jakość produktów fotogrametrycznych jest charakteryzowana zarówno ich dokładnością jak i zasobem treści, tj. liczbą i wielkością zawartych w nich detali. Jest to zawsze zależne od rozdzielczości geometrycznej danych źródłowych. Badania przedstawione w niniejszym referacie dotyczą oceny jakości dwóch produktów, obrazowego - ortoobrazu i wektorowego, wygenerowanych dla wybranych fragmentów obiektu architektonicznego. Danymi źródłowymi są chmury punktów z naziemnego skaningu laserowego oraz obrazy cyfrowe. Oba rodzaje danych zostały pozyskane w kilku rozdzielczościach. Numeryczne Modele Obiektu pozyskane z chmur punktów o różnej rozdzielczości, stanowią podstawę do orientacji zewnętrznej obrazów oraz stworzenia kilku wersji ortoobrazów o różnych rozdzielczościach. Porównanie tych produktów pomiędzy sobą pozwoli ocenić wpływ rozdzielczości danych źródłowych na ich jakość (dokładność, zasób informacji). Dodatkowa analiza zostanie przeprowadzona na podstawie porównania produktów wektorowych, pozyskanych na podstawie wektoryzacji (monoplotingu) ortoobrazów.

EN

Due to considerable development of the non-invasion measurement technologies, taking advantages from the distance measurement, the possibility of data acquisition increased and at the same time the measurement period has been reduced. This, by combination of close range laser scanning data and images, enabled the wider expansion of photogrammetric methods effectiveness in registration and analysis of cultural heritage objects. Mentioned integration allows acquisition of objects threedimensional models and in addition digital image maps – true-ortho and vector products. The quality of photogrammetric products is defined by accuracy and the range of content, therefore by number and the minuteness of detail. That always depends on initial data geometrical resolution. The research results presented in the following paper concern the quality valuation of two products, image of true-ortho and vector data, created for selected parts of architectural object. Source data is represented by point collection in cloud, acquired from close range laser scanning and photo images. Both data collections has been acquired with diversified resolutions. The exterior orientation of images and several versions of the true-ortho are based on numeric models of the object, acquired with specified resolutions. The comparison of these products gives the opportunity to rate the influence of initial data resolution on their quality (accuracy, information volume). Additional analysis will be performed on the base of vector products comparison, acquired from monoplotting and true-ortho images. As a conclusion of experiment it was proved that geometric resolution has significant impact on the possibility of generation and on the accuracy of relative orientation TLS scans. If creation of high-resolution products is considered, scanning resolution of about 2 mm should be applied and in case of architecture details - 1 mm. It was also noted that scanning angle and object structure has significant influence on accuracy and completeness of the data. For creation of trueorthoimages for architecture purposes high-resolution ground-based images in geometry close to normal case are recommended to improve their quality. The use of grayscale true-orthoimages with values from scanner intensity is not advised. Presented research proved also that accuracy of manual and automated vectorisation results depend significantly on the resolution of the generated orthoimages (scans and images resolution) and mainly of blur effect and possible pixel size.

7

Generowanie true-ortho na podstawie katastralnych danych wektorowych 2D oraz danych obrazowych

Panasiuk P., Preuss R.

Przegląd Geodezyjny

|

2012

|

R. 84, nr 2

8-12

PL

W niniejszej publikacji prezentowane są możliwości wykorzystania danych ewidencyjnych do procesu generowania true-ortho. W ramach wykonanych prac eksperymentalnych dane ewidencyjne dostosowano do wymagań oprogramowania firmy INPHO, w którym generowano ostateczny produkt w postaci true-ortho. Prace projektowe wykonano na fotogrametrycznej stacji cyfrowej Summit Evolution w bezpośrednim połączeniu z aplikacją AutoCad. Na tej stacji wykonano manualnie model wysokościowy dachów budynków, wykorzystując dostępne dane ewidencyjne, które z poziomu przyziemia podnoszono na rzeczywisty poziom dachu. Produkt finalny porównano z tradycyjną ortofotomapą i obrysami budynków z wektorowej mapy ewidencyjnej fragmentu Wrocławia. Wykonane analizy zawierają praktyczną ocenę dokładności tworzonej true-orho według omawianej technologii i stanowi fragment szerszych badań, realizowanych przez Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i SIP Wydziału Geodezji i Kartografii PW w ramach grantu KBN nt. "Badanie jakości true-ortho w aspekcie wykorzystywanych do jego generowania danych źródłowych".

EN

In this paper the possibilities of using the cadastral data for true-ortho generation are presented. In the experiment, the cadastral data had been adapted to requirements of INPHO software, which was used for generation of the final true-ortho product. For photogrammetric spatial data collection, Summit Evolution digital workstation in connection with AutoCad, was used. The measurement of the roof heights was supported with the basements of buildings from cadastral data base, which were raised to the level of roofs. The final product of true-ortho was compared with traditional orthomap and building basements from cadastral data base of Wroclaw. Such analysis has allowed to estimate the practical accuracy of true-ortho technology. This experiment was a part of the research KBN project on "Examination of true-ortho quality in aspect of source data used for its generation", which was carried out in the Section of Photogrammetry, Remote Sensing and Information Systems, Faculty of Geodesy and Cartography at Warsaw University of Technology.

8

Georeferencyjne dane obrazowe

Preuss R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

Vol. 23

337--346

PL

Dane obrazowe stanowią coraz częściej podstawowe dane źródłowe zasilające bazy wielu systemów informacyjnych typu GIS. Należy jednak pamiętać, że są one pierwotnie rejestrowane w rzucie środkowym lub dynamicznym nie gwarantującym wymaganej kartometryczności odwzorowanych na obrazie obiektów. Dla uzyskania efektu rzutowania ortogonalnego zarejestrowanych na zdjęciu obiektów terenowych musimy wykonać wtórne przetwarzanie różniczkowe pierwotnych obrazów do postaci ortofotografii. Obecne technologie realizujące ten proces w sposób cyfrowy pozwalają na lokalizację każdego przetwarzanego piksela tworzonej ortofotografii w założonym układzie zewnętrznym – terenowym. W ten sposób wszystkie piksele cyfrowej ortofotografii posiadają zdefiniowaną lokalizację przestrzenną, czyli georeferencję. W artykule przedstawiono aktualny stan technologiczny w zakresie tworzenia georeferyncyjnych danych obrazowych (ortofotomapy i trueortho). Omówiono cechy geometryczne i radiometryczne tych produktów oraz ich funkcjonalność jako warstwa referencyjna w systemach GIS dla różnych typów terenów i zastosowań. Scharakteryzowano aktualny stan pokrycia ortofotomapą obszaru kraju wraz z planem jej aktualizacji do 2013 roku. Szczegółowo zaprezentowano technologię Trueortho, która powinna być preferowana dla terenów zurbanizowanych jako eliminująca martwe pola występujące na tradycyjnej ortofotomapie. Przedstawiono praktyczne rezultaty uzyskane w trakcie prowadzenia prac eksperymentalnych w ramach projektu badawczego KBN „Badanie jakości True-Ortho w aspekcie wykorzystywanych do jego generowania danych źródłowych”. W podsumowaniu publikacji podano zalecenia technologiczne i wymogi geometryczne dla danych źródłowych potrzebnych do generowania produktu typu trueortho jako produktu kartograficznego tworzącego warstwę referencyjną w systemie GIS oraz źródło pozyskiwania danych wektorowych typu 2D dla baz topograficznych i tematycznych.

EN

The image data are more often primary power source data supplied many information systems like GIS. However, remember that they are initially recorded in the central projection or dynamic projection, which does not guarantee the required cartometry of objects mapped on the image. To obtain the orthogonal projection of the terrain we need to do secondary, differential processing of the original images to orthophotos. Current technologies implementing this process in a digital form allow the location of each processed pixel of created orthophotos within a given external terrain coordinate system. In this way, all pixels of digital orthophotos have a defined spatial location or georeferencing. In the paper the current state of technology in creating of georeferenced image data (orthophoto and trueortho) is given. They are treated the geometric and radiometric characteristics of these products and their functionality as a reference layer in GIS for different types of sites and applications. The current state of the country orthophotomap coverage and a plan to update it until 2013 is given. Trueortho technology is presented in detail, which should be preferred for urban areas as eliminating obscured areas present on the traditional orthophotoma. They are presented the practical results obtained in the course of experimental work in the framework of the KBN research project "Study on the quality of True-Ortho in terms of used the source data". In summary, the technological recommendations and geometrical requirements are given for source data required to generate the trueortho, as cartographic reference layer in GIS, or 2D source data for capture the vector data for topographic and thematic data bases needs.

9

Ocena kartometryczności True-Ortho

Kowalczyk M., Podlasiak P., Preuss R., Zawieska D.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2010

|

Vol. 21

191--200

PL

W referacie dokonana zostanie ocena jakości geometrycznej true-ortho tworzonegow oprogramowaniu firmy Inpho. Kartometryczność tego produktu jest funkcją precyzji geometrycznego opisu Numerycznego Modelu Powierzchni Terenu (NMPT). Prezentowane wyniki stanowią praktyczne podsumowanie prac badawczych prowadzonych w Zakładzie Fotogrametrii, Teledetekcji i SIP PW w ramach projektu badawczego KBN pt.: „Badanie jakości True-Ortho w aspekcie wykorzystywanych do jego generowania danych źródłowych”. W przypadku realizowanego projektu, budynki były rekonstruowane wariantowo w postaci GRID z danych źródłowych ALS lub automatycznego dopasowania zdjęć cyfrowych (matching) oraz TIN powstałego w wyniku pomiaru na stacji cyfrowej ImageStation (proces stereodigitalizacji) z kodowaniem danych wektorowych w środowisku MicroStation. Dzięki różnej postaci danych inicjalnych uzyskano odpowiedź, jak ich sposób zapisu i precyzja wpływa na finalną kartometryczność tworzonego produktu oraz jaka jest pracochłonność poszczególnych rozwiązań technologicznych. Ocena kartometryczności wygenerowanych true-ortho otrzymanych z różnych danych inicjalnych została przeprowadzona poprzez wektoryzację obrysów budynków techniką monoplotingu i ich porównaniu z danymi referencyjnymi.

EN

The paper presents an evaluation of the geometric quality of true-ortho images, which are generated using the Inpho software. The cartometric properties of such products are the function of the accuracy of the Digital Surface Model (DSM) geometric description. The results presented summarise the research work done within the project “Investigation of the quality of true-orthophoto images with respect to source data used for their generation”, financed by the Scientific Research Committee. The project was carried out in the Department of Photogrammetry, Remote Sensing and GIS of Warsaw University of Technology, and the results of the project are presented here. The buildings were reconstructed following two variants: (1) in the form of GRID, using ALS source data and in the process of automatic matching of digital photographs, and (2) in the form of TIN generated from measurements with the Image Station (stereo-digitising process) and coding vector data in the MicroStation environment. Various forms of initial data allowed to answer the question concerning the influence of the means of measurement on accuracy of the final cartometric properties of the generated products, as well as on the effectiveness and efficiency of particular technological solutions. Evaluation of cartometric properties of generated true-orthophoto images, resulting from various initial data, has been performed by monoplotting of buildings outlines and comparing them with the reference data.

10

Wymagania wobec danych źródłowych dla generowania true-ortho

Kurczyński Z., Preuss R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2009

|

Vol. 19

229--239

PL

Ortofotomapa jest obecnie najbardziej popularnym produktem kartograficznym. W obszarze zabudowanym obrazy budynków są jednak przesunięte zgodnie z rzutem środkowym, a część terenu jest zakryta (tzw. „martwe pola”). Tej wady nie ma „prawdziwe” orto (true-ortho). Do jego wykonania konieczny jest jednak numeryczny model pokrycia terenu (NMPT) z przestrzennymi modelami budynków. W artykule podjęto dyskusję uwarunkowań technicznych generowania trueortho. Rozważane są szczególne wymagania do wykonawstwa zdjęć lotniczych, generowania brył budynków z ręcznej stereodigitalizacji modelu zbudowanego ze zdjęć, z automatycznego dopasowania obrazów, oraz danych skaningu laserowego (LIDAR). Badany jest wpływ danych źródłowych na jakość wynikowego true-ortho, oraz koszt jego wytworzenia. Prezentowane są wstępne wyniki. Prace są kontynuowane.

EN

Digital orthophotomap is at present the most popular cartographic product. However, in built-up areas, images of buildings are displaced according to the central projection, and part of the terrain is invisible (the so-called "occluded area"”). A true orthomap does not have such defects. The digital surface model (DSM) is however necessary, with spatial models of buildings to make it. The paper discusses technical aspects of the true-ortho generation. Special requirements relating to the execution of air photos are considered, along with the analysis of generating the building models based on the manual stereo digitalisation of the terrain model built on the basis of photos, automatic image matching, and laser data (LIDAR). The influence of source data on the quality of the outcome true-ortho, and the costs of its producing are reviewed. Preliminary results are presented. Works are continued.

11

Wspomaganie programowe manualnego pozyskiwania linii strukturalnych dachów dla generowania true ortho

Kowalczyk M., Podlasiak P., Preuss R., Zawieska D.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2009

|

Vol. 20

203--213

PL

Ortofotomapa cyfrowa jest istotnym składnikiem baz danych GIS. Posiada ona jednak szereg wad w obszarach zabudowanych. Wady te są eliminowane w procesie generowania true-ortho z uwzględnieniem precyzyjnego Numerycznego Modelu Pokrycia Terenu, czyli z uwzględnieniem struktury dachów. Model NMPT decyduje o jakości produktu finalnego. Proces generowania NMPT składa się z szeregu etapów technologicznych przebiegających przy różnym stopniu automatyzacji. NMPT w obszarach o dużym zagęszczeniu budynków i skomplikowanej strukturze dachów tworzony automatycznie nie spełnia najczęściej kryteriów jakościowych. Dlatego też przy tworzeniu precyzyjnych true-ortho, jest on w dalszym ciągu pozyskiwany manualnie. Programy tworzące true-ortho wczytują dane wektorowe w formacie DXF, który jednak nie zapewnia odpowiedniej kontroli zapisu struktury dachów. Wykorzystując oprogramowanie OrthoMaster firmy Inpho, wymaganych jest szereg kryteriów dla danych inicjalnych opisujących strukturę dachów. W niniejszym artykule omówiono funkcjonalność, tworzonych w ramach prowadzonego projektu badawczego, aplikacji do odpowiedniego zapisu danych wektorowych, podczas manualnego pozyskiwania i edycji linii strukturalnych dachu. Zadaniem tych aplikacji jest korekta występujących błędów w postaci przecinania się obrysów dachów i kalenic. Utworzone aplikacje programowe badają i korygują odpowiednie kryteria geometryczne i poprawiają zapisy wektorowe pozyskanych typów obiektów wprowadzanych ostatecznie do programu generującego true-ortho. Opracowane aplikacje programowe w sposób istotny zwiększają efektywność i jakość tworzonego NMPT i wtórnie produktu końcowego w postaci true-ortho.

EN

Orthophoto is a relevant component of the GIS database. However it has several drawbacks in urban areas, which can be eliminated when true ortho, based on a precise Digital Surface Model, is applied. Such DSM takes into account the structure of roofs. The DSM model plays a key role in determining the quality of the final product. The generation of the DSM process consists of a series of technological stages working with different levels of automation. The DSM for very densely built-up areas and the complex structure of roofs usually does not meet the quality requirements when an automatic process is applied. Therefore a true ortho DSM should still be manually prepared if it is to be accurate. Software for true ortho generation usually requires the vector data in DXF format as an input - which does not provide proper control for the roof structures. Using Inpho OrthoMaster software, several criteria have to be fulfilled for the initial data which describe the roof structures. In this paper, the functionality of the computer programs prepared by the authors to adequately describe vector data used during the manual acquisition and editing of the structural lines of the roofs was presented. The task of those programs is to correct existing errors like crossing roof boundaries and combs. The software which has been prepared allows one to analyse and adjust the required geometric criteria and correct the vector description of the types of object required which in the end are entered into the program generating true ortho. Such programs considerably improve the effectiveness of producing DSMs and also accelerate the whole process of true ortho production.

12

Ocena jakości NMPT tworzonego metodą dopasowania cyfrowych zdjęć lotniczych

Biegała T., Preuss R.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2009

|

Vol. 20

25--34

PL

Niniejszy artykuł prezentuje rezultaty badań uzyskane w zakresie budowy gęstego numerycznego modelu pokrycia terenu (NMPT) na podstawie chmury punktów generowanego przy pomocy programu Match-T DSM firmy INPHO. Do badań wykorzystano zdjęcia cyfrowe sporządzone kamerą Ultra Cam-D o pikselu terenowym 9 cm co pozwala przyjąć, że wyznaczone parametry jakościowe są reprezentatywne dla obszarów miejskich – zurbanizowanych. Określono istotne czynniki, które wpływają na przebieg automatycznego procesu korelacji. Finalnie na obiekcie eksperymentalnym uzyskano NMPT w strukturze GRID o rozmiarach 0.5 m wygenerowanej przeciętnie z ponad 30 punktów źródłowych przypadających na jedno oczko, wyznaczonych w procesie automatycznej korelacji zdjęć. Jakość geometryczną tak utworzonego produktu oceniono poprzez porównanie go z danymi pozyskanymi dla tego samego terenu techniką lotniczego skaningu laserowego (ALS). Utworzone wysokościowe modele różnicowe potwierdzają, że NMPT utworzony techniką automatycznej korelacji cyfrowych zdjęć lotniczych charakteryzuje się dokładnością wysokościową wyższą niż 0.20 m. Dodatkowo stwierdzono, że przy zastosowaniu większego pokrycia podłużnego i poprzecznego zdjęć następuje znaczne ograniczenie martwych pól (gdzie punkty NMPT nie są wyznaczane). Stosowanie stereogramów o zmiennym stosunku bazowym prowadzi do utworzenia NMPT o zróżnicowanej charakterystyce dokładnościowej. Przeprowadzone badania wskazują, że tworzenie gęstego NMPT drogą dopasowania obrazów zdjęć cyfrowych może być konkurencyjne do uzyskiwanego z lotniczego skaningu laserowego.

EN

This paper presents the evaluation of very dense DSM received from point clouds generated with Match-T DSM software. The digital photographs were taken with an Ultra Cam-D camera. The received GSD of 10 cm can be representative for very dense urban areas. The main factors which had an influence on the matching process were determined. The final DSM with 0.5 metre grid points was generated from a very dense cloud of points (30 points for each grid point on average). To evaluate the quality of this product, the DSM from imagery matching was compared with DSM generated from LIDAR data. The differential elevation models have confirmed that the DSM from imagery matching has accuracy better than 0.20 m. In addition, it was observed that by using larger overlap between photographs in and between strips, the obscured areas are considerably limited. However, it was also found, that by using stereo-pairs with various base to flying height ratios, DSMs with different accuracy can be obtained. In conclusion, the research has confirmed that the dense DSM from imagery matching is competitive with that from LIDAR data.

13

Określenie zakresu wykorzystania danych pochodzących z lotniczego skaningu laserowego w procesie generowania ”prawdziwej” ortofotomapy

Zabrzeska-Gąsiorek B., Borowiec N.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2007

|

Vol. 17b

831--840

PL

Generowanie „prawdziwej” ortofotomapy (ang. true orto) staje się obecnie coraz bardziej popularne. Produkt ten, dotychczas zarezerwowany głównie dla wielkoskalowych zdjęć lotniczych, dzisiaj wkracza nawet do wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych. Szczególne zainteresowanie „prawdziwa” ortofotomapa daje się zauważyć dla miast o wysokiej zabudowie, bowiem tradycyjna ortofotomapa traci na czytelności przy pojawiających się dużych przesunięciach radialnych dachów budynków. Powodują one zasłonięcie istotnych elementów infrastruktury, takich jak chodniki, ulice, czy sąsiednie budynki. Rozwój w produkcji ortofotograficznej wydaje się być skutkiem zautomatyzowania procesu produkcji, dotychczas w dużej części manualnego i przez to drogiego. Staje się to możliwe przez postęp w dziedzinie pozyskiwania wysokorozdzielczych zobrazowań lotniczych i satelitarnych, a przede wszystkim przez możliwość uzyskiwania precyzyjnego Numerycznego Modelu Pokrycia Terenu w sposób automatyczny, głównie za sprawą lotniczego skaningu laserowego, oraz automatycznych technologii fotogrametrycznych. W części opisowej artykuł przybliża najnowsze technologie stosowane w produkcji true ortho, kładąc szczególny nacisk na możliwości automatyzacji procesu. Zawiera próbę rozstrzygnięcia kwestii, czy gęste dane pochodzące ze skaningu laserowego (około 16 pkt/m2) gwarantują wystarczającą jakość i automatyzacje wytwarzania „prawdziwej” ortofotomapy, czy konieczna jest dodatkowa obróbka „chmury punktów” skaningu laserowego.

EN

Generation of a true ortho is getting increasing popularity. To date, that product has been reserved mainly for airborne images. Nowadays, it is taken into account even for high resolution satellite images. True ortho is most important for cities with high buildings. When conventional orthoimages are generated, the relief displacement of the objects above the surface, such as buildings, trees are not considered. This means that some of the ground coverage may be hidden by objects. Conventional orthoimage lose accuracy. The development of true ortho seems to result from the automation of processing methods, which have so far been manual and costly. This becomes possible thanks to the improvement in the accuracy of Digital Surface Model acquisition with laser scanning or matching images. This paper describes some examples of high technology of true ortho generation. It attempts to solve the problem of the influence of laser scanner data density on the true ortho quality and production automation.

14

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.