Каталог Данных Каталог Организаций Каталог Оборудования Каталог Программного Обеспечения Написать письмо Наши координаты Главная страница
RSS Реклама Карта сайта Архив новостей Форумы Опросы 
Здравствуйте! Ваш уровень доступа: Гостевой
Навигатор: Публикации/Наши издания/Пространственные данные/Содержание журналов/№ 4 (2005)/
 
Rus/Eng
Поиск по сайту    
 ГИС-Ассоциация
 Аналитика и обзоры
 Нормы и право
 Конкурсы
 Дискуссии
 Наши авторы
 Публикации
 Календарь
 Биржа труда
 Словарь терминов
Проект поддерживают  











Авторизация    
Логин
Пароль

Забыли пароль?
Проблемы с авторизацией?
Зарегистрироваться


width=1 Rambler_Top100

наша статистика
статистика по mail.ru
статистика по rambler.ru

Реклама на сайте
Новостные ленты

В.Н. Адров, Ю.И. Карионов,П.С. Титаров, А.Д. Чекурин Данные ДЗЗ для топографического картографирования критерии выбора

Для оптимального подбора данных ДЗЗ необходимо еще на этапе заказа сформулировать требования к продукту, который планируется получить в результате обработки снимка

В.Н. Адров («Ракурс»)
В 1980 г. окончил МФТИ по специальности «автоматические и информационные устройства». Кандидат технических наук. Генеральный директор ЗАО «Фирма «Ракурс». Область интересов геоинформационные технологии и фотограмметрия.
Ю.И. Карионов («Ракурс»)
В 1974 г. окончил МТПТ, в 1984 г. МИИГАиК. С 1974 по 1998 г. работал в Госцентре «Природа» на различных должностях. С 1997 по 2005 г. эксперт ООО «Гео Спектрум». В настоящее время ведущий специалист ЗАО «Фирма «Ракурс». Область интересов космическая съемка, ГИС.
П.С. Титаров («Ракурс»)
В 1998 г. окончил МФТИ по специальности «Прикладные математика и физика», в 2004 г. МГУГиК (ранее МИИГАиК) по специальности «аэрофотогеодезия». С 1998 г. инженер-программист отдела разработки ЗАО «Фирма «Ракурс». Область интересов фотограмметрия сканерных снимков, математическая картография.
А.Д. Чекурин («Ракурс»)
В 1979 г. окончил МФТИ по специальности «автоматические и информационные устройства». Коммерческий директор ЗАО «Фирма «Ракурс». Область интересов геоинформационные технологии и фотограмметрия.

Введение

В настоящее время данные дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса широко применяются для решения различных прикладных задач, каждая из которых выдвигает специфические требования к характеристикам снимков и съемочных систем, например, обзорность (в метеорологии), частота и регулярность съемки (для мониторинга), высокое пространственное и радиометрическое разрешение (в разведке). В предлагаемой статье рассматриваются особенности использования космических снимков для создания топографических карт.

Перед приобретением материалов космической съемки заказчику предстоит выбрать наиболее подходящий для решения его задач тип снимков. При подборе данных для создания топографических карт в качестве основных критериев обычно выбирают пространственное разрешение и стоимость снимков, другие факторы зачастую игнорируют. Между тем для каждого конкретного случая необходимо учитывать следующие не менее важные параметры:
возможность/вероятность выполнения съемки в заданные сроки;
возможности и специфику обработки и дешифрирования снимков;
технические особенности съемочных систем;
характеристики необходимых входных данных (опорные точки, цифровые модели рельефа (ЦМР) и т. д.);
экономические аспекты, определяющие стоимость заказа и последующей обработки.

Перед тем, как перейти к подробному обсуждению этих вопросов, следует обратить внимание на следующий важнейший постулат: для оптимального подбора данных ДЗЗ необходимо еще на этапе заказа сформулировать требования к продукту, который планируется получить в результате обработки снимка. Это состав (ортофотоплан, цифровая карта, ЦМР и т. д.), точность и детальность (которые обычно определяются требуемым масштабом картографической продукции). Кроме того, должно быть подготовлено экономическое обоснование работ, накладывающее ограничения на стоимость снимков и других входных данных.

В данной статье рассматриваются только оптико-электронные съемочные системы, так как именно они наиболее широко применяются в настоящее время для решения задач топографического картографирования в масштабе 1:50 000 и крупнее.

Возможность выполнения съемки в заданные сроки

Снимки могут быть подобраны из архивов, накопленных поставщиками данных. Если архивные снимки не удовлетворяют требованиям актуальности или покрытию снимаемого участка, необходим заказ новой съемки.

В случае подбора съемки из архива задача несколько упрощается, так как обычно можно получить уменьшенные копии имеющихся снимков и составить хотя бы общее представление о доступном материале (покрытие облачностью, перекрытие снимков, угол наклона, фотометрические показатели). Кроме того, архивные снимки обычно значительно дешевле.

Перед оформлением заказа на новые снимки важно правильно оценить вероятность успешного выполнения съемки необходимого участка в заданные сроки.

При оценке возможности съемки ключевыми факторами являются площадь снимаемого участка, производительность съемочной системы на одном витке и периодичность съемки. Иногда в справочных данных по съемочной системе приводится только размер снимка, в то время как более важным параметром является возможность съемки на одном витке, так как именно это определяет, сколько сеансов потребуется, чтобы снять весь требуемый район. Некоторые спутники могут снимать несколько маршрутов за один виток, другие только один. Длина снимаемых маршрутов может определяться емкостью бортовых накопителей и временем пребывания в зоне видимости приемных станций. Орбиты большинства спутников ДЗЗ в оптическом диапазоне являются солнечно-синхронными, т. е. спутник пересекает экватор на нисходящем или восходящем витке в одно и тоже местное время (обычно между 9 и 11 ч). Возможность повторной съемки зависит от высоты орбиты и угла отклонения направления обзора съемочной системы от надира и широты места. Чем ближе к полюсу расположен участок съемки, тем чаще представляется такая возможность.

Для большинства спутников период повторяемости съемки в средних широтах составляет от двух до четырех дней. Для топографического картографирования временной диапазон выполнения съемки обычно лимитирован не очень жестко, чаще всего это летний период продолжительностью 90 150 дней. Кроме того, нужно учитывать, что накопление информации на витке ограничено. В первую очередь будет проводиться съемка приоритетных объектов, а на выполнение других задач ресурса (емкости бортовых накопителей либо времени пребывания в зоне видимости приемных станций) может не хватить. К сожалению, погодные условия очень важный момент плохо поддаются прогнозированию. Их воздействие можно учесть введением понижающего вероятностного коэффициента. Практика показывает, что, принимая во внимание погодные условия и повторяемость съемки, съемочных дней в сезоне может оказаться всего около десяти.

Поставка снимков, как правило, осуществляется в пределах указанного заказчиком полигона или условными кадрами. При поставке изображения участка местности, заданного полигоном, обычно ограничиваются его минимальная площадь и минимальное расстояние между вершинами границы. При поставке кадрами или их фрагментами также существуют определенные правила. Например, в компании SPOT Image (Франция) принята система предварительного согласования заказа. При получении заказа составляется схема проектного расположения снимков. По ней подсчитывается необходимое число снимков и их фрагментов, на основании чего формируется заказ. Число и расположение снимков, фактически предоставляемых пользователю, может несколько отличаться от проекта.
Рис. 1. Стереосъемка с одного витка без перенацеливания сенсора (на примере ASTER)

Деление снимка на фрагменты может быть различным. В случае КА SPOT фрагмент кадра это квадрат площадью 1/2, 1/4 или 1/8 полного кадра, расположенный в любом месте снимка. При поставке фрагментами снимков с индийских спутников IRS-1C/1D кадр делят на четыре или девять фиксированных частей. Стоимость единицы площади при покупке части кадра обычно выше, чем целого снимка.

Выполнение стереоскопической съемки имеет особенности. Получение снимков стереопары может проводиться как с одного витка (базис ориентирован вдоль трассы носителя), так и с разных витков (базис ориентирован поперек трасс).

Первый способ является предпочтительным: промежуток времени между получением снимков оказывается очень коротким, что обеспечивает практически одинаковые условия освещенности и неизменность ситуации. Кроме того, упрощается фотограмметрическая обработка стереопары, так как необходимо восстановить траекторию носителя только на одном витке. Возможность стереосъемки с одного витка может быть реализована двумя методами. Если съемка обоих снимков проводится без значительного изменения ориентации носителя, существует возможность получения протяженных стереоскопических маршрутов. Для этого необходимо либо разместить в фокальной плоскости сенсора две разнесенные линейки чувствительных элементов, либо установить два отдельных сенсора с собственными разнонаправленными оптическими системами. Так устроены стереоскопические сенсоры HRS (установленные на спутнике SPOT-5) и ASTER (каналы 3N, 3B, спутник Terra, NASA, США; рис. 1). Другой метод получения стереопары с одного витка, используемый, например IKONOS (Space Imaging, США), заключается в повторном наведении сенсора на уже отснятый участок после смещения носителя по орбите (рис. 2). Такой метод накладывает более жесткие ограничения на протяженность участка стереоскопической съемки.
Рис. 2. Стереосъемка с одного витка с повторным наведением сенсора

В случае, когда съемка стереопары проводится с разных витков, интервал времени между получением снимков может быть значительным: чтобы обеспечить достаточное отношение базиса стереопары к высоте носителя съемка проводится не с соседних витков. За прошедшее время может измениться метеорологическая обстановка, что приведет к еще большему увеличению временного интервала. Таким образом, в данном случае снижается производительность стереосъемки, а снимки получаются разновременными. Для реализации съемки с различных витков необходима возможность отклонения направления обзора сенсора в направлении, перпендикулярном трассе носителя (рис. 3). Для уменьшения интервала между съемкой снимков стереопары могут использоваться два спутника с идентичными (или способными работать в одинаковом режиме) сенсорами, последовательно проходящие над районом съемки (например, SPOT-2, -4; IRS-1D/1C).

Дешифровочные характеристики снимков

Возможность опознавания объектов на снимке и определения их характеристик зависит как от пространственного, так и от радиометрического разрешения изображения, количества и состава спектральных каналов. Например, снимки, полученные сенсором PAN спутников IRS-1 C/1D, имеют довольно высокое пространственное разрешение 5,8 м и очень низкое радиометрическое 64 уровня квантования на панхроматический диапазон, что значительно затрудняет их дешифрирование. Планируя создание картографического продукта, необходимо помнить, что требования, определяемые масштабом карты, затрагивают не только точность положения контуров, но и детальность отображения ситуации; поэтому необходимо убедиться в возможности дешифрирования всех необходимых классов объектов.

Дешифровочные качества снимка можно улучшить с помощью радиометрической (фотометрической) коррекции. Предварительная радиометрическая коррекция проводится поставщиком данных перед предоставлением снимков заказчику и практически всегда включает в себя нормировку откликов детекторов сенсора. Дополнительные операции увеличение динамического диапазона, нормализация растра и другие действия могут быть выполнены как поставщиком, так и заказчиком данных.
Рис. 3. Стереосъемка с разных витков или с помощью разных спутников

В том случае, когда сенсор обладает возможностью одновременного получения панхроматического снимка высокого разрешения и мультиспектрального снимка с разрешением в 3 4 раза ниже, поставщик может предлагать синтезированные цветные снимки высокого разрешения, качество дешифрирования по которым значительно выше.

Необходимо также иметь в виду, что спектральные каналы сенсора могут не соответствовать цветам, которые используются для отображения растра (например, зеленый, красный и ближний инфракрасный каналы сенсора могут отображаться синим, зеленым и красным цветами). Если необходимо получение снимка в натуральных цветах, следует либо выбрать соответствующий тип снимков, либо проконсультироваться с поставщиком данных о возможности приведения изображения в псевдонатуральные цвета перед поставкой, либо выполнить эту работу самостоятельно, используя специализированное программное обеспечение.

Фотограмметрическая обработка снимков

Для получения по космическим снимкам картографических продуктов крупных масштабов, метрическая точность которых удовлетворяет требованиям соответствующих инструкций, недостаточно выполнения процедуры «географической привязки снимков», под которой обычно подразумевают опознание некоторого числа точек с известными плановыми координатами, которые используются для аффинного трансформирования растра. Чтобы построить высокоточные ортофотопланы, а также матрицы высот и производные от них продукты, необходимо провести фотограмметрическую обработку снимков. Подробнее этот вопрос рассмотрен в статье [1].

Большинство современных оптико-электронных космических систем дистанционного зондирования среднего и высокого разрешения (SPOT, IRS, IKONOS, QuickBird, Terra/ASTER, EROS (ImageSat International, Израиль) и др.) формируют изображение построчно; при этом каждая строка снимка имеет собственные элементы внешнего ориентирования, а геометрические соотношения между положением точек на местности и их изображениями на снимке не подчиняются законам центральной проекции. Поэтому требуется применение специальных методов фотограмметрической обработки таких снимков.

Наибольшую точность обеспечивает строгий подход к обработке снимков, основная идея которого заключается в восстановлении пространственного положения совокупности лучей, сформировавших снимок, т. е. элементов внутреннего и внешнего ориентирования строк снимка (см., например [2]). Необходимым условием для применения этого метода является доступность элементов внутреннего ориентирования сенсора, или его геометрической модели, задающей направляющий вектор луча, регистрируемого каждым детектором сенсора, в системе координат, связанной с сенсором. Наличие приближенных значений элементов внешнего ориентирования (координат носителя и углов его ориентации как функции времени или номера строки) также желательны, но, в большинстве случаев, не столь необходимы (за исключением случая, когда ориентация сенсора значительно изменяется во время формирования изображения). Кроме того, следует учитывать, что зависимости между координатами на местности и на изображении нарушаются при геометрической коррекции снимков, поэтому для обработки в рамках этого подхода пригодны лишь изображения, подвергавшиеся только радиометрической коррекции. Строгий метод обработки применим к снимкам SPOT, EROS, QuickBird (DigitalGlobe, США, продукт уровня Basic), Terra/ASTER.

Иногда применение строгого подхода невозможно. Геометрическая модель сенсора и результаты его калибровки могут быть недоступны. Кроме того, в некоторых случаях снимки, не подвергавшиеся геометрической коррекции, не поставляются совсем (IKONOS), либо поставляются лишь целыми кадрами (QuickBird, продукт уровня Basic), в то время как для геометрически преобразованных изображений можно заказать полигон нужной формы и меньшей площади (QuickBird, продукт Standard Ortho Ready). В этом случае в комплект поставки продукта ДЗЗ, помимо самого изображения, могут входить RPC (Rational Polynomial Coefficients или Rapid Positioning Capability), представляющие собой коэффициенты полиномов рациональных функций, связывающих координаты точек местности с координатами их изображений на растре. Значения этих коэффициентов рассчитываются поставщиком данных строгим методом с использованием геометрической модели сенсора, бортовых и телеметрических измерений элементов внешнего ориентирования и, в некоторых случаях, опорных точек. Поскольку RPC являются аппроксимацией строгой модели, последняя теоретически способна обеспечить получение выходных продуктов большей точности. Тем не менее, практика показывает, что обычно RPC обеспечивают достижение точности уравнивания, адекватной разрешению снимков (конечно, при условии использования качественных опорных точек в процессе вычисления RPC поставщиком данных или, что более распространено, в процессе расчета поправок в RPC при уравнивании, проводимом заказчиком снимков). RPC входят в состав продуктов ДЗЗ, получаемых спутниками IKONOS, QuickBird, OrbView-3 (OrbImage, США).

При невозможности использования строгого метода и отсутствии RPC, применяются универсальные методы, основанные на самых общих предположениях о геометрии съемки. Например, предположение о равномерности и прямолинейности движения носителя и неизменности его ориентации на участке формирования снимка приводит к параллельно-перспективной модели, если считать, что геометрическая модель сенсора может быть представлена двумерной центральной проекцией [3]. Применяются также модель DLT (Direct Linear Transformation) и ее модификации; аффинная модель, учитывающая, что системы высокого разрешения имеют узкое поле зрения; полиномиальные модели. Показатели точности выходных продуктов, получаемых методами этой группы, в большинстве случаев ниже, чем при применении строго подхода или RPC. Универсальными методами приходится обрабатывать, например, снимки IRS-1C/1D.

Метод уравнивания определяет не только достижимую точность, но и требования к количеству опорных точек. Для уравнивания строгим методом минимальное количество точек обычно четыре-пять, хотя предпочтительно использовать несколько больше. В случае RPC для достижения необходимой точности бывает достаточно единственной опорной точки на снимок, хотя, конечно, более точные и надежные результаты будут получены при использовании нескольких точек (особенно для протяженных снимков). Однако необходимо учитывать, что вид поправок в RPC и эффективность их введения зависят от геометрии исходных снимков, которую эти RPC аппроксимируют; применение простых поправок, вычисляемых по небольшому числу опорных точек, обеспечит высокую точность только при соблюдении определенных условий. Например, приведенное в статье [4] обоснование эффективности RPC для IKONOS опирается на то, что сенсор обладает узким полем зрения, RPC имеют достаточно высокую начальную точность, и подразумевается, что при съемке угловое положение спутника стабилизировано. Что же касается универсальных методов, то, даже если минимально необходимое число опорных точек составляет всего несколько штук, для получения надежных результатов следует использовать их как можно больше, не менее десяти, так как все параметры универсальной модели вычисляются только лишь по опоре.

Как уже упоминалось выше, возможности и результаты фотограмметрической обработки снимков существенно зависят от того, проводилась ли (и какая именно) их геометрическая коррекция (см., например [5]). Данные, получаемые каждой съемочной системой, поставляются в виде продуктов разного уровня предварительной обработки. Предпочтительными обычно являются снимки, подвергавшиеся геометрической коррекции в наименьшей степени, однако сделать правильный выбор не всегда просто, так как не существует единой системы наименования продуктов разных уровней предварительной обработки. Например, продукт, прошедший только радиометрическую коррекцию, может обозначаться 1R (Landsat), 1A (SPOT, ASTER), Basic (QuickBird), а геометрически преобразованный (но не ортотрансформированный) 1G (Landsat), 1B (SPOT, Terra/ASTER), Standard, Standard Ortho Ready (QuickBird), Geo, Geo Ortho Kit (IKONOS). Существуют и другие неочевидные аспекты. Так, продукт QuickBird Standard (в отличие от Standard Ortho Ready) не предназначен для последующего ортотрансформирования, продукт IKONOS Geo (в отличие от Geo Ortho Kit) не содержит RPC, а файл с данными ASTER может не содержать растров 3N и 3B, составляющих стереопару, если при получении этого набора данных третий канал был выключен. Поэтому к выбору типа данных и подбору конкретных снимков из каталога следует подходить очень ответственно, перед этим желательно изучить описания предлагаемых продуктов.

Необходимо также оценить возможности программного обеспечения, которое предполагается использовать для обработки данных. Из-за того, что продукты ДЗЗ поставляются во множестве различных форматов и включают в себя существенно отличающиеся по составу и точности наборы метаданных, может случиться так, что программы, которыми располагает заказчик снимков, окажутся непригодными для выполнения работ. С этой точки зрения интересен опыт компании Space Imaging, проводящей сертификацию совместимости программного обеспечения со снимками IKONOS (в настоящее время сертифицированы программные комплексы компаний ERDAS в составе Leica Geosystems (Швейцария), ZI Imaging в составе Intergraph Corp. (США), PCI Geomatics (США), BAE Systems (США) и фотограмметрическая система PHOTOMOD, разработанная российской компанией «Ракурс»). В качестве примера в таблице 1 приведен список форматов данных ДЗЗ, поддерживаемых системой PHOTOMOD.

Следует учитывать и то, что снимки, полученные некоторыми съемочными системами, объективно сложнее с точки зрения методов обработки, чем остальные. Примером может служить спутник EROS A, работающий в асинхронном режиме (с целью увеличения экспозиции сенсор наводится на съемочный участок на подлете к нему, непрерывно изменяет ориентацию в процессе формирования снимка и заканчивает съемку, оставив участок далеко позади), а также OrbView-3, формирование снимка которым происходит не построчно, а более сложным образом. При этом обработка одиночных снимков (и даже блоков одиночных снимков) может не вызвать проблем, а обработка стереопар оказаться затруднительной.

Большинство поставщиков данных помимо снимков низших уровней предварительной обработки предлагают и готовые фотограмметрические продукты ортоизображения и цифровые модели рельефа. Их стоимость, естественно, значительно выше, чем стоимость исходных данных, необходимых для их получения, поэтому обычно выполнение обработки силами заказчика снимков предпочтительнее с экономической точки зрения. Также следует иметь в виду, что для производства продуктов высокой точности поставщик данных, т. е. зарубежная организация (в сложившейся в России ситуации), должна получить от заказчика опорные точки и ЦМР высокой точности, которые могут быть секретными. Кроме того, выполняя обработку самостоятельно, пользователь может варьировать состав опорных и контрольных точек, контролировать правильность их опознания, изменять параметры уравнивания. Скорее всего, работы по проекту будут выполнены в более короткие сроки, чем при передаче данных на обработку из-за с организационных сложностей.

Необходимые исходные данные

Помимо собственно снимков для проведения фотограмметрической обработки необходимы и другие исходные данные: опорные точки и ЦМР (при производстве ортофотопланов).

Требуемое количеств опорных точек зависит от размера изображения, применяемого метода ориентирования снимка (что определяется составом и точностью данных об элементах внутреннего и внешнего ориентирования сенсора), геометрии съемки (угла отклонения направления обзора от надира), рельефа местности. Один большой снимок предпочтительнее нескольких маленьких. Во-первых, при формировании ортоизображения по нескольким снимкам (ортомозаики) линии стыковки («порезы») нужно согласовывать фотометрически, более того, съемка составляющих мозаику снимков может проводиться под разными углами, что не позволяет объединить изображения на стыках из-за различия в перспективном отображении местности. Во-вторых, при обработке нескольких снимков потребуется больше опорных точек, кроме того, на большом изображении проще выбрать хорошие опорные точки, чем на маленьких. Таким образом, при работе с одним большим снимком уменьшаются трудозатраты на единицу площади картографируемой территории.

При выборе ЦМР необходимо рассчитать, какую точность ортотрансформирования она должна обеспечивать. Погрешность Dh ЦМР приводит к смещению точки на величину Dl=Dhtga, где a угол отклонения луча от надира. Наилучший вариант, если вызванная погрешностью ЦМР ошибка на ортофотоплане не превышает одного пикселя. Вопрос осложняется тем, что если при заказе съемки из архива заранее известен угол наклона, то при заказе новой съемки известны только максимально допустимые значения. Естественно, ориентироваться приходится на них, подчас закладывая избыточную точность ЦМР. У специализированных спутников ДЗЗ углы отклонения ограничены значениями 25 30 . У спутников объектового наблюдения они могут доходить до 60 , а это повышает требования к точности ЦМР в два раза. При выборе ЦМР для ортофотопланов крупного масштаба необходимо учитывать специфические требования. Желательно, в частности, чтобы модель описывала не только естественные формы рельефа, но и искусственные сооружения: насыпи, мосты, дамбы. В противном случае может произойти их искажение.

В качестве источников данных для ЦМР могут применяться топографические карты, как правило, более мелких масштабов, стереосъемка, интерферометрические пары радиолокационных снимков.

Опорные точки должны соответствовать точности создаваемой карты. Можно считать, что погрешность определения координат опорных точек не оказывает влияния на точность уравнивания, если она меньше 1/3 размера элемента разрешения на местности. Помимо общих требований, предъявляемых к опорным точкам, необходимо учитывать следующие специфические моменты. Космические снимки могут иметь большие углы наклона, причем заранее не известно его направление, поэтому точки должны располагаться на открытых участках. Между моментом съемки и определением координат опорных точек может пройти значительный период времени, нужно чтобы точки сохранились и хорошо распознавались в различное время года.

Характеристики и особенности некоторых съемочных систем

Данные, получаемые различными съемочными системами, имеют свою специфику.

QuickBird обладает наилучшим разрешением из всех спутников, представленных на рынке ДЗЗ. Снимки поставляются как панхроматические и мультиспектральные, так и в синтезированном виде (Pan-sharpened, цветной снимок высокого разрешения). Снимки обладают хорошими дешифровочными свойствами. При наличии качественной ЦМР они могут рассматриваться как альтернатива аэросъемке для обновления планов вплоть до масштаба 1:2000. Имеется доступный для просмотра архив c уменьшенными копиями снимков.
IKONOS съемочная система с гарантированным разрешением 1 м. Обладает наилучшей начальной геометрической привязкой. Поставляются как панхроматические и мультиспектральные, так и синтезированные изображения. Имеется возможность стереосъемки. Точность ЦМР, полученной по стереопаре IKONOS, составляет около 3 м. По снимкам IKONOS возможно обновление планов масштаба 1:5000. Архивными считаются снимки «старше» одного месяца.

EROS спутник объектового наблюдения, его технические характеристики ориентированы на решение именно этих задач. Для снимков характерны большие углы отклонения от надира, разнохарактерность искажений по полю кадра. Возможно обновление карт масштаба 1:10 000 и мельче. Площадь съемки за один виток (546 км2) ограничивает использование при картографировании больших территорий.

Основное предназначение спутников SPOT проведение космической съемки в интересах тематического и топографического картографирования территорий. В соответствии с этим подобрано разрешение съемки, размер кадра, спектральные зоны, максимально допустимые углы отклонения от надира. По результатам тестирования получена точность уравнивания, примерно равная разрешению снимка. По соотношению цена/качество снимки SPOT-5 являются оптимальными для создания карт масштаба 1:25 000. Имеется большой архив снимков, доступный для просмотра.
По техническим характеристикам снимки SPOT-4 подходят для создания карт масштаба 1:100 000. Обладают хорошими геометрическими характеристиками.
Разрешение снимков IRS-1C/1D соответствует масштабу 1:50 000 или мельче. Недостатком является низкая радиометрическая разрешающая способность (64 бит/пиксель), что ухудшает дешифровочные свойства. Отсутствие геометрической модели сенсора либо RPC снижает точность получаемых на их основе продуктов.

Экономические аспекты, влияющие на выбор снимков

При расчете экономической эффективности приобретения и обработки того или иного продукта ДЗЗ целесообразно сравнить стоимость выполнения камеральных работ собственными силами с ценой готового продукта уровня обработки, соответствующего требованиям к создаваемой карте, которые определяются, прежде всего, ее масштабом. В табл. 3 указаны предельные масштабы карт, которые могут быть созданы по ортофотопланам, построенным по рассматриваемым снимкам. В качестве альтернативы проведения работ заказчиком рассматриваются продукты наивысшего уровня предварительной обработки. Если в стоимость обработки включить и стоимость необходимого программного обеспечения, можно оценить объем работ (площадь снимаемого участка), при выполнении которых оно окупится [1]. При этом надо учитывать, что стоимость продукта следует рассматривать как ориентировочную величину. Различные компании используют различные принципы ценообразования. Например, цена снимков IKONOS зависит от того, какая приемная станция поставит снимок. У IRS нет деления на новые и архивные снимки. Изображения начального уровня обработки SPOT продаются кадрами и фрагментами, а продукты высших уровней трапециями, ограниченными меридианами и параллелями и т. д.

Масштаб ортофотопланов, которые можно создать по космическим снимкам, зависит от многих факторов. Среди них можно выделить: качество и количество опорных точек, качество ЦМР, характеристики самих снимков, используемое программное обеспечение, квалификацию исполнителей. Причем все эти факторы нужно рассматривать в совокупности. Например, в работе [5] показано, что при использовании опорных точек и ЦМР с точностью 0,15 м возможно только построение карты масштаба 1:2000 по снимкам QuickBird. Требования к карте зависят от ее назначения: топографическая или тематическая (к последним относятся и кадастровые). При тематическом картографировании требования к точности нанесения положения объекта обычно несколько ниже, чем для топографических карт. Поэтому по одним и тем же снимкам можно составлять тематические карты более крупного масштаба [6].

Точно оценить экономическую эффективность использования космической съемки по сравнению с аэросъемкой можно только в каждом конкретном случае. При проведении аэросъемки большое значение имеет размер участка, подлетное время, масштаб аэросъемки, тип аэрофотоаппарата и другие факторы. Вероятно, экономически целесообразно, например, заказать один снимок QuickBird площадью 25 км2 и стоимостью 450 дол., чем организовывать аэросъемку небольшого участка. Минимальная ориентировочная стоимость 1 км2 аэросъемки для фотоплана масштаба 1:25 000 составляет 120 170 руб. Очевидно, что снимки SPOT-5 имеют явное преимущество. Необходимо также учитывать, что заказ космического снимка существенно проще, чем организация аэрофотосъемки с присущими ей разного рода организационными ограничениями.

Заключение

Тщательное изучение особенностей снимков, полученных с помощью различных сенсоров, правильность выбора программного обеспечения, соответствие поставленным задачам исходных материалов служит залогом успеха заказа космической съемки, а затем и получения на ее основе необходимых материалов (ЦМР, ортофотопланов, векторных карт).

Список литературы

1. Титаров П.С. Практические аспекты фотограмметрической обработки сканерных космических снимков высокого разрешения. Информационный бюллетень ГИС-Ассоциации // № 3(45) 4(46), 2004.
2. Титаров П.С. Решение фотограмметрических задач по снимкам ASTER // Международная научно-техническая конференция, посвященная 225-летию МИИГАиК. М., 2004.
3. Титаров П.С. Метод приближенной фотограмметрической обработки сканерных снимков при неизвестных параметрах сенсора. Геодезия и картография // № 6, 2002. С. 30 34.
4. Dial G., Grodecki J. Block Adjustment with Rational Polynomial Camera Models // Proceedings of ASPRS 2002 Conferences. Washington, DC, 2002.
5. Адров В.Н., Карионов Ю.И., Титаров П.С., Харитонов В.Г., Громов М.О. Определение точностных характеристик снимков QuickBird // V Международный семинар пользователей системы PHOTOMOD. Юрмала, 2005.
6. Изображения Земли из космоса: примеры применения/научно-популярное издание. М.: ИТЦ «СканЭкс», 2005. 100 с.


См. также:
Каталог Организаций:
   - Гео Спектрум
   - Ракурс
   - СКАНЭКС
   - Научно-образовательный центр "Геомониторинг" (МИИГАиК)
   - Space Imaging
   - МИИГАиК
   - Leica Geosystems AG (Региональный офис в Москве)
Каталог Оборудования:
   - TerraSAR
   - Aster***
   - SPOT (спутники ДЗЗ)
   - IKONOS
Каталог Авторов:
   - Карионов Ю.И.
   - Чекурин А.Д.
   - Титаров П.С.
   - Адров В.Н.

Разделы, к которым прикреплен документ:
Тематич. разделы / ДДЗ
Публикации / Наши издания / Пространственные данные / Содержание журналов / № 4 (2005)
 
Комментарии (0) Для того, чтобы оставить комментарий Вам необходимо авторизоваться или зарегистрироваться




ОБСУДИТЬ В ФОРУМЕ
Оставлено сообщений: 0


Источник: Пространственные данные №4 2005
Цитирумость документа: 14
17:36:41 02.12 2005   

Версия для печати  

© ГИС-Ассоциация. 2002-2016 гг.
Time: 0.028624057769775 sec, Question: 107