Обработка материалов воздушного сканирования и аэрофотосъемки

Камеральная обработка материалов воздушного лазерного сканирования и цифровой аэрофотосъемки.

Поступающие в камеральную обработку данные представляют собой набор цифровых аэрофотоснимков, трехмерные массивы точек лазерного отражения, разделенные по пролетам (проходам), а также данные фотокамеры и данные о срабатывании затвора аэрофотоаппарата и параметрах внешнего ориентирования снимков.
Камеральные работы включают в себя выполнение нескольких этапов по обработке цифровых аэрофотоснимков и точек лазерных отражений.
1. Разбивка данных на участки согласно разграфке области съемки позволяет распределить работу между исполнителями и готовить данные под каждый выходной топоплан отдельно. При этом точки лазерного отражения, из которых формируется цифровая модель рельефа, ортофотопланы, имеют буферную зону по границам листа в разграфке, чтобы обеспечить корректную сводку между листами и избежать «краевых эффектов». Готовые чертежи и планы выпускаются уже без перекрытия.

2. Выделение точек лазерных отражений в автоматическом режиме производится исходя из того, что поверхность земли достаточно плавная и образуется наиболее низко расположенными относительно других лазерными точками. На данном этапе определяются случайные ошибочные точки, лежащие явно выше основного облака ТЛО или же явно ниже. Процент таких точек очень невелик, но даже одна ошибочная точка может исказить рельеф и ортофотоплан, поэтому обязательно выполняется ручная проверка классификации точек земной поверхности путем просмотра профилей (разрезов) (рис. 1), построения горизонталей и раскрашенных по высоте моделей рельефа (рис. 2, 3). Также в ручном режиме отрабатываются формы рельефа, каналы, откосы дорог и гидрография. В отдельные классы лазерных точек могут быть выделены линии электропередач, здания и сооружения, высокая и низкая растительность.

3. Построение вспомогательных растровых геоповерхностей позволяет упростить и ускорить формирование топопланов и карт. Так светотеневые модели рельефа наглядно отображают формы рельефа, овраги, промоины и водотоки, в том числе под растительностью с распущенной листвой (рис. 4). Цвет пикселя выбирается в соответствии с освещенностью поверхности по заданным параметрам и может быть выбран из серой шкалы (shade) или цветной шкалы (colorshade).

Растры, демонстрирующие интенсивность отраженного сигнала позволяют определить гидрографию, дорожную сеть и заболоченные участки. Цвет пикселя выбирается в соответствии со значением интенсивности отражения (рис. 5).

Растровые изображения, на основе относительной высоты точек лазерного отражения (рис. 6), сформированные по заданной шкале, дают возможность определять характеристики растительности и границы лесных участков с разной высотой деревьев. По геоповерхностям данного типа хорошо дешифрируется не только растительный покров, но и полевые дороги, просеки в залесенной местности, линии наземных коммуникаций, ЛЭП, вышки и другие высотные объекты антропогенного происхождения. Для удобства работы с подобным изображением шкала не должна содержать слишком ярких цветов и резких контрастных переходов. Подобное цветовое решение приводит к быстрой утомляемости исполнителя и снижению скорости и качества работы.

К вспомогательным материалам можно отнести и горизонтали, построенные по всему облаку точек, отнесенных к земной поверхности, которые необходимы для построения цифровой модели рельефа. Данные горизонтали можно назвать «контрольными», поскольку они излишне изрезаны и не совсем согласованы между собой, но позволяют «уложить» результирующие горизонтали корректно и с соблюдением точности относительно точек лазерных отражений.

4. Для построения ортофотопланов используются параметры камеры (дисторсия, фокус объектива, параметры точки центральной проекции снимка, калибровочные параметры объектива), калибровочные параметры положения камеры относительно внутренней системы координат съемочного комплекса, элементы внешнего ориентирования снимков, цифровые аэрофотоснимки, а также используется модель рельефа, полученная по точкам лазерных отражений. Перед ректификацией аэрофотоснимков производится подбор оптимальных параметров яркости, контрастности и насыщенности изображения для проекта в целом или какой-либо его части. Затем формируется предварительное изображение обрабатываемой области, по которому производится цветовое и тоновое выравнивание и устранение видимых порезов изображения. После этого производится построение ортофотопланов (рис. 7, 8). Программа выбирает участки снимков с наименьшими искажениями, и формирует изображение с заданным размером пикселя. Полученные ортофотопланы подвергаются контролю методом сплошного просмотра, анализа наличия порезов на изображении. Требования к цифровым ортофотопланам устанавливаются в соответствии с Инструкцией по фотограмметрическим работам при создании топографических карт и планов. Контроль планового положения опорных и контрольных фотограмметрических точек выполняется по разности плановых координат изображений этих точек на ортофотоплане и их значений, выбранных из соответствующих каталогов.

 

При проверке и приемке обработанных данных в первую очередь проверяется точность съемки по контрольным пикетам, снятым стандартным наземным методом топографической съемки. Также контролируется полнота покрытия заданной области съемки, соответствие техническому заданию и нормативным документам, соблюдение редакционно-технических указаний и технологии выполнения работ, корректность сводки листов и согласованности разных масштабов или имеющейся съемки, выполненной ранее и т.д. Проверку выполняют руководители групп, начальники отделов и редакторская группа.