Экспериментальная оценка точности и дешифровочных возможностей космических снимков rapideye

      Комментарии к записи Экспериментальная оценка точности и дешифровочных возможностей космических снимков rapideye отключены

Экспериментальная оценка точности и дешифровочных возможностей космических снимков rapideye

Е.А.Кобзева

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Появление группировки спутников RapidEye, делающих мультиспектральную съемку с разрешением 6,5 м (по окончании обработки — 5 м) и дающих слово высокую производительность, с надеждой и интересом было воспринято экспертами. Возможно сфера применения этих новых данных достаточно широка, в особенности для ответа задач сельского, лесного хозяйства и других аналогичных отраслях [1].

Оценка возможности применения снимков RapidEye для обновления цифровых топографических карт масштаба 1:25 000 была совершена в ФГУП «Уралгеоинформ» по предложению компании «Совзонд», главного официального дистрибьютора компании RapidEye AG по распространению данных дистанционного зондирования, приобретаемых с группировки спутников RapidEye. Определение возможности обновления цифровых топографических карт масштаба 1:25 000 по космическим снимкам RapidEye.

ТЕСТОВЫЙ УЧАСТОК

 Нижневартовский и Сургутский районы Ханты-Мансийского независимого округа — Югры. Местность мало обжита, покрыта высокими и угнетенными лесами, болотами. Немногочисленные поселения представлены городами с числом обитателей до 40–50 тыс., поселками сельского типа и городского.

Развита транспортировки углеводородов и инфраструктура добычи: кустовые площадки, газо- и нефтепроводы, электролинии, улучшенные шоссе, зимники. Рельеф плоскоравнинный.

Данные

  • мультиспектральный космический снимок RapidEye уровня обработки L1В, дата съемки 20.06.2009 г., размер снимка 80х100 км, формат поставки NITF;
  • фотопланы масштаба 1:5000 для комплекта опорных и контрольных точек;
  • цифровые топографические карты масштаба 1:25 000 с высотой сечения рельефа 5 м для построения цифровой модели рельефа (ЦМР) и оценки дешифровочных особенностей;
  • сквозной классификатор объектов цифровых планов и топографических карт [2] для оценки дешифровочных особенностей.

РЕЗУЛЬТАТЫ Изучения

Ориентирование космического снимка. Ориентирование снимка RapidEye выполнялось на базе RPC-коэффициентов, поставленных совместно со снимком, и уточнялось по опорным точкам. Количество опорных точек изменялось от 1 до 20 (рис. 1).

Количество контрольных точек для оценки точности ориентирования составляло 64–84. Результаты приведены на рис. 2. Как видно из графика, ориентирование снимка RapidEye лишь только с применением RPC-коэффициентов без опорных точек выполнено с точностью 40 м. При добавлении всего одной опорной точки точность ориентирования повысилась до семи метров. Предстоящее повышение количества опорных точек не улучшило итог.

Рис. 1. Размещение опорных точек при внешнем ориентировании космического снимка

Рис. 2. Средние неточности на контрольных точках по окончании внешнего ориентирования

В соответствии с инструкции по фотограмметрическим работам [3] уровень качества ориентирования одиночного снимка считается удовлетворительным, в случае если среднее значение погрешностей координат контрольных точек в плане не превышает 0,3 мм в масштабе карты. Так, точность ориентирования снимка RapidEye RPC-способом соответствует нормативным требованиям к картам масштаба 1:25 000 (до 7,5 м), причем, для этого достаточно всего одной надежной опорной точки.

Ортотрансформирование снимка RapidEye. Для ортотрансформирования космического снимка употреблялась цифровая модель рельефа, полученная картометрическим методом по горизонталям топографических карт масштаба 1:25 000 с высотой сечения рельефа 5 м. Точность ортотрасформирования рассчитывалась по 83 контрольным точкам. Значения неточностей планового положения контрольных точках приведены на рис.

3. Средняя неточность составила 6,90 м, средняя квадратическая 7,71 м, большая 14,7 м. Другими словами, точность взятого ортоснимка соответствует нормативной точности фотоплана масштаба 1:25 000.

Рис. 3. Неточности в плановом положении контрольных точек на ортоснимке RapidEye Рис. 4 Фрагмент космического снимка RapidEye (Западная Сибирь)

Изучение дешифровочных особенностей снимка RapidEye. Работа проводилась по цветному снимку RapidEye, синтезированному в оттенках, родных к натуральным (каналы 1, 2 и 3). Фрагмент снимка приведен на рис. 4. Оценивалась возможность визуального дешифрирования объектов, подлежащих отображению на цифровых топографических картах в соответствии со «Сквозным классификатором цифровых топографических планов и карт» [2].

Рассматривались следующие группы объектов: поселения, промышленные территории, дорожная сеть, природные объекты.

По изображению населенных пунктов четко выделяются жилые кварталы, участки личной застройки, территории предприятий, улично-дорожная сеть. Социально-значимые объекты (школы, церкви, развлекательные комплексы) определяются по характерной форме, размерам; во многих случаях — с привлечением дополнительных материалов. Распознавание точечных объектов (отдельных строений, заводских труб, монументов) как правило вероятно в количестве цифровой топографической карты масштаба 1:25 000.

Контуры промышленных объектов — станций перекачки нефти, компрессорных станций, кустовых площадок скважин — читаются четко. Строения, цистерны, складские помещения распознаются с уверенностью. Но сами скважины не читаются.

Нереально выяснить наличие обваловки. Тяжело проследить линии электропередач, в особенности по болотам. Для нанесения подземных трубопроводов нужно применять дополнительные материалы: схемы, карты.

дороги разных классов и железные дороги с уверенностью читаются на космических снимках RapidEye благодаря высокому контрасту с окружающими объектами. Сложности появляются при определении насыпей на протяжении дорог, водопропускных труб, легких придорожных сооружений. Автомобильные развязки, съезды, мосты распознаются прекрасно.

Разные виды грунтов и растительности (большой лес, угнетенный лес, лиственный лес, хвойный лес, луг, пески, болота) замечательно распознаются на этих снимках благодаря наличию нескольких спектральных каналов. Имеются затруднения с отдельными деревьями, кустами либо полосами деревьев, но в данной местности мы не всегда можем их выявить и на снимках с размером пикселя 2,5 м (к примеру, взятыми с космического аппарата ALOS/PRISM).

Результаты оценки дешифровочных особенностей сведены в «Альбом образцов топографического дешифрирования космических снимков RapidEye». В Альбоме указана категория сложности дешифрирования объектов местности и приведены фрагменты их изображения на космических снимках.

ВЫВОДЫ

Космические снимки RapidEye по своим точностным и дешифровочным чертям пригодны в качестве главных фотоматериалов для обновления цифровых топографических карт масштаба 1:25 000 малообжитых районов Западной Сибири.

Создатель высказывает признательность компании «Совзонд» (Российская Федерация) и компании «RapidEye AG» (Германия) за помощь данной работы, своевременную космическую съемку и предоставленные изображения RapidEye.

Перечень литературы

  1. Дворкин Б.А. Группировка спутников ДЗЗ RapidEye: неповторимые возможности для ответа задач мониторинга // Геоматика. – 2009. – № 3 (4). – С.14-21.
  2. 26288412-1.1-07. Стандарт ФГУП «Уралгеоинформ». Карты и замыслы цифровые топографические. Сквозной классификатор объектов цифровых планов и топографических карт. кодирования и Система классификации. Правила цифрового описания. – Екатеринбург: ФГУП «Уралгеоинформ», 2007.
  3. Инструкция по фотограмметрическим работам при создании цифровых топографических планов и карт. ГКИНП(ГНТА)-02-036-02. – М.: ЦНИИГАиК, 2002.

«Атмосферная коррекция снимков в ENVI на примере данных Landsat-8»


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: