Міністерство освіти і науки, молоді та спорту України

Національний університет «Львівська політехніка»

На тему: «Створення ортофотокарти за матеріалами космічного знімання у програмі Панорама»

Виконала: студентка гр.ФТМ-4

Федьорко Ю. П.

Львів 2012

Зміст

Вступ ..................................................................................................................3

Розділ 1. Гіперспектральні космічні системи……………………………………….…..4

1.1. Технічні характеристики гіперспектральних систем…………………………5

1.2. Гіперспектральний супутниковий сенсор Hyperion……………….………….7

1.3. Гіперспектральний супутниковий сенсор СНRIS…………………….………8

1.4. Гіперспектральні авіаційні сенсори……………………………………………9

1.5. Передавальні властивості гіперспектральних аерокосмічних зображень…12

1.6. Аналіз існуючих методів оцінювання інформативності гіперспектральних аерокосмічних зображень………………………………………………………….15

Розділ 2. Вимоги до складання і оновлення цифрових топографічних карт……...…17

Розділ 3. Створення ортофотокарти………………………………………………..…..21

3.1. Технологічна схема методу…………………………………………………21

3.2. Підготовчі роботи………………………………………………….…..………21

3.3. Створення растрової топографічної карти…………………………….……..23

3.4. Підготовка растрового зображення космічного знімка…………..…………28

3.5. Підготовка опорних точок для транспортування фрагменту космічного знімка……………………………………………………………………………………..28

3.6. Трансформування растрового зображення космічного знімка……………..28

3.7. Створення цифрової моделі рельєфу………………………………………..30

3.8. Створення ортофотозображення………………….…………………………..33

3.9. Створення ортофотокарти на основі матеріалів космічного знімання…….34

Висновок ………………………………………………………………………….……..38

Список використаної літератури…………………………………………………...39

Додаток……………………………………………………………………………….40

Вступ

Курсова робота «Створення ортофотокарти за матеріалами космічного знімання у програмі Панорама» має за мету закріплення теоретичних знань, отриманих під час вивчення курсу «Фотограмметричні технології в геодезії, картографії та землеустрої» на бакалаврському рівні підготовки, а також надбання практичних навичок і оволодіння технологією створення та оновлення топографічних карт і планів цифровим методом за матеріалами космічного знімання з використанням ГІС Панорама.

Основними завданнями курсової роботи є:

• Вивчення теоретичних питань,пов’язаних з отриманням і опрацюванням космічних зображень;

• Опрацювання растрових зображень та створення векторних карт у ГІС Панорама;

• Оформлення роботи.

Теоретична частина курсової роботи містить три розділи. В першому розділі висвітлено питання про гіперспектральні аерокосмічні системи. Висвітлена суть гіперспектральних аерокосмічних систем та їх технічна характеристика. Детальніше розглянуто технічні характеристики і конструктивні особливості конкретних зразків супутникових гіперспектральних систем Hyperion та CHRIS. Висвітлено питання про передавальні властивості , а також аналіз існуючих методів оцінювання інформативності гіперспектральних аерокосмічних зображень.

В другому розділі подані питання, які стосуються вимог до складання і оновлення цифрових топографічних карт.

Третій розділ містить питання роботи в середовищі ГІС Панорама, тобто створення ортофотокарти. Подана технологічна схема методу, що містить перелік послідовних процесів даної роботи. Кінцевим результатом є створення ортофотокарти в середовищі ГІС Паногама.

1. Гіперспектральні космічні системи

За результатами гіперспектрального знімання одержують синхронні зображення сцени в багатьох (десятки-сотні) вузьких (5-20 нм) спектральних каналах. Кожний піксель даних має власну спектральну сигнатуру, яка за допомогою спеціального програмного забезпечення може використовуватись для ідентифікації матеріалів та об’єктів, видів і стану рослинності, ґрунтових комплектів, геологічних порід і мінералів, якості води, штучних покрить тощо. В результаті гіперспектрального знімання формується набір окремих зображень у різних спектральних каналах реєстрації. Разом ці зображення утворюють так званий гіперкуб даних, який показано на рис.1.1. Гіперспектральне знімання ефективне, зокрема, для оцінювання рівнів біомаси, вмісту сполучень карбону в атмосфері та океані, геологорозвідці тощо[1].

Рис. 1.1. Гіперкуб даних

Уже за декількома десятками спектральних каналів можна аналізувати характерні особливості форми спектральної характеристики об’єктів, забезпечуючи тим самим максимально вірогідну їх ідентифікацію. Для звичайних багатоспектральних систем цього досягти не вдається.

Сьогодні вважають, що саме висока спектральна розрізненність (тобто велика кількість окремих спектральних каналів) – це неодмінна умова роботи в прикладних сферах дистанційного зондування (ДЗ). Сучасні технології розпізнавання основані на урахуванні особливостей спектрального відбиття різних об’єктів, які й проявляються як характерні деталі спектральних сигнатур, що зазвичай мають ширину декілька одиниць або десятків нм.

Головною перевагою гіперспектрального космічного знімання є реєстрація практично повного (безперервного) спектра земних утворень у кожній точці зображення, що дає змогу за умови використання апріорних знань про спектри покриттів ландшафту та спеціальної попередньої обробки отримати унікальну інформацію про склад і властивості об’єктів сцени знімання. Недоліками гіперспектрального знімання є висока вартість, складність та інформаційна надмірність. Обробка та навіть проглядання гіперспектральних зображень вимагають потужних комп’ютерів та цифрових накопичувачів надвисокої ємності. Складною проблемою є відбір інформативних спектральних каналів, важливих для розв’язання тієї чи іншої тематичної задачі. Оптимальний відбір спектральних каналів і ефективна інтерпретація гіперспектральних зображень потребують принципово нових методів їх обробки та аналізу.

1.1. Технічні характеристики гіперспектральних систем

Сьогодні у світі розроблено багато різновидів гіперспектральних сенсорів, які відрізняються призначенням, закладеними в них принципами формування зображення, оперативними даними, технічними характеристиками, конструктивними особливостями. Аналіз розвитку аерокосмічних систем дистанційного зондування Землі (ДЗЗ) показує, що кількість їх робочих спектральних діапазонів постійно зростає від одиниць до декількох десятків або сотень. Діапазони спектральної чутливості окремих робочих каналів такої апаратури можуть бути дуже вузькими і розташовуватися в смузі електромагнітного спектра від ультрафіолетового до середнього інфрачервоного. Однак через енергетичні обмеження не вдається забезпечити високі просторову розрізненість та радіометричну якість зображень, але досвід інтерпретації показує, що гіперспектральні аерокосмічні зображення дають додаткову унікальну інформацію про властивості об’єктів ДЗЗ. Так, на експериментальній космічній платформі SINDRI встановлено сенсор FTHSI з кількістю спектральних каналів 256 у діапазоні 0,47-1,05 мкм за спектральної розрізненності 1,7 нм і просторової розрізненності на місцевості 28 м. Основні технічні характеристики сучасних супутникових гіперспектральних систем зведено в табл. 1.1.

Таблиця1.1