
- •Часть 2
- •Предисловие
- •Глава 9. Методы цифровой фотограмметрии
- •1. Понятие о цифровом изображении
- •2. Характеристики цифрового изображения
- •3. Фотометрические и геометрические преобразования
- •4. Источники цифровых изображений
- •5. Стереоскопические наблюдения и измерения
- •6. Автоматическая идентификация точек
- •7. Фотограмметрическая обработка
- •1 . Внутреннее ориентирование снимков
- •2. Выбор точек и построение
- •3. Построение и уравнивание фототриангуляционной сети
- •8. Цифровая модель рельефа и ее построение
- •1. Способы представления цифровой модели рельефа
- •2. Фотограмметрическая технология построения цифровой модели рельефа
- •9. Ортотрансформирование снимков
- •2. Наблюдение и измерение цифровых изображений
- •3.Внутреннее ориентирование снимка в системе координат цифрового изображения
- •4. Создания цифровых трансформированных изображений.
- •5. Создание цифровых фотопланов.
- •6. Оценка точности цифровых трансформированных
- •10. Современные цифровые фотограмметрические
- •Контрольные вопросы
- •Глава 10. Методы инерциальной и спутниковой навигации
- •1. Координатные системы, используемые в инерциальной и спутниковой навигации
- •2. Инерциальные навигационные системы
- •1. Общие принципы инерциальной навигации
- •2. Базовые элементы инерциальных навигационных приборов
- •3. Инерциальные измерительные блоки
- •4. Обработка инерциальных данных
- •3. Спутниковые навигационные системы
- •1. Действующие и разрабатываемые снс
- •2. Основные компоненты снс
- •Орбитальная группировка
- •Наземный сегмент
- •Аппаратура пользователя
- •Дифференциальная подсистема (дпс)
- •3. Навигационные сигналы gps, глонасс и Galileo
- •Счет времени
- •Координатное обеспечение
- •Навигационные сигналы
- •4. Содержание и точность спутниковых измерений
- •5. Постоянно действующие и временные базовые станции
- •4. Интеграция инерциальных и спутниковых систем
- •1. Достоинства и недостатки навигационных систем
- •2. Фильтр Калмана
- •3. Элементы модели интеграции инс и снс
- •5. Опыт эксплуатации интегрированных навигационных систем при изысканиях
- •Контрольные вопросы
- •Глава 11. Метод аэрогеодезических работ
- •На основе
- •Воздушной лазерной локации
- •И цифровой аэрофотосъёмки
- •1. Принципиальные отличия и сфера применения метода
- •Этапы технологии выполнения
- •Лазерно-локационные и аэрофотосъемочные работы, выполняемые в ходе полевого обследования
- •1. Установка и наладка оборудования на борту
- •2. Геодезическое обеспечение аэросъемочных работ.
- •3. Производство измерений на борту
- •4. Контроль отсутствия пропусков в данных и требуемой
- •5. Вычисление траекторий и определение точности
- •6. Обработка комплексных данных лазерного сканирования.
- •7. Тематическая обработка
- •8. Обработка цифровых фотоснимков
- •3. Программный комплекс altexis
- •4. Основные возможности воздушных сканеров altm
- •Основные технические параметры
- •Общие параметры
- •Перечень программного обеспечения Программное обеспечение Назначение
- •Инструментальные средства лазерной локации
- •6. Лазерное сканирование и цифровая
- •Контрольные вопросы
- •Глава 12. Системы наземного мобильного лазерного сканирования
- •Особенности и преимущества наземных
- •2. Состав и отличие наземных мобильных
- •Системы мобильного картографирования от Topcon
- •Контрольные вопросы
- •Глава 13. Геоинформационное обеспечение территории города
- •1. Создание единого поля координатно-временной
- •2. Аэрофотосъемка со спутниковой навигацией и лазерным сканированием городской территории.
- •3. Создание планово-картографического материала
- •Концепция 3Dimage xyzrgb
- •Контрольные вопросы
- •Глава 14. Беспилотники – перспективное
- •2. Комплекс по производству цифровой аэрофотосъемки
- •Блок-схема технологии создания цифровых топографических планов по материалам афс и влс
- •Библиографический список
- •Глава 9. Методы цифровой фотограмметрии…………….....4
- •Глава 10. Методы инерциальной и
- •Глава 11. Метод аэрогеодезических работ на
- •Глава 12. Системы наземного мобильного
- •Глава 13. Геоинформационное обеспечение
- •Глава 14. Беспилотники – перспективное средство
- •Приложение № 1 Блок-схема технологического процесса создания
3. Создание планово-картографического материала
и мониторинг
Технологические линии аэрофотогеодезического производства в современных предприятиях базируются на методах цифрового картографирования, например: технологическая линия отечественного производства (программные продукты PHOTOMOD, ПАНОРАМА), зарубежная технологическая линия США фирмы INTERGRAPH. В технологиях крупномасштабного картографирования используются материалы аэрофотосъёмки и спутниковая геодезическая привязка аэрофотоснимков. Для выпуска векторных планов масштабов 1:500 и 1:1000, как правило, осуществляется стереовекторизация дешифрированных контуров на цифровых фотограмметрических станциях.
Одним из важнейших направлений эффективного экономического развития города является рациональная организация территории, которая невозможна без наличия единой актуализированной цифровой планово-картографической основы. Первым шагом в деле обновления картографических материалов города является создание цифровых топографических планов, например в масштабе 1:10000 для целей обеспечения разработки Генерального плана.
Планово-картографическая основа создается в городской системе координат. Хранение, классифицирование и использование всего массива топографической информации реализуется, как правило, в среде ГИС, например MAPINFO. Сведения об объектах хранятся в виде двух логически связанных классов данных - графическая информация, которая в свою очередь подразделяется на растровые и векторные данные и семантическую информацию. При необходимости вся информация конвертируется в АВТОКАД.
Создание ЦТП города в масштабе 1:500 выполняется с целью оптимизации затрат и сроков по современной аэрофотогеодезической технологии (см. приложение № 2, стр. 207). В качестве исходных материалов для ускоренной технологии используется аэрофотосъёмка (АФС) городской территории в крупном масштабе, например масштаба 1:4000, и воздушное лазерное сканирование (ВЛС). Например, АФС и ВЛС города Омска выполнены с использованием пяти базовых станций для определения элементов внешнего ориентирования аэрофотоснимков и сканерного блока.
П
родукт
Неогеографии в России - Google
Earth
достаточно высокого разрешения можно
успешно использовать на стадии
проектирования аэрофотосъёмки города,
а также для составления проекта
планово-высотной привязки наземных
опознаков и его реализации не дожидаясь
материалов аэрофотосъёмки, которые
достаточно долго проходят процедуры
приёмки и специальной цензуры. Такой
элемент технологии реализован при
картографировании территории города
Омска (Рис.13.8). Растр высокого
пространственного разрешения совмещался
с реальным проектом аэрофотосъёмки и
границей обработки в мировой географической
системе координат. Это позволяет реально
ускорить процессы проектирования и
выполнения полевого комплекса
аэрофотогеодезических работ по привязке
наземных планово-высотных опознаков.
Синхронно с лазерным сканированием, как правило, выполняется цифровая цветная АФС. На Омском объекте цифровая фотосъёмка выполнена в масштабе 1:10000 с фокусным расстоянием 60 мм и разрешением в пикселе фотоснимка 7 см.
Воздушное лазерное сканирование осуществлялось с высоты 600 м над средней плоскостью, плотность лазерных точек составляет 6 на 1 квадратный метр при частоте сканирования 150 кГц и средней скорости носителя 140 км/час. Обработка материалов воздушного лазерного сканирования выполняется по автоматизированным и автоматическим алгоритмам, по которым, в частности, выделяются поверхность земли, здания и сооружения, растительность.
Точность построения ЦМР, полученной по данным ВЛС, контролировалась по материалам полевой инструментальной съёмки. С использованием спутниковых приёмников и электронных тахеометров определялись плановые координаты и высоты идентичных точек. Расхождения между полевыми отметками и отметками, полученными по результатам ВЛС, не превысили 10 см. Точность построения ЦМР по результатам ВЛС соответствует требованиям инструкций, предъявляемым к сечению рельефа 0,5 м.
Дешифрирование для создания ЦТП масштаба 1:500 выполняется на увеличенных до масштаба 1:500 фрагментах центральных частей аэрофотоснимков панхроматической аэрофотосъёмки масштаба 1:4000. Цветные снимки масштаба 1:10000, полученные синхронно с лазерным сканированием, используются при дешифрировании, так как обладают ещё одним прямым дешифровочным признаком – цветом. Кроме того, по этим снимкам достаточно просто изготовить цветные ортофотопланы масштабов 1:1000 и 1:2000 для различного целевого назначения, учитывая то, что для каждого снимка есть исходные данные в виде элементов внешнего ориентирования и ЦМР.
Планово-высотная подготовка снимков городской территории выполняется более производительно по GPS-технологии относительно базовых станций. Режим измерения для определения координат планово-высотных опознаков - «Быстрая статика». Координаты каждого опознака определяются не менее чем от двух базовых станций городской сети. Например для городской территории Омска, точность координат опознаков в плане составила 3 см, по высоте – 4 см.
Фотограмметрическое сгущение опорной геодезической сети, включающей наземные опознаки и центры фотографирования, выполнялось на цифровой фотограмметрической станции Z/I фирмы Intergraph строгим способом уравнивания связок. Для создания цифровых топографических планов используется специальный классификатор для ЦТП масштаба 1:500.
На основе крупномасштабных топографических съёмок создаются различные геоинформационные (ГИС) и земельноинформационные (ЗИС) системы. В качестве примера можно привести «Концепцию слоев ЗИС», которая приведена на семинаре в Швейцарии на примере города Регенсдорфа (см. приложение № 8)
Готовая продукция в виде ЦТП масштаба 1:500 выдаётся в цифровой форме на DVD – дисках. Блок-схема технологии создания цифровых топографических планов города по материалам цифровой фотосъёмки и воздушного лазерного сканирования дана в приложении № 7.
Материалы цифровой цветной аэрофотосъёмки и воздушного лазерного сканирования обеспечивают переход от плоской векторной формы представления цифровой информации в ГИС к суперсовременному трехмерному документированию объектов города в 3D - информационных системах. Это открывает принципиально новые возможности для детального, достоверного и динамичного отображения и модернизации всех аспектов жизни города в трёхмерном пространстве.
С целью упорядоченного подхода к системному обновлению (мониторингу) информации необходимо обязать, чтобы все вновь создаваемые и обновляемые планы масштаба 1:500 и новые исполнительные съёмки различных строительных организаций выполнялись и сдавались в цифровом стандартном виде. То есть, классификатор, перечень и содержание слоёв ЦТП должны строго соответствовать установленному для города стандарту.
В целом, современные цифровые технологии обновления картографических материалов строятся на широком использовании фотографических изображений местности, полученных как с космических аппаратов, так и с самолетов и других носителей, а также материалы воздушного и наземного мобильного лазерного сканирования. На основе этих изображений создаются цифровые ортофотопланы, векторные планы и суперсовременные 3D Информационные системы.
Дальнейшее поддержание картографической и кадастровой информации всего масштабного ряда на современном уровне осуществляется, в зависимости от необходимой оперативности, технических требований и экономической эффективности, различными методами:
Обновление карт средних масштабов осуществляется с использованием материалов космической съемки высокого разрешения и материалов съёмок прежних лет.
Оперативное обновление планов крупных масштабов линейно протяженных объектов, например улиц, эффективно осуществлять с использованием наземных мобильных сканирующих систем.
Современное периодическое обновление крупномасштабных съемок производится по материалам аэрофотосъемки с лазерным сканированием территории через 5-15 лет в зависимости от интенсивности изменений.
Текущее дежурное объектовое обновление осуществляется по результатам исполнительных геодезических съемок, которые должны быть представлены по соответствующим слоям в цифровой форме и в городской системе координат.
4. Перспективы развития суперсовременных технологий.
Т
ехнологии
основаны на использовании цифровых
изображений и пространственных данных
лазерного сканирования, кроются в
создании реальных пространственных 3D
фотомоделей объектов и территорий.
Реалистичные 3Dмодели
приходят на смену векторных планов и
ортофотопланов, что позволяет проектировать
и решать другие задачи не только на
плоскости, но и в трёхмерном и четырёхмерном
пространстве.
Основные идеи и достоинства современных технологий:
Использование качественных цифровых аэрофотоснимков как информационной основы;
Использование набора наклонных аэрофотоснимков как изображений обеспечивает большую узнаваемость объекта (увеличивает количество дешифровочных свойств, рисунки 13.9 и 13.10 одного и того же здания: наклонный и плановый фотоснимки), что значительно повышает эффективность принятия решений;
Использование концепции пространственной привязки пикселей изображений.
Существующие перспективные информационные технологии:
Geokosmos 3DModeller
Информационная система Skyline Software
Systems
Информационная система Pictometry
3D Image или XYZRGB Image
Информационная система Multivision
Н
апример,
Pictometry (рисунок
13.11) –
информационная
система, которая обеспечивает пользователям
быстрый и лёгкий доступ к изображениям
(до 12 различных ракурсов) любого объекта:
земельного участка, здания, автострады
и др. Используя
Pictometry можно
получать точные географические координаты
каждого пикселя, возможность измерить
расстояние, высоту, периметр, длину,
ширину и площадь объектов в пределах
изображений. Система сочетает мощные
инструменты с лёгкостью освоения и
использования.
Преимущества технологии:
Возможность наблюдать объект с любого ракурса, меняя точку и направление обзора, возможность «летать» над моделью.
Возможность выполнения трёхмерных измерений (по сравнению с ортофотопланом, где все измерения относятся к плоскости).
Более высокие изобразительные (дешифровочные) свойства.
Недостаток при рассматривании плановых аэро и космических
снимков объекта в перспективе (3D):
ф
отоизображение вертикальных поверхностей плановых и космических снимков получается с фототекстурой низкого качества (недостаток информации см рис.13.12).В этом случае, или вводится искусственная текстура фасадов (см. Рис.13.13), или создаются и трансформируются реалистичные фасады зданий по дополнительным цветным цифровым снимкам (Рис. 13.14 и 13.15).
Перечисленные современные информационные технологии находят применение за рубежом:
В военном деле.
В гражданском проектировании и планировании.
Службы безопасности, службы спасения, пожарные службы.
Территориальные Администрации различного уровня (управление, планирование).
При решении телекоммуникационных задач.
Управление недвижимым имуществом.
П
утешествия и туризм.