Для выполнения аэрофотосъемочных работ территорий городов и иных населенных пунктов в 2018 году АО «Уралгеоинформ» приобрел Аэрофотосъемочный комплекс Phase One 190MP
Внешний вид комплекса PAS 190MP (210) в сборке
На экране вы можете видеть состав и внешний вид комплекса:
- Фотокамера PhaseOne IXU-RS1900;
- Управляющий компьютер IX Controller MKIII;
- Гироплатформа Somag DSM 400;
- ГНСС-инерциальный измерительный блок Applanix POS AVX 210
Принципиальная оптическая схема фотокамеры PhaseOne IXU-RS1900
В фотокамере PhaseOne IXU-RS1900 применена нетрадиционная двух-объективная оптическая схема (две камеры PhaseOne IXU-RS1000) получения аэроснимка со смещенными относительно оптической оси каждого объектива сенсорами.
По итогам съемки производится трансформирование (то есть приведение к единым оптическим элементам снимка: фокусное расстояние, координаты главной точки, устранение остаточных элементов дисторсии) и сшивка в единый аэроснимок центральной проекции размером 190 MP.
Также "новинкой" для нас было получение изображений сенсорами технологии КМОП (CMOS) без опций компенсации смаза изображения, традиционной для сенсоров, изготовленных по технологии ПЗС.
На предыдущем рисунке представлена принципиальная оптическая схема фотокамеры PhaseOne IXU-RS1900
Далее для сравнения приведены форматы кадров 3-х аэрофотокамер – RCD 30, DMS II 250 и PhaseOne IXU-RS1900. Наглядно видно преимущество PhaseOne перед среднеформатными камерами и сопоставимость формата кадра по характеристикам с широкоформатной камерой DMS II 250.
Сравнение некоторых характеристик аэрокамер
По аэрофотосъемочной производительности фотокамера PhaseOne IXU-RS1900 практически равноценна DMC II 250, с 18-20% увеличением количества аэроснимков, при значительно меньшей стоимости аэрофотосъемочного комплекса. Автоматизация основных фотограмметрических процессов незначительно снижает производительность фотограмметрической обработки аэроснимков (по сравнению с DMC II 250).
Летно-съемочный сезон 2018
За летно-съемочный сезон 2018 года были выполнены следующие аэрофотосъемочные работы:
- для создания цифровых ортофотопланов масштаба 1:2 000 и стереотопографической съемке масштаба 1:2 000 территории городов с населением более 1 млн. человек, выполнена аэрофотосъемка с разрешением 10 см с перекрытиями 80х40 % на площади 2 069 кв. км
- для создания цифровых ортофотопланов территорий населенных пунктов масштаба 1:2 000 и масштаба 1:10 000 выполнена аэрофотосъемка с разрешением 15 см с перекрытиями 60х30 % на площади 9 654 кв. км.
Программное обеспечение
На экране представлено программное обеспечение, поставляемое вместе с аппаратным комплексом. Рассмотрим каждый модуль более подробно.
Аэрофотосъемка
Планирование полетов выполнялось средствами Ix_plan.
Планирование полетов
За счет планирования полетов с учетом цифровой модели рельефа снимаемой местности исчезла необходимость проектирования аэрофотосъемки с "запасом" в 2-3% по перекрытиям и до 5%-ным\ запасом по разрешению на местности, что несомненно является преимуществомIx_plan.
Данное программное обеспечение, на наш взгляд, оптимально подходит для проектирования одиночных больших по площади объектов.
Если же предстоит съемка объектов малой площади и в одном полете их запланировано более 10, а выполнение по каждому из них отдельного полета не целесообразно, то для каждого подобного проекта необходимо полностью индивидуально строить маршруты и, соответственно, перезагружать проекты в полете, что в условиях довольно громоздкой ручной процедуры перезагрузки проектов, влечет за собой неоправданные затраты полетного времени.
Хотелось бы обратить внимание разработчиков на необходимость выполнения такого рода организации аэрофотосъемочных работ.
Полетное управление комплексом на воздушном судне осуществляется ПО Ix_flight с одновременной работой в фоновом режиме Ix_capture - программы полетного управления работой камер.
Аэрофотосъемочные работы выполнялись с установкой комплекса на ВС АН-2 на скоростных режимах 150-195 км в час (80-105 узлов).
Параметры работы фотокамеры устанавливались в зависимости от освещенности и времени светового дня.
Обработка первичных данных АФС
окно настроек программы iX Capture
Обработка первичных аэрофотосъемочных материалов производилась в два этапа:
– сшивка левой и правой части изображения с устранением дисторсии (получение формата *.tiff) в ПО iX Capture;
– цветокоррекция изображения (при необходимости) в ПО Capture One (как правило 5-10% аэроснимков требуют цветокоррекции).
Исходный формат изображений *.IIQ, состоит из двух частей – левой (Left) и правой (Right).
В программе постобработки iX Capture осуществляется сшивка двух частей в единое изображение. Совместно с объединением изображений выполняется процесс автоматического исключения дисторсии и вывод конечного изображения в формат *.TIFF. Значения коэффициентов радиальной, тангенциальной дисторсии и параметры деформации снимков записаны в системных файлах XML.
На экране представлено окно настроек программы iX Capture.
После сшивки двух частей изображения мы получаем аэрофотоснимок, готовый для дальнейшей фотограмметрической обработки.
окно базовых настроек цветокоррекции снимков: типовая гистограмма и тональные кривые для изображений RGB
Для обеспечения наилучшего качества фотоизображения, выполняется этап цветокоррекции в ПО Capture One.
Корректировка полученных изображений в формате *.tiff при необходимости производилась по гистограмме и тоновым кривым таким образом, чтобы обеспечить наилучшее воспроизведение полутонов без отсечек в области теней, светов и средних тонов.
На рисунке представлено окно базовых настроек цветокоррекции снимков: типовая гистограмма и тональные кривые для изображений RGB.
Путем установления специальных настроек Детальности, Экспозиции, Усиления резкости, Четкости и Структуры, а также путем варьирования параметров гистограммы можно добиться наилучшего качества исходного аэрофотоснимка.
После постобработки все аэрофотоснимки имеют формат изображения *.tiff, диапазон RGB, радиометрическое разрешение не хуже 8 бит на пиксель.
Контроль аэрофотосъемки
типовые гистограммы и тоновые кривые для изображений RGB
Визуальный контроль аэрофотосъемочных материалов осуществлялся в ПО Capture One и PHOTOMOD.
На всех полученных камерой изображениях отсутствуют дефекты, полосы, смазы и пятна, а также снимки имеют достаточную и однородную резкость по всему полю изображения.
Выполненная аэрофотосъемка имеет незначительно разную тональность, что является следствием разнодатности проведения аэрофотосъемочных работ.
Выявленная разность тональностей аэрофотосъемки не повлияла на автоматические процессы при использовании коррелятора в ПО PHOTOMOD, а при изготовлении ЦОФП исключается путем применения настроек ПО PHOTOMOD Глобального и Локального выравнивания яркости;
Дополнительно оценка визуального качества материалов аэрофотосъемки проводилась в ПО Capture One по общепринятым критериям, основным среди которых является гистограмма.
Помимо проработки теней и светов для цветных изображений необходимо анализировать их сбалансированность, часто выражающуюся в правильном воспроизведении серых цветов. Хорошо сбалансированные изображения имеют почти совпадающие гистограммы в каналах красного, зеленого и синего цветов. Сдвиг гистограммы в одном из цветовых каналов приводит к появлению так называемого «нацвета» или, другими словами, к тонированию всего изображения цветом этого (или дополнительного к нему) канала, что ухудшает качество изображения.
На рисунке представлены типовые гистограммы и тоновые кривые для изображений RGB хорошего качества.
В результате визуального осмотра и анализа гистограмм и тоновых кривых в ПО Capture One выборочных аэрофотоснимков был сделан вывод об удовлетворительных дешифровочных свойствах изображений. На аэроснимках хорошо определяются объекты:
–линейного характера (разметка на автодорогах и т.п., береговая линия водных объектов, наземные трубопроводы и т.д.);
– локального характера (опоры и столбы ЛЭП и тени от них, люки колодцев на застроенных территориях, детали крыш зданий, разметка пешеходных переходов на автодорогах и т.п.).
Фотограмметрическая обработка материалов АФС
На текущий момент можно говорить лишь о предварительных результатах обработки выполненной аэрофотосъемки с использованием комплекса Phase One 190MP в ПО PHOTOMOD.
 |
 |
Комплекс фотограмметрических работ по обработке АФС с данной камеры выполняется аналогично работам с любых других сенсоров. Выполнение внутреннего и взаимного ориентирования на первоначальном этапе происходит в автоматическом режиме. Выполнение автоматического поиска связующих точек в режиме БПЛА дало удовлетворительный результат, связи определены в полном объеме и подлежат дальнейшей ручной коррекции.
В настоящее время нашими специалистами активно ведется работа по освоению приобретенного аэрофотосъемочного оборудования, проводятся различные тестовые и экспериментальные работы на основании выполненной аэрофотосъемки, такие как:
1. Обработка в ПО PHOTOMOD аэрофотосъемки, выполненной с высоты 500 м с разрешением 5 см – с целью получения трехмерной, высоко детальной модели - прототипа лазерного сканирования.
2. Анализ увеличения трудозатрат на выполнение фотогамметрических работ аэрофотосъемки с продольным перекрытием 80% и поперечным 40% по сравнению с работами, выполненными ранее.
3. Тестирование скорости уравнивания и качества (точности) уравнивания фотограмметрического блока с перекрытием 80% на 40% в сравнении с прореженным блоком с перекрытием 60% на 40%.
4. Тестирование возможностей ПО PHOTOMOD в области создания True Orto на аэрофотосъемке с продольным перекрытием в 80%.
Об итоговых результатах мы будем информировать профессиональное сообщество.
Анашкин Павел Анатольевич, генеральный директор АО «Уралгеоинформ»
UR66.TOP
