Η χρήση των δορυφορικών εικόνων IKONOS για την παραγωγή ορθοφωτογραφιών

Transcript

1 Η χρήση των δορυφορικών εικόνων IKONOS για την παραγωγή ορθοφωτογραφιών Μ. Μπισδάρη, Α.Μ. Ξυνταρλάκη, Χ. Ιωαννίδης, Α. Γεωργόπουλος Εργαστήριο Φωτογραµµετρίας ΣΑΤΜ, ΕΜΠ 6η Συνάντηση Χρηστών Φωτογραµµετρίας & Τηλεπισκόπησης της Ζ/Ι Imaging

2 Σκοπός ιερεύνηση της χρησιµότητας και αποδοτικότητας των δορυφορικών εικόνων IKONOS- της SpaceImagine, για την παραγωγή: Ψηφιακών Μοντέλων Εδάφους και Ορθοφωτογραφιών

3 Χαρακτηριστικά του IKONOS- Γεωµετρική ανάλυση: 1m στο παγχρωµατικό κανάλι 4m στα πολυφασµατικά κανάλια Υψος τροχιάς: 681 km (ηλιοσύγχρονη) Αισθητήρας: Επιφανειακός 1K x 1K (Kodak) Τρόπος δηµιουργίας εικόνας: whisk-broom Μέγεθος σκηνής: 11km πλάτος σάρωσης σε κατακόρυφη λήψη 1km x 1km εύρος τυπικής σκηνής έκτες GPS Rockwell C/A κώδικα

4 Παράγοντες καθορισµού Γεωµετρίας ορυφορικού Συστήµατος Είδος αισθητήρα: Γραµµικοί, Επιφανειακοί Τρόπος δηµιουργίας εικόνας Μαθηµατικό µοντέλο δεκτών Αυστηροί γεωµετρικοί αλγόριθµοι Προσεγγιστικό µαθηµατικό µοντέλο: Πολυώνυµα I=f 1 (X, Y, Z) J=f (X, Y, Z) Κλάσµατα πολυωνυµικής µορφής - rational functions

5 1 1 h( X, Y, Z) b0 + bx 1 + by + bz + b4 XY+ bxz 5 + byz 6 + b7 XYZ+ bx 8 + J = = g( X, Y, Z) 1+ cx+ cy+ cz+ c XY+ c XZ+ cyz+ c XYZ+ c X + cy f( X, Y, Z) a0 + ax 1 + ay + az + a4 XY+ a5 XZ+ ayz 6 + a7 XYZ+ a8 X + ay + I = = g( X, Y, Z) 1+ cx+ cy+ cz+ c XY+ c XZ+ cyz+ c XYZ+ c X + cy + c by c a10z 10Z b10z 10Z όπου: I, J: συντεταγµένες ενός σηµείου σε στήλες και γραµµές Χ, Υ, Ζ: καρτεσιανές συντεταγµένες σηµείου σε WGS84 f, h, g: πολυωνυµικές συναρτήσεις a i,b i,c i : συντελεστές πολυωνύµου + c c a11x 11X b11x 11X + c + + a1 1X Y b1 1 X Y+ X Y+ + c a1 1X Z b1 1 X Z+ + c a14xy + a15y + a16 14XY + c15y + c16y Z X Z+ b XY + b15y 15Y + c X Y+ c X Z+ c XY + c Y Z+ + c a17xz + a18yz + a19z 17XZ + c18yz + c19z + b Y Z+ b XZ + b YZ c Y Z+ c XZ + c YZ + c 18 b19z 19Z

6 εδοµένα Ένα ζευγάρι παγχρωµατικών Εικόνων IKONOS στην Βόρεια Αττική, περιοχή Αγίου Στεφάνου, έτος λήψης 000 Μέτρηση µε GPS 0 σηµείων γεωδαιτικού ελέγχου (φυσικά φωτοσταθερά ή GCP s), µε µέση ακρίβεια 0cm Κάλυψη της ίδιας περιοχής µε πρόσφατες αεροφωτογραφίες

7 Περιοχή Εφαρµογής

8 Στερεοσκοπικό µοντέλο IKONOS

9 ιαδικασία µε εικόνες IKONOS Εισαγωγή εικόνων στο σύστηµα SSK της Z/I Imaging Ελεγχος διαφορετικών προσανατολισµών Παραγωγή DTM µε αυτόµατη µέθοδο, διόρθωση και αξιολόγησή τους Παραγωγή ορθοφωτογραφιών Ελεγχος Ακρίβεια ορθοφωτογραφιών

10 Χαρακτηριστικά Αεροφωτογραφιών Κλίµακα: 1: Αριθµός: 10 φωτογραφίες σε λωρίδες των 4 µοντέλων Φωτοσταθερά: 15 σηµεία στο block (από τα µετρηµένα GCP s)

11 ιαδικασία µε αεροφωτογραφίες Εισαγωγή εικόνων στο σύστηµα SSK της Z/I Imaging Εκτέλεση αεροτριγωνισµού, µε 15 σηµεία σύνδεσης ανά φωτογραφία Παραγωγή DTM µε αυτόµατη µέθοδο, διόρθωση DTM Παραγωγή 8 ορθοφωτογραφιών Σύνταξη ορθοφωτο-µωσαϊκού Ελεγχος Ακρίβεια ορθοφωτοµωσαϊκού

12 DTM Περιοχής Εφαρµογής από Μοντέλο IKONOS χωρίς φωτοσταθερά

13 Ορθοφωτογραφία εικόνων IKONOS χωρίς χρήση φωτοσταθερών (I)

14 Ορθοφωτογραφία εικόνων IKONOS µε χρήση 5 φωτοσταθερών (II)

15 Ορθοφωτογραφία εικόνων IKONOS µε χρήση 10 φωτοσταθερών (III)

16 Σχετική σύγκριση ορθοφωτογραφιών IKONOS από συντεταγµένες σηµείων ελέγχου 5 σηµεία ελέγχου Ορθοφωτο (I)-(II) Ορθοφωτο (I)-(III) Ορθοφωτο (II)-(III) Χ (m) Y (m) Χ (m) Y (m) Χ (m) Y (m) ± 0.75 ±.46 ± 1. ±.7 ± 0.84 ± 1.

17 Ακρίβεια ορθοφωτογραφιών IKONOS 15 γνωστά σηµεία ελέγχου Ορθοφωτο χωρίς χρήση GCP: Χ= -1.5m ±1.7m Υ= m ±0.9m Ορθοφωτο µε 5 GCP s: Χ=.76m ±1.81m Υ= 0.8m ±1.7m Ορθοφωτο µε 10 GCP s: Χ= -0.8m ±.m Υ= -0.58m ±1.10m

18 Συµπεράσµατα (1) Ποιοτικός Ελεγχος Ορθοφωτογραφιών IKONOS Παρόµοιες ορθοφωτογραφίες µε ή χωρίς χρήση GCP s Ικανοποιητική ανάλυση για κλίµακα 1:5.000 σύγκριση µε ορθοφωτο-µωσαϊκό από αεροφωτογραφίες Ποσοτικός Ελεγχος Ορθοφωτογραφιών IKONOS Μεγάλη συστηµατική µετατόπιση χωρίς χρήση GCP s ή µε λίγα GCP s Πολλά GCP s για πλήρη εξάλειψη της συστηµατικής µετατόπισης Ακρίβεια κλίµακας 1:5.000 για ορθοφωτο χωρίς GCP s, µετά την εξάλειψη της συστηµατικής µετατόπισης

19 Συµπεράσµατα () Προσεκτική εφαρµογή των ορθοφωτογραφιών µεγάλων κλιµάκων, από εικόνες IKONOS υνατότητα σύνταξης ορθοφωτογραφιών κλίµακας 1:5.000, αν είναι γνωστά φωτοσταθερά που ο αριθµός τους θα κάλυπτε τις απαιτήσεις αντίστοιχης εφαρµογής από αεροφωτογραφίες Ανάγκη για περαιτέρω διερεύνηση και έλεγχο