В курсе рассматриваются теоретические основы обработки материалов аэрофотосъемки. Приводятся основные зависимости, связывающие точки на снимках с точками на местности. Описываются основы теории построения модели местности по снимкам. Даются основные сведения по методам автоматического распознавания соответственных точек на снимка. Подробно объясняется: конфигурация воздушного судна, построение полетного задания, порядок обработки результатов аэрофотосъемки и возможные проблемы, возникающие при этом. Рассматривается практическая реализация обработки данных аэрофотосъемки с использованием коммерческого и открытого программного обеспечения. Основной упор в курсе делается на обучение практическим навыкам обработки данных с минимальным теоретическим экскурсом, необходимым для понимания процессов, происходящих на разных этапах.
3.3 "Уравнивание, оценка точности результатов"
Loading...
Do curso por Saint Petersburg State University
Фотограмметрическая обработка материалов аэрофотосъемки с БПЛА
19 classificações
Saint Petersburg State University
19 classificações
Na lição
Фотограмметрическая обработка материалов съемки (Первый этап)
Conheça os instrutores
Казаков Эдуард ЭдуардовичНаучный сотрудник
«Международный центр по окружающей среде и дистанционному зондированию имени Нансена»
Мазурок Артём ВладимировичРуководитель проекта
компания "Геоскан"
Тюрин Сергей ВячеславовичДоцент
Кафедра картографии и геоинформатики
[МУЗЫКА]
[МУЗЫКА] Полученное
разреженное облако точек является ориентиром во внешней системе координат.
Так как мы использовали координаты центра фотографирования из EXIF'а фотографии,
то оно в системе координат WGS 84.
Как уже было отмечено, точность таких координат не очень высокая,
порядка нескольких метров.
Для уточнения модели можно использовать два способа,
которые сейчас будут рассмотрены.
Первый классический основывается на использовании опорных точек,
так называемых опознаков, точек планово-высотного обоснования,
координаты которых определены внешними методами, например,
спутниковыми или традиционными геодезическими.
А второй способ подозревает наличие на борту биспилотного летательного аппарат
GNSS приемника высокой точности в режиме дифференциальных измерений координат,
он обеспечивает сантиметровую точность определения центров фотографирования.
Давайте рассмотрим первый вариант.
Мы будем загружать контрольные точки в наш проект.
В окне «Проект» мы перейдем во вкладку «Привязка», она находится внизу.
Мы увидим наши фотографии в списке сверху с исходными координатами,
видите: долгота, широта, высота, и какая-то точность, заданная программой.
То есть программа подразумевает, что точность координат порядка 10 метров,
ну берет чуть побольше.
И справа, в самом правом столбике ошибка.
Ошибки в данном случае являются разницей между исходными и рассчитанными
координатами.
Рассчитанные координаты можно посмотреть во
вкладочке «Просмотр рассчитанных значений».
Видите, изменили значение, если опять исходное и рассчитанное,
то долгота, широта и высота немного меняются.
Общая ошибка как я уже сказал в этом столбике.
И в самом низу подведена общая ошибка для всех фотографий.
С помощью команды «Преобразовать», которая находится вот здесь,
мы можем преобразовать привязку координату в любую встроенную в Фотоскан систему.
Фотоскан поддерживает большинство известных и существующих систем координат,
вы можете увидеть здесь кнопочку «Ещё» и из списка
можно выбрать любую географическую либо проецированную систему координат.
Например, по коду 4326
мы можем найти географическую систему координат в WGS 84.
Но нам сейчас это не особо нужно, поэтому нажмем отмену.
И тут тоже нажмем отмену.
Если мы хотим проконтролировать процесс выравнивания или задать локальную
систему координат, стоит обратиться к опорным точкам.
Опорной точкой или маркером называется такая точка, координаты которой заранее
известны или определены, и она отчетливо видна на трех или более снимках.
Хорошим вариантом может служить белый крест на асфальте.
В ситуации, когда естественных опознаков нет, нужно заранее перед
съемкой разложить их по площади снимаемого объекта, это могут
быть какие-то пластиковые дощечки также с черным контрастным крестом на них.
Естественно, дощечки должны быть белого или светлого оттенка.
Вы уже наверняка поняли,
что одним из важных параметров опорной точки является ее контрастность.
Однако некоторые контрастные элементы внешней среды, такие как
поребрики или низы опор ЛЭП не подходят или не будут очень хорошими опознаками,
так как они имеют разную высоту с близлежащими объектами.
Например, перепад поребрики 15-20 см.
И когда мы будете отмечать эту точку на фотографии,
очень легко можно ошибиться и присвоить точку с неправильной высотой,
что повлечет конечно же ошибку в дальнейшем.
Для хорошего результата необходимо не менее четырех опорных знаков.
Однако в профессиональной фотосъемке количество этих
опознаков рассчитывается исходя из масштаба, который мы хотим получить.
Если мы хотим только проконтролировать построение без
перепроецирования в локальную систему координат, будет достаточно пяти точек,
расположенных по углам и в центре нашей сцены.
Давайте же загрузим файл,
содержащий опорные точки в программу Фотоскан.
Для этого воспользуемся кнопочкой «Импорт»,
и выберем исходный текстовый файл.
Нажмем «Открыть».
Необходимо расставить разделители, чтобы программа поняла, где какая координата.
Сменим разделитель на табуляцию и увидим,
что у нас под каждым столбцом появились координаты, названия точки и ее высота.
И система координат, так как это локальная система координат,
будет отображаться как local coordinates.
Давайте нажмем Ok.
Agisoft PhotoScan спросит нас: «Отсутствуют совпадения для записи.
Хотите создать новый маркер?» Да, мы хотим создать новый маркер для всех,
так как у нас заранее не были созданы маркеры,
поэтому мы нажмем кнопочку «Да для всех», и слева под фотографиями
вы увидите у нас отобразилось достаточно большое количество маркеров, 29 штук.
Для них известны значения x, y,
z и точность уже, так как это маркеры определены с высокой точностью,
Agisoft PhotoScan присваивает им 5-сантиметровую точность.
Не обращайте внимание на то, как исказилась наша модель.
Вы можете видеть, что ее очень сильно развернуло.
На данном этапе это неважно.
Давайте же теперь отметим наши опознаки на фотографиях.
Перейдем к опознаку номер 5.
Так как я знаю, где он находится, я выберу номер
фотографии, это будет 321, и открою ее.
Вы видите фотографию, это дачный участок какой-то, Как отмечать фотографию?
Сначала нужно найти то место, где находится опознак.
Я знаю, что это внешний угол разметки.
Затем, приблизив максимально близко, чтобы было удобно,
я нажимаю правую кнопку мышки и выбираю «Разместить маркер».
В выпадающем списке я могу выбрать один из тех маркеров,
которые я загрузил до этого в программу.
Я выбираю номер маркера 5.
У меня слева появляется большая ошибка, но сейчас это не очень важно.
Как я уже говорил, нужно опознак
разметить хотя бы на трех, а лучше четырех фотографиях,
поэтому давайте сделаем то же самое для другой фотографии, например для следующей,
322.
На ней, нам повезло, машина проехала чуть дальше, и наш опознак свободен.
Давайте разместим на нем тот же самый пятый маркер.
Теперь для удобства нашей
работы перейдем в меню маркеров, и правой кнопкой мышки,
нажав на пятый маркер, выберем «Отфильтровать по маркерам».
Таким образом, вы можете увидеть, что в окне «Фотографии» у нас
отфильтровались только те фотографии, на которых этот маркер отобразился.
Это очень удобно и позволяет не искать среди большого количества
фотографий нужную, а работать только с необходимыми.
Давайте отметим на 356 фотографии этот маркер.
Однако, как вы видите,
программа уже предлагает нам разместить маркер в том же месте.
Вы видите, что это немножко другое положение камеры, но, тем не менее,
внешний край разметки совпадает.
Однако, мне не совсем нравится то, как программа расположила этот опознак,
поэтому я его немножко перемещу.
Для того, чтобы это сделать, наведите курсор мышки
на кружочек белого цвета, он сменится на красный,
и зажмите мышку и переместите туда, куда вам нужно.
Вы видите, что цвет флажка изменился с белого на зеленый.
Таким образом, программа теперь учитывает положение этого опознака.
То же самое сделаем для четвертой фотографии, и,
на всякий случай, для пятой.
Для оставшихся фотографий можно уже этот процесс не делать,
так как у нас пять фотографий были размечены.
Это уже даже больше, чем необходимо.
Давайте теперь проведем эту процедуру для остальных опознаков,
для ускорения процесса сразу перейдем к результату.
Я отметил три опознака.
Теперь такая процедура трансформации нас сейчас ждет.
Для того, чтобы это сделать, необходимо в окне фотографий
выделить все фотографии с помощью кнопки Shift и снять галочку напротив них.
Убедившись, что галочка снята,
нажмите (но при этом напротив маркера каждого
галочка должны стоять) кнопочку «Обновить»,
она находится сверху, и ваша модель,
если вы все опознаки отметили правильно, займет правильное место.
И те опознаки, которые вы еще не успели отметить, также займут свое место.
Вы видите, что у меня на обновленной модели появились остальные 29 опознаков.
Этого еще недостаточно для полной трансформации,
однако теперь это позволяет намного проще и быстрее находить опознаки.
Давайте отметим еще один опознак, где-нибудь вот здесь, например 17-й.
Теперь мы можем сразу же, нажимая на этот опознак правой кнопкой мышки,
отфильтровать по маркерам.
Фотографии сразу же будут уже выбраны те, которые нам необходимы.
Выберем фотографию, и вы видите, что он практически находится в правильном месте,
то есть с учетом того, что размер пикселей здесь порядка 1 см, может быть максимум 2,
то ошибка по трем опознакам составляет не больше 5 см.
Однако давайте добьемся еще лучшего результата и определим
для четырех снимков этот опознак.
После завершения этой процедуры
нажмем кнопку «Обновить еще раз» и перейдем к просмотру ошибок.
В столбце «Ошибки», напротив каждого опознака, который мы отметили,
давайте отфильтруем, появились значения общих ошибок.
Как мы видим, значения не превышают 12 мм, это очень хороший результат,
которого мы смогли добиться.
Для полноты картины имеет смысл еще несколько опознаков разметить,
но вы сделаете это уже самостоятельно.
Однако, такой результат достигается не всегда,
и для того, чтобы исправить возможные большие ошибки,
необходимо воспользоваться командой «Оптимизировать камеры».
Процесс оптимизации — это и процесс перерасчета элементов внешнего и
внутреннего ориентирования снимка, с учетом того,
что каждый опознак принимается за идеальную соответствующую точку.
Вы можете здесь видеть некоторые параметры,
такие как фокусное расстояние, положение главной точки и коэффициенты,
разнообразные коэффициенты дистории.
Не нужно без надобности нажимать другие коэффициенты, нажмем Ok.
После нажатия кнопки Ok запустится обработка,
и она позволит уменьшить ошибку.
В моем случае эта обработка не требуется,
потому что у меня и так очень маленькая ошибка.
Таким образом мы познакомились с программой Фотоскан,
познакомились с ее интерфейсом, научились загружать в нее фотографии, строить модель
из разреженного облака связующих точек, а также перепроецировать в нужную
нам систему координат эту модель и контролировать процесс построения модели.
В следующей теме мы рассмотрим второй этап обработки данных — построение
плотного облака точек.
Explore nosso catálogo
Registre-se gratuitamente e obtenha recomendações, atualizações e ofertas personalizadas.
O Coursera proporciona acesso universal à melhor educação do mundo fazendo parcerias com as melhores universidades e organizações para oferecer cursos on-line.
© 2019 Coursera Inc. Todos os direitos reservados.
