Производственный проект по обработке более 100 000 снимков, полученных беспилотным летательным аппаратом.

Тема: технологии выполнения фотограмметрических работ

Более 10% площади России занимает природная зона тундры. Несмотря на тяжелые климатические условия севера эта территория активно эксплуатируется и требует актуальных пространственных данных. В последние годы популярным источником детальной аэрофотосъемки стали беспилотные аппараты. Аэрофотосъемка в тундровой зоне является достаточно сложной задачей. Перепады суточных температур, обширные водные пространства, сильные ветра, переменчивая погода и другие факторы. Это сказывается на качестве материалов аэрофотосъемки. Короткий съемочный сезон заставляет выполнять полевые работы в максимально сжатые сроки с получением большого объема данных. Повышаются требования и к процессу фотограмметрической обработки данных.          

Именно такой непростой проект выполнила наша компания осенью этого года. Заказчиком нам предоставлен аэрофотосъемочный блок, состоящий из более чем 100 000 снимков на территорию общей площадью 300 кв. км (на рисунке 1 границы объекта синим). Перепад высот был небольшим, в пределах 56 метров. Древесная растительность на съемке практически отсутствовала, преобладали карликовые стелющиеся кустарники, мхи и лишайники. Строения единичны. Большая часть территории покрыта водой: реки, старицы, термокарстовые озера и болота с открытой водной поверхностью.


Рис.1 Общий блок аэроснимков на всю территорию

Снимки были получены с одного БПЛА, оснащённого камерой SONY DSC-RX1RM2 с пространственным разрешением на местности 3,4 см. В связи с тем, что съемка производилась одним бортом, съемочные работы растянулась на месяц и условия съемки менялись, как с изменением времени суток, так и с изменением погодных условий день ото дня. В итоге совместно обрабатывались снимки полученные за 27 полетов. Границы полетов можно увидеть на рисунке 1, они выделены бирюзовым цветом. Для фотограмметрической обработки все снимки были разделены на 4 блока, количество изображений в каждом составляло от 20 до 30 тысяч.  Материалы съемки были обеспечены наземными опорными точками в количестве 15 штук (на рисунках 1 и 2 опорные точки обозначены треугольниками красного цвета). Заявленная точность определения координат центров фотографирования в полете, после постобработки составила 20 см. Это позволило уравнять блоки с точностью в пределах 50 см.  

Рис.2 Деление на 4 фотограмметрических блока

Все 4 блока обрабатывались по единой технологии. Расстановка связующих точек происходила в автоматическом режиме, общее количество в каждом блоке от 1,5 до 2,5 миллионов точек. Фрагмент одного из отчетов по результатам уравнивания сети фототриангуляции на рисунке 3.

Таблица 1. Оценка точности на опорных и контрольных точках



Таблица 2 и 3. Фрагмент из отчета по уравниванию первого фотограмметрического блока

В результате необходимо было получить ортофотопланы с разрешением на местности не хуже 6 см и горизонтали с сечением 0,5 метра. В каждом блоке были построены цифровые модели рельефа (ЦМР) с шагом 5 см (рис.4), все снимки ортотрансформированы и создана единая ортомозаика с выравниванием цвета, поделенная на листы (рис.5). Ортофотопланы получены в пределах номенклатурных листов масштаба 1:2000 в формате tiff. Результаты выравнивания по тону и цвету представлены на рисунке 5 и 6.

Рис.4 Цифровая модель рельефа 

Рис.5 Ортофотопланы на всю территорию съемки

Рис.6.  Слева фрагмент с изображениями исходных снимков одного из блоков, справа - ортомозаика на эту территорию 

Горизонтали построены в автоматическом режиме по матрицам высот, разрезаны на листы и экспортированы в формат ArcGIS и AutoCAD (рис.7). Процесс построения горизонталей был запущен параллельно с процессом трансформирования снимков.

Рис.7. Горизонтали на всю территорию съемки

Вся обработка производилась в распределенном режиме с использованием сетевой конфигурации ЦФС PHOTOMOD на 4 вычислительных узлах, каждый из которых содержал 12 ядер и 48 Гб оперативной памяти. Проект выполнялся в автоматическом режиме, участие оператора сводилось к функциям контроля и выбора параметров обработки. Общее время, затраченное на реализацию проекта, составило месяц.  

Полученный в процессе выполнения проекта практический опыт позволил нашим разработчикам оптимизировать работу ЦФС PHOTOMOD с большим (100 000 и более) количеством снимков.


По вопросам выполнения фотограмметрических работ обращайтесь по адресу: dzz@racurs.ru или тел. 8 (495) 720-51-27. 
 Фотограмметрические услуги

Рубрики