Алгоритмы и модели стереофотограмметрической обработки данных от систем спектрозональной съемки Земли

• Автор: Пошехонов, Василий Ильич
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2010
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 192 с. : ил.

ОГЛАВЛЕНИЕ
Введение
1. Обоснование возможности практического применения результатов обработки снектрозональных стереоизображений

и задачи диссертационного исследования

1.1. Системы стереоскопической съемки земной поверхности

1.2. Предложения по стереообработке спектрозональной видеоинформации.

1.3. Анализ алгоритмов обработки стереоизображений и задачи диссертационного исследования.

Основные результаты

2. Геометрические модели формирования

и стереофотограмметрической обработки спектрозональных изображений.

2.1. Полиномиальная модель геометрического функционирования съемочной системы

2.2. Методика геометрической калибровки сканерной съемочной системы.
2.3. Алгоритмы уточнения элементов внешнего ориентирования Основные результаты
3. Алгоритмы совместного анализа разновременных изображений
3.1. Процедуры предварительной обработки исходных изображений.
3.2. Исследование алгоритмов установления соответствия точек
3.3. Алгоритмы формирования карт диспарантиостей по стереопарам
3.4. Построение трехмерных моделей сцены.
Основные результаты
4. Практическая реализация алгоритмов в системах обработки данных ДЗЗ
4.1. Технология формирования выходных информационных продуктов
4.2. Алгоритмы организации вычислительного процесса на современной вычислительной технике.
4.3. Программное обеспечение стереообработки сканерных изображений земной поверхности.
Основные результаты
Заключение
Список литературы


В этом случае выделим два варианта реализации: съемка двумя (или более) камерами, жестко установленными на платформе КА под некоторыми углами; съемка одной камерой с небольшой временной задержкой, в течение которой выполняется изменение ориентации спутника для повторной регистрации той же сцены. Первый вариант реализации был впервые использован в съемочной системе MOMS-, работавшей в г. Spacelab. Аналогично функционирует ряд современных сканирующих устройств: Cartosat-1, ASTER (КА Terra), PRISM (КА Alos), HRS (KA SPOT-5) и др. На запущенном в г. КА Cartosat-1 установлены два сканера разрешением 2. В/Н = 0. На спутнике Alos ( г. PRISM, включающая три независимые оптические системы. Панхроматическая съемка разрешением 2. Отношение стереобазы к высоте для изображений от крайних съемочных устройств составляет В/Н = 1. Особенность данных систем заключается в необходимости изготовления нескольких съемочных устройств, что увеличивает общую массу КА и стоимость всей системы. Пространственное разрешение изображений, получаемых подобными КА, как правило, уступает максимально достижимым значениям на данном этапе развития съемочной аппаратуры. Второй вариант реализации стереосъемки, используемый для таких спутников, как Ikonos, GeoEye-1, QuickBird, WorldView-1-2, EROS А и др. КА. Например, КА GeoEye-1, запущенный в г. В отличие от систем, использующих несколько жестко установленных на платформе КА под определенными углами съемочных устройств, отношение стереобазы к высоте В/Н для рассматриваемого варианта может изменяться в достаточно широких пределах в зависимости от программы съемки. Гак, для спутника QuickBird данное значение может изменяться от 0. КА, которая была бы способна за короткое время выполнить необходимое переориентирование спутника. С другой стороны, как и для любой одномаршрутной стереосъемки, преимущество заключается в оперативности получения информации. Например, спутники Landsat не разрабатывались для стереоизмерений, однако съемк с разницей в одни сутки выполняется с перекрытием изображений от % (на экваторе) до % (около полюсов), что обеспечивает возможность стереонаблюдений. Поскольку отношение стереобазы к высоте в этом случае оказывается незначительным (для средних широт В/Н < 0. Стереопару в данном случае образуют снимки, полученные с разных витков полета спутника и в разное время, при этом перекрытие изображений обеспечивается с помощью отклонения съемочных осей. Заметим, что рассмотренные ранее космические аппараты, реализующие одномаршрутный конвергентный тип съемки с помощью изменения ориентации КА между моментами регистрации одной и той же сцены, также могут формировать стереопары и на разных витках. Однако подобный режим используется для данных спутников редко, поскольку одновременная (одномаршрутная) съемка обеспечивает ряд преимуществ: одинаковые условия освещения сцены и неизменность характеристик самих изображенных объектов, кроме того, геометрическая точность оказывается более высокой вследствие коррслированности ошибок геопривязки изображений стереопары []. Для реализации межмаршрутной стереосъемки может быть использовано устанавливаемое на входе объектива зеркало, позволяющее отклонять ось визирования поперек трассы полета КА. По такому принцип}' построены, например, съемочные устройства на КА серии SPOT: HRV (SPOT-1-2-3), HR VIR (SPOT-4), HRG (SPOT-5), для которых обеспечивается отклонение направления визирных лучей до ±°. При этом, поскольку соседние витки слишком удалены друг от друга, для получения стереопар с отношением стереобазы к высоте в диапазоне от 0. Другой способ заключается в отклонении спутника по крену и реализован в таких системах, как: Kompsat, IRS- 1C/ID, Ресурс-ДК и др. Ресурс-ДК», запущенный в г, обеспечивает отклонение КА по крену до °. Съемочное устройство «Геотон-Л1» формирует изображения в полосе захвата км с разрешением 1 м в панхроматическом и 2 м в узких спектральных диапазонах. Таким образом, на основе рассмотренной классификации вариантов космической стереосъемки можно сделать ряд выводов. Для видеодатчиков скано-вого принципа действия наиболее часто применяется одномаршрутная и межмаршрутная конвергентная (с отклонением оптической оси) съемка. Основные характеристики данных вариантов с примерами съемочных устройств (СУ) приведены в табл. Таблица 1.