Электронная библиотека Веда
Цели библиотеки
Скачать бесплатно
Доставка литературы
Доставка диссертаций
Размещение литературы
Контактные данные
Я ищу:
Библиотечный каталог российских и украинских диссертаций

Вы находитесь:
Диссертационные работы России
Географические науки
Аэрокосмические исследования Земли, фотограмметрия

Диссертационная работа:

Евстратова Лариса Геннадьевна. Разработка технологий создания цифровых карт по аэрокосмическим снимкам на основе метода свободно ориентированных моделей : Дис. ... канд. техн. наук : 25.00.34 : Новосибирск, 2005 170 c. РГБ ОД, 61:05-5/3411

смотреть содержание
смотреть введение
Содержание к работе:

Введение 4

1 Современное состояние методов фотограмметрической
обработки снимков 11

1.1 Технологии создания карт, основанные на аналоговых и
аналитических методах фотограмметрии 11

1.2 Цифровые фотограмметрические технологии создания
цифровых карт и ортофотопланов 17

  1. Космические снимки высокого и среднего разрешения 27

  2. ГИС и мониторинг поверхности по материалам аэрокосмических съемок 33

2 Исследование влияния ошибок снимков на точность
получения результата на различных этапах фотограмметрической
обработки 39

  1. Измерение координат точек по цифровым снимкам 39

  2. Анализ ошибок цифровых снимков 44

  3. Структурная модель изменения точности в процессе фотограмметрической обработки измерений 51

3 Разработка технологии создания цифровых карт по
аэрокосмическим снимкам на основе метода свободно
ориентированных моделей 64

  1. Сущность метода свободно ориентированных моделей 64

  2. Технология создания карт различного масштаба по снимкам одного масштаба на основе метода свободно ориентированных моделей 73

  1. Мониторинг поверхности и карты переменного масштаба 75

  2. Фотограмметрическая обработка космических снимков среднего и высокого разрешения с использованием свободно ориентированных моделей, построенных по аэрофотоснимкам 79

4 Экспериментальные работы по исследованию предложенных
технологий 89

  1. Анализ объектного состава крупномасштабных карт 89

  2. Исследования точности метода свободно ориентированных моделей, построенных по аэрофотоснимкам 102

  3. Исследования точности визирования на точки цифровых снимков 107

4.4 Проверка работоспособности методики привязки
космических снимков по аэрофотоснимкам на основе метода свободно
ориентированных моделей 1 Ю

Заключение 115

Список используемых источников 117

Приложения 130

Введение к работе:

Актуальность темы. Развитие цифровых методов фотограмметрической обработки снимков обеспечивает создание принципиально новых эффективных технологий, позволяющих получать как стандартные виды продукции -цифровые карты, планы различного назначения, ЦМР, цифровые фотопланы и ортофотопланы и т.п., так и принципиально новые виды продукции, например, ЗЭ-реалистичные модели, информацию для оперативного и планового мониторинга и т.д.

Появление цифровой фотограмметрии связывают с 1988 годом, когда Helava представил первый цифровой стереопл оттер. Однако, разработка цифровых методов началась гораздо раньше - в 80-х годах XX века.

Цифровая фотограмметрия основана на объединении двух научных направлений — аналитической фотограмметрии и методов цифровой обработки изображений. Достаточно долгое время эти направления развивались независимо и решали различные задачи. Развитие вычислительной техники позволило объединить эти методы обработки снимков, и в результате появилось новое, быстро развивающееся направление - цифровая фотограмметрия [1, 2, 3, 4, 5 и др.].

Разработка методов аналитической фотограмметрии началась в середине 50-х годов XX века с появлением электронных вычислительных машин, хотя теоретические основы аналитической фотограмметрии были разработаны профессором Урмаевым Н.А. еще в 40-х годах [6].

Основной вклад в развитие аналитической фотограмметрии внесли советские ученые: Лобанов Н.А., Антипов И.Т., Журкин И.Г., Добрынин Н.Ф., Погорелов В.В., Трунин А.П., Тюфлин Ю.С. и другие, а также зарубежные ученые:Вго\уп D.S., Hallert В., Schmid Н., Ackerman F., Schut G.H. Значительный вклад в развитие цифровой обработки изображений, ориентированной на решение фотограмметрических задач, внесли российские ученые: Журкин И.Г., Гук А.П., Чибуничев А.Г., Пяткин В.П., Книжников Ю.Ф., Нехин С.С., Зотов Г.А. и другие, а также зарубежные ученые: Helava, Hobronght C.L., Konecny G.

В настоящее время в методах цифровой фотограмметрии реализованы основные идеи и технологии аналитической фотограмметрии. Главное направление дальнейшего развития - автоматизация фотограмметрических измерений и разработка новых технологий.

"Абсолютная" гибкость цифровых методов обработки открывает неограниченные возможности в создании новых методик и технологий, рассчитанных на решение конкретных задач и получение новых видов продукции. При этом "специализированные" методы позволяют решить конкретную задачу с меньшими затратами, получить результат быстрее и с более высокой точностью, чем при использовании стандартных технологий.

В настоящей работе рассмотрены различные варианты выполнения фотограмметрической обработки снимков, основанные на методе свободно ориентированных моделей, что позволяет существенно изменить технологию и получать новые виды фотограмметрической продукции. Работы в этом направлении были начаты в 2000 году и, несмотря на то что одновременно метод разрабатывался и другими авторами (Чибуничев А.Г., Ли Чжун Хва, Козориз М. Д. и др.), в данной работе методика обработки существенно отличается от предложенной другими авторами, о чем подробнее будет сказано далее.

Расширение сферы использования методов фотограмметрии, повышение экономической эффективности выполнения работ, сокращение производственого цикла, создание новых видов продукции являются первостепенными задачами развития отрасли.

Цель и задачи исследования. Цель диссертации состоит в разработке технологий создания карт фотограмметрическим методом, сокращающих цикл выполнения работ и обеспечивающих создание новых видов фотограмметрической продукции, более полно удовлетворяющей интересам заказчика.

Для достижения этой цели необходимо было решить следующие задачи:

выполнить анализ современных технологий создания карт и выявить "узкие" места технологии, изменив которые можно повысить эффективность технологии;

определить новые требования, предъявляемые заказчиками к картам и пространственной информации в связи с появлением ГИС и развитием новых информационных технологий;

исследовать метрические свойства цифрового изображения и разработать структурную модель влияния ошибок на точность фотограмметрических построений;

разработать технологию создания карт различного масштаба по снимкам одного залета и технологию создания карт с переменной точностью;

разработать методику привязки космических снимков высокого и среднего разрешения для оперативного обновления информации в ГИС.

Объект и предмет исследования. Объект исследования — методы цифровой фотограмметрической обработки аэрокосмических снимков. Предмет исследования - технология создания цифровых карт по аэрокосмическим снимкам.

Теоретическая и методологическая база исследования. В работе использованы методы цифровой обработки изображений, аналитической и цифровой фотограмметрии. Уравнивание выполнялось по методу наименьших квадратов; оценка измерительных свойств системы осуществлена с использованием частотного подхода анализа изображений, а оценка точности измерений выполнялась в соответствии с положениями теории вероятности.

Информационная база исследования. Исходным материалом для разработки технологии являются космические снимки высокого и среднего разрешения, цифровые аэрофотоснимки и цифровые карты, опорные геодезические данные. Также базой для выполнения работ являются выполненные ранее исследования в области аналитической и цифровой фотограмметрии.

Научная новизна. Научная новизна диссертации заключается в том, что обоснованы основные понятия метрической точности цифровых снимков и предложены технологии создания цифровых карт, позволяющие полностью реализовать метрические возможности цифровых снимков, создавать карты различных масштабов по снимкам единого залета и получать, кроме стандартных, новый вид продукции (карты переменного масштаба), оперативно обновлять информацию в ГИС по космическим снимкам высокого и среднего разрешения.

На защиту выносятся:

структурная модель влияния ошибок на точность получения результатов на каждом этапе фотограмметрической обработки измерений;

технология создания цифровых карт разных масштабов по снимкам одного залета на основе метода свободно ориентированных моделей и технология создания разномасштабных карт;

-методика привязки космических снимков высокого и среднего

разрешения по аэрофотоснимкам на основе метода свободно

ориентированных моделей.

Теоретическая значимость. Выполненные в диссертационной работе теоретические исследования позволили обосновать необходимость хранения фотограмметрических данных, полученных на определенных этапах обработки, что дает возможность регулировать точность результатов фотограмметрической обработки. Доказана эффективность применения метода свободно ориентированных моделей при решении определенного круга фотограмметрических задач.

Практическая значимость. Практическая ценность работы заключается в том, что предложенные методика и технологии доведены до практического использования и применяются при создании карт нефтегазовых месторождений. Разработанные технологии показали более высокую эффективность, чем стандартные, при создания карт разных масштабов.

Основные результаты исследования:

разработана структурная модель изменения точности на каждом этапе фотограмметрической обработки снимков;

разработана технология создания карт различных масштабов по снимкам единого залета и технология создания карт переменного масштаба;

предложена методика привязки космических снимков высокого и среднего разрешения для оперативного обновления информации в ГИС.

Степень разработанности проблемы. Предложенный автором метод свободно ориентированных моделей доведен до практической реализации. Технология, основанная на этом методе, используется при выполнении производственных работ. Теоретические выводы, полученные в результате исследования изменения точности фотограмметрических данных, позволяют по-новому организовать хранение данных в ГИС.

Апробация работы. Основные положения диссертационной работы докладывались, обсуждались и получили одобрение: на научно-технической конференции, посвященной 60-летию кафедры фотограмметрии и дистанционного зондирования, СГГА, 9-11 декабря 2003 г.; на региональной научно-практической конференции с международным участием, посвященной 85-летию Роскартографии и 30-летию кафедры инженерной геодезии и картографии ИрГТУ, 12-13 марта 2004г., г. Иркутск; на LIV научно-технической конференции, посвященной 225-летию геодезического образования в России, 19-23 апреля 2004г., г. Новосибирск; на научно-практической конференции "Дальнейшее совершенствование природной, техногенной и пожарной безопасности населения и территорий — устойчивое развитие Сибирского региона", г. Новосибирск, 15 сентября 2004 г.; на научно-технической конференции "Геоинформационные технологии для решения задач управления рисками и кризисными ситуациями", г. Екатеринбург, Уралгеоинформ, 29-30 июня 2004 г.; на международной научно-технической конференции, посвященной 225-летию МИИГАиКа, Москва, 2004 г.; на

международном научном конгрессе «ГЕО-Сибирь-2005», 25-29 апреля 2005 г., г. Новосибирск.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, четырех разделов, заключения и списка использованных источников, содержащего 132 наименования, приложений 5. Общий объем составляет 171 страницу печатного текста, 17 рисунков, 7 таблиц.

Основные положения диссертации опубликованы в семи научно-технических работах.

  1. Евстратова, Л.Г. Технология создания цифровых карт по материалам аэрофотосъёмки [Текст] / Л.Г. Евстратова // Материалы научно-тех. конф., посвященной 60-летию кафедры фотограмметрии и дистанционного зондирования 9-11 декабря 2003 г. - Новосибирск: СГГА, 2003. - С.40-41.

  2. Евстратова, Л.Г. Исследование объектного состава цифровых карт крупных масштабов [Текст] / Л.Г. Евстратова // Материалы региональной научно-тех. конф. с международным участием, посвященной 85-летию Роскартографии и 30-летию кафедры инженерной геодезии и картографии ИрГТУ. - Иркутск: ИрГТУ, 2004. -С. 83-85.

  3. Евстратова, Л.Г. Разработка технологии создания цифровых карт различных масштабов по свободно ориентированной маршрутной сети [Текст] / Л.Г. Евстратова // Геодезия и картография. - 2004. - № 9. — С. 42-44.

  4. Евстратова, Л.Г. Технология наполнения базы данных ГИС для решения оперативных задач по аэрофотоснимкам единого залета [Текст] / Л.Г. Евстратова // Материалы научно-прак. конф. «Дальнейшее совершенствование природной, техногенной и пожарной безопасности населения и территорий — устойчивое развитие Сибирского региона». - Новосибирск, 2004. - С. 119.

  5. Евстратова, Л.Г. Создание банка свободно ориентированных геоданных, полученных по аэрокосмическим снимкам [Текст] / А.П. Гук, Л.Г. Евстратова // Тезисы докладов научно-техн. конф. «Геоинформационные технологии для решения задач управления рисками и кризисными ситуациями», Екатеринбург: Уралгеоинформ, 29-30 июня 2004. - С. 54-55.

  6. Евстратова, Л.Г. Исследование технологии построения цифровой фотограмметрической модели с переменной точностью [Текст] / Л.Г. Евстратова // Материалы LIII международной научно-техн. конф. часть II, посвященной 70-летию СГГА - Новосибирск: СГГА, март 2003. - С.65.

  7. Евстратова, Л.Г. Технология обработки космических снимков с использованием свободно ориентированной пространственной модели, построенной по аэрофотоснимкам [Текст] У Л.Г. Евстратова // Материалы международного научного конгресса «ГЕО-Сибирь-2005», Т. 5. Мониторинг окружающей среды, геоэкология, дистанционные методы зондирования земли. -Новосибирск: СГГА, 25-29 апреля 2005. -С. 59-61.

Подобные работы
Креснов Владимир Геннадьевич
Разработка технологии создания цифровых лесоустроительных карт по аэрокосмическим снимкам
Агилар Вильегас Хуан Мартин
Разработка и исследование фотограмметрической технологии создания и обновления топографических карт на территорию Мексики по космическим сканерным снимкам с использованием архивных мелкомасштабных аэрофотоснимков
Некрасов Виктор Владимирович
Разработка технологии использования снимков высокого пространственного разрешения при построении цифровой модели рельефа по материалам космических съемок
Павленко Анна Васильевна
Разработка методики создания фотограмметрических 3D-моделей местности по аэрокосмическим снимкам
Велижев Александр Брониславович
Разработка и исследование алгоритмов автоматического взаимного ориентирования трехмерных дискретных моделей объектов, полученных в результате лазерного сканирования
Серебряков Сергей Владимирович
Разработка технологии обработки данных дистанционного зондирования для информационного обеспечения системы экологической безопасности
Кочнова Ирина Владимировна
Разработка технологии высокопроизводительной обработки аэрокосмических изображений методом параллельных вычислений
Никитина Юлия Владимировна
Разработка и исследование технологии мониторинга динамики лесных экосистем по материалам дистанционного зондирования
Козориз Михаил Дмитриевич
Разработка и исследование технологий инвентаризации нефтяных месторождений по материалам аэрокосмических съемок
Кобзева Елена Александровна
Разработка и исследование технологии мониторинга городских территорий по материалам космических съемок сверхвысокого разрешения

© Научная электронная библиотека «Веда», 2003-2013.
info@lib.ua-ru.net