Uniwersytet Warmińsko Mazurski
Wydział Geodezji i Gospodarki Przstrzennej
Sprawozdanie nr 4
Temat: Analityczna orientacja i opracowanie pary cyfrowych zdjęć lotniczych w programie DDPS
Wykonała:
Grabowska Monika
ZOD Toruń
Data wykonania:
23.03.2014r
1. Opis programu DDPS
Program jest rezultatem współpracy naukowej Surfaces Laboratory na Wydziale Geomatyki na Uniwersytecie w Liege w Belgii oraz Instytutu Geodezji i Kartografii (IGiK) w Warszawie. Jest przeznaczony do celów dydaktycznych, jest zintegrowany, oraz napisany w języku C++. Posiada czytelny interfejs i jest łatwy w obsłudze. Obsługuje rozszerzenia takie jak: ∗.bmp, ∗.bmp.txt, ∗.wrl, ∗.wrlm, ∗.cc, ∗.cl, ∗.dem, ∗.hmlg, ∗.OAApply, ∗.OActrl, ∗.OAHMLG, ∗.OAparam, ∗.OIparam, ∗.ORparam.
Program przeznaczony jest do pomiaru współrzędnych na zdjęciach cyfrowych bez odwoływania się do obserwacji stereoskopowych.
Oprogramowanie umożliwia pomiar współrzędnych pikselowych na zdjęciach cyfrowych i ich przeliczenie na współrzędne tłowe zdjęcia. Umożliwia to rozwiązywanie zadań fotogrametrycznych wykorzystujących pomiar współrzędnych tłowych w układzie znaczków tłowych.
Opracowywane mogą w nim być obrazy monochromatyczne 8 bitowe zapisane w formacie BMP. Obrazy te muszą być wykonane kamerą metryczną o znanych parametrach zapisanych w metryce kamery. Program umożliwia wykonanie niezależnie orientacji wewnętrznej, wzajemnej oraz bezwzględnej, dla których obrazy wyświetlane są w trzech oknach. Pierwsze okno z obrazem pomniejszonym, drugie w skali 1:1, a trzecie z powiększeniem zaznaczonego wycinka obrazu.
2. Dane do projektu
- zdjęcia w postaci cyfrowej (stereopara zdjęć), obrazy czarno- białe, które powstały w wyniku rejestracji kamerą LMK o ck= 305 mm
- zdjęcia zostały wykonane w skali Mz= 5000 jako zdjęcia wielkoskalowe i zostały poddane procesowi skanowania przy zastosowaniu skanera fotogrametrycznego PS1
- skanowano zdjęcia pikselem PHR= 22,5μm
- skanowano je jako RGB i zapisano w formacie TIFF
- jedno zdjęcie miało około 312 MB (24 bit) i przekonwertowano je na format BMP (8 bit)
- zdjęcia poddano korekcji w celu poprawy ich jakości (automatyczne równoważenie poziomów).
- metryka kamery zawierająca rzeczywiste współrzędne tłowe i faktyczne położenie ośmiu znaczków tłowych (wymagane dla modułu: orientacja wewnętrzna)
- dane o punktach (fotopunktach) terenowych w obrębie zdjęcia: współrzędne XYZ, opis topograficzny umożliwiający identyfikację fotopunktu na zdjęciu i w terenie (wymagane dla modułu: orientacja zewnętrzna zdjęcia i bezwzględna modelu)
a) Dane z metryki kalibracji kamery
BEGIN_CC
FOCALE 305.335
UNIT 0.001 meters
BEGIN_FIDUCIAL_COORD
1 112.0290000000 0.0030000000
2 -111.9910000000 0.0090000000
3 0.0160000000 -112.0030000000
4 0.0090000000 112.0210000000
5 110.0170000000 -110.0040000000
6 -109.9920000000 110.0160000000
7 -109.9920000000 -109.9890000000
8 110.0180000000 110.0060000000
END_FIDUCIAL_COORD
distance distortion
BEGIN_RADIAL_DISTORTION
0.0000000000 0.0000000000
10.0000000000 0.0000000000
20.0000000000 0.0000000000
30.0000000000 -0.0010000000
40.0000000000 -0.0010000000
50.0000000000 -0.0020000000
60.0000000000 -0.0010000000
70.0000000000 -0.0020000000
80.0000000000 -0.0010000000
90.0000000000 0.0000000000
100.0000000000 -0.0010000000
110.0000000000 -0.0010000000
120.0000000000 -0.0010000000
130.0000000000 -0.0010000000
140.0000000000 0.0010000000
150.0000000000 0.0050000000
END_RADIAL_DISTORTION
ETA_0 0.0000000000
NU_0 0.0000000000
END_CC
b) współrzędne fotopunktów
BEGIN_TERRAIN_POINTS
71308 -5959105.422 7464509.060 134.777 ctrl
71408 -5959899.227 7464514.483 140.237 ctrl
84504 -5959817.439 7466161.296 157.679 ctrl
8452 -5959828.943 7465139.012 134.828 ctrl
84604 -5959053.879 7466213.389 138.551 ctrl
8461 -5959329.015 7464710.360 137.861 ctrl
END_TERRAIN_POINTS
3. Orientacja wewnętrzna zdjęć cyfrowych:
Proces ten ma na celu przyporządkowanie układowi obrazowemu zdjęcia (jdenostką jest w nim piksel) – układu współrzędnych tłowych. Położenie pikseli na obrazie cyfrowym jest okreslone w układzie obrazu. Aby przejść ze współrzędnych przestrzennych (wprowadzonych przy przemieszczaniu znaczka pomiarowego przez operatora) i obliczanych na ich podstawie współrzędnych tłowych- należy określić zależność między układem tłowym zdjęcia, a układem obrazu. Wymaga to określenia położenia punktu głównego zdjęcia jako początku układu i określenie orientacji osi układu.
Orientację wewnętrzną wykonuje się przez pomiar znaczków tłowych uzyskanych w procesie kalibracji kamery. Na tej podstawie wyznaczone są parametry transformacji afinicznej, poprzez utworzenie 16 równań poprawek i wyznaczenie metodą najmniejszych kwadratów współczynników transformacji afinicznej układu tłowego do układu zdjęcia.
Etap ten zakończył się wygenerowaniem pliku z rozszerzeniem *.OIparam zawierający współczynniki transformacji afinicznej między układem pikselowym, a tłowym oraz między tłowym, a pikselowym oddzielnie dla każdego ze zdjęć: lewego i prawego (współczynniki transformacji afinicznej a0, a1, a2, b0, b1, b2 ). Ponadto zostały przeze mnie utworzone dwa zrzuty ekranowe także dla obydwu zdjęć, zawierające poprawki do współrzędnych znaczków tłowych w układzie pikselowym wyrażone w milimetrach oraz współrzędne pikselowe.
x’=a0+a1x’s+a2y’s
y’= b0+b1x’s+b2y’s
Zdjęcie lewe plik 46_MG.IOparam
BEGIN_OI_PARAMS
BEGIN_IMG2PHOTO
0.02101188274402022000 0.00001764316604725572 -121.09714428064299000000 0.00001780865826310311 -0.02101056144724700700 118.23497995222348000000
END_IMG2PHOTO
BEGIN_PHOTO2IMG
47.59208387016315100000 0.03996439745741398000 5758.54026806741970000000 0.04033932019949193500 -47.59507670335592900000 5632.28793885537470000000
END_PHOTO2IMG
END_OI_PARAMS
Zdjęcie prawe plik 47_MG.IOparam
0.02101140275714117500 -0.00000147418644426325 -120.78776485344599000000 -0.00000330296764386364 -0.02101006844625200000 118.29138495752387000000
47.59320441839776800000 -0.00333944162445476420 5749.07182146542070000000 -0.00748204007071484600 -47.59622701024348100000 5629.31987879327240000000
Zrzuty ekranowe wyników pomiarów
...
m00n1ss