Maa-57.220 Fotogrammetrinen kartoitus

Luento-ohjelma

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13


(Alkuperäinen luento: Henrik Haggrén, 11.10.2002

Muutoksia: Eija Honkavaara 13.10.2003)

Luento 6: Kolmiointi digitoiduin kuvin.

Luento 6: Kolmiointi digitoiduin kuvin.

Kolmiointi digitoiduin kuvin

Liitospisteiden mittaus

Kuvien  yhteensovitus

Korrelaatio

Liitospisteiden mittausohjelmia

OEEPE:n koetyöt

Tuotantojärjestelmiä Suomessa

Julkaisuja

Kolmiointi digitoiduin kuvin

 

Ilmakuvablokki, Montserrat. Kuvamittakaava 1 : 15'000, pituuspeitto 60 %, sivupeitto 30 %. (Heipke, 1999)

 Gruber-pisteet.

Kolmiointipisteet ensimmäisten likarvojen laskemiseen.

Kolmiointipisteiden tihentäminen.

Kolmiointipisteet lopulliseen blokkitasoitukseen.

Esimerkki pisteiden tihentämisestä.

Kuvapyramidi.


 Kuvien resoluutio eri pyramiditasoilla.

Liitospisteet kuvalla. (Ilves, 2001)

Liitospisteiden mittaus

Kuvien  yhteensovitus

 

 

Yksiulotteinen yhteensovitus.

 Kaksiulotteinen yhteensovitus kahden kuvan välillä.

Kolmiulotteinen yhtensovitus kohteen pinnan ja kuvablokin välillä.

 

Piirteiden sovitus

Korrelaatio

PNS kuvalla

PNS kohteessa

Sovitettava ominaisuus

Piste

Harmasävy

Harmaasävy

Harmaasävy

Geometrinen malli

-

1D ja 2D siirto

1D ja 2D siirto, kierto, mittakaava, vinous

3D

Radiometrinen malli

-

Lineaarinen

Lineaarinen, ym.

Lineaarinen, ym. 

Kuvien lkm

n

2

n

n

Pull-in range [pikseliä]

suuri

suuri

3

3

Tarkkuus [pikseliä]

0,3 - 0,5

0,1

0,1

0,1

Luotettavuus

huono

huono

kohtalainen

hyvä

Käytettävyys

edellyttää piirteiden määrittämistä ja irroittamista

hyvä

hyvä

edellyttää kohteen rekonstruoimista

Häiriösietoisuus

huono

huono

kohtalainen

hyvä

Korrelaatio

 

 

 

Mallikuva ja hakuikkuna. Esimerkki kuvaa reunamerkistä tehtyä mallinetta ja vastaavaa kohtaa kuvalta.

1-D yhteensovituksen lähtötilanne.

Paras korrelaatio saadaan x-koordinaatin arvolla x = 80. PNS-yhteensovitukseen perustuva paras vastaavuus on kohdassa x = 75,5.

Malli- ja kohdesignaali parhaan korrelaation mukaisesti kohdistettuina.

Malli- ja kuvasignaali PNS-yhteensovituksen mukaisesti kohdistettuina. Signaalit on vertaistettu skaalaamalla ja tasoa muuttamalla.

Kaksiulotteinen ristikorrelaatio. (Heipke, 1996)

Kuvafunktio kuvaikkunalle, jota siirretään koordinaattierojen xo ja yo verran. Muuttujat  xo ja yo ratkaistaan, suure n(x,y) on kohinaa.

Linearisoidut virheyhtälöt.


Normaaliyhtälöt.

Förstnerin operaattorin virhe-ellipsejä eri tilanteissa. (Heikkilä, 1989)

Liitospisteiden mittausohjelmia

1.      Alustus

2.      Automaattinen liitospisteiden mittaus

3.      Interaktiivinen lähtöpisteiden mittaus

4.      Blokkitasoitus

Liitospisteiden havaitsemisen jälkeinen blokkitasoitus toistetaan.

Havaintojen tarkkuusarvoja käytetään blokkitasoituksen aikana painotettaessa yksittäisiä havaintoja toistensa suhteen. Myös lähtöpisteiden koordinaatit käsitellään havaintoina.

Laskennan jälkeen voidaan tulosta tarkastella pistekohtisesti. Samalla voidaan arvioida blokin ja lähtöpisteiden yhteensopivuutta, ja toistaa epävarmoiksi osittautuneita havaintoja.

Sen jälkeen, kun blokin tasoitus on hyväksytty, kuvaorientoinnit ja liitospisteiden koordinaatit dokumentoidaan.

Ilmakolmiointia työasemalla, Swissphoto Vermessung AG. (Kersten, 1999)

Ilmakolmiointijärjestelmiä. (Heipke, 1999)

OEEPE:n koetyöt

Forssa. Blokki ja sen lähtöpisteet sekä uudet pisteet. (Jaakkola et al., 1996)

Forssa, painoyksikön keskivirheet tasoituksen jälkeen. (Jaakkola et al., 1996)

Forssa, kolmiointipisteiden jäännösvirheet XYZ-koordinaateissa, kun digitoinnin pikselikoko oli 15 µm. (Jaakkola et al., 1996)

Forssa, kolmiointipisteiden jäännösvirheet XYZ-koordinaateissa, kun digitoinnin pikselikoko oli 30 µm. (Jaakkola et al., 1996)

OEEPE:n koetyön tuloksia. Blokki Montserrat. Blokki ol kooltaan 3 x 3 kuvaa, kuvamittakaava on 1:15'000 ja kuvat on digitoitu 30 µm pikselikoolla. Blokkitasoituksen jälkeen verrattiin XYZ-koordinaatteja testipisteissä. Suureella  kuvataan tässä testipisteiden jäännösvirheitä kuvalla, RMS-arvoilla eroja koordinaateissa.  (Heipke, 1999)

·         Remarks from OEEPE/ISPRS-test

o       All the commercial and many of the empirical systems were able to give good results.

o       Good quality by using

§         high redundancy,

§         good connections within and between the strips,

§         good tie point geometry and

§         robust block adjustment.

§         When these conditions are met, no remarkable differences in the quality results of different systems seem to exist.

o       Poor quality when using

§         a small number of tie points (<50) or

§         loose connections between the strips.

o       Accuracy

§         Pixel size 20-30 mm

·        Good conditions: s0 was 3-4 mm

·        Difficult conditions: s0 was 4-9 mm

o       Problems

§         In mountainous and forested terrain (some systems)

§         Sensitivity to initial values of exterior orientation and terrain (some systems)

§         Sensitivity to parameter settings

Tuotantojärjestelmiä Suomessa

Julkaisuja

  1. Mostafa Madani, 2001. Importance of Digital Photogrammetry for a complete GIS. 5th Global Spatial Data Infrastructure Conference, Cartagena, Columbia May 21-25, 2001 http://codazzi4.igac.gov.co/gsdi5/documentos/M_Madani.pdf
  2. Eija Honkavaara, 2000. Automatic tie point measurement: On properties of tie points, measurement methods and quality issues, Licentiate's Thesis, HUT, Espoo 2000
  3. Christian Heipke, 1999. Automatic aerial triangulation: results of the OEEPE-ISPRS test and current developments, in: Photogrammetric Week '99, Wichmann, p. 177-191.
  4. Vesa Roivas, 1998.  Automaattinen ilmakolmiointi Maa-57.270 Fotogrammetrian, kuvatulkinnan ja kaukokartoituksen seminaari, Espoo 1998
  5. J. Vanommeslaeghe, 1996. Digital Aerotriangulation in Practice, Application of Digital Photogrammetric Workstations, OEEPE, Official Publications No 33, IfAG, Frankfurt am Main 1996.
  6. Otto Kölbl, 1996. An Overview on Commercial Software Products for Digital Aerial Triangulation, Application of Digital Photogrammetric Workstations, OEEPE, Official Publications No 33, IfAG, Frankfurt am Main 1996.
  7. Thomas Kersten, Willie O'Sullivan, 1996. Digital Aerial Triangulation with the Helava Automated Triangulation System, Application of Digital Photogrammetric Workstations, OEEPE, Official Publications No 33, IfAG, Frankfurt am Main 1996.
  8. Martin Beckschäfer, 1996. Practical Experiences with Digital Aerotriangulation based on INTERGRAPH ImageStations, Application of Digital Photogrammetric Workstations, OEEPE, Official Publications No 33, IfAG, Frankfurt am Main 1996.
  9. Friedrich Ackermann, 1996. Some Considerations about Automatic Digital Aerial Triangulation,Application of Digital Photogrammetric Workstations, OEEPE, Official Publications No 33, IfAG, Frankfurt am Main 1996.
  10. Mostafa Madani, 1996. Digital Aerial Triangulation - The Operational Comparison Wien, 1996
  11. Tsingas, V., 1992. Automatisierung der Punktübertragung in der Aerotriangulation durch mehrfache digitale Zuordnung, DGK, Reihe C, Heft 392, München 1992.

Maa-57.220 Fotogrammetrinen kartoitus

Luento-ohjelma

1

2

3

4

5

6

7

8

9

10

11

12

13