Цифровая фотограмметрическая система PHOTOMOD

4. При наличии данных  внешнего ориентирования достаточно  высокой точности процедуры измерения  опорных точек и взаимного  ориентирования можно пропустить  и перейти сразу к обработке  блока (в модулях DTM, StereoDraw и т.д.). Однако при этом важными условиями являются корректно выполненное внутреннее ориентирование и определение в свойствах проекта такого параметра, как перепад высот местности. Также можно использовать эти данные внешнего ориентирования для уточнения схемы блока (накидного монтажа). Импортирование элементов внешнего ориентирования доступно в PHOTOMOD Core.

 

 

1.3.3 Модуль PHOTOMOD Solver.

PHOTOMOD Solver – модуль уравнивания блочных сетей фототриангуляции

Модуль PHOTOMOD Solver предназначен для уравнивания маршрутных и блочных сетей фототриангуляции. Кроме выполнения собственно процедуры уравнивания, модуль обладает мощным графическим интерфейсом для просмотра результатов и выявления ошибок в исходных данных.

Модуль PHOTOMOD Solver предоставляет следующие основные возможности.

Три метода уравнивания снимков  центральной проекции: независимых  маршрутов, независимых стереопар  и связок

• Метод независимых маршрутов используется в основном для выявления грубых ошибок, таких как неверно заданные координаты опорных точек, ошибки позиционирования связующих точек.

• Метод независимых стереопар используется для повышения точностей, достигнутых первым методом уравнивания.

• Метод связок используется для окончательного уравнивания блока.

После уравнивания сети можно  переходить к обработке проекта (стереовекторизации, построении ЦМР, создании ортофото и т.д.).

Три метода уравнивания космических  сканерных снимков: универсальный, RPC и строгий 

Большинство данных космической  сканерной съёмки содержат, кроме  собственно цифровых изображений, метаданные — дополнительную информацию. Эта  информация может содержать данные об орбите спутника, приблизительную  геодезическую привязку изображений, данные о геометрии съёмочной  системы и т.п.

При наличии такой информации уравнивание может производиться  строгим методом или методом  с использованием RPC. Эти методы дают наибольшую точность и требуют минимального количества опорных точек для  привязки снимка.

При отсутствии необходимых  для уравнивания строгим или RPC-методом  метаданных можно произвести уравнивание  универсальным методом. Этот метод даёт несколько худшую точность и требует большего числа опорных точек, но позволяет обработать практически любые снимки.

Возможна обработка одиночных  снимков, моноблоков (снимки в блоке  не имеют существенного перекрытия) и стереоблоков (снимки имеют значительное, от 60 до 100 процентов, перекрытие, позволяющее производить после уравнивания стереообработку).

Более подробные сведения по поддержке данных различных сенсоров приведены в разделе Типы и  форматы исходных изображений.

Уравнивание в свободной  модели (для снимков центральной  проекции)

Построение свободной  модели используется в случае отсутствия опорных точек на момент уравнивания  блока. В этой ситуации в модуле PHOTOMOD AT производится только внутреннее и  взаимное ориентирование. Solver строит модель, рассчитывая только ошибки по связям.

После уравнивания в свободной  модели можно приступать к обработке  сети. Можно строить модели рельефа  в модуле DTM и создавать 3D векторные  объекты в модуле StereoDraw. Таким образом, на момент получения координат опорных точек основная работа с проектом может быть завершена. Затем необходимо ввести и измерить полученные опорные точки в PHOTOMOD AT и «переуравнять» блок в выбранной системе координат в модуле PHOTOMOD Solver. Все данные обработки — векторы и ЦМР, созданные в свободной модели, — будут при загрузке автоматически трансформированы в выбранную геодезическую систему координат.

Для уравнивания блока  в свободной модели необходимо задать приблизительное значение базиса съёмки, который учитывается при расчете  ошибок.

Следует помнить, что построение горизонталей и ортофотопланов в свободной модели невозможно.

Контроль точности

• Отображение результатов уравнивания в графическом окне с использованием векторов ошибок

• Подробный отчет с результатами уравнивания в текстовом виде

• Сохранение схемы блока в растровый (BMP) или векторный (WMF) форматы

 

Редактирование данных

• Запуск окна «Измерение точек» (PHOTOMOD AT) для редактирования выбранных точек (удаления, переноса, добавления) на снимках проекта

• Изменение типа точки (опорная — контрольная), исключение (включение) точек из процесса уравнивания

• Редактирование координат опорных точек

 

1.3.4 Модуль PHOTOMOD DTM.

PHOTOMOD DTM — модуль построения  цифровой модели рельефа (ЦМР)

Модуль PHOTOMOD DTM предназначен для создания цифровых моделей рельефа (ЦМР). Возможность работы с ЦМР  в различных видах (набор пикетов, TIN, матрица высот, горизонтали), редактирование в моно/стереорежиме, просмотр и анализ в 3D-окне и широкий набор вспомогательных функций для обработки ЦМР делают модуль PHOTOMOD DTM гибким и удобным инструментом для решения большинства задач, связанных с построением трехмерных моделей рельефа. Основным представлением ЦМР в системе PHOTOMOD является нерегулярная триангуляционная сеть (TIN — triangulated irregular network), представляющая собой кусочно-линейную интерполяционную модель поверхности. При необходимости возможно преобразование TIN в регулярную матрицу высот (DEM — digital elevation model). Построение ЦМР возможно сразу на весь блок изображений.

TIN строится на основе  всех объектов базовых векторных  слоев, в том числе пикетов  (набору 3D точечных объектов, построенных  по регулярной сетке) и структурных  линий — 3D векторных полилиний, отрисованных вдоль характерных вытянутых форм рельефа (таких, например, как хребты и тальвеги) и протяженных искусственных сооружений (дорог, мостов и т.п.). Т.е. все точечные объекты и вершины полилиний/полигонов базовых слоев образуют вершины треугольников TIN. При этом TIN динамически перестраивается («на лету») при любом редактировании базовых векторных слоев.

Векторный редактор* с широким  набором инструментов для создания, редактирования, фильтрации и проверки топологии векторных объектов позволяет  подготовить корректную базовую  векторную основу для построения ЦМР. Также можно использовать имеющиеся  «внешние» векторные данные.

Построение пикетов (3D точечных объектов) по регулярной сетке возможно как в автоматическом режиме с  использованием коррелятора, так и  в режиме профилирования — полуавтоматическом режиме, который заключается в  последовательном прохождении каждого  узла сетки и добавлении точки (вручную  оператором в стереорежиме или с использованием коррелятора) или пропуске узла. Кроме того, любые точечные объекты, импортированные или созданные вручную, могут использоваться в качестве пикетов. Точки триангуляции также могут быть включены в базовые слои и учитываться при построении ЦМР.

Построение матрицы высот (DEM) возможно по TIN, регулярным или нерегулярным пикетам в виде кусочно-линейной модели, а также в виде гладкой  модели по набору векторных данных. Отсутствуют ограничения на размер DEM. Поддерживается большой набор  операций с DEM: загрузка «внешних» матриц высот «напрямую» (без конвертации), вырезание прямоугольной области, сшивка соседних матриц, пересчет систем координат, транспонирование, произвольное преобразование, медианный фильтр выбросов, сглаживающий фильтр и контроль точности построения матрицы.

Поддерживается возможность  построения горизонталей по TIN, DEM или  гладкой модели с заданным шагом: основных, промежуточных и утолщенных.

Широкий набор фильтров для  редактирования ЦМР, а также анализ моделей в 3-D окне позволяет достигнуть точных результатов.

Имеется множество форматов импорта/экспорта векторных объектов и ЦМР. См. также Выходные продукты и обменные форматы данных.

* В модуле DTM поддерживается  создание/редактирование векторных  объектов без классификатора. Использование  таблицы кодов для классификации  объектов возможно только в  модуле PHOTOMOD StereoDraw.

 

1.3.5 Модуль PHOTOMOD StereoDraw.

PHOTOMOD StereoDraw — модуль стереовекторизации

Модуль PHOTOMOD StereoDraw предназначен для создания и редактирования трёхмерных векторных объектов в стереорежиме с привязкой к классификатору. Трёхмерные векторные объекты (3D-векторы) в дальнейшем могут использоваться для создания цифровых карт, а также как базовая основа для построения модели рельефа при загрузке в модуль PHOTOMOD DTM.

Кроме того, модуль PHOTOMOD StereoDraw содержит программу 3D-Mod для трехмерного моделирования и экспорта результатов в формат AutoCad. Поддерживается импорт созданных векторных объектов из множества распространенных форматов и экспорт в различные форматы.

PHOTOMOD StereoDraw предоставляет пользователю необходимый набор инструментов редактирования 3D-векторов, их топологического согласования, деления на тематические слои, присвоения атрибутов и записей в классификаторе. Как и остальные модули системы, модуль PHOTOMOD StereoDraw поддерживает покадровый и анаглифический стереорежимы.

Основные возможности  модуля включают:

Управление маркером

• Настройка формы, цвета и размера маркера

• 3D-перемещение маркера с помощью мыши и клавиатуры

• Режим «маркер=мышь»

• Режимы 2D и 3D-снаппинга при векторизации вершин и линий

Создание векторных объектов

• Типы объектов: точка, полилиния и полигон

• Создание объекта по коду, с использованием классификатора

• Редактирование классификатора

• Создание таблиц атрибутов, связанных как с записью в классификаторе, так и уникальных для отдельных объектов

• Работа с набором тематических слоёв

• Поддержка топологических связей при создании векторных объектов

• Повороты под прямыми углами при создании полилиний и полигонов

• Проведение линейных, площадных и угловых измерений

Редактирование векторных  объектов

• Выбор единичных объектов, групп объектов, объектов данного слоя, объектов данного кода

• Добавление, удаление, перемещение вершин и изменение нумерации

• Редактирование топологических связей

• Преобразование типов объектов

• Проверка и исправление топологии (несовпадения соответствующих вершин объектов)

• Построение 2D и 3D буферных зон

• Операции над группой вершин — удаление, перемещение, в т.ч. перемещение на заданную высоту или на заданный сдвиг по высоте

• Операции над группой объектов — удаление, перемещение, в т.ч. перемещение на заданную высоту или на заданный сдвиг по высоте

• Возможности проведения и замыкания одной линии вдоль другой

• Сглаживание линий и полигонов с помощью интерполяции

• Работа с фрагментом (группой сегментов) объекта: выбор, сглаживание, интерполирование, удаление, перемещение на заданную высоту

• Режимы группового выделения — добавить, вычесть, инвертировать

• Размыкание и замыкание полилиний

• Разрезание в произвольном месте

• Подключение объекта к объекту с созданием общих вершин и сегментов

Настройки и дополнительные интерфейсные возможности 

• Настройка продольного и поперечного параллакса стереоизображения для лучшего стереоэффекта

• Отмена (undo) на заданное количество действий

• Настройка параметров коррелятора

• Настройки параметров визуализации, загрузки и сохранения объектов

Импорт/экспорт векторных  объектов

• Список поддерживаемых форматов — см. Выходные продукты и обменные форматы данных

• Экспорт классификатора и атрибутов в DBF-файл, привязанный к файлу с векторными объектами

Трехмерное моделирование  в 3D-Mod и экспорт в AutoCAD

1.3.6 Модуль PHOTOMOD Mosaic.

PHOTOMOD Mosaic — модуль создания ортофотопланов

Модуль PHOTOMOD Mosaic предназначен для построения непрерывных ортофотопланов из отдельных растровых изображений. В процессе построения корректируются геометрические и фотометрические искажения. Результат ортотрансформирования в виде единого кадра или набора листов представляется в заданной картографической проекции.

В качестве исходных данных используются изображения, входящие как в текущий проект, так и в любые доступные проекты PHOTOMOD.

Результатом являются файлы  в форматах TIFF, Windows BMP, VectOr RSW, GeoTIFF, ERDAS Imagine, NITF, JPEG, PNG.

Геопривязка в виде отдельного файла может быть задана в форматах PHOTOMOD Geo, ArcWorld TFW (BPW, JGW), MapInfo TAB.

В случае создания набора листов, файлы с растром и геопривязкой создаются для каждого листа в отдельности.

В качестве модели рельефа  могут быть использованы:

• Постоянная высота (значение задается пользователем)

• Точки сгущения сети фототриангуляции

• Регулярная матрица высот

Для повышения точности ортотрансформирования в существующую модель рельефа могут быть встроены векторы, описывающие рельеф местности и возвышающиеся объекты (мосты, здания). При этом могут быть использованы пикеты, структурные линии и векторы, созданные (импортированные) в PHOTOMOD DTM и PHOTOMOD StereoDraw.

К основным параметрам создаваемого ортофотоплана можно отнести:

• Размер элемента (пиксела)

• Масштаб создаваемой карты. При этом в заголовок файла записывается требуемое разрешение для вывода на печатающее устройство

• Коэффициент сжатия результирующего растра с целью снижения объема занятой дисковой памяти (доступно только для форматов TIFF, GeoTIFF, JPEG)

• Произвольный цвет фона (рекомендуется для просмотра в электронном виде использовать черный, а для вывода на печатающее устройство — белый)

• Формат создаваемого растрового файла (TIFF, BMP и т.д.)

• Тип файла геопривязки

Для устранения различий между  исходными снимками и получения  визуально непрерывного растра предусмотрена  возможность как глобального, так  и локального выравнивания яркостных  и цветовых характеристик. В первом случае производится преобразование снимка в целом, а во втором цвет и яркость  каждого пиксела снимка преобразуются  индивидуально. Кроме того, для окончательного устранения различий может быть использовано локальное сглаживание вдоль  линий совмещения отдельных снимков. Процесс выравнивания яркости является полностью автоматическим и лишь в отдельных случаях требует  дополнительной настройки параметров.