Aspekty dokładności generowania NMT na podstawie obrazów z cyfrowej kamery ADS40

W artykule zaprezentowano analizę porównawczą dokładności generowania numerycznego modelu terenu (NMT) w oparciu o dane pozyskane skanerową lotniczą kamerą cyfrową ADS40 i przetworzone przy udziale różnych systemów fotogrametrycznych. Prace prowadzone były w Zakładzie Fotogrametrii, Instytutu Geodezji i Kartografii w ramach realizacji projektu badawczego finansowanego przez Ministerstwo Nauki i Szkolnictwa Wyższego w latach 2007-2009, którego jednym z głównych celów jest określenie metodyki opracowania NMT z trzylinijkowej lotniczej kamery cyfrowej. W niniejszym artykule opisano metodykę generowania numerycznego modelu terenu na podstawie stereoskopowych zobrazowań z cyfrowej kamery lotniczej ADS40. Do badań wykorzystano blok fotogrametryczny składający się z trzech szeregów zdjęć, z których każde pozyskane było w kanale panchromatycznym w sekwencji przód-wstecz oraz w kanale czerwonym w nadirze. Do opracowania danych źródłowych wykorzystano moduły programów Image Station firmy Intergraph, DTM Box firmy Inpho oraz Leica Photogrammetry Suite firmy ERDAS. Do analizy porównawczej wykorzystano NMT wygenerowane na podstawie sekwencji zorientowanych zewnętrznie zobrazowań ADS40 z uwzględnieniem elementów pomiaru GPS oraz IMU, a także pomiaru dodatkowych punktów wiążących. Do oceny dokładności NMT wykorzystano dane referencyjne w postaci profili kontrolnych pomierzonych w terenie techniką GPS. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono, że dokładność automatycznego generowania NMT na podstawie zobrazowań z trzylinijkowej kamery ADS40 waha się w przedziale od 0.13 m do 1.42 m. Dokładność ta zależy głównie od kanałów spektralnych zobrazowań użytych w procesie pomiaru korelacyjnego, kąta obrazującego linijki detektora oraz użytego systemu pomiarowego. Na podstawie analiz dokładnościowych potwierdzono, że najlepsze wyniki uzyskano dla NMT wygenerowanych przy wykorzystaniu obrazów ADS40 pozyskanych przy stosunku bazowym modelu stereoskopowego bliskim 0.8.

The paper discusses a comparative analysis of accuracy in generation of the digital elevation model (DEM) on the basis of ADS40 data processed by different photogrammetric systems. The research, supported by the Ministry of Science and Higher Education, was carried out in 2007- 2009 at the Photogrammetry Department of the Institute of Geodesy and Cartography. One of the main aims of the project was to develop a methodology for measuring DEM based on ADS40 images. The research made use of the photogrammetric block containing three strips of images, each taken in the panchromatic mode in sequence forward and backward, and in the red range of the visible band in the nadir. The source data were procured by using modules of the Image Station Intergraph, DTM Box Inpho and the Leica Photogrammetry Suite ERDAS software. The DEMs generated based on a sequence of ADS40 images and their absolute orientation elements estimated with GPS and IMU measurement as well as additional pass and tie points were used in the comparative analysis. To estimate the accuracy of DEM, reference data in the form of terrain profiles measured by GPS were used as well. The analyses allowed to conclude that the accuracy of automatic measurement of DEM altitude points, based on different combinations of ADS40 images, ranges between 0.13 and 1.42 m. The accuracy depends mainly on the spectral resolution of images used in correlative measurement, in viewing the detector line angle , and on the measuring system used. The DEM accuracy analyses demonstrated the best results of autocorrelation measurements to be obtained for the ADS40 stereoscopic model base ratio of 0.8.