Alternatywne dla zdjęć lotniczych źródła danych w procesie generowania true ortho

Autorzy artykułu, poszukując alternatywnych dla zdjęć lotniczych źródeł danych obrazowych, określili stopień przydatności panchromatycznych zobrazowań QuickBird w procesie generowania true ortho. W badaniach metodycznych wykorzystano sceny pozyskane przy różnych kątach wychylenia sensora satelity od nadiru, obejmujące swym zasięgiem centrum Warszawy. Elementy orientacji zewnętrznej poszczególnych scen wyznaczono z dokładnością na poziomie ½ piksela obrazu źródłowego. Do procesu ortorektyfikacji panchromatycznych obrazów QuickBird włączono zbiór punktów zapisanych w regularnej siatce o oczku 20 m, których dokładność położenia wysokościowego wynosiła 0.6 m. Podstawowy materiał badawczy stanowiły ortoobrazy wygenerowane z pikselem 1m, przy kątach wychylenia sensora satelity od nadiru wynoszących 5°, 11° oraz 18°. Stwierdzono, że dokładność ortoobrazów wygenerowanych na podstawie tak skonfigurowanych danych wejściowych nie zależy zasadniczo od kąta wychylenia sensora satelity i wynosi m P = 0.56 m. Główny etap badań dotyczył określenia wpływu wychylenia sensora obrazującego satelity na dokładność odwzorowania na ortofotomapie przestrzennych obiektów terenowych. Na podstawie porównania na ortoobrazach oraz mapie numerycznej w skali 1:10 000 wartości współrzędnych płaskich, odwzorowanych obiektów terenowych o wysokości nie przekraczającej 30 m, stwierdzono, że względny błąd średni położenia tych obiektów nie przekracza m P = 2.4 m, w przypadku, gdy sensor obrazujący systemu QuickBird jest wychylony od nadiru nie więcej niż 5°. Wykazano, że wartość tego błędu wzrasta do m P = 5.8 m przy wzroście kąta wychylenia sensora do 11° oraz do m P = 9.7 m przy kącie wychylenia sensora wynoszącym 18°. Stwierdzono, że ortofotomapy w skali 1:10 000, wygenerowane z panchromatycznych scen QuickBird, pozyskanych przy wychyleniu sensora nie większym od 5°, stanowią dla większości obiektów terenowych produkt true ortho.

Alternative satellite data were studied for use in the generation of a true ortho of urban areas. The methodology of the generation of true ortho was elaborated using QuickBird Pan data of the Warsaw area. QuickBird data with different angle of acquisition was tested. The orientation of the scenes was done using RPC data and an additional 9 GCPs and Toutin’s model. The accuracy of the orientation of each scene was checked on 64 independent check points (ICPs). The accuracy on GCPs was less than 0.5 pixel of orientation of the QuickBird Pan data. RMSE on ICPs was less then 0.45 m. Orthorectification of the scenes was performed with the use of a DEM with a 20×20 m grid and RMSE (Z) < 0.6 m. RMSE (XY) = 0.56 m was achieved on the generated orthophotomaps with an output pixel size of 1×1 m for different collection angles of the image data. The main investigation was done for assessment of the planimetric accuracy of high buildings on the generated orthophotomaps. Digital topographic maps on a scale of 1:10 000 were used for planimetric accuracy assessment. RMSE (XY) < 2.4m for the acquisition angle less then 5° from nadir was achieved. The acquisition angle was 11° from nadir RMSE (XY) = 5.8 m and for 18° RMSE (XY) = 9.7 m . These results have been achieved only for spatial structures less than 30 m high. Panchromatic QuickBird data acquired close to the nadir angle could be used for elaborating the “true ortho” of an urban area.