Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

2385

.pdf
Скачиваний:
13
Добавлен:
07.01.2021
Размер:
6.9 Mб
Скачать

циклов N, которые соответствуют прохождению радиосигналов расстояния от спутника до приемника и представляют собой неизвестные величины, регистрируются их приращения, обусловленные изменениями расстояний до спутников за упомянутое время Δt. Такие приращения N могут быть определены по показаниям фазоизмерительного устройства при условии непрерывного отслеживания принимаемых от спутника радиосигналов, в результате чего они становятся известными величинами.

На основе вышеизложенного может быть сделан вывод о том, что третьи разности открывают перспективу разрешения неоднозначностей, свойственных фазовым измерениям, за счет нахождения полных значений N по их приращениям N. Однако количественный анализ получаемых с помощью третьих разностей результатов свидетельствует о том, что такая процедура, предусматривающая нахождение полных значений искомых величин по их разностям, неизбежно связана с существенным понижением точности. Это утверждение является следствием того, что при образовании разности в результате сохраняются те же достоверные разряды единиц, что и в сравниваемых величинах, но обратный переход от разностных значений к исходным величинам связан с умножением разности на соответствующий множитель, в результате чего умножается и свойственная разностному значению погрешность. Поэтому описанный выше подход оказывается, во многих случаях, недостаточно эффективным и используется, как правило, только в качестве вспомогательного метода, а для отработки болёе надежных подходов к разрешению неоднозначностей приходится изыскивать другие методы. Более подробно этот круг затронутых вопросов рассмотренвследующемподразделе.

9. Принципыразрешениянеоднозначностей при фазовых измерениях

Как уже отмечалось ранее, при определении расстояний до спутников фазовыми методами возникает достаточно сложная проблема разрешения неоднозначности, т. е. нахождения целого числа длин волн N, укладывающихся в измеряемой длине линии от спутника до приемника. Эта сложность обусловлена, прежде всего, тем, что определяемые дальности оцениваются величинами около 20 000 км, в то время как длина волны несущих колебаний в системе GPS составляет всего 0,2 м. При таких исходных предпосылках параметр N характеризуется числами, равными около 106. Следовательно, для того, чтобы не вносить грубых ошибок в результаты измерений, т. е. уверенно определять величину N с точностью до одной целой единицы, необходимо обеспечить надежное нахождение этой величины с относительной погрешностью менее, чем 1 10-8. При этом приходится учитывать и такие факторы, как непрерывное изменение величины N из-за орбитального движения спутника, а также необходимость нахождения серии таких величин для нескольких одновременно наблюдаемых спутников, поскольку для каждого конкретного спутника величина N имеет свое индивидуальное значение.

На основе вышеизложенного при отработке подходов к выбору эффективных методов разрешения неоднозначности наблюдается стремление выполнить следующие основные предпосылки:

1)перед процедурой, связанной с определением параметра N целесообразно исключить все основные источники систематических ошибок, которые обуславливают смещение результатов измерений и искажают истинное значение N, не позволяя рассматривать его как целочисленную величину;

2)для исключения необходимости многократного определения величины N для каждого спутника по мере его орбитального движения целесообразно ограничиться нахождением этой величины только в начальной точке наблюдения конкретного спутника, а затем отслеживать ее изменения по показаниям фазоизмерительного устройства;

3)выбираемые методы должны обеспечивать точность предварительных определений значений измеряемых расстояний, связанных с процедурой разрешения неоднозначности, не

172

хуже половинного значения длины волны несущих колебаний, т. е. применительно к GPS на уровнеоколо 10 см;

4) желательно, чтобы предлагаемые методы были достаточно универсальными с тем, чтобы можно было их использовать при работе как с двухчастотными, так и с одночастотными приемниками, в которых исключается возможность использования двух несущихчастот с целью разрешения неоднозначности.

При выполнении перечисленных выше предпосылок открывается возможность ограничиться нахождением величины N только в начальной точке отслеживаемой траектории наблюдаемого спутника, т. е. осуществить разрешение так называемой начальной неоднозначности. Применительно к такой постановке задачи есть несколько наиболее распространенных методов разрешения неоднозначностей, характерных для спутниковых GPS измерений. К ним относятся:

1)геометрический метод;

2)метод, базирующийся на комбинации кодовыхи фазовыхизмерений;

3)методпоисканаиболеевероятныхзначенийвеличиныN;

4)нетривиальные методы разрешения неоднозначности.

Глава 11. МЕТОД АЭРОГЕОДЕЗИЧЕСКИХ РАБОТ НА ОСНОВЕ ЛАЗЕРНОЙ ЛОКАЦИИ И ЦИФРОВОЙ АЭРОФОТОСЪЁМКИ

Одним из современных методов сбора и обработки данных о местоположении объектов и рельефе местности, а также их качественных и количественных характеристиках, является метод на основе лазерной локации и цифровой аэрофотосъёмки.

В основе технологии лежит выполнение синхронного маршрутного лазернолокационного сканирования местности и цифровой аэрофотосъемки в составе, например, следующего комплекта оборудования:

Лазерного сканера ALTM-1210 с разверткой лазерного луча в одной плоскости и частой выполнения измерений 5 Кгц. Угол сканирования может быть задан в диапазоне 20 , а частота сканирования может меняться от 0 до 28 Гц. На основании данных этой подсистемы можно вычислить расстояние между излучателем и объектом отражения, а также угол в плоскости сканирования, куда был направлен луч в момент излучения.

Инерциальная система, датчики которой установлены в одном блоке с лазерным сканером. На основании данных этой подсистемы можно вычислить параметры ориентации летательного аппарата (датчиков инерциальной системы, лазерного сканера и фотоаппарата) относительно определенной системы координат

GPS-приемник. На основе данных которого, осуществляется синхронизация времени работы всех подсистем, а также вводится единая система координат и рассчитывается

траектория полета летательного аппарата. Для выполнения съемки создаются базовые GPS-станции, данные которых используются для вычисления дифференциальных поправок при определении траектории летательного аппарата. Для определения траектории летательного аппарата и уточнения угловых данных инерциальной системы,

173

Принципиальная схема лазерной локации местности 11.1

применяется метод совместной обработки GPS-данных и данных инерциальной системы. Применение такого метода расчета повышает как точность определения угловых параметров, так и местоположения.

Кроме прибора, выполняющего лазерно-локационное сканирование местности, на борту летательного аппарата устанавливается цифровая фотокамера. Поскольку в составе прибора, выполняющего лазерно-локационную съемку (ALTM-1210), входит инерциальная подсистема, то геодезическая привязка фотографий осуществляется программным способом автоматически, учитывая траекторию полёта и угловую ориентацию фотоаппарата и летательного аппарата в момент экспозиции снимка. То есть вычисляются линейные - X, Y, Z и угловые - , , элементы внешнего ориентирования снимка.

Технические характеристики лазерного сканера ALTM-1210:

Рабочая высота полета носителя

250 - 1000 м

Точность по дальности

 

15 см

Разрешение по дальности

3 см

Угол сканирования

от 0 до ±20°

Полоса захвата

от 0 до 0.68 долей высоты

Угловая точность

 

0.05°

Частота сканирования

от 0 до 24 Гц

Рабочая длина волны

1047 нм

Частота генерации лазерных импульсов

10

Кгц

Расходимость луча

0.25 мрад, полный угол

Длительность импульса

 

16 нс

Длительность фронта импульса

 

3 нс

Средняя энергия в импульсе

80

мк Дж

Класс лазера по безопасности

IV

 

Напряжение питания

28

В

Номинальный потребляемый ток

15

А

1. Технология выполнения лазерно-локационных аэросъемочных работ

включает несколько этапов:

Планирование и подготовка аэросъемочных работ. На данном этапе осуществляется:

Получение картографического материала и утверждение границ объекта

съемки

Выбор параметров съемки, исходя из продукта необходимого Заказчику и условий съемки

Подготовка материалов для навигации и настройка навигационной системы

Камеральная рекогносцировка и выбор геодезических пунктов для

определения

местоположения базовых станций.

Составление проекта съемки

Работы по геодезическому обеспечению аэросъемочных работ.

Полевое обследование пунктов ГГС, мест установки базовых станций и мест расположения контрольных точек.

Создание рабочего проекта привязки базовых станций.

Закрепление мест установки базовых станций и контрольных точек.

Спутниковые наблюдения в сети (в соответствии с рабочим проектом) и на контрольных точках.

174

Обработка наблюдений. Вычисление координат базовых станций и контрольных точек.

3.Установка и калибровка оборудования на летательном аппарате (ЛА)

Установка оборудования на борт ЛА

Измерение параметров установки аппаратуры

Спутниковые наблюдения для проведения калибровки оборудования

Проведение калибровочного полета

Обработка результатов калибровочного полета и проверка точности данных

4.Выполнение лазерно-локационной съемки

Расстановка и включение базовых станций, обеспечивающий дифференциальный режим обработки GPS-данных

Выполнение съемочного задания, согласно выбранным режимам съемки и графику работ

Архивация отснятого материала

5.Контроль полноты и качества отснятого материала

Контроль качества GPS-измерений

Контроль наличия пропусков в данных

Контроль качества полученных данных

Вычисление расхождений координат точек, полученных по результатам лазерного сканирования, и контрольных точек.

Составление, если это необходимо, задания на пересъемку

6.Обеспечение правил проведения аэросъемочных работ и решение режимных вопросов.

Следующими технологическими этапами являются первичная обработка материалов съемки и тематическая обработка. Результатом первичной обработки является массив точек, каждая из которых является результатом отражения лазерного луча от поверхности рельефа или иного объекта, в который попал лазерный луч. Каждая такая точка характеризуется тремя координатами в какойлибо геодезической или локальной системах координат.

Конечным продуктом после тематической обработки являются:

Цифровая модель рельефа (ЦМР) и цифровая модель растительности в виде массивов классифицированных точек принадлежащих рельефу и не принадлежащих рельефу соответственно.

Тематические слои по «Техническому заданию» заказчика (гидросеть, ЛЭП, строения, дороги и т.д.)

Векторизованные слои (гидросеть, ЛЭП, строения, дороги и т.д.)

Ортофотоплан

Лазерно-локационные и аэрофотосъемочные работы, выполняемые

входе полевого обследования

1.1Установка и наладка оборудования на борту летательного аппарата.

Перед проведением полевых работ выполняется монтаж аэросъёмочного оборудования на борту самолёта или вертолёта, пример последнего приводится ниже на базе разработок ЗАО «ОПТЭН Лимитед».

В составе комплекта аэросъёмочного оборудования используются:

-собственно лазерный сканер ALTM-1210;

-бортовой навигационно-геодезический спутниковый приёмник производства компании Ashtech модели Z-12 (двухчастотный, 12-канальный);

-видеокамера производства компании Watek;

175

-видеомонитор пилота;

-видеозаписывающее устройство производства компании Sony;

-бортовой компьютер производства компании Panasonic;

-цифровой фотоаппарат производства компании KODAK модели DCS 760;

-навигационный компьютер с установленным программным обеспечением

Ozi Explorer;

-устройства сопряжения с бортовыми системами вертолёта.

Методика установки оборудования на вертолет МИ-8, получивший самое широкое распространение в Российской гражданской авиации, хорошо отработана в ЗАО «ОПТЭН Лимитед» по проведению комплексного лазерного обследования. Сканирующая головка совместно с боксом цифрового фотоаппарата устанавливается над плановым люком тросовой подвески вертолета Ми-8. При этом применяется специальная алюминиевая рама, разработанная совместно организациями АО «Взлет» и ЗАО «ОПТЭН Лимитед».

Внутренняя установка сканирующей головки и бокса цифрового фотоаппарата имеет ряд неоспоримых преимуществ перед внешней подвеской. К ним следует отнести,

во-первых, лучшую влаго- и пылезащищенность оптических прецизионных модулей. При внутренней установке во время взлета и посадки отверстие люка закрывается заслонкой, что препятствует попаданию на оптику пыли, поднимаемой с ВПП потоком воздуха, идущим от главного ротора вертолета.

Во-вторых, внутренняя установка обеспечивает гораздо более плотную фиксацию сканирующей головки относительно корпуса вертолета, а значит, и относительно фазового центра антенны GPS, которая также закреплена на корпусе. Следует принять во внимание, что местоположение точек отражения лазерного импульса рассчитывается исходя из того предположения, что центр инерциальной системы координат (находящейся внутри сканирующей головки) неподвижен относительно фазового центра антенны GPS. Поэтому, в конечном счете, внутренняя установка позволяет обеспечить большую точность измерения, чем внешняя.

Блок управления ALTM устанавливается на платформу, разработанную совместно ЗАО «ОПТЭН Лимитед» и AO «Взлет», раму в районе 4-го и 5-го шпангоутов вертолета. Питание бортовой аппаратуры осуществлялось от одной точки вертолетной системы питания через специальное распределительное устройство, спроектированное в АО «Взлет». Исходя из требований безопасности, в конструкции этого распределительного устройства предусмотрена возможность отключения пилотом питания бортового комплекса посредством переключения всего одного тумблера. Плавкие предохранители распределительного устройства рассчитаны на пропускание тока не более 25 А.

Приемник GPS, бортовой компьютер и компьютер управления режимами сканирования HUSKY штатно закрепляются на верхней плоскости блока управления

ALTM.

Согласно конструкторской документации, разработанной в АО «Взлет», специальная антенна GPS, предназначенная для авиационного базирования, устанавливается в верхней части корпуса хвоста вертолета Ми-8 вместо первого строевого огня. Такая установка позволяет, при одновременном выполнении требований безопасности, обеспечить минимально возможное маскирование спутников GPS корпусом вертолета.

Непосредственно на приборную панель перед левым пилотом устанавливается видеомонитор. Обычно монитор отображает видеоинформацию, приходящую от камеры, установленной в одном блоке со сканирующей головкой, и позволяет пилоту контролировать область сканирования, однако в данном случае на монитор пилота

176

выводится изображение полетных линий с навигационного компьютера и маркер, показывающий в реальном масштабе времени положение вертолета.

Для точных расчётов лазерно-локационных данных проводятся измерения положения фазового центра бортовой GPS-антенны в системе координат инерциальной системы сканера, т.е. определяется вектор: «центр инерциальной системы – фазовый центр антенны GPS».

Измеренные значения уточняются в процессе проведения калибровочной процедуры, представляющей собой серию небольших по длительности пролетов над некоторым специально выбранным калибровочным объектом. Сканирование объекта проводится в различных режимах по разным направлениям. Анализ расхождения лазерных данных, полученных в различных режимах, позволяет ввести корректирующие поправки в измеренные ранее выставочные параметры аппаратуры.

1.2. Геодезическое обеспечение аэросъемочных работ.

На пунктах съемочного обоснования устанавливаются спутниковые антенны. Центрирование и нивелирование антенн проводится до и после сеанса наблюдений с помощью оптических триггеров, входящих в комплект GPS-приемников. До и после выполнения наблюдений проводятся контрольные измерения высот антенн.

Наблюдения на пунктах съемочного обоснования проводятся во время аэросъёмки при следующих установках:

Угол маски возвышения – 10о;

Интервал записи измерений – 1 сек;

Запись наблюдений во внутреннюю память приемников.

Для обеспечения наилучшего качества спутниковых наблюдений, производится планирование сеансов лазерно-локационной съемки. В результате определяются интервалы времени, в течение которых создаются наилучшие условия для проведения спутниковых наблюдений (наибольшее количество видимых спутников, наилучшая геометрия созвездия спутников).

Прогнозирование GPS обстановки осуществляются с применением программы Reliance Mission Planner. Основой планирования служат максимально свежие файлы альманахов, принятые GPS приемниками, а также сведения NANU. В качестве критериев благоприятной GPS-обстановки оцениваются количество видимых спутников и величины

PDOP.

Следует учитывать, что GPS данные траекторий подвергаются позднее обработке по методике совместного уравнивания данных GPS с данными инерциальной системы. Поэтому во время проведения обследования требуется наличие не менее 6 спутников с углом возвышения более 15 над горизонтом. Угол в 15 выбран исходя из условий маскирования бортовой GPS антенны корпусом вертолета и максимальных углов крена и тангажа, разрешенных техническими условиями на пилотирование при проведении лазерного обследования.

1.3. Производство измерений на борту летательного аппарата.

Основу комплекса лазерного сканера составляют лазерный дальномер, бортовой навигационно-геодезический спутниковый приёмник, сканирующая система и инерциальная аэронавигационная система. Во время движения носителя лазерного сканера над картографируемой поверхностью лазерные дальномеры выполняют от нескольких тысяч до нескольких десятков тысяч измерений в секунду. Направление распространения импульсов лазерного излучения изменяется с помощью

177

сканирующей системы (осциллирующего зеркала). Данные о результатах каждого измерения наклонной дальности до подстилающей поверхности аннотируются точным временем, так же как и навигационные данные системы GPS о положении носителя в пространстве и данные инерциальной системы об ориентации носителя. Полученные данные измерений всех систем лазерного сканера, аннотированные точным временем, используются в процессе наземной обработки для определения точных геодезических координат точек отражения лазерного излучения. Приемник оптического излучения фиксирует момент поступления на фотоэлемент, как первого отклика, так и последнего. На практике это приводит к тому, что при картографировании залесенных участков земной поверхности проводится обнаружение истинного рельефа местности, что трудно достижимо при использовании классических методов картографирования.

Система лазерного локатора расположены в двух блоках – оптическом блоке и блоке управления и регистрации данных. В лазерном сканере используется твердотельный лазер с внешней диодной накачкой, работающий на длине волны 1047 нм. Выбор такой рабочей длины волны можно считать оптимальным в силу ряда основных причин:

- электромагнитные колебания с указанной длиной волны распространяются в приземных слоях атмосферы с незначительным затуханием;

- спектральный коэффициент отражения от поверхностей большинства обследуемых

объектов близок к единице;

-приемники оптического излучения ближнего инфракрасного диапазона имеют малый коэффициент шума, для нормальной работы приемника не требуется сложных и

дорогостоящих систем охлаждения фотоэлемента до сверхнизких температур; Оптическая система лазерного локатора состоит из системы призм, зеркал и

коллимирующего устройства. При проведении лабораторных измерений средней энергии в импульсе лазерного излучения на выходе лазера и на выходе оптической системы было установлено, что потери в оптической системе не превышают 2%. Система составлена так, что диаграммы направленности приемника и передатчика совмещены. На выходе коллиматора установлена призма, с помощью которой часть энергии импульса лазерного излучения распределяется на вход приемника. При этом запускается счетчик времени, останавливаемый в момент прихода отраженного сигнала.

Сканирование лазерного луча производится при помощи непрерывно осциллирующего зеркала. Специальный датчик фиксирует угол отклонения зеркала.

Все потоки данных аннотируются по единому источнику времени.

В качестве эталонного источника времени в составе лазерного сканера используется высокостабильный кварцевый генератор бортового навигационногеодезического спутникового приёмника. Для обеспечения необходимого уровня точности этот эталонный источник синхронизируется один раз в секунду с атомными источниками эталонной частоты, установленными на навигационных спутниках GPS. Благодаря тому, что информация, поступавшая на устройство записи со всех измерительных подсистем, аннотируется единым временем, в процессе обработки каждому измерению наклонной дальности от передатчика до подстилающей поверхности сопоставлялась информация о положении и ориентации лазерного сканера в пространстве. Используя эту информацию, вычисляются точные координаты отражения импульсов лазерного излучения от подстилающей поверхности.

178

На одной платформе с оптическим блоком лазерного сканера устанавливается

цифровой фотоаппарат. Цифровые снимки высокого разрешения

в процессе

проведения аэросъёмочных работ записываются

на жёсткий диск

бортового

компьютера. Специально разработанные программы

и современные компьютеры

обеспечивают исключительно высокую скорость записи данных каждого отдельного кадра на жесткий диск компьютера. Благодаря этим усовершенствованиям средний временной интервал между срабатываниями затвора в настоящее время составляет 3- 6 секунд, что позволяет обеспечить необходимое взаимное перекрытие крупномасштабных снимков в маршруте при значительной скорости полета.

Задача генерации TTL импульса, поступающего на вход фотограмметрического датчика GPS приемника после каждого срабатывания затвора фотоаппарата, возложена на специально спроектированный и изготовленный генератор синхроимпульсов, совмещенный с блоком питания. Отметки времени во время срабатывании затвора необходимы впоследствии для привязки цифровых фотоснимков.

Всоответствии с российскими и международными нормами по лазерной безопасности, названному выше лазерному сканеру присвоен 4-й класс. Для лазерных приборов 4-го класса предусмотрена установка системы отключения лазера в случае, если расстояние от передатчика до места нахождения возможного стороннего наблюдателя меньше, чем минимально допустимое по безопасности. В лазерном сканере предусмотрены следующие устройства защитного отключения, срабатывающие одновременно:

- автоматическая механическая заслонка, установленная на выходе

устройства

накачки; - автоматическая механическая заслонка, установленная на выходе

оптического

блока; - автоматическое устройство отключения диода накачки;

Вслучае если носитель лазерного сканера неподвижен в пространстве, импульсы лазерного излучения, которые могут попасть в глаз стороннего наблюдателя, перекрываются. Энергия в этом случае аккумулируется, и для обеспечения должного уровня безопасности минимально допустимая высота полета должна быть многократно увеличена. Специально разработанная программа в составе бортового программно-аппаратного комплекса обеспечивает отключение лазера в случае движения носителя со скоростью, меньшей, чем предельно допустимая.

Впроцессе проведения аэросъёмочных работ на борту вертолёта работают два оператора. Один управляет лазерным сканером ALTM-1210 и контролирует его работу, в то время как второй оператор управляет аэронавигационной системой и контролирует параметры пилотирования. Для управления лазерным сканером ALTM-1210 используется промышленный компьютер производства Husky Computers Limited модели Husky FS/2 и установленное на него штатное программное обеспечение управления и операторского интерфейса OI. Для управления навигационной системой используется программное обеспечение Ozi Explorer, работающее на отдельном навигационном компьютере. Оператор навигационной системы контролирует правильность прохождения полетных линий, выбор соответствующего аэросъёмочным условиям масштаба изображения на экране пилота, отмечает в бортовом журнале успешно отснятые аэросъёмочные полосы.

1.4. Контроль отсутствия пропусков в данных и требуемой плотности покрытия,

179

точность

В процессе выполнения аэросъёмочных работ в результате ошибок пилотирования носитель лазерного сканера может отклонится от заданного аэросъёмочного маршрута. Это приводит к появлению областей с недостаточной плотностью покрытия или с полностью отсутствующими данными.

Контроль отсутствия пропусков в данных и требуемой плотности покрытия проводится в программном обеспечении ArcView GIS производства компании ESRI. В случае обнаружения недостаточной плотности покрытия или пропусков в данных отмечаются номера поворотных точек трассы, ограничивающих участки трассы с недопустимо низкой плотностью или с полностью отсутствующими данными. Затем по полученным точкам проектируются полетные линии, по которым необходимо повторить съемку, чтобы восполнить недостающие данные.

В комплекс воздушного базирования входит следующее оборудование: лазерный сканирующий дальномер, цифровой фотоаппарат, приёмник GPS, работающий в дифференциальном режиме, и инерциальная навигационная система. Специалисты «ОПТЭН Лтд» доказали, что при корректном выполнении съёмки с использованием лазерного сканера ALTM 1020 или ALTM 1210 фирмы Optech (Канада), в составе перечисленного выше комплекса, обеспечивается картографирование местности с точностью масштаба 1: 1000.

Значительный объем обрабатываемых лазерных данных, и жесткие требования по скорости обработки накладывают повышенные требования к мощности вычислительных машин, на которых проводился экспресс-анализ (Например, Pentium 4, 1800 Мгц).

Камеральная обработка данных лазерно-локационных и аэрофотосъемочных работ

1.5. Вычисление траекторий и определение точности координат положения маршрутов летательного аппарата.

Камеральная обработка данных спутниковых наблюдений и вычисление траекторий полетов летательного аппарата выполняется с помощью программного обеспечения, например, GrafNav v. 6.03. Оценка точности расчета траектории определяется по отчетам программного обеспечения и по сравнению результатов данных лазерного сканирования, полученных в различных маршрутах, а также по результатам сравнения координат точек съёмки с идентичными контрольными точками на трассы. Участки, где погрешности превышают заданные допуски, бракуются и на них выполняется заново аэросъёмка.

1.6. Обработка комплексных данных лазерного сканирования.

Перед началом первичной обработки данные лазерно-локационной съёмки копируются в компьютер. Также копируются данные бортового спутникового приёмника и приемников базовых станций. Производится проверка комплектности и полноты данных, заполняется журнал учёта данных лазерно-локационной съёмки. В целях обеспечения резервирования данных, выполняется архивное копирование всех типов данных.

Первичная обработка исходных лазерно-локационных данных проводится с применением программного обеспечении лазерного сканера, например, Realm v. 3.1. В результате первичной обработки отраженных импульсов лазерного излучения от подстилающей поверхности получаются массивы координат точек.

Тематическая обработка

1. Операции тематической обработки.

Входными данными тематической обработки являются: неразделенный массив лазерных отражений от земной поверхности и всех объектов в единой системе координат WGS84, а также ортофотоплан (см Рис. 11.2).

1.1.Входной контроль данных лазерного сканирования

На этой стадии проверяется:

Лазерный снимок

Ортофотоплан

-полнота покрытия данными съемки

 

Рис. 11. 2

заданной полосы местности;

 

 

-достаточность плотности лазерных отражений для достижения требуемой точности; -точность согласования лазерных данных, полученных в различных заходах носителя.

Только после выполнения всех проверок данные лазерного сканирования передаются на тематическую обработку. В частности, в поступающих на тематическую обработку лазерных данных расхождение высот данных, полученных в различных заходах вертолета-носителя, не должны превышать 0.2 м.

1.2.Разделение лазерных отражений на два класса: отражения от земной поверхности и отражения от объектов, расположенных на земной поверхности.

Выполняется автоматическая классификация лазерных данных на отражения от земной поверхности и отражения от объектов. Результаты автоматической классификации корректируются оператором, после чего формируется цифровая модель рельефа.

1.3.Выделение различных классов объектов (из класса отражений от объектов), расположенных на земной поверхности производится на основе лазерных отражений и ортофотоснимков. Выполняется «ручная» и автоматизированная классификация лазерных данных и формируются контуры объектов.

Обработка цифровых фотоснимков

Обработка цифровых фотоснимков производится по следующему алгоритму:

Фотокалибровка.

Получение файлов привязки.

Трансформирование фотоснимков на плоскую поверхность с пониженным разрешением.

Отбор фотографий.

Построение цифровой модели рельефа.

Трансформирование отобранных фотографий по данным ЭВО и цифровой модели рельефа с разрешением отвечающим требованиям целевой задаче.

Создание фотомозаики и оформление ортофотопланов.

При этом для трансформирования снимков используются алгоритм на основе аналитических зависимостей, в которых в качестве исходных данных выступают: элементы внутреннего ориентирования снимка – f, xº, yº и элементы внешнего ориентирования (ЭВО) снимка: угловые - , , и линейные Xs,Ys,Zs - координаты центра фотографирования, то есть передней узловой точки объектива фотоаппарата, а также полученная матрица рельефа.

2. Лазерный сканер - перспективное средство дистанционного зондирования.

2.1 Программный комплекс ALTEXIS

181

Соседние файлы в предмете [НЕСОРТИРОВАННОЕ]