ОПТИМИЗАЦИЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКОЙ ОБРАБОТКИ КОСМИЧЕСКИХ СНИМКОВ ДЛЯ ЦЕЛЕЙ МОНИТОРИНГА ОБЪЕКТОВ НЕДВИЖИМОСТИ

Точность фотограмметрических преобразований космических снимков зависит от множества факторов: корректности математической модели связи координат точек местности и изображения, алгоритма программного обеспечения, информационных и фотографических свойств снимка и т.п. В программном обеспечении производителей цифровых фотограмметрических станций используют различные аналитические модели фотограмметрического преобразования космических снимков: параметрический метод, аппроксимационный метод, полиномиальные методы, метод линейных преобразований; метод проективно-аффинного преобразования и т.д. В статье приведены результаты фотограмметрической обработки разносезонных космических снимков с помощью различных математических моделей. Сравнение различных способов геометрических преобразований выполнено по космическим снимкам из открытой поисковой системы Google Earth, полученным в зимний, летний и осенний периоды. Для экспериментальных работ была выбрана территория научно-учебной базы «Горное» ГУЗ Луховицкого района Московской области. Оптимизация сезона съёмки производилась сравнением качества трансформирования линейным методом. Для шести снимков трёх сезонов съёмки были произведены линейные преобразования по 8 опорным точкам. Этот процесс оценивался по остаточным расхождениям плановых координат на опорных точках. Наилучший результат дали снимки летнего периода съёмки. Оптимизация математического алгоритма геометрических преобразований выполнялась для снимков летнего периода съёмки. Использовались линейный, проективно-аффинный и нелинейный (полиномиальный) способы трансформирования. Контроль точности производился по 21 контрольной точке, надёжно идентифицируемой на космических снимках и аэрофотоснимках масштаба 1:10000. Пространственные координаты контрольных точек получены из фототриангуляции, построенной по аэрофотоснимкам масштаба 1:10000. Наибольшая точность получена при использовании проективно-аффинного способа преобразований. Для этого способа СКП плановых координат составила 3,17 м, что соответствует по точности масштабу 1:6500. Анализ результатов фотограмметрических преобразований в целях оптимизации выбора сезона космических снимков и выбора математического аппарата показывает: оптимальными для создания кадастрового плана являются космические снимки, полученные в летний сезон; наибольшая точность получена при использовании проективно-аффинного способа преобразований. Применяя линейный способ преобразований и проективно-аффинный способ уравнивания, космические снимки (открытого доступа) летнего сезона съёмки возможно использовать для создания плана масштаба 1:6500 и мельче. При этом изображение должно быть обеспечено не менее 8 опорными точками, расположенными по периметру зоны обработки, а поверхность территории иметь уклоны не превышающие 5%.

OPTIMIZATION OF PHOTOGRAMMETRIC PROCESSING OF SPACE-BORNE IMAGES FOR MONITORING OF REAL ESTATE

The accuracy of photogrammetric transformations of space-borne images depends on many factors: the correctness of the mathematical model of the relationship between the coordinates of the terrain and the image, the software algorithm, the information and photographic properties of the image, and so on. In the software of manufacturers of digital photogrammetric stations, various analytical models of photogrammetric transformation of space-borne images are used: parametric method, approximation method, polynomial methods, method of linear transformation of images; method of projective-affine transformation of images, etc. The article presents the results of photogrammetric processing of different-season space-borne images using various mathematical models. A comparison of the different methods of geometric transformations is made for space-borne images from the open Google Earth search system, received in the winter, summer and autumn periods. For experimental work, the territory of the scientific and educational base "Gornoye" of the State university of Land Use Planning of the Moscow region was chosen. Optimization of the acquisition season was performed by comparing the quality of the transformation by a linear method. Linear transformations were made for six images of three seasons of acquisition using 8 reference points. This process was estimated from the residual errors in the plane coordinates at the reference points. The best result was given by photographs of the summer period of the acquisition. Optimization of the mathematical algorithm of geometric transformations was carried out for images of the summer period of the acquisition. We used linear, projective-affine, and nonlinear (polynomial) methods of transformation. Accuracy testing was carried out at 21 control points, reliably identified on satellite imagery and aerial photographs at a scale of 1: 10000. The spatial coordinates of the control points are obtained from the aerial triangulation, constructed from aerial photographs of the scale 1: 10000. The greatest accuracy was obtained by using the projective-affine method of transformations. For this method, the RMSE of the plane coordinates was 3.17 m, which corresponds to an accuracy of 1: 6500 scale. Analysis of the results of photogrammetric transformations in order to optimize the choice of the season of acquisition and the choice of the mathematical apparatus shows: the optimal for creating a cadastral plan are space-borne images obtained in the summer season; the greatest accuracy was obtained by using the projective-affine method of transformations. Applying the linear method of transformations and the projective-affine method of equalization, space-borne images (open access) of the summer season can be used to create a scale plan of 1: 6500 and smaller. At the same time, the image should be provided with at least 8 reference points located along the perimeter of the processing area, and the surface of the territory should have slopes not exceeding 5%.