GeoForm 10/2009 Опыт использования АФК VisionMap А3
реклама
Опыт использования АФК Visionmap А3 Райзман Юрий Григорьевич, yuri@visionmap.com Компания VisionMap Ltd., www.visionmap.com 13 Mozes St., Tel-Aviv, 67442, Israel АФК Visionmap A3 - это полностью автоматизированный аэросъёмочный фотограмметрический комплекс для производства основных видов фотограмметрических работ – от аэросъёмки до автоматического производства ортофотопланов. АФК А3 разработан компанией Visionmap Ltd., успешно прошел многократные тестовые и практические испытания и в настоящее время находится в использовании ряда компаний для производства аэросъёмочных и фотограмметрических работ. Комплекс состоит из цифровой аэрокамеры, бортовых GPS и компьютера, наземной компьютерной системы и программного обеспечения. Конструктивные особенности комплекса описаны в статье “Общее назначение и технические характеристики АФК Visionmap A3”, Геопрофи, №3, 2008. Основными отличительными свойствами АФК VisionMap A3 являются: полный технологический процесс – от аэросъёмки до автоматического производства ортофотопланов, наибольшая между аэросъёмочными системами производительность аэросъёмки, высокая производительность камерального производства, получение горизонтальных и перспективных снимков в одном полёте одной камерой, возможность выполнения аэросъёмки с больших высот фотографирования при сохранении высокого разрешения на местности, квази-снимки большого формата (480 М пиксела) для стереорисовки (КСС), полная автоматизация всех процессов, способность выполнения большинства вычислительных процессов в автономном режиме. В статье представлены основные результаты нескольких проектов выполненных компанией Visionmap в последнее время. Два первых проекта выполнены на территории тестового полигона компании в декабре 2008 года. Аэросъёмка проведена с двух высот – 3600 и 8500 м. Площадь полигона 264 кв.км (22*12 км). Для проверки влияния поперечного перекрытия на точность, полёты выполнены вдоль короткой стороны полигона. В районе полигона находятся 27 опорных точек, равномерно покрывающих всю площадь полигона и измеренных с точностью ± 5 см. Район полигона представляет равнинную частично застроенную местность с превышениями от 0 до 70 м. При съёмке с высоты 3600 м территория полигона была покрыта 8 маршрутами с поперечным перекрытием 57% и с разрешением на местности 11 см. При скорости самолёта 340 км/час производительность аэросъёмки брутто (включая развороты) составила 291 кв.км/час, производительность аэросъёмки нетто (чистое время фотографирования) составила 722 кв.км/час. При съёмке с высоты 8500 м территория полигона была покрыта 4 маршрутами с поперечным перекрытием 67% и с разрешением на местности 26 см. При скорости самолёта 410 км/час производительность аэросъёмки брутто (включая развороты) составила 882 кв.км/час, производительность аэросъёмки нетто (чистое время фотографирования) составила 2245 кв.км/час. В феврале 2009 года компания Офек, приобретшая АФК А3, выполнила аэросъёмку на высоте 4400 м для пяти проектов общей площадью 10000 кв.км . Аэросъёмка выполнена с разрешением на местности 14 см и поперечным перекрытием 70%. Производительность аэросъёмки брутто варьируется в пределах 686 – 947 кв.км/час. Производительность нетто находится в пределах 945 – 1097 кв.км/час. Во всех случаях производительность аэросъёмки нетто соответствовала предрассчитанной теоретической производительности для камеры А3. Конечная задача всех проектов – создание ортофотопланов. В проектах компании Офек все ортофотопланы создаются без использования опорных точек. Аэросъёмки выполнена камерой VisionMap A3: вес – 15 кг; размер - 50*50*40 см; бортовой компьютер: вес – 10 кг; размер - 25*40*40 см; Напряжение на борту – 28V номинальное; Стабильность – 22-32V; Потребляемая мощность – 200W; Аэросъёмочный самолёт - Piper Cheyenne PA-31T. Для наземной обработки использована стандартная компьютерная система следующей конфигурации: 1 x HP DL380G5 server, 1 x HP MSA 2000 Storage Array, 4 x HP Dual Quad-Core Intel Xeon Server. Для обработки задействовано 7 процессоров из 8-ми каждого сервера. Обработка данных GPS выполнена методом РРР без использования наземных станций GPS. При выполнении проектов проведён хронометраж вычислений. Вычисления включают следующие процессы: GPS обработка, корреляция, уравнивание, построение ортофотоплана, мозаика и радиометрическая коррекция. Все процессы выполняются полностью автоматически без вмешательства оператора. Дополнительно, для проверки производительности и точности системы в зависимости от поперечного перекрытия между маршрутами, для полёта на высоте 8500 м, снятого 7-ю маршрутами со средним поперечным перекрытием 82%, проведено построение блока, состоящего из 1,3,5,7 маршрутов с перекрытием 67% и покрывающих ту же территорию. Время создания ортофотоплана на территорию испытательного полигона с разрешением 12 см (высота фотографирования 3600 м, площадь 195 кв.км, 8 маршрутов, поперечное перекрытие 57%, максимально допустимый угол ортофото 35°) составило 9 часов 15 минут. Ортофотоплан с разрешением 30 см (высота фотографирования 8500 м, площадь 247 кв.км, 7 маршрутов, поперечное перекрытие 84%, максимально допустимый угол ортофото 22°) был создан за 7 часов 55 минут. Такой ортофотоплан с разрешением 30 см, но при съёмке территории 4 маршрутами с поперечным перекрытием 66% и максимально допустимым углом ортофото 44° был произведён за 4 часа. При параллельной обработке первых двух проектов общее время создания обоих ортофото составило 11 часов 31 минуту. Таким образом производительность вычислений для проекта 3600 м составила 506 кв.км/сутки, для двух проектов 8500 м соответственно 749 и 1482 кв.км/сутки и при совместной обработке двух первых проектов достигнута производительность вычислений 1133 кв.км/сутки. В двух проектах компании Офек ортофото уже построено. Все проекты выполнены с разрешением 15 см и максимально допустимым углом ортофото 39°. В проекте на площадь 700 кв.км процесс создания ортофото занял 31 час 15 минут (538 кв.км/сутки), а в проекте на площадь 2100 кв.км общее время составило 133 часа (379 кв.км/сутки). В настоящей версии программного обеспечения, при построении ортофото на большие площади наблюдается понижение производительности вычислений. В настоящее время ведутся работы по дополнительной оптимизации вычислительного процесса, что приведёт к повышению производительности вычислений вне зависимости от размера обрабатываемой территории. Оценка точности фотограмметрических построений выполнена по контрольным точкам. Проверено множество вариантов, из них здесь представлены два - оценка точности при построение блоков без опорных точек и при построении с 11 опорными точками. Всего измерено 27 контрольных/опорных точек. Для блока снятого с высоты 3600 м при уравнивании без опорных точек, СКО (средняя квадратическая ошибка) на контрольных точках составила СКОxyz = 0.26/0.19/0.63 м. Для высоты 8500 м СКОxyz = 0.52/0.45/0.58 м. При уравнивании с 11-ю опорными точками, ошибка на контрольных точках составила: для высоты 3600 м СКОxyz = 0.19/0.11/0.22 м и для высоты 8500 м СКОxyz = 0.219/0.35/0.44 м. Результаты выполнения проектов свидетельствуют, что использование АФК А3 в фотограмметрическом производстве значительно повышает его эффективность: • • • • • • • • Особенная конструкция аэрокамеры и автоматические методы аэросъёмки значительно повышают производительность аэросъёмочных работ; Возможность летать на больших высотах с высоким разрешением и точностью снижают ограничения на аэросъёмку в городской местности; Высокая производительность аэросъёмки обеспечивает максимальное использование хорошей погоды; АФК А3 обеспечивает получение горизонтальных и перспективных снимков в одном полёте одной камерой; АФК А3 обеспечивает автоматическое выполнение всего производственного процесса – от измерений до ортофотоплана, и предоставляет квази-снимки (КСС) большого формата для стереорисовки; Современные алгоритмы и методы съёмки позволяют значительно сократить или совсем исключить дорогостоящие полевые геодезические работы по привязке аэроснимков; Особый дизайн аэрокамеры, специальные методы аэросъёмки и современные методы обработки данных обеспечивают высокую точность фотограмметрических продуктов; Полностью автоматические и высокоэффективные процессы обработки данных значительно повышают производительность фотограмметрического производства.
