Как сделать ортофотоплан

Добавил пользователь Morpheus
Обновлено: 01.09.2024

Создание цифровых ортофотопланов решает следующие задачи:

Создание высокоточной кадастровой основы.
Выполнение землеустроительных и кадастровых работ.
Обновление топографической информации.
Решение других задач производственного характера на разрабатываемых месторождениях нефти и газа.

Создание цифровых ортофотопланов масштаба 1:500 – 1:5000 выполняется в соответствии с Инструкцией по производству маркшейдерских работ РД 07-603-03 и требованиями других нормативно-технических документов с целью создания обновленной кадастровой основы.

Рисунок 1. Образец ортофотоплана 1:5000 на объекты нефтегазового сектора

Современные космические аппараты дистанционного зондирования Земли имеют пространственное разрешение до 15 см на пиксель и высокую обзорность для оперативного получения информации на большие площади. А беспилотные аппараты позволяют достаточно быстро получить изображения с пространственным разрешением до 2–5 см на пиксель.

В соответствии с этим космические и аэрофотоснимки позволяют:

Создавать ортофотопланы в масштабе до 1:2000 (используя космические снимки).
Создавать ортофотопланы в масштабе до 1:500 (используя БПЛА).
Создавать высокоточную ЦМР для ортокоррекции.
Выявлять неучтенные ранее объекты.
Оперативно реагировать на состояние объектов местности.
Значительно сократить сроки проведения работ за счет обзорности и скорости получения данных.

Космический снимок cо спутника WorldView-3 с пространственным разрешением 0.4 м до ортотрансформирования (слева), готовый ортофотоплан (справа).

Создание цифровых ортофотопланов проводится по следующим этапам:

1. Подбор исходных материалов.

В зависимости от требуемой точности и цели использования продукта могут быть выбраны различные данные. Подбор материалов осуществляется строго по требованиям заказчика. Например, при создании ортофотопланов масштаба 1:5000 требуется плановая точность не менее 5 м, и для удовлетворения данной точности требуются материалы с разрешением не хуже 0.5м. Для этих целей подходя китайские и корейские снимки с КА

2. Предварительный анализ исходных материалов.

3. Рабочее техническое проектирование процессов обработки.

В рабочем техническом проекте должны быть указаны и технически обоснованы рекомендуемые способы обработки. При этом необходимо учитывать характер местности и застройки, качество снимков, плотность и размещение пунктов геодезических сетей и съемочного обоснования, оснащенность фотограмметрическими приборами и программным обеспечением.

При рабочем техническом проектировании составляют схему работ по фотограмметрическому сгущению опорной сети и схему работ по составлению оригиналов карт (планов). Обосновывается выбор варианта фотограмметрической обработки снимков.

В зависимости от объема и качества планово-высотной подготовки в технологической схеме камеральных процессов может предусматриваться:

Фотограмметрическое сгущение съемочного обоснования (при разреженной полевой подготовке снимков) и последующий сбор цифровой информации о местности по одиночным снимкам или стереопарам, ориентированным по данным фотограмметрического сгущения.

Обработка одиночных снимков или стереопар, ориентированных непосредственно по точкам полевой подготовки (при сплошной привязке снимков) или по контурным точкам, опознанным на имеющихся снимках прежних лет или на картах (планах) более крупного масштаба.

Рабочее техническое проектирование фотограмметрического сгущения включает выбор и обозначение точек фотограмметрической сети, а также составление схемы сети.

4. Первичная обработка снимка.

Первичная обработка снимка включает в себя устранение дефектов изображения (пропущенные пикселы, полосы), радиометрическая, геометрическая и атмосферная коррекция снимков.

5. Фотограмметрическая обработка исходных данных.

Фотограмметрическая обработка включает в себя:

создание накидного монтажа;
выполнение внутреннего ориентирования снимков;
выполнение взаимного ориентирования снимков:
выполнение внешнего ориентирования;
создание ЦМР (при условии использования стереосъемки);
ортотрансформирование данных;
создание бесшовной мозаики;
выравнивание цветовых характеристик мозаики.

6. Экспорт полученных материалов.

Конечный продукт может быть экспортирован в разные форматы в зависимости от используемого программного обеспечения заказчика. А также в зависимости от требований Заказчика готовый ортофотоплан может быть нарезан по разграфке, по весу снимков, по километражу и тд.

7. Контроль выполнение работ.

Контроль создания цифровых ортофотопланов выполняется по эталонам и опорным точкам. В нем оцениваются относительные и абсолютные ошибки привязки, корректная сшивка снимков по объектам и тд.

В заключении оформляется итоговый аналитический отчет, в котором отражается статистическая, аналитическая и техническая информация о выполненных работах, и ход выполнения работ.

Работы по созданию цифровых ортофотопланов необходимы нефтедобывающим компаниям, горнодобывающим и обслуживающим организациям для обеспечения точной, актуальной информацией о местности для выполнения землеустроительных, кадастровых и других производственных задач.

Механизм реализации услуги:

Технология создания ортофотопланов по материалам космической съемки с использованием ПО "ЦФС-Талка". Предварительная обработка снимков, создание проекта, внешнее ориентирование снимков. Исправление яркости снимков с "проявлением" изображений в тенях.

Рубрика	География и экономическая география
Вид	реферат
Язык	русский
Дата добавления	14.12.2011
Размер файла	4,3 M

Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.

2. Технология создания ортофотопланов по материалам космической съемки

3. Программа построения ортофотопланов ФОТОПЛАН 2005

4. Основные этапы технологии создания ортофотопланов

5. Изготовление ортофотоплана

7. Список используемой литературы

Ортофотоплан это фотографический план местности на точной геодезической опоре, полученный путём аэрофотосъемки с последующим преобразованием аэроснимков (из центральной проекции в ортогональную) на основе эффективного метода их дифференциального ортофототрансформирования, разработанного в середине 60-х гг. 20 в. Последний, в отличие от известного метода трансформирования аэроснимков по зонам рассчитан на автоматизированное устранение искажений аэроснимка (обусловленных рельефом местности и отклонениями оси аэрофотоаппарата от вертикали при съёмке) путём последовательного проектирования трансформируемого изображения возможно малыми участками с помощью специальных приборов -- ортофотопроекторов. Аэроснимки, преобразованные данным методом (т. н. ортофотоснимки), позволяют составить О. на любые районы, что существенно расширяет применение аэро-фотосъёмочных материалов при топографических, геологических и др. проектно-изыскательских работах.

Аэрофотосъёмка это фотографирование местности с воздуха специальным аэрофотоаппаратом, установленным на самолёте, вертолёте, дирижабле, искусственном спутнике Земли или ракете. Плоскость аэрофотоаппарата может занимать заданное горизонтальное или наклонное положения. В отдельных случаях фотографирование производится на цилиндрическую поверхность или вращающимся объективом . Обычно выполняют одноооъективным аэрофотоаппаратом, но иногда для увеличения площади, фотографируемой на одном снимке, -- многообъективным аэрофотоаппаратом, фотографирование производят одиночными аэроснимками, по определённому направлению или по площади площади .
Ортофотоплан объективно предаёт фотопортрет местности и является основным исходным материалом для создания и обновления карт и планов.
Ортофотопланы широко применяются в топографических, геологических и других проектно-изыскательских работах при формировании и обновлении цифровых карт, а также оперативной оценки состояния местности (слева ортофото, с права фрагмент ортофото).

В настоящее время материалы космической съемки достаточно часто используются для создания ортофотопланов, а также электронных карт и планов. Это связано с тем, что космосъемка становится все более доступной. Заказать и получить готовые материалы космосъемки гораздо быстрее и проще, чем выполнить аэрофотосъемку. При обработке материалов космической съемки с разрешением на местности более 2 метров не требуется соблюдения режимных требований, что существенно ускоряет процесс получения необходимой информации и ее использования.

Ожидаемое упрощение работы с космическими снимками, полученными с зарубежных спутников, позволит любому аэрогеодезическому предприятию использовать качественные космические снимки для целей картографирования. Цены на материалы космической съемки постоянно снижаются. В то же время происходит периодическое удорожание авиационного топлива, что приводит к увеличению стоимости аэросъемки. В ближайшее время стоимость космической съемки может приблизиться к стоимости аэрофотосъемки. Это еще объясняется и тем, что качественная аэрофотосъемка основана на использовании импортных аэрофотоаппаратов и средств для обработки результатов аэрофотосъемки.

В связи с этим технологиям обработки материалов космической съемки сейчас уделяется достаточно большое внимание.

Группой компаний ТАЛКА разработаны технологии создания ортофотопланов по материалам космической съемки. Необходимо отметить, что эти технологии позволяют выполняется быстрее и проще получать ортофотопланы определенных масштабов, чем по материалам аэрофотосъемки.

Технология создания ортофотопланов состоит из следующих этапов:

* предварительная обработка снимков;

* создание проекта ПВП;

* внешнее ориентирование снимков;

Синтезирование цветных снимков высокого разрешения с использованием панхроматических снимков.

ортофотоплан изображение снимок съемка

Программа построения ортофотопланов ФОТОПЛАН 2005

ортофотоплан изображение снимок съемка

Программа построения ортофотопланов Фотоплан 2005 предназначена для создания цифровых ортофотопланов по материалам космического и воздушного фотографирования центральной, панорамной и щелевой проекции. Под ортофотопланом понимается фотографическое изображение местности, приведенное к заданной системе координат.

Для приведения фотографического изображения к картографической проекции необходимо последовательно устранить искажения, вызванные следующими основными факторами:

· искажения съёмочной аппаратуры и фотоматериала;

· смещения за наклон снимков;

· смещения за рельеф местности.

Для устранения искажений за дисторсию съёмочной аппаратуры используются поправки за дисторсию, указанные в паспорте фотокамеры. Смещение за наклон снимка устраняется использованием при расчётах элементов внешнего ориентирования снимка, полученных из обработки измеренных опорных точек. Для устранения смещений за рельеф используются матрицы высот в формате ГИС "Карта 2011", полученные с использованием ГИС "Карта 2008" (ГИС "Карта 2005") или программы обработки стереоизображений Редактор поверхности.

В большинстве случаев район картографирования покрывается не одним, а несколькими снимками. Из-за наличия неустранимых ошибок измерения, деформации и т.д. на стыках отдельных фотопланов возникают расхождения одноимённых точек. Для их устранения в Фотоплане 2005 строится сглаженная поверхность поправок так, что на опорных и связующих точках отсутствуют невязки. Для того, чтобы порезы проходили на малоинформативных участках фотоснимков имеется возможность векторизации линий порезов.

При измерении опорных точек автоматически рассчитываются элементы ориентирования, что позволяет выполнять автоматическое наведение на предполагаемое место расположения измеряемой опорной точки.

Изменения в яркости и контрастности отдельных фотоснимков нивелируются с использованием гистограммы яркостей.

При измерении опорных точек имеются сложности с опознаванием, которые помогает решить синхронизация изображений трансформируемого снимка и любого другого фотоснимка с оформленными изображениями опорных точек. Для связи снимков достаточно измерить две одноименные точки. Возможна синхронизация с уже имеющейся картой для одновременного опознавания и снятия координат опорных точек.

Необходимо отметить, что практически все современные космические съёмочные системы создают изображения щелевой проекции, которые обрабатываются программой построения ортофотопланов Фотоплан 2005.

Технология создания ортофотопланов включает следующие основные этапы

1. Подготовительные работы:

· ввод паспорта фотокамеры (фокусное расстояние, координаты главной точки, поправки за дисторсию);

· загрузка цифровых изображений фотоснимков из форматов rsw, tif, bmp, pcx;

· ввод координат опорных и контрольных точек.

2. Трансформирование одиночных фотоснимков:

· измерение опорных и контрольных точек;

· вычисление элементов ориентирования;

· оценка невязок на опорных и контрольных точках;

· трансформирование одиночных снимков.

3. Создание мозаичного ортофотоплана на основе трансформированных изображений отдельных снимков:

· выбор снимков, входящих в область создания фотоплана;

· векторизация границ области создания фотоплана;

· измерение связующих точек на пересекающихся снимках;

· выравнивание гистограммы яркостей;

· окончательное трансформирование всего района работ с использованием границ, связующих точек и линий порезов.

После создания ортофотоплан может использоваться как самостоятельный фотодокумент для измерения координат объектов.

Чтобы использовать материалы съемки в картографии, необходимо провести ортотрансформирование для устранения всех геометрических искажений и приведения их в систему координат местности.

В последнее время картография переходит к использованию цифровых технологий. Карты и планы все чаще создаются в цифровом (электронном) виде, шире становится и применение компьютерных методов обработки фотосъемки. Этому способствуют как развитие вычислительной техники, так и возросший уровень программного обеспечения. Использование современных технологий значительно сокращает затраты и сокращает время на их изготовление.

Цифровые ортофотопланы используются в качестве первичной основы при создании цифровых карт и автоматизированных кадастровых Геоинформационных систем.

Преимущества данной технологии:

1. Увеличивается точность изготовления фотопланов.

2. Совершенствуются технологические операции.

3. Ортофотопланы без дополнительных преобразований могут быть использованы в любой ГИС в качестве растровой основы для создания цифровых карт.

4. Автоматическое построение рельефа по стереопарам снимков.

5. Создание не только ортофотопланов, но и фотосхем для проведения оперативных работ.

К основным методам создания ортофотопланов относятся:

- трансформирование одиночных аэроснимков;

- обработка отдельных стереопар;

- масштабное создание ортофотопланов на основе обработки блоков стереопар.

Если аэрофотосъемка выполнялась не цифровой аппаратурой а аналоговой (пленочной), то перед использованием она переводится в цифровой вид путем сканирования на высокоточном фотограмметрическом сканере. Шаг сканирования определяется масштабом съемки и масштабом конечного материала, обычно от 8 до 32 мкм.

Базовой технологией можно считать обработку материалов традиционной аэрофотосъемки. При этой технологии из последовательности кадров с заданным перекрытием строятся маршруты, которые затем объединяются в площадные блоки.

После создания блоков, проводится фотограмметрическое сгущение. На всех снимках имеющих перекрытие опознаются и указываются связующие точки (до 40 шт. на перекрытие)

После проведения расчетов, модель уравнивается до получения допустимых невязок.

Для приведения материалов в заданную систему координат проводится полевая привязка снимков. Для этого выбираются специальные точки (из числа опознаков) и координируются высокоточным геодезическим оборудованием (чаще всего GPS). В качестве опознаков выбираются хорошо читаемые на всех снимках точки, координаты которых могут быть определены с достаточной точностью. Например столбы, углы невысоких заборов, камни, и т.д.

После внесения координат точек в проект выполняются повторные уравнивания и все точки изображения получают реальные геодезические координаты. Для получения ортофотопланов, чтобы учесть рельеф местности используют или набор готовых пикетов или получают их путем построения из снимков стереопар. Монитор переводится в режим черезстрочного отображения двух снимков образующих стереопару, а через специальные очки оператор видит стерео-изображение и расставляет на поверхность земли высотные пикеты. После этой операции получается цифровая модель рельефа местности по которой, можно построить горизонтали.

Финальной стадией работ является нарезка.

Для изготовления ортофотопланов используется полная технология компьютерной автоматизированной цифровой фотограмметрической обработки аэрокосмических фотоматериалов. Эта технология включает в себя создание цифровых моделей рельефа местности и мозаичных ортофотопланов.

Список использованной литературы

Подобные документы

Стреотопографический и комбинированный методы создания топографических карт. Цифровые фотограмметрические технологии создания цифровых карт и ортофотопланов. Элементы внутреннего ориентирования снимка. Создание модели и взаимное ориентирование снимков.

курсовая работа [3,0 M], добавлен 12.02.2013

Характеристика источников для создания карт. История аэрокосмического картографирования. Дешифрирование аэроснимков и космических снимков, их применение в тематическом и оперативном картографировании. Составление и обновление топографических карт.

реферат [50,7 K], добавлен 20.12.2012

Образование и развитие ГИС-методов картографирования земельных ресурсов. Основные виды и характеристики космических снимков, преимущества недостатки их использования, методы дешифрования. Картографирование растительности для кадастровой оценки земли.

курсовая работа [550,9 K], добавлен 13.09.2015

Виды изображения земной поверхности. Понятие картографии и глобус как модель Земли. Сущность и виды географических карт и планов. Роль аэрофотоснимков и космических снимков в изучении поверхности земной коры. Масштабные и пояснительные условные знаки.

презентация [10,7 M], добавлен 14.04.2019

Виды, типы и свойства местности. Приемы и способы чтения топографических карт, измерения и ориентирование по карте и на местности. Использование топографических карт (планов) в оперативно-служебной деятельности ОВД. Ориентирование на местности по карте.

курс лекций [764,0 K], добавлен 27.06.2014

Полярный способ и методы обхода. Способы ориентирования на местности. Упрощенные способы топографической съемки. Составление "абриса", способ "обхода", "полярный" способ, способ "засечек" и способ "перпендикуляров". Производство глазомерной съемки.

реферат [1,2 M], добавлен 28.03.2013

Факторы, влияющие на выбор картографических проекций. Особенности их выбора в зависимости от величины территории и для карт, входящих в систему. Создание экономической карты Южной Америки с использованием косой азимутальной равновеликой проекции Ламберта.

Ортофотоплан является фотографическим планом местности, в котором отсутствуют перспективные искажения. Он создается путем обработки аэрофотоснимков с преобразованием в ортогональную проекцию из исходной центральной. Применяемый метод ортотрансформирования подразумевает устранение искажений, обусловленных рельефом исследуемой местности, а также отклонениями аэрофотоаппарата от вертикальной оси в процессе съемки.

Когда актуально создание ортофотоплана?

Ортофотопланы местности широко применяются в архитектурно-строительном проектировании. Они служат вспомогательным элементом для вычерчивания графических геодезических материалов (карт, топопланов, схем) при проведении инженерных изысканий. Это помогает ускорить процедуру, соблюдая требования ТЗ, снизить трудозатраты и стоимость сметы.

Кроме того, ортофотопланы широко применяют в строительстве, горнодобывающей отрасли, землеустройстве, сельском хозяйстве, а также мониторинге различных процессов.

Создания графических материалов в целях проектирования (построения топографических карт, планов, схем в масштабе от 1:500 до 1:10000);
Контроля проведения строительных, горно-подготовительных работ;
Экологического мониторинга — контроля развития негативных процессов, распространения загрязнений;
Решения различных землеустроительных, кадастровых задач;
Учета, мониторинга сельхоз. посевов;
Осуществления таксации лесных массивов;
Разработки ГИС-систем, приложений;
Мониторинга различных чрезвычайных ситуаций.

Какие бывают ортофотопланы?

Ортофотопланы классифицируются в соответствии с детализацией. Масштаб на земной поверхности напрямую связан с разрешением снимка. Например, если 5 см на земной поверхности соотносится на фото с 1 пикселем — это равносильно масштабу 1:500 в готовом плане.

Чем больше детализация ортофотоплана, тем выше будет стоимость его создания. Это связано с тем, что требуется меньшая высота полета, большее фокусное расстояние. Это сказывается на ширине захвата снимка, продолжительности полета и общем количестве снимков в работе.

5 см/пикс;
10 см/пикс;
20 см/пикс.

Создание ортофотоплана — схема работы

Основой для подготовки ортофотоплана являются аэрофотоснимки, полученные путем аэрофотосъемки при помощи БПЛА. Ортотрансформирование снимков базируется на преобразовании начального изображения в ортогональную проекцию, при которой каждая точка местности наблюдается строго вертикально. Предварительно требуется устранение искажений, вызванных рельефом.

Технология цифровой орторектификации аэроснимков подразумевает осуществление съемки с наложением (дублирование одних и тех же участков местности на разных кадрах). Площадь перекрытия составляет: 60% — вдоль маршрута, 30% — между маршрутами. Это необходимо для выравнивания снимков, исключения эффекта параллакса.

импорт аэрофотоснимков в программу и их выравнивание;
импорт координат контрольных точек (маркеров);
привязка к системе координат;
построение ортогональной проекции и сети триангуляции;
классификация облака точек;
построение 3D модели рельефа;
ортотрансформирование снимков;
финишная обработка, экспорт ортофотоплана в нужном формате.

Для получения корректного ортофотоплана требуется получение точных координат – по наземным меткам либо путем сбора данных бортовой системы с GNSS-приемником. Первый вариант актуален для Москвы и МО, где существует плотная сеть геодезической сети с точными координатами. Второй вариант более приемлем для отдаленных районов с трудной доступностью.

Ортофотоплан - это фотографический план местности на точной геодезической основе, полученный путем аэрофотосъемки или космической съемки с последующим преобразованием снимков из центральной проекции в ортогональную с помощью метода ортотрансформирования.

Ортотрансформирование устраняет искажения на снимке, обусловленные рельефом местности и отклонениями оси фотоаппарата от вертикали при съемке, путем последовательного проектирования трансформируемого изображения возможно малыми участками с помощью ортофотопроекторов.

Перераспределение пикселей на изображении в результате ортотрансформирования.

В результате преобразования получаются ортофотоснимки, которые позволяют составить ортофотопланы на любые районы.

Ортофотопланы особенно востребованы при геодезических, топографических, геологических, гидрологических, экологических изыскательских работах, землеустройстве, архитектурно-строительном проектировании и контроле строительно-монтажных работ.

Создание ортофотоплана проходит в три этапа:

Редакционно-подготовительные работы - выясняется наличие данных для трансформирования снимка, готовятся файлы исходных данных, выполняется копирование исходного снимка (исходного растра), создается матрица рельефа.

Создание ортофотоплана - происходит сводка изображения на стыках трансформированных растров (сшивка фотопланов) и нарезка фрагментов трансформированного растра по номенклатурным листам.

Аэрофотоснимки для создания ортофотопланов отличаются высоким качеством и точностью до нескольких сантиметров на пиксель. Ортофотопланы, полученные в результате ортотрансформирования аэрофотоснимков, обладают высокой визуальной информативностью и отличными измерительными свойствами.

Исходный аэрофотоснимок

Аэрофотоснимок после ортотрансформирования

Космический снимок до (слева) и после (справа) ортотрансформирования.

Читайте также: