660358639

OKÓLNIK TD nr 137

VII OGÓLNOPOLSKIE SYMPOZJUM GEOINFORMATYCZNE Waiszawa, 11-13 09.2013

Porównawcza ocena działania dopasowania lotniczych obrazów cyfrowych w spektrum światła widzialnego i bliskiej podczerwieni

Krzysztof Bakuła, Aleksandra Kamińska

Politechnika Warszawska. Wydział Geodezji i Kartografii Zakład Fotogrametrii. Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej pl. Politechniki 1,00-661 Warszawa [e-mail]

Słowa kluczowe: dopasowanie obrazów, zobrazowania lotnicze, kanał spektralny, św iatło widzialne, bliska podczerwień

Dopasowanie obrazów cyfrowych zachodzić może jedynie na jednym kanale spektralnym minimum dwóch obrazów lub na obrazach, których wartości powstały z przetwarzania kilku kanałów spektralnych do jednego, podlegającemu dopasowaniu. Wybór właściwego kanału lub ich kombinacji do tego zadania nie jest oczywisty. Często jednak wybór pada na kanał zielony i czerwony jako składowe obrazów w barwach naturalnych, nieobarczonych zniekształceniami radiometrycznymi. Problemem analizowanym w niniejszej pracy jest wpływ wyboru kanału spektralnego na dokładność wysokościową i liczebność otrzymanej chmury punktów w wyniku dopasow ania cyfrowych obrazów' lotniczych. Celem badań jest porów nawcza ocena efektywności dopasowania zdjęć wykonanych w różnych zakresach spektralnych. Porównaniu podlegały gęstości chmur punktów wygenerowanych za pomocą automatycznej korelacji ze zdjęć wykonanych za pomocą cyfrowej kamery fotograficznej UltraCamX o GSD równym 10 cm w czterech zakresach spektralnych: niebieskim, zielonym, czerwonym i bliskiej podczerwieni. Oceniono gęstość wygenerowanych punktów na jednostkę powierzchni w zależności od rodzaju pokrycia terenu, które zostało określone w procesie klasyfikacji nadzorowanej, a także dokładność wysokościowa Numerycznego Modelu Pokrycia Terenu.

Do wygenerowania chmury punktów wykorzystano algorytmy Feature-Based Matching (FBM) i Are-a-BasedMatching (ABM) zaimplementowanego w fotogrametrycznej stacji cyfrowej Z/I Imaging firmy Intergraph oraz algorytmu gęstego dopasowania obrazów (ang. dense matching) zawartego w oprogramowaniu Photoscan firmy Agisoft. Klasyfikacja, badanie gęstości punktów, utworzenie NMPT i ostatecznie porównanie modelu otrzymanego na podstaw ie chmur punktów z różnych zakresów spektralnych wykonane zostało natomiast w oprogramowaniu ArcMap 10.1 firmy Esri. Do wykonania badań wykorzystano 3 pary zdjęć obejmujące obszary o zróżnicowanym pokryciu terenu.

W wyniku analiz wykazano, że najmniejsze różnice wysokości występują pomiędzy NMPT wygenerowanymi z chmur punktów dla zakresu zielonego i czerwonego. Gęstości punktów w chmurach z danych zakresów zielonego, czerwonego i podczerwonego były porównywalne, a te wygenerowane ze zdjęć z kanału niebieskiego były o około 14% mniej liczebne od pozostałych. Przy analizach w zależności od pokrycia terenu, na którym automatycznie korelow ane były punkty, ich liczebność różniła się w zależności od wykorzystanego do dopasowania kanału spektralnego.

Przestawione dośw iadczenia pokazują, że wybór wykorzystanego kanału spektralnego nie jest bez znaczenia przy ustalaniu parametrów korelacji obrazów' cyfrowych, a przy pewnych zastosowaniach wskazane może być wykorzystanie innego kanału niż zielony czy czerwony, które obecnie są najczęściej stosowane w fotogrametrii.