Opracowanie metodyki orientacji bloku wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych pozyskanych z różnych sensorów

Projekt badawczy statutowy finansowany ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego,  realizowany w Zakładzie Fotogrametrii w 2007 roku pod kierownictwem dr inż. Ireneusza Ewiaka

Satelitarne dane źródłowe wykorzystywane w krajowych opracowaniach fotogrametrycznych stanowią zazwyczaj pojedyncze sceny lub pasy obrazowe pochodzące z tego samego systemu obrazowania satelitarnego. Do nich głównie odnoszone są badania metodyczne. Łączenie pojedynczych scen lub pasów obrazowych w większe bloki pozwala wydatnie ograniczyć liczbę punktów osnowy fotogrametrycznej, która w głównej mierze determinuje koszty opracowania fotogrametrycznego. Jakkolwiek, łączenie ze sobą jednorodnych zobrazowań satelitarnych nie powinno sprawiać większych problemów, to możliwość zastąpienia tych danych aktualnymi obrazami z innych systemów satelitarnych powinna być tematem przyszłych rozważań naukowych i technologicznych.
Z uwagi na rosnącą rolę wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych w opracowaniach fotogrametrycznych dominują tendencje zmierzające do zastąpienia tradycyjnych bloków aerotriangulacji zdjęć lotniczych blokami wysokorozdzielczych zobrazowań satelitarnych. Zaproponowany temat badań uwzględnia metodykę orientacji przestrzennej satelitarnych bloków obrazowych o różnym stopniu złożoności (rozmiar i kształt bloku) oraz różnym charakterze danych źródłowych (łączenie w jednym bloku danych z różnych sensorów satelitarnych).

Z chwilą uzyskania przez wysokorozdzielcze zobrazowania satelitarne roli podstawowego źródła danych fotogrametrycznych należy rozwiazać problem łączenia różnych danych obrazowych w procesie ich blokowej geometryzacji oraz ortorektyfikacji, włączając w ten proces tradycyjne zdjęcia lotnicze. Aktualizacja map obrazowych (ortofotomap) przebiegać będzie w ramach tego samego projektu realizacyjnego, uniezależnionego od pochodzenia obrazu źródłowego.

W wyniku realizacji prac badawczych opanowano warsztat  metodyczny z zakresu blokowej orientacji obrazów satelitarnych. Zaproponowano dwie metody wykonania wielosensorowej korekcji geometrycznej bloku obrazów VHRS. Pierwsza z nich dotyczyła budowy skorygowanego geometrycznie bloku satelitarnego na podstawie niezależnego wyznaczenia elementów orientacji poszczególnych scen. W metodzie drugiej budowa skorygowanego geometrycznie bloku satelitarnego była poprzedzona orientacją wzajemną poszczególnych scen wchodzacych w jego skład.  W badaniach wykorzystano zobrazowania satelitarne systemów IKONOS, QuickBird oraz Resurs-DK pokrywające  obszar Warszawy, których rozdzielczość przestrzenna była nie gorsza niż 1m. Każda z metod wielosensorowej orientacji bloku satelitarnego uwzględniała warianty korekcji geometrycznej scen oparte na matematycznym modelu sensora, współczynnikach funkcji wymiernej RPC oraz ich kombinacjach.

Na podstawie uzyskanych rezultatów badań stwierdzono, że wielosensorowa orientacja bloku satelitarnego może z powodzeniem zastąpić aerotriangulację małoskalowego i średnioskalowego bloku zdjęć lotniczych. Udowodniono, że z ekonomicznego punktu widzenia, w procesie aerotriangulacji satelitarnej, zasadnym jest ograniczenie terenowego pomiaru punktów osnowy fotogrametrycznej i zastąpienie go silnymi wiązaniami zaprojektowanymi pomiędzy poszczególnymi scenami budującymi blok. Stwierdzono również, że dokładność orientacji bloku satelitarnego jest funkcją procesu wagowania obserwacji fotogrametrycznych odniesionych do poszczególnych zobrazowań oraz zdolnością interpretacyjną tych zobrazowań.

W toku realizacji zadania wykonano zestawienia tabelaryczne  rezultatów korekcji geometrycznej bloku satelitarnego na podstawie których, opracowano założenia technologiczne aerotriangulacji satelitarnej. Uzyskane rezultaty badań przemawiają za możliwością stworzenia zintegrowanego systemu aktualizacji map obrazowych oraz map wektorowych zasilanego wieloźródłową informacją obrazową.

Jednakże, wykorzystanie technologii wielosensorowej aerotriangulacji satelitarnej do generowania map obrazowych pociąga za sobą konieczność rozwiązania problemu mozaikowania  monochromatycznych i barwnych ortoobrazów satelitarnych.
Szczegółowy opis badań  realizowanych w ramach niniejszego tematu zawiera publikacja:

  • Ewiak I., 2009. Wielosensorowa triangulacja satelitarna, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol. 19,
    s. 101-110.