Uniwersytet Warmi sko-Mazurski w Olsztynie
Wydzia³ Geodezji i Gospodarki Przestrzennej
Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji
Sprawozdanie
Wykonanie orientacji pary zdj za pomoc programu DDPS
Wykonawca:
Krzysztof Bromberek
grupa 4 rok III GiSzN
rok akademicki 2009/10
1. Informacje wst pne. Cel pracy.
Celem pracy by³o wyk onanie orientacji stereogramu za pomoc oprogramowania DDPS
(Didactic and Digital Photogrametric Software). Wykonano trzy etapy prac, a mianowicie:
1) orientacj wewn trzn ;
2) orientacj wzajemn ;
3) orientacj bezwzgl dn (absolutn ).
Dane wyj ciowe pochodz z nalotu fotogrametrycznego zrealizowanego w 1995 roku w
ramach programu PHARE za pomoc kamery lotniczej LMK 305_2 3. W wyniku tego
otrzymano zdj cia w skali 1:5000.
Para zdj , która b y³a przedmiotem mojej pracy pochodzi z nast puj cej lokalizacji: Blok
Olsztyn – szereg 10, model 2 – zdj cia
318,319.
Zdj cia te przeskanowano za pomoc skanera Photoscan PS1, dla którego minimalna
wielko pixela to 7,5
µ
m. Do skanowania powy szych zdj wymiar piksela zwi kszono do
22,5
m. Rozdzielczo wynios³a ok. 1000dpi, co w spowodowa³o, e wielko pliku BW
(Black-White) wynios³a 104 MB. Dodatkowo zmieniono wspó³czynnik
na 1,5 oraz
zastosowano automatyczne wyrównanie poziomów. Tak przygotowane zdj cia zapisane w
formacie .bmp stanowi³y jeden z elementów danych wej ciowych.
2. Dane wej ciowe
a) zeskanowane zdj cia zapisane w formacie .bmp;
318 319
b) metryka kalibracji kamery umieszczona w pliku LMK 305_23.cc
Struktura pliku LMK 305_23.cc:
BEGIN_CC
FOCALE 305.21
UNIT 0.001 meters
BEGIN_FIDUCIAL_COORD
1 -109.9960000000 110.0320000000
2 110.0010000000 110.0310000000
3 109.9990000000 -109.9600000000
4 -109.9930000000 -109.9630000000
5 -0.0010000000 110.0220000000
6 109.9950000000 0.0360000000
7 0.0000000000 -109.9680000000
8 -109.9990000000 0.0360000000
END_FIDUCIAL_COORD
END_CC
c) wspó³rz dne F fotopunktów (X, Y, Z) zapisane w pliku z rozszerzeniem .OActrl
Struktura pliku 318_319.OActrl:
BEGIN_TERRAIN_POINTS
10500 -22494.640 78463.770 113.030 ctrl
10505 -22457.030 77615.140 119.500 ctrl
10507 -22046.900 78507.540 130.660 ctrl
10510 -22007.290 77469.490 106.950 ctrl
END_TERRAIN_POINTS
3. Etapy pracy z DDPS
a) wykonanie orientacji wewn trznej (IO)
Etap ten polega³ na wyznaczeniu parametrów transformacji afinicznej: a
, a
, b
.
0
1
2
Wspó³czynniki te wyznaczaj zale no ci mi dzy wspó³rz dnymi pikselowymi i
wspó³rz dnymi t³owymi.
Model transformacji afinicznej wykorzystany w oprogramowaniu DDPS:
gdzie: x
, y
– wspó³rz dne pixelowe zdj cia;
pxl
x
– wspó³rz dne t³owe zdj cia;
t³
a
b
– parametry transformacji afinicznej.
2,
Wyznaczenie parametrów transformacji afinicznej nast pi³o w oparciu o osiem punktów
dostosowania, którymi na etapie orientacji wewn trznej by³y znaczki t³owe. Poniewa znane
by³y wspó³rz dne t³owe tych znaczków (zapisane w pliku kalibracji kamery LMK305_23.cc),
a tak e pomierzone zosta³y na tym etapie ich wspó³rz dne pikselowe, to pary tych obserwacji
pozwoli³y na utworzenie 16 równa poprawek i wyznaczenie metod najmniejszych
kwadratów wspó³czynników transformacji afinicznej.
Liczba równa poprawek: m = 8 x 2 = 16;
Liczba niewiadomych (parametrów): n = 6;
Liczba obserwacji nadliczbowych): r = 16 – 6 = 10.
Etap ten zako czy³ si wygenerowaniem do pliku z rozszerzeniem
.OIparam
parametrów
orientacji wewn trznej oddzielnie dla ka dego ze zdj : lewego i prawego. Ponadto zosta³y
stworzone przeze mnie dwa pliki tekstowe zawieraj ce wspó³rz dne pix elowe oraz poprawki
do tych wspó³rz dnych równie oddzielnie dla ka dego ze zdj .
Dokonano tu tak e analizy dok³adno ci otrzymanych warto ci poprawek dla obu zdj .
Przyj to, e maksymalna warto poprawki Vx
oraz Vy
b dzie wynosi³a po³ow
max
wielko ci piksela, tj. 11,25
m. rednia warto tych poprawek dla wszystkich obserwacji
b dzie w granicach od 5 do 10
m. Przekroczenie tych warto ci powodowa³o konieczno
ponownego wyznaczenia parametrów transformacji (wyj tkiem by³o przekroczenie poprawki
maksymalnej, wtedy gdy wyst powa³a ona w jednym punkcie).
Zrzut ekranowy rozmieszczenia pomierzonych znaczków t³owych
Wspó³rz dne poprawek zdj cia 318:
Ximg Yimg Vx Vy
225,257 222,997 0,007 0,003
10015,329 224,042 -0,005 -0,002
10015,166 10013,619 -0,004 0,007
224,725 10013,492 -0,005 -0,004
5119,734 224,015 -0,008 -0,001
10015,743 5119,015 0,012 -0,002
5120,148 10014,042 0,003 -0,003
224,743 5118,024 0,001 0,003
Wspó³rz dne poprawek zdj cia 319:
224,248 223,015 0,007 0,008
10015,743 224,520 0,004 -0,013
10014,743 10014,015 -0,008 0,008
223,743 10014,520 0,001 -0,011
5119,248 224,015 -0,008 0,002
10015,248 5119,024 0,003 0,003
5119,743 10014,520 0,010 -0,001
223,248 5118,520 -0,009 0,005
Na etapie orientacji bezwzgl dnej otrzyma³em nast puj ce dok³adno ci:
Zdj cie lewe (318) Zdj cie prawe (319)
;
Otrzymane dok³adno ci zosta³y obliczone na podstawie danych zawartych w plikach:
•
318P.JPEG
319P.JPEG
i spe³niaj za³o one kr yteria wyj ciowe.
Struktura pliku
318.OIparam
:
BEGIN_OI_PARAMS
BEGIN_IMG2PHOTO
0.02247017317624030300 0.00000028307975525220 -115.05036160979409000000 0.00000172303272144351 -
0.02247101660766451200 115.04583110365904000000
END_IMG2PHOTO
BEGIN_PHOTO2IMG
44.50343959059598100000 0.00056063351207451468 5120.07234215282460000000 0.00341243575373972870 -
44.50176932494629500000 5120.13564693591520000000
END_PHOTO2IMG
END_OI_PARAMS
319.OIparam
0.02246789211066923400 0.00000083994593779743 -115.02782150128911000000 0.00000121903219567491 -
0.02246994169543611500 115.05105647946311000000
44.50795774476251400000 0.00166381098755698430 5119.46203021484420000000 0.00241456683520357980 -
44.50389792988444500000 5120.49825619549670000000
b) wykonanie orientacji wzajemnej (RO)
Na tym etapie stworzony zosta³ lokalny uk³ad wspó³rz dnych dla pary zdj , gdzie pocz tek
tego uk³adu zlokalizowany zosta³ w rodku lewego zdj cia, a o odci tych pokrywa si z
poziom baz fotografo wania (stanowi c odleg³o mi dzy rodkami rzutów lewego i
prawego zdj cia). Nast pnie pomierzono 15 punktów homologicznych zlokalizowanych w
strefie podwójnego pokrycia. Sze spo ród tych punktów zlokalizowano w strefach oko³o
standardowych, a pozosta³e wype³ni³y przestrzenie mi dzy tymi punktami, tak, aby
rozmieszczenie wszystkich by³o jak najbardziej równomierne.
Na podstawie znanych wspó³czynników transfo rmacji afinicznej wyznaczono wspó³rz dne
t³owe punktów homologicznych. Nast pnie u³o ono równania poprawek do paralaks
poprzecznych i w oparciu o te równania stosuj c Metod Najmniejszych Kwadratów
(minimalizowana warto paralaksy poprzecznej) uzyskano parametry k towe orientacji
wzajemnej:
-
’,
’’ – k t skr cenia zdj cia odpowiednio: prawego i lewego,
’’ – k t nach ylenia pod³u nego zdj cia odpowiednio: prawego i lewego,
=
’’ – kat nachylenia poprzecznego lewego zdj cia.
Liczba równa poprawek: m = 15 x 1 = 15;
Liczba niewiadomych (parametrów): n = 5;
Liczba obserwacji nadliczbowych): r = 15 – 5 = 10.
Zrzut ekranowy pomierzon ych punktów Grubera (15 punktów )
Pierwszym plikiem, który uzyskali my w efekcie pomiaru punktów standardowych i oko³o
standardowych jest plik z rozszerzeniem .hmlg, który zawier a wspó³rz dne pikselowe zdj cia
lewego i prawego.
318_319.hmlg
BEGIN_HOMOLOG_POINTS
10000 4993.74297233251040000000 4945.83534165051420000000 994.70370297098702000000 4952.98765384955000000000
10001 9626.27309276229430000000 4845.27710881959870000000 5680.76543142284850000000 4844.38271548138530000000
10002 5808.33333362186200000000 556.71485993137901000000 1830.16049305468410000000 559.41975255250225000000
10003 9015.76305261903330000000 511.78714896286039000000 4989.18518443542870000000 503.51851807548053000000
10004 4939.24096430385820000000 9309.83935770781860000000 977.32098702952385000000 9321.93827108806000000000
10005 9372.24498036116350000000 9883.83935770781860000000 5446.61728313838100000000 9897.03703661103830000000
10006 5756.29718910612160000000 2513.83935770781910000000 1796.67901159024250000000 2517.45678962361900000000
10007 8079.33734967916730000000 434.71485993137901000000 4038.29629564877910000000 429.87654263619919000000
10008 7713.77911684825180000000 742.81124530668751000000 3692.69135728061470000000 739.01234523029439000000
10009 9385.72690810329190000000 2523.81124530668740000000 5377.79012280359350000000 2518.41975255250240000000
10010 9392.75903656172890000000 7269.84337376512390000000 5440.18518443542870000000 7275.01234523029420000000
10011 7617.71084387407430000000 9483.29718910612250000000 3665.56790037689190000000 9495.82715987471060000000
10012 4972.75903656172890000000 7162.30923727803570000000 1026.27160426803470000000 7171.56790083696980000000
10013 7498.71887598868400000000 2956.33734967916690000000 3504.16049305468410000000 2955.92592539768840000000
10014 7147.69879570216110000000 5038.40160659603950000000 3143.07407322207790000000 5041.53086376585270000000
10015 6703.20481978811770000000 7560.35341390838490000000 2744.45678916354110000000 7569.01234523029420000000
END_HOMOLOG_POINTS
Równie na tym etapie przeprowadzono analiz ...
kora_1989