Специалисты компании «Ракурс», разработчика цифровой фотограмметрической системы PHOTOMOD, провели исследования точности матрицы SRTM с целью уточнения возможностей ее использования при создании цифровых ортофотопланов.
Ортофотопланы являются основой топографических и тематических карт и планов. Исходными материалами для изготовления ортофотопланов, как одного из основных результатов фотограмметрических работ, служат снимки, цифровая модель рельефа (ЦМР) и точки планово-высотной привязки (ПВП).
Наиболее широко применяются две технологические схемы создания ортофотопланов: по материалам стереосъемки или по одиночным снимкам и готовой ЦМР. Для получения ЦМР по материалам стереосъемки необходимо иметь стереопары на весь район и провести достаточно трудоемкие работы по их обработке. При использовании одиночных снимков и готовой ЦМР процесс стереообработки исключается. В этом случае большое значение имеют критерии выбора ЦМР.
Общедоступной ЦМР является матрица SRTM (Shuttle Radar Topographic Mission) с размером ячейки 3х3 угловых секунды. Заявленная точность данных матрицы не ниже 16 м, но тип этой величины (средняя, максимальная, средняя квадратическая ошибка — СКО) не пояснен ( http://srtm.csi.cgiar.org ), что и не удивительно, поскольку для строгой оценки точности необходимы эталонные данные примерно такого же пространственного охвата или строгий анализ процесса получения и обработки данных.
В качестве исходных материалов для исследований использовались части матрицы SRTM и тестовые матрицы, полученные по аэроснимкам соответствующих территорий с максимальными ошибками не более 1 м. Для тестирования были выбраны участки на о. Ольхон (Байкал), под Саратовом и Сочи. В исследования были также включены матрицы высот, сформированные по высотным отметкам (горизонталям) карт масштаба 1:100 000. Построение матриц и их сравнение проводилось с использованием программного продукта КБ «ПАНОРАМА» — ГИС «Карта 2008». Примеры полученных матриц представлены на рис. 1.
Рис. 1. Матрицы высот на участок о. Ольхон: SRTM (а); созданная по карте масштаба 1:100 000 (б); тестовая (в)
Исследуемая и тестовая матрицы были одновременно открыты в ГИС «Карта 2008», после чего была задействована функция сравнения матриц. Результат (рис. 2) представляет собой матрицу разностей высот перекрывающихся участков SRTM и тестовой матрицы. Аналогичная процедура была применена к матрице, полученной по карте (рис. 3). Затем результирующие матрицы были экспортированы в формат ASCII с целью их статистической обработки. Итоговые показатели для участков о. Ольхон, Саратова, Сочи приведены в таблице.
Таблица. Результаты сравнения с тестовой матрицей
Исследования участка под Саратовом показали близкие значения среднего и среднего абсолютного отклонения у матрицы SRTM, что указывает на наличие систематической ошибки. Об этом же говорит и завышенное (примерно на 7 м) значение высоты в пределах Волгоградского водохранилища. Для территории с высокогорным рельефом в районе Сочи выявлены значительные ошибки. Перепады высоты в пределах одной ячейки матрицы SRTM достигают здесь 100 м и более. Очевидно, что для горных участков размер ячейки матрицы SRTM слишком велик и не может обеспечить заявленную точность 16 м.
Рис. 2. Результат сравнения тестовой матрицы на район о. Ольхон с матрицей SRTM
Таким образом, указанная в спецификации SRTM точность ближе всего к критерию LE90 и примерно соответствует точности матрицы, сформированной по карте масштаба 1:100 000. При учете систематической ошибки существует вероятность повышения точности матрицы SRTM. Она может быть использована при создании ортофотопланов масштаба 1:25 000 и мельче на районы с равнинным и всхолмленным рельефом. Для горного рельефа необходимо проводить предрасчет точности с учетом конкретных условий съемки (углы наклона снимков, перепад высот в пределах ячейки, точность ПВП). Для высокогорного рельефа матрица SRTM не может обеспечить достаточно точного учета влияния рельефа на точность (для ортофотопланов масштаба 1:25 000).
Рис. 3. Результат сравнения тестовой матрицы на район о. Ольхон с матрицей, созданной по карте масштаба 1:100 000
Над выпуском работал Ю.И. Карионов, главный специалист группы ДЗЗ компании «Ракурс»
См. также: Каталог Программного обеспечения: - Карта 2011 Каталог Организаций: - Ракурс Каталог Авторов: - Карионов Ю.И.
RSS
Реклама
