Способ формирования цифровой модели рельефа и/или ортофотоплана и система для его осуществления

 

Изобретение относится к области получения пространственных данных о земной поверхности с использованием данных аэрофотосъемки цифрового фотоаппарата и данных лазерного зондирования местности с борта авиационного носителя, в частности к средствам и способам формирования цифровых моделей рельефа и ортофотопланов. Способ заключается в том, что осуществляют цифровым фотоаппаратом аэрофотосъемку местности и формируют цифровые снимки. Определяют пилотажно-навигационные данные авиационного носителя, на котором установлен цифровой аппарат, в виде его координат в момент проведения аэрофотосъемки. Одновременно с указанной аэрофотосъемкой осуществляют сканирование указанной местности лазерным лучом. Формируют первую цифровую модель рельефа (ЦМР) по полученным данным лазерного сканирования. Из полученного множества точек лазерного сканирования выделяют точки, относящиеся к благоприятным областям по заданной достоверности. По полученной первой ЦМР и данным точек, относящихся к благоприятным областям, формируют топологическую модель рельефа. Осуществляют выделение точек топологической модели в системе координат каждого цифрового снимка с получением на нем данных о благоприятных областях. Разбивают все указанные цифровые снимки по парам, подлежащим взаимному ориентированию с образованием стереопар. Формируют стереомодели путем определения соответственных точек в благоприятных областях каждого из цифровых снимков указанных стереопар. Осуществляют коррекцию внешнего ориентирования стереомодели по данным сформированной топологической модели. С учетом полученных данных формируют ортофотоплан. Система для осуществления способа содержит цифровой фотоаппарат и лазерный сканер, установленные на авиационном носителе с пилотажно-навигационным комплексом, блок формирования ЦМР по данным лазерного сканирования и блок обработки данных цифровой фотосъемки и формирования ортофотоплана по данным цифровой фотосъемки и данным лазерного сканирования. Связь между данными блоками осуществлена соответствующим образом. Технический результат состоит в обеспечении возможности достоверного формирования ЦМР и ортофотопланов с помощью цифровой обработки получаемых данных аэрофотосъемки и лазерного сканирования. 2 с. и 7 з.п.ф-лы, 12 ил., 23 табл.

Текст описания в факсимильном виде (см. графическую часть):

Формула изобретения

1. Способ формирования цифровой модели рельефа местности и/или ортофотоплана, заключающийся в том, что осуществляют цифровым фотоаппаратом аэрофотосъемку местности и формируют цифровые снимки, определяют пилотажно-навигационные данные авиационного носителя, на котором установлен цифровой аппарат, в виде его координат в момент проведения аэрофотосъемки и формируют ортофотоплан, отличающийся тем, что одновременно с указанной аэрофотосъемкой осуществляют сканирование указанной местности лазерным лучом, формируют первую цифровую модель рельефа (ЦМР) по полученным данным лазерного сканирования, из полученного множества точек лазерного сканирования выделяют точки, относящиеся к благоприятным областям по заданной достоверности, по полученной первой ЦМР и данным точек, относящихся к благоприятным областям, формируют топологическую модель рельефа, осуществляют выделение точек топологической модели в системе координат каждого цифрового снимка с получением на нем данных о благоприятных областях, разбивают все указанные цифровые снимки по парам, подлежащим взаимному ориентированию с образованием стереопар, формируют стереомодели путем определения соответственных точек в благоприятных областях каждого из цифровых снимков указанных стереопар, осуществляют коррекцию внешнего ориентирования стереомодели по данным сформированной топологической модели, с учетом полученных данных формируют ортофотоплан.

2. Способ по п. 1, отличающийся тем, что перед формированием ортофотоплана осуществляют формирование второй ЦМР путем дополнения данных первой ЦМР данными о координатах точек, не включенных при формировании первой ЦМР, данными полученной стереомодели.

3. Способ по п. 1, отличающийся тем, что пилотажно-навигационными данными являются данные пилотажно-навигационного комплекса на борту авиационного носителя и данные GPS наземной системы.

4. Способ по любому из пп. 1-3, отличающийся тем, что при выделении из полученного множества точек лазерного сканирования точек, относящихся к благоприятным областям с заданной достоверностью, формируют карту распределения пространственных частот сканируемой местности, исключают из полученного множества точек лазерного сканирования точки местности с высокими пространственными частотами распределения, относящиеся к неблагоприятным областям обработки данных этих областей с использованием корреляционных методов, и формируют множество точек, которые относятся к оставшимся благоприятным областям для корреляционной обработки данных.

5. Способ по любому из пп. 1-4, отличающийся тем, что осуществляют коррекцию параметров внешнего и взаимного ориентирования фотоснимков путем определения координат точек каждого цифрового снимка в геодезической системе координат по данным лазерного сканирования.

6. Система для осуществления способа, содержащая цифровой фотоаппарат и лазерный сканер, установленные на авиационном носителе с пилотажно-навигационным комплексом, отличающаяся тем, что содержит блок формирования цифровой модели рельефа (ЦМР) по данным лазерного сканирования и блок обработки данных цифровой фотосъемки и формирования ортофотоплана по данным цифровой фотосъемки и данным лазерного сканирования, один из выходов пилотажно-навигационного комплекса предназначен для поступления на него сигнала о моменте срабатывания цифрового фотоаппарата, а выход указанного пилотажно-навигационного комплекса связан с первыми входами вычислителя параметров преобразования координат точек цифровых фотоснимков блока обработки данных цифровой фотосъемки и формирования ортофотоплана по данным цифровой фотосъемки и данным лазерного сканирования, и вычислителя параметров преобразования координат точек лазерного сканирования блока формирования цифровой и топологической моделей рельефа по данным лазерного сканирования, в состав которого входят блок вычисления координат точек лазерного сканирования, первый вход которого является вторым входом блока формирования цифровой и топологической моделей рельефа по данным лазерного сканирования и подключен к цифровому выходу лазерного сканера, второй вход связан с выходом указанного вычислителя, а выход через блок формирования цифровой модели по данным лазерного сканирования и блока формирования карты распределения пространственных частот связан со входами блока формирования топологической модели рельефа, выход которого связан с первыми входами соответственно блока комбинирования цифровых фотоснимков и данных топологической модели и блока коррекции параметров внешнего ориентирования блока обработки данных цифровой фотосъемки и формирования ортофотоплана по данным цифровой фотосъемки и данным лазерного сканирования, в состав которого также входят накопитель цифровых снимков, блок взаимного ориентирования в стереопаре и блок формирования ортофотоплана, первые входы последних связаны с выходом указанного накопителя, выход вычислителя параметров преобразования координат точек цифровых фотоснимков связан со вторым входом блока комбинирования цифровых фотоснимков и данных топологической модели, выход которого соединен со вторым входом блока взаимного ориентирования в стереопаре, выход последнего связан со вторым входом блока коррекции параметров внешнего ориентирования, выход которого связан со вторым входом блока формирования ортофотоплана, третий вход которого соединен с соответствующим выходом блока формирования ЦMP по данным лазерного сканирования, а цифровой выход фотоаппарата соединен со входом указанного накопителя.

7. Система по п. 6, отличающаяся тем, что блок формирования ортофотоплана выполнен в виде блока дополнения данных ЦМР по данным лазерного сканирования данными стереомодели и блока ортофототрансформирования, выход которого является выходом блока формирования ортофотоплана, второй вход которого соединен с выходом указанного блока дополнения, а первый вход является первым входом блока формирования ортофотоплана, вход указанного блока дополнения является вторым входом блока формирования ортофотоплана.

8. Система по п. 6 или 7, отличающаяся тем, что блок обработки данных цифровой фотосъемки и формирования ортофотоплана по данным цифровой фотосъемки и данным лазерного сканирования содержит блок регистрации, вход которого связан с выходом блока формирования ортофотоплана.

9. Система по п. 7 или 8, отличающаяся тем, что пилотажно-навигационный комплекс содержит наземную GPS станцию, связанную с одним из входов приемника GPS, другой вход которого соединен с соответствующим выходом цифрового фотоаппарата, выход указанного приемника через инерциально-навигационную систему и непосредственно соединен с соответствующими входами цифрового фильтра, выход которого соединен с буфером уточненных пилотажно-навигационных данных, выход которого является выходом указанного комплекса.

РИСУНКИ

Рисунок 1, Рисунок 2, Рисунок 3, Рисунок 4, Рисунок 5, Рисунок 6, Рисунок 7, Рисунок 8, Рисунок 9, Рисунок 10, Рисунок 11, Рисунок 12, Рисунок 13, Рисунок 14, Рисунок 15, Рисунок 16, Рисунок 17, Рисунок 18, Рисунок 19, Рисунок 20, Рисунок 21, Рисунок 22, Рисунок 23, Рисунок 24, Рисунок 25, Рисунок 26, Рисунок 27, Рисунок 28, Рисунок 29, Рисунок 30, Рисунок 31, Рисунок 32, Рисунок 33, Рисунок 34, Рисунок 35, Рисунок 36, Рисунок 37, Рисунок 38, Рисунок 39, Рисунок 40, Рисунок 41, Рисунок 42, Рисунок 43, Рисунок 44, Рисунок 45, Рисунок 46, Рисунок 47, Рисунок 48, Рисунок 49, Рисунок 50, Рисунок 51, Рисунок 52, Рисунок 53, Рисунок 54, Рисунок 55, Рисунок 56, Рисунок 57, Рисунок 58, Рисунок 59, Рисунок 60, Рисунок 61, Рисунок 62, Рисунок 63, Рисунок 64, Рисунок 65, Рисунок 66, Рисунок 67, Рисунок 68, Рисунок 69, Рисунок 70, Рисунок 71, Рисунок 72, Рисунок 73, Рисунок 74, Рисунок 75, Рисунок 76