СПОСОБ ФОРМИРОВАНИЯ ЦИФРОВОЙ МОДЕЛИ РЕЛЬЕФА И/ИЛИ ОРТОФОТОПЛАНА И СИСТЕМА ДЛЯ ЕГО ОСУЩЕСТВЛЕНИЯ Российский патент 2003 года по МПК G01C11/00 G03B37/00 

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

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.

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.