1 Automatyczna aerotriangulacja w programie SOCET SET

Automatyczna aerotriangulacja w programie SOCET SET
Aerotriangulację automatyczną od manualnej różni przede wszystkim automatyczny sposób pomiaru
punktów wiążących.
Wykonywana jest w następujących etapach:
1. przygotowanie danych
2. założenie projektu i import danych,
3. manualny lub półautomatyczny pomiar fotopunktów,
4. automatyczny pomiar punktów wiążących,
5. kontrola wykonanych pomiarów,
6. obliczenie i wyrównanie aerotriangulacji.
1. Przygotowanie danych
Dane wejściowe:
Zestaw 1
Zdjęcia
Zestaw 2
05 05_125.tif-05_131.tif
05 05_124.tif-05_130.tif
06 06_0098.tif-06_0104.tif
06 06_0099.tif-06_0105.tif
fotopunkty i pkt.
kontrolowane
xyz_z1_nr.txt, xyz_z1.txt,
xyz_z2_nr.txt, xyz_z2.txt,
Dane GPS/INS
Opisy topogr.
gps_ins_z1.txt
gps_ins_z2.txt
CFL_2014\OPISY_FOTOP_KONTROL\Z1
CFL_2014\OPISY_FOTOP_KONTROL\Z2
Zestaw 3
Zestaw 4
Zdjęcia
09 09_0049.tif-09_0055.tif
09 09_0048.tif-09_0054.tif
10 10_0030.tif-10_0036.tif
10 10_0031.tif-10_0037.tif
fotopunkty i pkt.
kontrolowane
xyz_z3_nr.txt, xyz_z3.txt,
xyz_z4_nr.txt, xyz_z4.txt,
Dane GPS/INS
Opisy topogr.
gps_ins_z3.txt
gps_ins_z4.txt
CFL_2014\OPISY_FOTOP_KONTROL\Z3
CFL_2014\OPISY_FOTOP_KONTROL\Z4
2. Rozpoczęcie pracy w programie SocetSet 5.4.1
Struktura pracy w programie:
Program SocetSet bazuje w większości na plikach tekstowych. Pliki charakterystyczne i najważniejsze
do projektu znajdują się w katalogu D:\SOCET_SET_5.4.1\data\nazwa_projektu. Tworząc kopie
zapasowe należy skopiować ten folder oraz plik nazwa_projektu.prj znajdujący się w katalogu
D:\SOCET_SET_5.4.1\data.
Pliki charakterystyczne:
*.sup – plik zawierający informacje na temat zdjęcia – jego położenie na dysku, orientację, obecne
elementy orientacji wewnętrznej i zewnętrznej.
*.iop – plik zawierający współrzędne tłowe znaczków tłowych
*.ipf – plik zawierający współrzędne tłowe wszystkich pomierzonych fotopunktów, punktów kontrolnych i
punktów wiążących.
1
*.atf – plik aerotriangulacji
*.gpf – plik współrzędnych terenowych punktów
W programie SocetSet nie ma opcji cofnij. W związku z tym dobrze jest co jakiś czas ( po
wykonaniu poprawnie jakiejś części pracy) wykonać kopię zapasową folderu i pliku projektu.
Założenie projektu:

File / New

menu Project / Create Project
 Jako układ współrzędnych przyjąć LSR (local).
Oszacować minimalną i maksymalną wysokość
terenu. W punkcie „Location” podać ścieżkę dostępu
do katalogu z obrazami[...]. Najpierw należy edytować
plik z nazwami folderów, w których są pliki graficzne
wciskając przycisk Edit Locations.
W nowej linijce pliku tekstowego podać nazwę aliasu
oraz po tabulatorze ścieżkę dostępu
(np. EP d:\SOCET_SET_5.4.1\images\Nowak)
Zapisać plik.
 Zapisać projekt (File / Save), zamknąć okno.
 Otworzyć utworzony przed chwilą projekt. Jeżeli
pojawi się okno widoku, można je zamknąć.
Tworzenie pliku kalibracji kamery
Tworzenie pliku kamery można wykonać w środku programu bądź edytować plik tekstowy znajdujący
się w katalogu D:\SOCET_SET_5.4.1\internal_dbs\CAM.
Tworzenie w programie wykonuje się w module Preparation>Camera Calibration. Należy wprowadzić
odległość obrazową (ck), współrzędne znaczków tłowych oraz parametry dystorsji i zapisać plik jako
nazwę używanej kamery.
Dla kamery DMC:
 ck – 92.0071 mm,
 rozmiar matrycy 15552×14144 pix,
 położenie punktu głównego -0.0037,-0.0020,
 rozmiar piksela 5.6 μm,
 brak dystorsji.
Import obrazów






menu Preparation > Import > Image > Frame
dodać obrazy wchodzące w skład bloku
zaznaczyć opcję „digital camera”
zaznaczyć opcję tworzenia jedynie plików „support” dla zdjęć (Support File Only)
W Options zaznaczyć opcję automatycznego tworzenia piramidy obrazów (Auto Minify) oraz
ustawić kąty orientacji jako: omega/fi/kappa. Jednostki: stopnie (decimal degrees) i metry
W oknie „camera calibration” wybrać plik z metryką kalibracji kamery.
2





W oknie Review/Edit Settings otworzyć zakładkę Camera to Image i wpisać wymiary zdjęć w mm
W kolumnie orientation wprowadzić 1 dla zdjeć szeregu zgodnego i 3 dla zdjęć szeregu
odwrotnego.
W tym samym oknie na zakładce Camera Position/ Orientation kliknąć w Read from file…, wskazać
opcję text file , a następnie pokazać programowi przygotowany wcześniej plik.
Teraz wykonuje się import obrazów START następnie opuszcza okno Frame Import.
Można podejrzeć teraz katalog d:\SOCET_SET_5.4.1\images z zaimportowanymi obrazami oraz katalog
o nazwie aliasu d:\SOCET_SET_5.4.1\data\ab z plikami „support” dla zdjęć.
Wyświetlenie zdjęć






menu File / Load Images
Wcisnąć przycisk Create. Pojawi się puste okno widoku.
Załadować do okna lewy i prawy obraz stereogramu odpowiednie je zaznaczając i wciskając
przycisk Load.
W oknie widoku ustawić sposób wyświetlania jako Split oraz sposób poruszania się kursora jako
Full Roam (znaczek pomiarowy będzie znajdował się zawsze w środku ekranu).
Wcisnąć klawisz F3 i przeglądnąć zdjęcia. Klawisz F3 służy do wchodzenia (wychodzenia) do (z)
okna obrazu.
Zamknąć okno Image Loader oraz okno widoku
Import punktów kontrolnych







menu Preparation > Import > ASCII Ground Point
Określić strukturę pliku wejściowego podając w linijce Input file format: Default.gcp a następnie w
opcjach ustalając kolejność kolumn w pliku
(Id X Y Z).
Podać plik wejściowy
W opcjach należy określić domyślną dokładność punktów kontrolnych, którą należy podać w
metrach.
Podać nazwę pliku wyjściowego.
Jednostki ustawić jako Project Native.
Dokonać importu i opuścić okno
Edycja punktów kontrolnych





menu Preparation > Control Point Editor
Wybierz plik zawierający fotopunkty.
Okno umożliwia zmianę współrzędnych oraz dokładności punktów kontrolnych. Można również
zmienić charakter punktu, na przykład na punkt kontrolowany lub fotopunkt typu XY lub typu Z.
Odznacz punkty, z których nie będziesz korzystać oraz dokonaj koniecznych zmian.
Zapisz plik i opuść okno.
3
3. Aerotriangulacja – założenie projektu
Aerotriangulację w programie SocetSet wykonuje się w module Multi-Sensor Triangulation. W środku
użytkownik musi przejść przez kilka etapów:
 SETUP – założenie projektu, zdefiniowanie szeregów, pierwsze przybliżenie elementów orientacji
wewnętrznej
 AUTOMATIC POINT MEASURMENT – automatyczny pomiar punktów wiążących
 INTERACTIVE POINT MEASUREMENT – manualny pomiar punktów wiążących, fotopunktów,
punktów kontrolnych, edycja punktów wiążących
 BLUNDER DETECTION – wykrywanie błędów
 SOLVE – rozwiązanie aerotriangulacji
Założenie projektu




menu Preparation / Multi-Sensor Triangluation
Założyć plik triangluacyjny: File / Open Triangulation File (wpisać nazwę)
Otworzyć panel Setup
Dodać szeregi i zdjęcia do szeregów. Dla szeregu 05(09) zmienić kolejność zdjęć w szeregu
(Reverse Order).
dodać szeregi
i zdjęcia do
szeregów
ustawić
kolejność
zdjęć w
szeregu
4
Opcje graficzne
Wyświetlanie danych aerotriangulacji w opcji widoku modyfikuje się w panelu Graphical Display
dostępnym z okna głównego aerotriangulacji Settings> Graphical Display.
Po wybraniu odpowiednich ustawień, zgodnych z rysunkiem nacisnąć przycisk View (powinny pojawić
się w oknie „view” wszystkie fotopunkty).
Wyświetlane punkty
Jakie informacje
odnośnie punktów
zostaną wyświetlone
Jakie informacje
odnośnie zdjęć
zostaną wyświetlone
4. Aerotriangulacja – interaktywny pomiar fotopunktów

Przejść do okna Interactive Point Measurement.

Posługując się szkicem należy określić, które punkty znajdują się na których zdjęciach. W panelu
Image Points, po wybraniu fotopunktu, który chcemy mierzyć, wybieramy te zdjęcia klikając
prawym klawiszem myszy i wybierając opcję Add. Najlepiej dodać od razu wszystkie zdjęcia na
których dany fotopunkt występuje. Po dodaniu zdjęć dla danego fotopunktu przechodzimy do
pomiaru.

Pomiaru dokonujemy w oknie widoku. Jeżeli aktualnie okno to nie jest wyświetlone, należy je
utworzyć. Ustawić sposób wyświetlania jako Split.
5




Po kliknięciu na wybrany fotopunkt w panelu Point ID do okna widoku zostaną załadowane
automatycznie obrazy na których znajduje się fotopunkt. Równocześnie program umieści kursor
niedaleko tego fotopunktu na obu zdjęciach (z dokładnością graficznego wpasowania zdjęć).
Pomiar fotopunktów na zdjęciach w „oknie widoku” wykonywany jest z wykorzystaniem
następujących klawiszy i ich kombinacji:
[F3] - wejście i wyjście z okna widoku,
[F2] – centrowanie obrazów w obu oknach,
[1] – powiększanie skokowe,
[2] – pomniejszanie skokowe,
[ALT] + [o] - pomniejszanie ciągłe
[Klawisz lewej strzałki] – blokownie\zwalnienie lewego kursora (zaznaczenie/odznaczenie w
okienku LOCK w panelu Image ID)
[Klawisz prawej strzałki] - blokownie\zwalnienie prawego kursora(zaznaczenie/odznaczenie w
okienku Mesured w panelu Image ID)
[/] - rejestracja pomierzonych punktów
Mierząc fotopunkty można modyfikować ich dokładność (w okienku Accuracy).
Należy tak pomierzyć wszystkie fotopunkty.
5. Aerotriangulacja - Automatyczny pomiar punktów wiążących
Automatyczny pomiar punktów wiążących wykonuje się w module Automatic Point Measurement.



Otworzyć moduł Automatic Point Measurement
Wybrać plik strategii jako apm.apm_strat lub large_shift.apm_strat.
Zdefiniować rejony obrazu w których program ma szukać punktów wiążących. W tym celu należy
wybrać odpowiedni plik Tie Point Pattern. Przejrzeć pliki, wybrać odpowiedni, dogęścić jeżeli
potrzeba.
Korzystne jest wybranie pliku dającego dużą ilość punktów na obraz oraz zapewniającego poprawną
geometrię promieni rzutujących reprezentujących wszystkie rejony Grubera. Najkorzystniej jest wybrać
wzorzec który ma od kilku do kilkunastu punktów rozmieszczonych gniazdowo w dziewięciu rejonach
zdjęcia. Ponieważ część punktów mierzona automatycznie wypada z pomiaru, a część może zostać
pomierzona błędnie dlatego lepiej pomierzyć automatycznie większą ilość punktów wiążących i błędne
pomiary usuwać niż potem poprawiać pomiar punktów wiążących w sposób manualny.
 Po wybraniu odpowiednich opcji uruchomić
pomiar automatyczny przyciskiem Start Automatic.
Czekać cierpliwie, w zależności od prędkości
komputera pomiar może zająć od kilku do
kilkudziesięciu minut. Lepsze wyniki uzyskamy
zaznaczając opcję Adaptive Tie-Point Matcher.
Używając tej opcji należy się jednak liczyć z bardzo
długim czasem pomiaru, dlatego nie będziemy jej
używać.
6


Jeżeli wynik pomiaru będzie niezadowalający (niski procent sukcesu) należy przeprowadzić pomiar
Automatyczny ponownie np. wybierając inny Tie Point Pattern.
Może się zdarzyć, że program zasygnalizuje konieczność manualnego pomiaru pewnej ilości
punktów wiążących (Minimum Points Requiring Edit) Ma to miejsce w przypadku gdy istnieją rejony
zdjęć pozbawione punktów co wpływa negatywnie na geometrię bloku lub wręcz uniemożliwia jego
wyrównanie. Należy w takim przypadku przejść do manualnego pomiaru tych punktów wciskając
przycisk Start Interactive. – Pojawi się okno podobne do okna pomiaru manualnego fotopunktów.
7
6. Aerotriangulacja - detekcja błędów grubych

Z pewnością niektóre z punktów wiążących zostały przez program błędnie pomierzone. Przed
ostatecznym wyrównaniem bloku należy wykryć i usunąć wszystkie błędy grube. Wykonuje się to w
panelu Blunder Detection.
 Moduł Blunder Detection posiada następujące
funkcje:
- Point Distribution – sprawdzanie czy w każdym z
rejonów zdjęcia znajduje się przynajmniej jeden punkt
wiążący.
Domyślnie
wybrana
jest
opcja
3 x 3 czyli 9 rejonów. Można ją pozostawić.
Rozmieszczenie punktów może być sprawdzane
niezależnie od pozostałych etapów detekcji błędów
grubych.



- Relative Orientation – orientacja wzajemna
- Model Connection – łączenie modeli w szereg
- Strip Connection – łączenie szeregów w blok
- Block Transform- transformacja bloku do układu terenowego
Cztery ostatnie funkcje są od siebie zależne, to znaczy nie można wykonać np. łącznia modeli bez
wykonania orientacji wzajemnej.
Pozostawić zaznaczone opcje: Point Distribution i Relative Orientation. Ustawić odpowiednio
graniczną wartość paralaksy poprzecznej na punkcie wiążącym (np. 0.1 mm).
Wcisnąć przycisk Start.
Program obliczy orientację wzajemną dla każdego z modeli i zasygnalizuje ile procent z nich
wymaga interwencji w postaci pomiaru manualnego.
 Przejść do manualnej korekcji błędów wciskając
przycisk Edit Failtures. Zaznaczyć punkt o największej
paralaksie i przejść do jego ponownego pomiaru. Zostaną
wyświetlone zdjęcia wraz z zaznaczonym punktem
wiążącym.
Punkt źle pomierzony można usunąć albo pomierzyć go jeszcze raz. W celu ponownego pomiaru
punktu wiążącego należy ustawić punkt jako niezmierzony, a następnie wykonać pomiar na jakimś
szczególe w okolicy. W celu usunięcia punktu należy odznaczyć pole Use w oknie IPM i zapisać
8


zmianę klawiszem Save. Usuwając punkty należy brać pod uwagę spadek ilości obserwacji
nadliczbowych i osłabianie się geometrii sieci. Po zapisaniu zmian wcisnąć przycisk Close. Należy
teraz ponownie przeprowadzić obliczenie orientacji wzajemnej.
Proces sprawdzania orientacji wzajemnej należy powtarzać obniżając ciągle próg paralaksy
poprzecznej zaczynając od 0.1 kończąc na wartości połowy piksela ( w naszym wypadku
0.0028). Należy wykonywać stopniowe, małe kroki obniżania wartości dopuszczalnej
paralaksy.
Po ukończeniu orientacji wzajemnej należy sprawdzić łączenie modeli. W tym celu należy
zaznaczyć dodatkowo opcję Model Conection i wybrać graniczne odchyłki wpasowania. Ustawić
minimalną ilość punktów, w oparciu o które ma być przeprowadzone łączenie modeli (4). Na tym
etapie kontroli mogą wystąpić dwa rodzaje błędu. Albo odchyłka, na którymś z punktów jest zbyt
duża, albo liczba punktów wspólnych dla dwóch modeli jest za mała. Błędy korygujemy podobnie
jak w przypadku orientacji wzajemnej. Jeżeli zachodzi konieczność dodania punktu łączącego
modele, należy zwrócić uwagę na określenie zdjęć, na których punkt ten ma być położony. Należy
dodać odpowiednio trzy obrazy.
7. Wyrównanie aerotriangulacji
Otworzyć panel Solve. Program zapyta czy nadpisać backup files, zatwierdzić.
Otwiera się okienko wyrównania, nacisnąć przycisk [Start].
Liczba iteracji
Liczba punktów
biorących udział w
wyrównaniu –
fotopunkty, punkty
kontrolowane i punkty
wiążące.
Liczba obserwacji
nadliczbowych
Średni błąd
wpasowania promieni
Średnie błędy
wpasowania w
fotopunkty
Raport wyrównania
Szczegółowa
tabel odchyłek
9
Należy przeanalizować powstałe wyniki (wszystkie odchyłki powinny być mniejsze od dopuszczalnych
wartości.
W oknie [Residuals] można przejrzeć wartości odchyłek na poszczególnych punktach. W tabeli najpierw
znajdują się punkt wiążące, później fotopunkty a na końcu punkty kontrolowane, wszystkie
uszeregowane według błędów (od największego do najmniejszego). W panelu można usuwać pomiary,
poprzez zmianę statusu punktu czy przez zmianę statusu pojedynczego pomiaru. Można również
wykonać powtórny pomiar punktu. Najważniejsza informacja w tabeli to dokładność właściwa
aerotriangulacji czyli odchyłki na punktach kontrolowanych.
Dokładnie przejrzeć wyniki w tabeli, wykonać konieczne operacje i przeliczyć aerotriangulację
ponownie. Po zaakceptowaniu wyników zapisać wyniki i wygenerować ostateczny raport.
10