عنوان پایان‌نامه
تولید مدل رقو می ارتفا عی زمین از تصا ویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری - فتوگرامتری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1751;کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 44594
- تاریخ دفاع
- ۱۰ اسفند ۱۳۸۸
- دانشجو
- حامد افشارنیا
- استاد راهنما
- علی عزیزی
- چکیده
- ظهور نسل جدید تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی بالا (HR) زمینه های تحقیقاتی جدیدی را ایجاد نموده است. یکی از عرصه های تحقیقاتی در این زمینه، طراحی فرایندهای تناظریابی کارآمد برای زوج تصاویر استرئو ماهواره ای جهت تولید مدل های رقومی ارتفاعی می باشد. دقت این مدل های رقومی ارتفاعی وابستگی مستقیم به دقت موقعیت نقاط متناظر استخراج شده از تصاویر دارد. یکی از راه های افزایش دقت تناظریابی، بهره گیری از روش تناظریابی کمترین مربعات است. علاوه بر این روش تناظریابی کمترین مربعات از پتانسیل بالایی در پذیرش قیود هندسی متنوع نیز برخوردار می باشد. در این تحقیق نیز با توجه به معلوم بودن اطلاعات توجیه تصاویر به فرم ضرایب مدل RPC از قید تقاطع فضایی جهت افزایش اعتمادپذیری نتایج تناظریابی استفاده شده است. نکات مهم در این تحقیق، عدم استفاده از هرگونه نقطه کنترل زمینی و بکارگیری100 نقطه متناظر دستی دارای پراکندگی مناسب در سطح یک زوج تصویر استرئو Cartosat-1 می باشد. همچنین بهبود ضرایب مدل RPC نیز که معمولاً با استفاده از چند نقطه کنترل زمینی انجام می شود، در اینجا با نسبت دادن باقیمانده های تقاطع فضایی میان نقاط متناظر دستی به خطای ضرایب توجیه تصاویر حاصل شده است. در مرحله ارزیابی نتایج نیز برخلاف معمول که تعدادی نقطه کنترل یا یک مدل ارتفاعی مرجع، مبنای ارزیابی مختصات های زمینی حاصل از تناظریابی فرض می شوند، به بررسی معیار پارالاکس y باقیمانده در نقاط متناظر نسبت به صفحه اپی پولار پرداخته شده است. این معیار با فرض هندسه موازی برای تصاویر ماهواره ای HR و استفاده از معادله شرط هم صفحه ای در سیستم تصویر موازی محاسبه می شود. دقت اندازه گیری پارالاکس y در تحقیق حاضر برابر 36/0 اندازه پیکسل تصویر می باشد که با توجه به یکسان بودن دقت اندازه گیری در تمامی امتدادهای تصویر با انجام تناظریابی کمترین مربعات، دقت پارالاکس x نیز همین مقدار در نظر گرفته می شود. در نتیجه دقت مطلق ارتفاعی نقاط زمینی برای تصاویر استرئو Cartosat-1 منطقه مورد مطالعه، 44/1 متر پیش بینی می شود. مزیت جانبی قید تقاطع، تولید مختصات زمینی هر نقطه همزمان با تناظریابی می باشد. مدل رقومی ارتفاعی نهایی به کمک همین نقاط زمینی و با ابعاد گرید 30 متر تولید شد که انحراف معیار اختلافات ارتفاعی ناشی از درونیابی شبکه منظم نیز 5/1 بدست آمد.
- Abstract
- Automatic generation of the updated digital elevation data from stereo satellite images plays an important role in variety of applications. The high resolution satellite images provide one of the main sources for the production of the digital elevation data. Different approaches for generating elevation data from satellite images using image matching techniques have already been implemented in conventional software packages. However, as far as the matching precision is concerned, it is not still quite clear how much precision improvement can be achieved by the algorithmic matching approaches. The main objective of this thesis is, therefore, to evaluate the precision improvement achieved by the automatic matching techniques. Bearing in mind that the conventional Least Squares Image Matching method has already proved its high precision potential, it has been adopted in this research and its matching improvement is evaluated. The evaluation criterion for the matching precision is taken to be the parallaxes along the sample directions of the stereo images. The computation of these parallaxes is quite feasible because the parallel geometry of the high resolution satellite images make it possible to derive the epipolar lines using the coplanarity condition equation adapted to the parallel geometry. Since, the LSM precision is direction independent and therefore homogenous in all directions, the parallaxes along the sample directions are assumed to be equal to the parallaxes along the line directions. The precision along the line directions is then taken as the final image pointing precision. This is then used to compute a priori accuracy figure for the generated elevation data. The evaluation is performed using the stereo along track Cartosat-1 satellite images over highly mountainous terrain topography. The LSM results are compared with the operator based manual pointing. In spite of the existence of the hostile radiometric differences and the scale shearing between the corresponding matching windows, the results indicate that the LSM approach, due to its flexibility to model the window sheering, can indeed achieve the matching precision to sub pixel level and clearly reigns supreme over the manual measurement. Moreover, the possibility of introducing the available RPC constraints into the LSM model, for improving the matching reliability, is also evaluated. The final results indicate that with the LSM method, image pointing can approach to rmse of about 0.36 pixel size. This will give a priori accuracy figure of about 1.44 meters for the generated elevation data on the ground.
