Глава 3. Эксперементальная работа
Определение типов исходных данных
Для проведения экспериментальной работы была выбрана территория юга Тюменской области, общей площадью 19190 кв.км. Местность лесистая, болотистая, пересеченная долиной реки Тобол, а также присутствуют небольшие озёра. Населенные пункты городского и сельского типа сообщаются автомобильными дорогами различного класса – от грунтовых до усовершенствованных шоссе, имеется железная дорога. Сельскохозяйственные угодья представлены пашнями, залежами, сенокосами функционально-различного назначения.
На указанную территорию была произведена космическая съемка со спутника SPOT-5, в панхроматическом режиме с разрешающей способностью 2.5 метра (описание спутника SPOT-5 в Приложении 1).
На заданный участок входят следующие снимки:
-Первый маршрут состоит из трех снимков - 5-162-234, 5-162-234, 5-162-236, съемка которых была выполнена 22.09.2005г.
-Второй маршрут состоит из аналогичного количества снимков - 5-165-234. 5-165-235, 5-165-236, съемка которых была выполнена 27.07.2005г.
Координаты опорных точек были определены в поле. Контрольные точки были набраны с топографических карт масштаба 1:25 000.
2.Определение размеров блока
Для эксперимента были выбраны шесть снимков, которые образуют между собой два маршрута по три снимка в каждом маршруте. Продольное и поперечное перекрытие снимков составляет 10 процентов. На территорию, которую покрывают снимки, была произведена полевая планово – высотная подготовка. На рисунке 1 показано расположение снимков в блоке.
Рисунок №1
«Расположение снимков в блоке»
3.Разработка схемы опознаков
При составлении блочной триангуляции исходное количество опорных точек, на один снимок, было принято пяти, так как в используемом программном продукте PCI Geomatica 9.1 для ориентирования космического снимка требуется минимум пять опорных точек четыре в углах, а пятая в центре снимка. Схема расположения опорных точек приведена на рис.2
Рисунок №2
После ориентирования всех снимков их необходимо связать в единый блок, для этого набирают по три связующие точки в каждой зоне перекрытия.
При уравнивании блока учувствовало 23 опорных точки. Схема расположения опорных и связующих точек представлена на рисунке №3.
Рисунок №3
Схема расположения опорных и связующих точек.
Результат уравнивания блока, представлен в таблице №1.
Таблица №1 «Результаты уравнивания блочной фототриангуляции по 23 опорным точкам»
|
Номер |
L, м |
dX, м |
dY, м |
Координата Z |
Координата X |
Координата Y |
|
28546 |
45.700 |
26.840 |
-36.988 |
90.80 |
12439686.84 |
6329112.01 |
|
26614 |
40.427 |
-21.794 |
34.049 |
70.10 |
12403405.91 |
6340620.95 |
|
119 |
31.740 |
20.846 |
-23.935 |
118.80 |
12382081.43 |
6292517.96 |
|
418 |
25.959 |
-17.119 |
19.515 |
126.70 |
12432299.30 |
6276566.21 |
|
sorga |
11.716 |
-9.776 |
6.458 |
104.07 |
12422916.32 |
6308784.76 |
|
481 |
10.807 |
9.355 |
5.410 |
88.90 |
12324122.73 |
6208939.21 |
|
1938 |
9.065 |
-4.727 |
7.735 |
143.80 |
12390438.27 |
6230089.73 |
|
21a |
8.038 |
7.845 |
-1.750 |
139.60 |
12384139.51 |
6209218.21 |
|
498 |
6.651 |
-6.380 |
-1.878 |
139.00 |
12320183.69 |
6183183.93 |
|
449 |
6.439 |
-5.984 |
-2.379 |
146.80 |
12370034.86 |
6244273.70 |
|
472a |
5.515 |
-1.988 |
5.145 |
138.81 |
12391741.47 |
6180245.67 |
|
460 |
5.218 |
-4.392 |
-2.818 |
65.20 |
12317762.87 |
6241596.61 |
|
721 |
5.059 |
4.802 |
-1.592 |
138.70 |
12411776.60 |
6228727.21 |
|
506 |
5.038 |
-1.525 |
-4.801 |
122.70 |
12359260.12 |
6188333.01 |
|
460 |
4.339 |
-4.117 |
-1.370 |
65.20 |
12317763.14 |
6241598.06 |
|
33 |
4.271 |
-3.533 |
-2.400 |
136.90 |
12378713.87 |
6278880.34 |
|
454 |
4.209 |
2.797 |
3.144 |
97.70 |
12348863.28 |
6263290.82 |
|
6302 |
3.064 |
0.481 |
3.027 |
60.70 |
12345217.39 |
6340519.11 |
|
721 |
2.959 |
0.767 |
-2.858 |
138.70 |
12411772.57 |
6228725.94 |
|
488 |
2.845 |
2.643 |
1.053 |
119.70 |
12361368.75 |
6227194.89 |
|
33 |
2.767 |
0.523 |
2.717 |
136.90 |
12378717.92 |
6278885.46 |
|
35 |
2.581 |
2.398 |
0.955 |
59.20 |
12326386.54 |
6296022.04 |
|
301 |
2.475 |
-0.820 |
-2.335 |
75.60 |
12362925.75 |
6306604.48 |
|
119 |
2.182 |
2.176 |
-0.171 |
118.80 |
12382062.76 |
6292541.72 |
|
425 |
2.139 |
1.739 |
1.245 |
132.00 |
12402555.86 |
6252465.20 |
|
418 |
2.064 |
-2.029 |
0.377 |
126.70 |
12432314.39 |
6276547.08 |
|
voczal |
1.826 |
-0.104 |
-1.823 |
80.40 |
12388760.00 |
6329907.08 |
|
501 |
1.724 |
1.417 |
-0.982 |
77.50 |
12295134.69 |
6190697.84 |
|
35 |
1.585 |
-0.079 |
-1.583 |
59.20 |
12326384.06 |
6296019.51 |
|
488 |
1.213 |
-0.276 |
-1.181 |
119.70 |
12361365.83 |
6227192.66 |
Результаты уравнивания должны удовлетворять требованиям «Инструкции по фотограмметрическим работам при создании цифровых карт и планов». В ней говорится, что ошибка в плане не должна превышать на опорных точках 0.2 миллиметра, а на контрольных точках 0.3 миллиметра в масштабе карты. Для масштаба 1:25 000 ошибка опорных 5 м., контрольных 7.5 м. Но из таблицы №1 видно, что на опорных точках ошибка в плане больше допустимого значения.
Следовательно, для повышения точности необходимо увеличить количество опорных точек. Для этого в каждый снимок добавили по 4 опорные точки, то есть шаблон 3 на 3, крайние точки по возможности в области перекрытии.
На рисунке №4 показано расположение добавленных точек.
Рисунок №4
« Схема расположения добавленных опорных точек в блок»
-
добавленные опорные точки.
После добавления опорных точек заново произвели уравнивание блока и получили результат, который представлен в таблице № 2. В уравнивании блока участвовало 37 опорных точки.
Таблица №2
«Результаты уравнивания по 37 опорным точкам»
|
Номер точек |
L |
DX |
DY |
Координ. Z |
Координ. X |
Координ. Y |
|
21a |
4.821 |
3.001 |
3.773 |
139.60 |
12384134.67 |
6209223.73 |
|
474 |
4.583 |
-4.148 |
1.950 |
68.20 |
12302640.02 |
6205720.78 |
|
327 |
4.245 |
3.956 |
1.538 |
64.50 |
12312266.88 |
6259961.04 |
|
460 |
4.189 |
-4.164 |
-0.464 |
65.20 |
12317763.10 |
6241598.97 |
|
417 |
4.086 |
0.783 |
-4.011 |
127.60 |
12402365.30 |
6276943.19 |
|
299 |
4.078 |
3.756 |
1.587 |
51.00 |
12376401.52 |
6331248.47 |
|
480 |
3.811 |
-3.568 |
-1.337 |
108.60 |
12354227.81 |
6201962.21 |
|
481 |
3.254 |
2.962 |
-1.346 |
88.90 |
12324116.33 |
6208932.45 |
|
501 |
3.193 |
2.910 |
-1.315 |
77.50 |
12295136.18 |
6190697.50 |
|
488 |
3.146 |
2.948 |
-1.098 |
119.70 |
12361369.06 |
6227192.74 |
|
voczal |
3.073 |
-2.894 |
-1.032 |
80.40 |
12388757.21 |
6329907.87 |
|
301 |
3.043 |
-2.686 |
1.429 |
75.60 |
12362923.88 |
6306608.25 |
|
506 |
2.950 |
2.947 |
-0.115 |
122.70 |
12359264.59 |
6188337.69 |
|
492 |
2.755 |
2.074 |
-1.813 |
60.00 |
12345176.17 |
6228445.34 |
|
488 |
2.656 |
0.888 |
2.503 |
119.70 |
12361367.00 |
6227196.34 |
|
1887 |
2.598 |
0.025 |
-2.598 |
137.30 |
12412034.23 |
6202502.40 |
|
422 |
2.423 |
-1.225 |
2.090 |
105.60 |
12419091.87 |
6260888.32 |
|
120 |
2.366 |
2.226 |
-0.802 |
102.10 |
12385494.56 |
6303364.81 |
|
480 |
2.300 |
2.190 |
-0.703 |
108.60 |
12354233.57 |
6201962.85 |
|
486 |
2.300 |
-2.047 |
1.049 |
138.00 |
12362854.99 |
6216556.64 |
|
1938 |
2.226 |
-1.962 |
-1.051 |
143.80 |
12390441.04 |
6230080.95 |
|
230 |
2.186 |
0.832 |
-2.021 |
59.13 |
12347607.01 |
6329308.40 |
|
498 |
2.180 |
-2.010 |
0.843 |
139.00 |
12320188.06 |
6183186.65 |
|
1938 |
2.153 |
-2.073 |
0.582 |
143.80 |
12390440.93 |
6230082.58 |
|
475 |
1.952 |
-1.871 |
0.556 |
101.70 |
12352414.19 |
6210399.30 |
|
28766 |
1.916 |
-1.905 |
-0.209 |
122.80 |
12437678.80 |
6299204.99 |
|
449 |
1.830 |
-1.811 |
-0.263 |
146.80 |
12370039.03 |
6244275.82 |
|
425 |
1.822 |
1.001 |
1.523 |
132.00 |
12402555.12 |
6252465.48 |
|
35 |
1.785 |
-1.785 |
-0.016 |
59.20 |
12326382.35 |
6296021.07 |
|
721 |
1.754 |
1.198 |
-1.281 |
138.70 |
12411773.00 |
6228727.52 |
|
119 |
1.732 |
-1.176 |
1.271 |
118.80 |
12382059.40 |
6292543.16 |
|
120 |
1.720 |
1.664 |
-0.435 |
102.10 |
12385493.99 |
6303365.17 |
|
472a |
1.419 |
-1.340 |
0.467 |
138.81 |
12391742.12 |
6180241.00 |
|
449 |
1.367 |
0.473 |
-1.283 |
146.80 |
12370041.31 |
6244274.80 |
|
454 |
1.358 |
-0.926 |
-0.993 |
97.70 |
12348859.55 |
6263286.69 |
|
6302 |
1.217 |
-1.026 |
0.654 |
60.70 |
12345215.88 |
6340516.73 |
|
37 |
1.179 |
1.145 |
-0.278 |
57.60 |
12337197.35 |
6289744.18 |
|
119 |
1.086 |
-0.309 |
1.041 |
118.80 |
12382060.27 |
6292542.93 |
|
33 |
1.083 |
0.927 |
0.561 |
136.90 |
12378718.33 |
6278883.30 |
|
721 |
1.028 |
0.210 |
1.006 |
138.70 |
12411772.01 |
6228729.81 |
|
488 |
1.017 |
-0.831 |
0.586 |
119.70 |
12361365.28 |
6227194.43 |
|
33 |
1.003 |
-0.975 |
-0.234 |
136.90 |
12378716.42 |
6278882.51 |
|
28546 |
0.954 |
0.934 |
-0.198 |
90.80 |
12439660.93 |
6329148.80 |
|
37 |
0.953 |
0.732 |
-0.611 |
57.60 |
12337196.93 |
6289743.85 |
|
418 |
0.918 |
0.911 |
-0.106 |
126.70 |
12432317.33 |
6276546.59 |
|
sorga |
0.833 |
0.384 |
0.739 |
104.07 |
12422926.48 |
6308779.04 |
|
26614 |
0.782 |
-0.779 |
0.069 |
70.10 |
12403426.92 |
6340586.97 |
|
492 |
0.606 |
0.377 |
-0.474 |
60.00 |
12345174.48 |
6228446.68 |
|
35 |
0.521 |
-0.115 |
0.508 |
59.20 |
12326384.02 |
6296021.60 |
|
33 |
0.436 |
-0.342 |
-0.271 |
136.90 |
12378717.06 |
6278882.47 |
|
460 |
0.432 |
0.421 |
-0.097 |
65.20 |
12317767.68 |
6241599.33 |
|
418 |
0.138 |
0.083 |
0.110 |
126.70 |
12432316.50 |
6276546.81 |
Из таблицы № 2 видно, что ошибка планового положения опорных точек (L) не превышает допустимого значения 5 метров, и удовлетворяют требованиям «Инструкции по фотограмметрическим работам при создании цифровых карт и планов».
Также провели эксперимент по необходимому количеству связующих точек для объединения снимков в блок. Для сравнения выбрали схему с 3, 6, 9 связующими точками в области перекрытия снимков которое равно 10 процентам. После построения блоков с различным количеством связующих точек, были получены следующие результаты, которые приведены в таблице №3.
Таблица №3
«Среднее расхождения между геодезическими координатами и полученными в результате уравнивания блока в зависимости от количества связующих точек в область перекрытия»
|
Количество связующих точек на перекрытие |
3 |
6 |
9 | |||
|
Среднее расхождение между координатами |
DX, м |
DY, м |
DX, м |
DY, м |
DX, м |
DY, м |
|
Опорные точки |
1,99 |
1,34 |
2,02 |
1,41 |
1,99 |
1,35 |
|
Контрольные точки |
11,03 |
11,41 |
11,08 |
11,50 |
11,07 |
11,52 |
|
Связующие точки |
0,88 |
1,01 |
1,09 |
1,09 |
1,02 |
1,04 |
Результаты уравнивания показывают, что трёх связующих точек в области перекрытия снимков достаточно, чтобы построить блок в пределах заданной точности. Поскольку СКО на опорных точках, в зависимости от числа связующих точек, изменяется не существенно а, следовательно, набирать большое количество связующих точек нет необходимости.