Georreferenciamento

Georreferenciamento de imagens aéreas para a produção de ortofotos exige
conhecimento dos seis parâmetros de orientação externas da câmara  radicionalmente, a determinação destes parâmetros foi
prazo indirectamente medidos usando suporte de campo pontos. com
a recente introdução de scanners no ar, esse processo não é mais viável
devido à grande quantidade de apoio que é necessário. A utilização de sistemas
GPS integrado / INS montados no avião resolver os problemas acima, e
fornecer, diretamente, os parâmetros de orientação externa.  IMAGENS GEORREFERENCIADAS
http://geodrones.com.br/produto/imagens-georreferenciadas/
Artigo algumas noções básicas sobre os sensores de rotação são introduzidos e
georref
explicar, em o um lado, os princípios da integração destas três sensores (scanner,
GPS, INS), e em segundo lugar, a imagem linear georreferenciamento aerotransportado
obtido a partir de um scanner de rotação. Além disso, os resultados mostraram
feito à imagem após o processo de ortorretificação.
2. SCANNER ROTATIVO
scanners rotacionais são baseados no princípio da linha de exploração por linha
a terra de superfície como um resultado da rotação de um prisma. estas linhas
Eles se encaixam em conjunto, formando uma matriz de pixels (Figura 1).
NDEREÇO
vôo
e
x = t
linha de t
Eu
Figura 1: Imagem de uma varredura rotacional

page 2
Artigo publicado em TOPCART -Jornal do Colégio Oficial de Engenheiros Técnicos em Topografía-.
Topografia e Cartografia, Vol XX, No. 116, pp. 4-9, Maio-Junho de 2003.
2
O sinal recebido é digitalizada em intervalos de tempo constantes. Por conseguinte,
pegada (pixel projecção no solo) é maior nas extremidades da imagem
No meio. No entanto, os pixels na imagem original são de igual magnitude,
o que significa que não é uma compressão actuando a partir do centro para as bordas.
Este efeito de “distorção panorâmica” é corrigida por uma “correção
Panorâmica “, a fim de obter as condições de uma perspectiva central [Kraus,
1994].
3. georreferenciamento de imagens aéreas
Georreferenciamento de imagens aéreas é um processo que consiste em duas fases. em
Em primeiro lugar, o sensor está orientada; Este processo inclui a determinação
orientação externa. Em segundo lugar, a imagem original está relacionada com o sistema
terra através de um processo chamado de reamostragem. A imagem obtida a partir de
Assim, a chamada ou imagem georeferenciada ortoimagen.
3.1. Primeira fase: parâmetros de orientação externa
parâmetros de orientação externas podem ser calculados usando métodos directos,
indireta ou mista. Observáveis ​​no método indireto são as coordenadas do
waypoints e suporte. No método direto, basicamente, requer a
observações de GPS / INS sistema integrado. Neste caso, a equação
georreferenciamento é [Skaloud, 1999]:
r
m
Eu
= r
m
ins / gps
(T) + R
m
b
(T) (s
Eu
R
b
c
r
c
Eu
(T) + R
b
)
(1)
onde:
r
m
Eu
Vector coordenadas de um ponto “i” na coordenar campo sistema de “m”
r
m
ins / gps
(T)
coordenadas vetor campo de INS no campo sistema de coordenadas “m”
determinadas integrando INS / GPS
R
m
b
(T)
INS matriz de rotação do corpo “b” para o sistema de “m”
s
Eu
fator de escala entre a imagem do solo e sistema para um ponto “i”
R
b
c
matriz de rotação entre a câmara “C” e o corpo INS “b”
r
c
Eu
(T)
Imagem do vetor de coordenadas “c” a um ponto “i”
r
b
vetor de translação entre o INS e do centro da câmera no sistema INS “b”
A localização espacial destes valores estão representados na Figura 2:

página 3
Artigo publicado em TOPCART -Jornal do Colégio Oficial de Engenheiros Técnicos em Topografía-.
Topografia e Cartografia, Vol XX, No. 116, pp. 4-9, Maio-Junho de 2003.
3
Figura 2: Elementos de georeferenciamento com GPS / INS
Se nós temos juntos e usar dados de GPS / INS e pontos de passagem e
apoio, em seguida, nos referimos a tão – método chamado misto ou combinado. Este último
método é que vamos desenvolver.
3.1.1. GPS / Sistema Integrado INS
A combinação de dados GPS / INS num sistema integrado aumenta a precisão
Global e confiabilidade de ambas as fontes. Isto é porque as características do GPS
e os INS são radicalmente diferentes [JL Lerma, 2002]. Em a um lado, uma elevada estabilidade
INS curtos períodos de tempo suaviza erros de observação GPS. por
Além disso, a elevada estabilidade de GPS em longos períodos ajuda a compensar
erros do INS sistemáticos e temporários. A integração do GPS e os dados INS
Isso é conseguido através da utilização de filtros de Kalman.
3.1.2. Modelando trilha aeronaves princípio através de funções
orientação
Modelando a variação dos seis parâmetros de orientação externa para
ao longo do trajeto de vôo pode ser realizado usando funções
Orientação (Figura 3). Uma função de orientação pode ser entendido como um conjunto
de funções polinomiais eles representam, cada um, a variação no tempo
um dos parâmetros de orientação externas [Ries et ai., 2001].

page 4
Artigo publicado em TOPCART -Jornal do Colégio Oficial de Engenheiros Técnicos em Topografía-.
Topografia e Cartografia, Vol XX, No. 116, pp. 4-9, Maio-Junho de 2003.
4
·
·
·
·
·
·
·
·
K
1
K
i-1
K
Eu
K
i + 1
K
n
·
XYZ
LLL
φ
θ
ψ
X (t)
Y (t)
Z (t)
(T)
(T)
(T)
φ
θ
ψ
K
KKK
K
1
i-1
Eu
i + 1
n
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
·
··
·
·
·
·
t
Resentand função de orientação representante ou
o delaeroplano caminho
t
digitalizador
aereotransportad ou
apoio tosse D
Figura 3: Representação do caminho de um scanner aerotransportado
através de funções de orientação
A forma de um “S” curva d -dimensional (no nosso caso: d = 6), constituído por
polinômios cúbicos são definidos por seus “nós”
Eu
K
(Expressão (2)). Os nós “n”
curva “S” definir “n-1” segmentos ou intervalos (Figura 4):
=
d
Eu
Eu
Eu
Eu
k
k
k
K
,
2
1
:
(I = 1 (1) N)
(2)
Figura 4: Dois – representação gráfica tridimensional da N-1
intervalos correspondentes a quaisquer duas curvas
Cada um destes segmentos é definido por um sexto grau polinomial cúbico
dependendo de um parâmetro de “t”, resultante da parametrização da curva. o
segmentos adjacentes são unidas nos nós, ea condição é imposta que
menos a primeira derivada é contínua. Se são conhecidos todos os nós, a função
orientação é completamente definido [Forkert, 1994].
O tipo de interpolação utilizados para as funções de orientação é geralmente o
interpolação osculatory. Este tipo de interpolação é caracterizado por um nó
errado só afecta a forma da curva em quatro intervalos vizinhos.

page 5
Artigo publicado em TOPCART -Jornal do Colégio Oficial de Engenheiros Técnicos em Topografía-.
Topografia e Cartografia, Vol XX, No. 116, pp. 4-9, Maio-Junho de 2003.
5
Por conseguinte, a influência de um nó na curva resultante é local. o
interpolando um ponto de curva no intervalo t posição [i], entre os nós
Eu
K
e
1
+ i
K
, Segue a equação:
()
[]
3
,
2
,
,
,
t
d
t
c
t
b
para
t
s
X
Eu
X
Eu
X
Eu
X
Eu
Eu
X
+
+
+
=
onde
Eu
t
t
t
=
,
)
) 1 (
1
(
d
X =
(3)
3.2. Segunda fase: resampling e produção de orto-imagens
Os dados necessários para a produção de um ortoimagen são os seguintes: formato de imagem
digitais, parâmetros de orientação interna e externa, e um modelo digital, por exemplo, um modelo
digital do terreno (MDT). Georreferenciamento da imagem aérea para a produção
ortoimagem é levada a cabo através de um processo de reamostragem.
Com a ajuda da função de orientação cada uma das linhas da imagem
epipolariza sobre a terra ‘s superfície. Em adição, se nós temos um MDT que pudermos
ortoimagen ou obter uma imagem georreferenciada. resampling pode
É visto na Figura 5. Em primeiro lugar (Figura 5a), uma grade regular definida em
sistema de aterramento que representa os pixels da imagem georeferenciada. a referida malha
Ele é utilizado para relacionar o sistema de campo e a imagem. As alturas da superfície
obviamente, eles obtidos a partir de MDT. Em seguida (Figura 5b), são calculados no
imagem original as posições de cada ponto de grade por fórmulas de
projecção central. Para isso, os parâmetros devem ter sido interpolado
orientação externa dependendo sobre a função de orientação (expressão (3)). Finalmente (figura
5c), os valores radiométricas dos pontos da grelha são interpoladas a partir da
níveis de cinza de pixels vizinhos na imagem original. A imagem resultante é
um orthoimage ou imagem georeferenciada [Kraus, 1994].
(A)
M llado definido
em ma elsiste I rreno
(B)
Im não rigina idade l
(C)
Im idade orre ge n fe re nc IADA
Figura 5: Princípio de imagens georreferenciadas

page 6
Artigo publicado em TOPCART -Jornal do Colégio Oficial de Engenheiros Técnicos em Topografía-.
Topografia e Cartografia, Vol XX, No. 116, pp. 4-9, Maio-Junho de 2003.
6
4. PRÁTICA
Como um exemplo prático mostrado abaixo processo de georreferenciamento e
ortorretificação de um passado que pertence a um vôo fotogramétrico em
Viena, em 2000, pelo Instituto de Saúde da Áustria.
4.1. Instrumentação utilizada e da linha de base de dados
O sensor utilizado para a rotação do scanner de imagem multiespectral foi
AADS Daedalus 1268 Airborne Thematic Mapper (ATM). Este registros de scanner
onze canais de dados ou bandas espectrais, incluindo da luz visível para
infravermelho distante. Algumas das características técnicas do scanner e outros dados
interesse são mostrados abaixo:
freqüência de varredura: 25 Hz
FOV: 42.96º
IFOV: 1,25 mrad
Voar campo de altura: 2000-2300 m
Número de pixels por linha: 716 pixels (linha de largura no chão:
1600-1800 m)
Projeção de um pixel no terreno: 2,5-2,8 m
Número total de linhas no passado: 8810
Na Figura 6 você pode ver um detalhe da imagem original.

page 7
Artigo publicado em TOPCART -Jornal do Colégio Oficial de Engenheiros Técnicos em Topografía-.
Topografia e Cartografia, Vol XX, No. 116, pp. 4-9, Maio-Junho de 2003.
7
Figura 6: Detalhe da imagem original tomada pelo scanner
(Área de Belvedere, no centro de Viena)
6/4/2 jogada no R / G / B (infravermelho)
GPS / INS foi usada UCE do sistema de AeroControl (GII). Os dados obtidos
Eles foram:
três – coordenadas tridimensionais dos centros de projeção (X
L
, Y
L
, Z
L
) com uma
1-3 m precisão e
as três voltas (correspondendo
φ
L
: Rolo ( “roll”),
θ
L
: Parcela ( “pitch”),
ψ
L
:
Yaw ( “guinada”)) com uma precisão melhor do que 1/100 para
φ
L
e
θ
L
E maior do que um / 10
para
ψ
L
.
GPS-obs
-20
0
20
40
60
80
100
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
linha
[M]
X
e
Z
Figura 7: Observações GPS ao longo última
INS-obs
-4
-3
-2
-1
0
1
2
3
4
0
1000
2000
3000
4000
5000
6000
7000
8000
9000
linha
[Gon]
balanço
do pitching
guinada
Figura 8: Observações INS junto passada
A DTM foi usado com uma precisão altimétrica 1-3 m para extrair
coordenadas altimétrico de pontos de apoio (por interpolação), bem como
a geração de ortoimagens. As coordenadas do referido planimetricos
pontos foram extraídos a partir de um mapa em formato raster da cidade de Viena, que
tamanho do pixel correspondente a 0,25 m sobre o solo.

page 8
Artigo publicado em TOPCART -Jornal do Colégio Oficial de Engenheiros Técnicos em Topografía-.
Topografia e Cartografia, Vol XX, No. 116, pp. 4-9, Maio-Junho de 2003.
8
Dados GPS / INS sistema integrado e foram usados ​​pontos de apoio medidos
para calcular os parâmetros de orientação externos usando uma configuração híbrida. o
parâmetros de orientação internas são conhecidos a priori, sendo estes:
X
0
= Parâmetro t
Eu
e
0
= 358 pixels (meia line)
c = 955 pixels
4.2. fit híbrido
Antes de convidar o georreferenciamento de imagens aéreas, produção ou seja,
ortoimagen, você precisa para fazer um ajuste híbrido para o cálculo dos parâmetros
orientação externa de cada nó. O ajustamento híbrido é realizada com o programa
ORIENT desenvolvido pelo Instituto de Fotogrametria e Sensoriamento Remoto Viena
(IPF). Este programa é especialmente concebido para o ajuste rigoroso na
campo da fotogrametria. Nele, o GPS observável / INS são introduzidos como
“A observação direta” dos nós das funções de orientação. Assim, por
cada um dos nós, os parâmetros de orientação externas são introduzidos no
ajuste como observável e ainda, como incógnitas. GPS observável / INS
Eles formam um modelo rígido quase que pode ser “movido” e “rodada” pela
GPS Offset ( “-GPS-position offset”) e INS ( “INS-Angleton
offset “). Estes parâmetros podem ser definidos para cada passagem e correções
calculada no ajuste [Kager de 1995].
Devido à grande quantidade de informações nós 10 linhas definidas, sem
perda de observações significativas.
Outro fator a considerar é a forte correlação entre
φ
L
e a
perpendicular à direcção do voo (no nosso caso o parâmetro X
L
) E
e entre
θ
L
e posição paralela à direcção de voo (parâmetro Y
L
). É, por conseguinte
Eles introduzidas na configuração “observações fictícias” parâmetros descentradas
INS (especificamente em
φ
L
e
θ
L
) A fim de evitar singularidades.
Assim, no híbrido introduzido ajustamento observáveis ​​são:
Coordenadas imagem Campo e pontos de apoio.
Coordenadas (X
L
, Y
L
, Z
L
) Dos centros de projeção fornecidos pelo GPS.

page 9
Artigo publicado em TOPCART -Jornal do Colégio Oficial de Engenheiros Técnicos em Topografía-.
Topografia e Cartografia, Vol XX, No. 116, pp. 4-9, Maio-Junho de 2003.
9
torções (
φ
L
,
θ
L
,
ψ
L
) Dos centros de projeção fornecidos pelo INS.
observações fictícias para fora – INS
φ
L
e
θ
L
.
e incógnitas procurados são:
coordenadas de solo dos pontos de apoio.
Os seis parâmetros de orientação externa para cada nó da função
orientação.
Os GPS compensados ​​em X
L
, Y
L
e Z
L
.
O off – INS
φ
L
,
θ
L
e
ψ
L
.
A priori considerou-se que a precisão na imagem coordenar medida provar para ser
1/3 do tamanho do pixel, ou seja, σ
0
= ± 0,33. O número total de observáveis
Foi introduzido no ajuste 5.727 (= 87 pontos de apoio * 5 + 881 nodos * 6 + 6
descentrado), com uma redundância de 174. Após o ajuste, a EMC virou
ser igual a ± 0,25. O post emc todos os observáveis ​​também estavam em
a gama de emc a priori, e os resíduos estavam todos dentro da tolerância.