Method of collection of control points for georeferencing of aerial images

Simple item page
dc.citation.epage23
dc.citation.issue92
dc.citation.journalTitleГеодезія, картографія і аерофотознімання
dc.citation.spage15
dc.contributor.affiliationНаціональний університет “Львівська політехніка”
dc.contributor.affiliationLviv Polytechnic National University
dc.contributor.authorДорожинський, О. Л.
dc.contributor.authorКолб, І. З.
dc.contributor.authorБабій, Л. В.
dc.contributor.authorДичко, Л. В.
dc.contributor.authorDorozhynskyy, O. L.
dc.contributor.authorKolb, I. Z.
dc.contributor.authorBabiy, L. V.
dc.contributor.authorDychko, L. V.
dc.coverage.placenameЛьвів
dc.coverage.placenameLviv
dc.date.accessioned2023-03-02T08:27:57Z
dc.date.available2023-03-02T08:27:57Z
dc.date.created2020-03-12
dc.date.issued2020-03-12
dc.description.abstractМета. В фотограмметрії фундаментальною задачею є визначення елементів зовнішного просторового орієнтування знімальних систем на момент отримання ними зображень. Принципово ця задача вирішується двома шляхами. Перший шлях – пряме позиціонування та вимірюванням напрямків орієнтування оптичної осі камер в геодезичному просторі з допомогою GPS/INS апаратури. Другий шлях – аналітичне вирішення задачі з допомогою набору опорної інформації (найчастіше такою інформацією є набір опорних точок, геодезичне положення яких відоме з достатньою точністю і які надійно зчитуються на аерознімках фотограмметричного блоку). Автори розглядають завдання забезпечення опорною і контрольною інформацією саме другого підходу, який має ряд переваг щодо надійності та точності визначення шуканих параметрів орієнтування знімків. Отримувати зображення опорних точок пропонується за методом додаткового їх аерознімання з допомогою БПЛА в більшому масштабі порівняно із масштабом знімків фотограмметричного блоку. Метою представленої роботи є реалізація методу створення опорних точок та експериментальне підтвердження його ефективності для фотограмметричних опрацювань. Методика та результати роботи. Для повної реалізації потенціалу аналітичного шляху визначення елементів зовнішнього орієнтування знімків необхідна наявність певної кількості опорних точок та дотримання визначеної схеми їхнього розміщення в охопленні фотограмметричного блоку знімків чи космічного знімка. Як джерело опорної інформації автори виокремлюють аерознімки місцевості, які отримані автономно від основного знімання (наприклад, з квадрокоптера), мають краще геометричне розрізнення і на яких зображено опорні точки. З таких допоміжних знімків є можливість автоматизованого перенесення зображень опорних точок на знімки основного фотограмметричного блоку. У нашому трактуванні ці зображення опорних точок та їхнього оточення на місцевості називають “опорні образи”. Основою роботи є розроблення способу отримання опорних образів з допоміжних аерознімків і перенесення цих образів на основні аеро- або космічні знімки місцевості засобами комп‘ютерного стереоототожнення. Для досягнення поставленої мети ми розробили спосіб опрацювання для створення опорних образів аерознімка чи серії допоміжних різномасштабних аерознімків, отриманих дроном з різних висот над опорною точкою. Оператор опізнає точку один раз на допоміжному аерознімку найвищого розрізнення. Далі відбувається автоматичне стереоототожнення опорного образу на всій серії допоміжних знімків послідовно із зменшенням розрізнення і в кінцевому результаті – безпосередньо на аерознімках фотограмметричного блоку. Ніяких опізнавань/наведень курсора оператором-людиною і пов’язаних з ними розбіжностей, промахів і помилок не відбувається. Крім того, вказаний метод при застосуванні достатньо великого розміру образів-еталонів можна застосовувати на малоконтурній місцевості і тому можна обійтись в багатьох випадках без фізичного маркування точок. А це шлях до спрощення і здешевлення фотограмметричної технології. Дію розробленого способу перевірено експериментально для забезпечення опорною інформацією блоку архівних аерофотознімків малоконтурної місцевості. Результати дослідної апробації запропонованого способу дають підстави стверджувати, що запропонований спосіб дає змогу ефективніше виконувати геодезичне забезпечення фотограмметричних проектів за рахунок відмови від фізичного маркування місцевості перед аерозніманням. Запропонованим способом можна скористатись також для отримання контрольної інформації для перевірки якості фотограмметричного знімання. Автори стверджують, що застосування додаткового обладнання – БПЛА напівпрофесійного класу для отримання опорних образів є економічно обгрунтованим. Наукова новизна та практична значущість. Вперше викладено результати апробації методу «опорного образу» з отриманням стереопар аерознімків з вертикальним розміщенням базису знімання. Виконане дослідження властивостей таких стереопар аерознімків для отримання зображень опорних точок. Показано дієвість включення опорних образів в основний блок мережі цифрової фототріангуляції для знімків, отриманих з БПЛА.
dc.description.abstractAim. Determination of the elements of external spatial orientation of the surveying systems at the moment of image acquisition is the fundamental task in photogrammetry. Principally, this problem is solved in two ways. The first way is direct positioning and measuring directions of the camera optical axis in the geodetic space with the help of GNSS/INS equipment. The second way is the analytical solution of the problem using a set of reference information (often such information is a set of ground control points whose geodetic positions are known with sufficient accuracy and which are reliably recognised on aerial images of the photogrammetric block). The authors consider the task of providing reference and control information using the second approach. This approach has a number of advantages in terms of reliability and accuracy of determining the unknown image exterior orientation parameters. It is proposed to obtain additional images of ground control points by the method of their auxiliary aerial photography using an unmanned aerial vehicle (UAV) on a larger scale compared to the scale of the images of the photogrammetric block. The aim of the presented work is the implementation of the method of creating reference points and experimental confirmation of its effectiveness for photogrammetric processing. Methods and results. For the entire realization of the potential of the analytical way to determine the elements of external orientation of images, it is necessary to have a certain number of ground control points (GCP) and to keep the defined scheme of their location on the photogrammetric block. Authors use UAV aerial images of the terrain as the main source of input data. They are obtained separately from the block of aerial survey, have a better geometric resolution and clearly depict the control reference points. Application of such auxiliary images gives the possibility of automated transferring the position of ground control point into images of the main photogrammetric block. In our interpretation, these images of ground control points and their surroundings on the ground are called "control reference images". The basis of the work is to develop a method for obtaining the auxiliary control reference images and transferring the position of GCP depicted on them into aerial or space images of terrain by means of computer stereo matching. To achieve this goal, we have developed a processing method to create control reference images of aerial images or a series of auxiliary multi-scale aerial images obtained by a drone from different heights above the reference point. The operator identifies and measures the GCP once on the auxiliary aerial image of the highest resolution. Then there is an automatic stereo matching of the control reference image in the whole series of auxiliary images in succession with a decrease in the resolution, and, ultimately, directly with the aerial images of the photogrammetric block. At this stage, there is no recognition/cursor targeting by the human operator, and therefore there are no discrepancies, errors or mistakes related to it. In addition, if you apply a fairly large size of control reference images, the proposed method can be used on the low-texture terrain. Therefore in many cases it is possible to do without the physical marking of points measured by the GNSS method. And this is a way to simplify and reduce the cost of photogrammetric technology. The action of the developed method has been verified experimentally to provide the control reference information of the block of archival aerial images of the low-texture terrain. The results of the experimental approbation of the proposed method give grounds to assert that the method allows performing geodetic reference of photogrammetric projects more efficiently due to the refusal to mark the area physically before the aerial survey. The proposed method can also be used to obtain the information for checking the quality of photogrammetric survey to provide check points. The authors argue that it is economically feasible to use such additional equipment,as UAV of semi-professional class, to obtain control reference images. Scientific novelty and practical relevance. For the first time, the study presented the results of approbation of the “control reference image” method with obtaining stereo pairs of aerial images with vertical placement of the base. It also examined the properties of such stereo pairs of aerial images to obtain images of reference points. The paper showed the effectiveness of including reference images in the main block of the digital aerial triangulation network created on UAV’s images.
dc.format.extent15-23
dc.format.pages9
dc.identifier.citationMethod of collection of control points for georeferencing of aerial images / O. L. Dorozhynskyy, I. Z. Kolb, L. V. Babiy, L. V. Dychko // Geodesy, cartography and aerial photography. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. — No 92. — P. 15–23.
dc.identifier.citationenMethod of collection of control points for georeferencing of aerial images / O. L. Dorozhynskyy, I. Z. Kolb, L. V. Babiy, L. V. Dychko // Geodesy, cartography and aerial photography. — Lviv : Lviv Politechnic Publishing House, 2020. — No 92. — P. 15–23.
dc.identifier.doidoi.org/10.23939/istcgcap2020.92.015
dc.identifier.urihttps://ena.lpnu.ua/handle/ntb/57453
dc.language.isoen
dc.publisherВидавництво Національного університету “Львівська політехніка”
dc.publisherLviv Politechnic Publishing House
dc.relation.ispartofГеодезія, картографія і аерофотознімання, 92, 2020
dc.relation.ispartofGeodesy, cartography and aerial photography, 92, 2020
dc.relation.referencesDorozhynskyy, O. (2002). Analytical and digital
dc.relation.referencesphotogrammetry: text edition. Lviv Polytechnic
dc.relation.referencesPublishing House (in Ukrainian).
dc.relation.referencesDorozhynskyy, O. (2015). Mathematical models
dc.relation.referencesof analytical and space photogrammetry: monograph.
dc.relation.referencesLviv Polytechnic Publishing House (in Ukrainian).
dc.relation.referencesFedotkin, D. (2000). Mathematical and software support
dc.relation.referencesfor the processes of spatial referencing of space
dc.relation.referencesimages using electronic maps: abstract of PhD
dc.relation.referencesthesis. Ryazan (in Russian).
dc.relation.referencesGerke, M., & Przybilla, H.-J. (2016). Accuracy Analysis
dc.relation.referencesof Photogrammetric UAV Image Blocks: Influence
dc.relation.referencesof Onboard RTK-GNSS and Cross Flight
dc.relation.referencesPatterns. Photogrammetrie – Fernerkundung –
dc.relation.referencesGeoinformation (PFG), 2016 (1), 17–30. doi:
dc.relation.referenceshttps://doi.org/10.1127/pfg/2016/0284
dc.relation.referencesHamidi, M., & Samadzadegan, F. (2020). Precise 3D
dc.relation.referencesgeo-location of UAV images using geo-referenced data.
dc.relation.referencesThe International Archives of the Photogrammetry,
dc.relation.referencesRemote Sensing and Spatial Information Sciences,
dc.relation.referencesVol. XL-1/W5, 2015 International Conference
dc.relation.referenceson Sensors & Models in Remote Sensing & Photogrammetry, 23–25 Nov. 2015, Kish Island, Iran. URL:
dc.relation.referenceshttps://www.researchgate.net/publication/287121489_PRECISE_3D_GEOLOCATION_OF_UAV_IMAGES_USING_GEOREFERENCED_DATA
dc.relation.referencesKolb, I. (2000). Analytical aerial triangulation at
dc.relation.referencesknown coordinates of the centers of projections
dc.relation.referencesof aerial photographs: abstract of PhD thesis.
dc.relation.referencesLviv Polytechnic Publishing House (in Ukrainian).
dc.relation.referencesKolb, I. (2018). Supply of photogrammetric projects
dc.relation.referenceswith reference information, obtained from largescale aerial images. Geodesy, Cartography, and
dc.relation.referencesAerial Photography, 2018. Vol. 87, P. 65–74.
dc.relation.referencesdoi: https://doi.org/10.23939/istcgcap2018.01.065
dc.relation.referencesKolb, I. (2019). Methods of creation and practical application
dc.relation.referencesof mask-maps of high-level terrain objects at
dc.relation.referencesorthotransformation of digital aerial photographs.
dc.relation.referencesISTCGCAP. Vol. 89. 29–35 (in Ukrainian).
dc.relation.referenceshttps://doi.org/10.23939/istcgcap2019.01.029
dc.relation.referencesKotov, A. (2018). Information technology for
dc.relation.referencesconstructing a surface relief with an estimate of
dc.relation.referencesthe parameters of an imaging model based on a
dc.relation.referencessmall number of observations (in Russian).
dc.relation.referencesURL: https://ssau.ru/files/resources/dis_protection/Kotov_A_P_Informacionnaya_tehnologia_postroeniya_relefa.pdf
dc.relation.referencesMethod for identifying control points on space
dc.relation.referencesimages of terrain during their transformation:
dc.relation.referencespatent. RU 2683626 C1. Date of publication: 29.03.2019 Bull. No. 10 (in Russian). URL:
dc.relation.referencesfile:///D:/fl1/RU2683626C1%20(2).pdf
dc.relation.referencesPeppa, M. V., Hall, J., Goodyear, J., & Mills, J. P.
dc.relation.references(2019). Photogrammetric assessment and comparison of
dc.relation.referencesDJI PHANTOM 4 PRO and PHANTOM 4 RTK small
dc.relation.referencesunmanned aircraft systems, Int. Arch. Photogramm.
dc.relation.referencesRemote Sens. Spatial Inf. Sci., XLII-2/W13, 503–509. doi: https://doi.org/10.5194/isprs-archivesXLII-2-W13-503-2019, 2019.
dc.relation.referencesPrzybilla, H.-J., Gerke, M., Dikhoff, I. & Ghassoun, Y.
dc.relation.references(2019). Investigations on the geometric quality of
dc.relation.referencescameras for UAV applications using the high
dc.relation.referencesprecision UAV test field zollern colliery. ISPRS -
dc.relation.referencesInternational Archives of the Photogrammetry,
dc.relation.referencesRemote Sensing and Spatial Information Sciences.
dc.relation.referencesXLII-2/W13. 531–538. doi:10.5194/isprs-archivesXLII-2-W13-531-2019.
dc.relation.referencesSelikhanovych, V. G. (1981). Geodesy: text edition,
dc.relation.referencesp. I I. Moscow: Nedra,. 544 p.
dc.relation.referencesStöcker, C., Nex, F., Koeva, M., & Gerke, M. (2019).
dc.relation.referencesUAV-based cadastral mapping: an assessment
dc.relation.referencesof the impact of flight parameters and ground
dc.relation.referencestruth measurements on the absolute accuracy of
dc.relation.referencesderived orthoimages. ISPRS – International
dc.relation.referencesArchives of the Photogrammetry, Remote Sensing
dc.relation.referencesand Spatial Information Sciences. XLII-2/W13. 613–617. doi:10.5194/isprs-archives-XLII-2-W13-613-2019.
dc.relation.referencesWiącek, P. & Pyka, K. (2019). The test field for
dc.relation.referencesUAV accuracy assessments. ISPRS – International
dc.relation.referencesArchives of the Photogrammetry, Remote Sensing
dc.relation.referencesand Spatial Information Sciences, XLII-1/W2. 67-73. doi:10.5194/isprs-archives-XLII-1-W2-67-2019.
dc.relation.referencesWim van Wegen. Which Photogrammetry Solutions
dc.relation.referencesAre Surveyors Waiting For? Retrieved from
dc.relation.referenceshttps://www.gim-international.com/content/article/which-photogrammetry-solutions-aresurveyors-waiting-fo
dc.relation.referencesenDorozhynskyy, O. (2002). Analytical and digital
dc.relation.referencesenphotogrammetry: text edition. Lviv Polytechnic
dc.relation.referencesenPublishing House (in Ukrainian).
dc.relation.referencesenDorozhynskyy, O. (2015). Mathematical models
dc.relation.referencesenof analytical and space photogrammetry: monograph.
dc.relation.referencesenLviv Polytechnic Publishing House (in Ukrainian).
dc.relation.referencesenFedotkin, D. (2000). Mathematical and software support
dc.relation.referencesenfor the processes of spatial referencing of space
dc.relation.referencesenimages using electronic maps: abstract of PhD
dc.relation.referencesenthesis. Ryazan (in Russian).
dc.relation.referencesenGerke, M., & Przybilla, H.-J. (2016). Accuracy Analysis
dc.relation.referencesenof Photogrammetric UAV Image Blocks: Influence
dc.relation.referencesenof Onboard RTK-GNSS and Cross Flight
dc.relation.referencesenPatterns. Photogrammetrie – Fernerkundung –
dc.relation.referencesenGeoinformation (PFG), 2016 (1), 17–30. doi:
dc.relation.referencesenhttps://doi.org/10.1127/pfg/2016/0284
dc.relation.referencesenHamidi, M., & Samadzadegan, F. (2020). Precise 3D
dc.relation.referencesengeo-location of UAV images using geo-referenced data.
dc.relation.referencesenThe International Archives of the Photogrammetry,
dc.relation.referencesenRemote Sensing and Spatial Information Sciences,
dc.relation.referencesenVol. XL-1/W5, 2015 International Conference
dc.relation.referencesenon Sensors & Models in Remote Sensing & Photogrammetry, 23–25 Nov. 2015, Kish Island, Iran. URL:
dc.relation.referencesenhttps://www.researchgate.net/publication/287121489_PRECISE_3D_GEOLOCATION_OF_UAV_IMAGES_USING_GEOREFERENCED_DATA
dc.relation.referencesenKolb, I. (2000). Analytical aerial triangulation at
dc.relation.referencesenknown coordinates of the centers of projections
dc.relation.referencesenof aerial photographs: abstract of PhD thesis.
dc.relation.referencesenLviv Polytechnic Publishing House (in Ukrainian).
dc.relation.referencesenKolb, I. (2018). Supply of photogrammetric projects
dc.relation.referencesenwith reference information, obtained from largescale aerial images. Geodesy, Cartography, and
dc.relation.referencesenAerial Photography, 2018. Vol. 87, P. 65–74.
dc.relation.referencesendoi: https://doi.org/10.23939/istcgcap2018.01.065
dc.relation.referencesenKolb, I. (2019). Methods of creation and practical application
dc.relation.referencesenof mask-maps of high-level terrain objects at
dc.relation.referencesenorthotransformation of digital aerial photographs.
dc.relation.referencesenISTCGCAP. Vol. 89. 29–35 (in Ukrainian).
dc.relation.referencesenhttps://doi.org/10.23939/istcgcap2019.01.029
dc.relation.referencesenKotov, A. (2018). Information technology for
dc.relation.referencesenconstructing a surface relief with an estimate of
dc.relation.referencesenthe parameters of an imaging model based on a
dc.relation.referencesensmall number of observations (in Russian).
dc.relation.referencesenURL: https://ssau.ru/files/resources/dis_protection/Kotov_A_P_Informacionnaya_tehnologia_postroeniya_relefa.pdf
dc.relation.referencesenMethod for identifying control points on space
dc.relation.referencesenimages of terrain during their transformation:
dc.relation.referencesenpatent. RU 2683626 P.1. Date of publication: 29.03.2019 Bull. No. 10 (in Russian). URL:
dc.relation.referencesenfile:///D:/fl1/RU2683626C1%20(2).pdf
dc.relation.referencesenPeppa, M. V., Hall, J., Goodyear, J., & Mills, J. P.
dc.relation.referencesen(2019). Photogrammetric assessment and comparison of
dc.relation.referencesenDJI PHANTOM 4 PRO and PHANTOM 4 RTK small
dc.relation.referencesenunmanned aircraft systems, Int. Arch. Photogramm.
dc.relation.referencesenRemote Sens. Spatial Inf. Sci., XLII-2/W13, 503–509. doi: https://doi.org/10.5194/isprs-archivesXLII-2-W13-503-2019, 2019.
dc.relation.referencesenPrzybilla, H.-J., Gerke, M., Dikhoff, I. & Ghassoun, Y.
dc.relation.referencesen(2019). Investigations on the geometric quality of
dc.relation.referencesencameras for UAV applications using the high
dc.relation.referencesenprecision UAV test field zollern colliery. ISPRS -
dc.relation.referencesenInternational Archives of the Photogrammetry,
dc.relation.referencesenRemote Sensing and Spatial Information Sciences.
dc.relation.referencesenXLII-2/W13. 531–538. doi:10.5194/isprs-archivesXLII-2-W13-531-2019.
dc.relation.referencesenSelikhanovych, V. G. (1981). Geodesy: text edition,
dc.relation.referencesenp. I I. Moscow: Nedra,. 544 p.
dc.relation.referencesenStöcker, C., Nex, F., Koeva, M., & Gerke, M. (2019).
dc.relation.referencesenUAV-based cadastral mapping: an assessment
dc.relation.referencesenof the impact of flight parameters and ground
dc.relation.referencesentruth measurements on the absolute accuracy of
dc.relation.referencesenderived orthoimages. ISPRS – International
dc.relation.referencesenArchives of the Photogrammetry, Remote Sensing
dc.relation.referencesenand Spatial Information Sciences. XLII-2/W13. 613–617. doi:10.5194/isprs-archives-XLII-2-W13-613-2019.
dc.relation.referencesenWiącek, P. & Pyka, K. (2019). The test field for
dc.relation.referencesenUAV accuracy assessments. ISPRS – International
dc.relation.referencesenArchives of the Photogrammetry, Remote Sensing
dc.relation.referencesenand Spatial Information Sciences, XLII-1/W2. 67-73. doi:10.5194/isprs-archives-XLII-1-W2-67-2019.
dc.relation.referencesenWim van Wegen. Which Photogrammetry Solutions
dc.relation.referencesenAre Surveyors Waiting For? Retrieved from
dc.relation.referencesenhttps://www.gim-international.com/content/article/which-photogrammetry-solutions-aresurveyors-waiting-fo
dc.relation.urihttps://doi.org/10.1127/pfg/2016/0284
dc.relation.urihttps://www.researchgate.net/publication/287121489_PRECISE_3D_GEOLOCATION_OF_UAV_IMAGES_USING_GEOREFERENCED_DATA
dc.relation.urihttps://doi.org/10.23939/istcgcap2018.01.065
dc.relation.urihttps://doi.org/10.23939/istcgcap2019.01.029
dc.relation.urihttps://ssau.ru/files/resources/dis_protection/Kotov_A_P_Informacionnaya_tehnologia_postroeniya_relefa.pdf
dc.relation.urifile:///D:/fl1/RU2683626C1%20(2).pdf
dc.relation.urihttps://doi.org/10.5194/isprs-archivesXLII-2-W13-503-2019
dc.relation.urihttps://www.gim-international.com/content/article/which-photogrammetry-solutions-aresurveyors-waiting-fo
dc.rights.holder© Національний університет “Львівська політехніка”, 2020
dc.subjectгеодезичне забезпечення аерокосмічних знімань
dc.subjectприв’язка великомасштабних аерознімків
dc.subjectмаркування місцевості
dc.subjectGCP (Ground Control Points) – наземні точки прив’язки
dc.subjectCP (Control Points) – контрольні точки
dc.subjectgeodetic referencing aerospace surveys
dc.subjectreferencing large-scale aerial images
dc.subjectmatching
dc.subjectGCP (ground control points)
dc.subjectCP (check points)
dc.subject.udc528.72
dc.titleMethod of collection of control points for georeferencing of aerial images
dc.title.alternativeМетод отримання опорних точок для геометричної корекції аеро та космічних знімків місцевості
dc.typeArticle

Files

Original bundle
Now showing 1 - 2 of 2
No Thumbnail Available
Name:
2020n92_Dorozhynskyy_O_L-Method_of_collection_15-23.pdf
Size:
527.06 KB
Format:
Adobe Portable Document Format
Download
No Thumbnail Available
Name:
2020n92_Dorozhynskyy_O_L-Method_of_collection_15-23__COVER.png
Size:
518.47 KB
Format:
Portable Network Graphics
Download
License bundle
Now showing 1 - 1 of 1
No Thumbnail Available
Name:
license.txt
Size:
1.87 KB
Format:
Plain Text
Description:
Download

Collections

Геодезія, картографія і аерофотознімання. – 2020. – Випуск 92