Умови забезпечення якості дешифрування об’єктів залізничного транспорту за даними цифрового аерознімання

Abstract

Мета. Метою цього дослідження є аргументоване визначення умов, яким повинен відповідати цифровий знімок для високоякісного розпізнавання об’єктів залізничного транспорту з метою створення плану в масштабі 1:500, а також експериментальне дослідження якості дешифрування об’єктів залізничного транспорту на цифрових арозображеннях. Методика і результати робіт. Під час інвентаризації земель та об’єктів залізничного транспорту на базі використання даних цифрового аерознімання необхідно забезпечити отримання кількісних та якісних характеристик цих об’єктів відповідно до вимог галузі. В роботі отримано формули для розрахунку основного параметра цифрового аерознімання - коефіцієнта, що характеризує співвідношення масштабів цифрового знімка і топографічного плану. Враховано величину піксела в площині зображення, а також віддалі між сусідніми пікселями (GSD). Проаналізовано можливості кількох найпоширеніших і найвживаніших цифрових аерокамер матричного та сканерного типів. Проведено експериментальні дослідження якості дешифрування біля 50-ти категорій об’єктів залізничного транспорту за цифровими зображеннями, отриманими камерою UltraCam у масштабі 1:3000. Встановлено, що якість дешифрування відповідає вимогам створення плану залізниці у масштабі 1:500. Наукова новизна. Обгрунтовано доцільність створення високоточної картографічної компоненти земель та об’єктів залізниці, яка забезпечує виконання завдань з реконструкції, будівництва, експлуатації та інвентаризації, тобто основних напрямків функціонування і розвитку залізниці. Обґрунтовано основні параметри цифрового аерознімання для високоточного картографування об’єктів залізниці. Визначено умови, які забезпечують якісне дешифрування на цифрових знімках об’єктів залізничного транспорту. Практична значущість. Практичне значення отриманих результатів полягає в тому, що для комплексного інвентаризаційного картографування залізниці запропоновано використовувати високоточне цифрове аерознімання, що дає змогу уникнути дубляжу в таких роботах та забезпечує вирішення стратегічних задач розвитку галузі. Усі елементи запропонованого підходу і технологій доведено до логічного завершення і апробовано на реальному матеріалі. Тому їх можна рекомендувати до використання залізничними підрозділами в Україні. Цель. Целью данного исследования является аргументированное определение условий, которым должен удовлетворять цифровой аэроснимок для высококачественного распознавания обьектов железнодорожного транспорта с целью создания плана в масштабе 1:500, а также экспериментальное исследование качества дешифрирования обьектов железнодорожного транспорта на цифровых аэроснимках. Методика. При инвентаризации земель и обьектов железнодорожного транспорта на базе использования цифровой аэросьемки необходимо обеспечить получение количественных и качественных характеристик этих обьектов, которые соответствуют требованиям отрасли. В работе получены формулы для расчета основного параметра цифровой аэросьемки - коэффициента, определяющего соотношение масштабов снимок - план. При этом учтен размер пикселя в плоскости изображения, а также расстояние между соседними пикселями (ОБО). Выполнен анализ возможностей некоторых ниболее известных и употребляемых цифровых аэрокамер матричного и сканерного типов. Проведены экспериментальные исследования качества дешифрирования около 50-ти категорий обьектов железной дороги на цифровых аэроснимках, полученных камерой иИгаСат в масштабе 1:3000. Установлено, что качество дешифрирования отвечает требованиям создания плана железной дороги в масштабе 1:500. Научная новизна. Обоснована целесообразность создания высокоточной картографической компоненты для картографирования и инвентаризации земель и обьектов железнодорожного транспорта, которая обеспечивает решение задач реконструкции, строительства, эксплуатации и инвентаризации, т.е. основных направлений функционирования и развития железной дороги. Обоснованы основные параметры цифровой аэросьемки для высокоточного картографирования обьектов железной дороги. Определены условия, которые обеспечивают качественное дешифрирование обьектов железной дороги на цифровых снимках. Практическая значимость. Практическая значимость. Прак¬тическая значимость полученных результатов состоит в том, что для комплексного инвентаризационного картографирования предложено использовать высокоточную цифровую аэросьемку, что обеспечивает решение стратегических задач отрасли без дубляжа разномасштабных картографических и инвента¬ризационных работ. Вся технологическая линия апробирована на реальном материале и доведена до логического завершения. Поэтому такое решение можно рекомендовать для практического использования производственными подразделениями железной дороги в Украине. Objective. The aim of this study is a reasonable definition of the conditions which must be satisfied for digital aerial image for high-quality recognition objects of rail transport with the aim of creating a plan with scale of 1:500, and the experimental study of the quality of rail transport objects interpretation on digital aerial images. Method and results. For inventory of land and rail transport objects based on the use of digital aerial survey it is necessary to ensure receiving of quantitative and qualitative characteristics of the objects that meet the requirements of the branch. In this paper there were obtained formulas for calculation of the basic parameter of digital aerial survey - coefficient that determines the ratio of a scale of image to a scale of topographic plan. Here at the size of the pixel in the image plane, and the distance between adjacent pixels (GSD) are taken into account. The analysis of some features of the most known and consumed digital aerial cameras of matrix and scanner types is implemented. Experimental researches of quality of interpretation of about 50 categories of objects related to railroad on digital aerial images obtained with UltraCam camera in scale 1:3000 were done. It is established that quality of interpretation meets requirements for creation a plan of the railway in scale 1:500. Scientific novelty. It is substantiated the expediency of creating high-precision components for cartographic mapping and inventory of land and objects of railway transport, which provides a solution to problems of reconstruction, construction, maintenance and inventory , i.e. main areas of functioning and development of the railway. The basic parameters for digital aerial survey for precision mapping of railroad objects are substantiated. The conditions, which provide qualitative interpretation of objects of the railway on digital images are determined. The practical significance. The practical significance of the results is that for comprehensive inventory railroad mapping it is suggested to use precision digital aerial survey, which allow avoiding dubbing in such works and provides the strategic tasks of the branch development. All elements of the proposed approach and technology are developed to logical conclusion and tested on a real material. Therefore, they can be recommended for the use of railway units in Ukraine.