بخشی از مقاله
پردازش تصاویر دوربین رقومی UltraCAMD
در نرم افزار فتومد
چکیده
استفاده از دوربینهاي رقومی عکسبرداري هوایی جهت تهیه نقشه بروش فتوگرامتري چندیست که در دنیا مطرح شده و جنبه کاربردي بخود گرفته است. یکی از این دوربینها دوربین UltraCAM می باشد که توانسته است گوي سبقت را از رقبایی همچون DMC از کمپانی ZEISS و ADS40 از کمپانی LEICA برباید. حدود 40 دوربینUltraCAM در سطح دنیا مشغول بکار می باشد که یکی از آنها در کشورمان ایران، مدتی است که مشغول به تصویر برداري شده است. از قابلیتهاي بارز این دوربین علاوه بر رقومی بودن آن، زمین مرجع نمودن مسقیم از طریق اندازه گیري پارامترهاي توجیه خارجی ) ، ، (X0,Y0,Z0, بوده که این عمل با بهره گیري از GPS وIMU 1 نصب شده در هواپیما انجام خواهد شد. بزودي نیز بازار فتوگرامتري کشور نیز با بکار گیري تصاویر اخذ شده توسط این دوربین تفاوت میان تصاویر آنالوگ اسکن شده و عملیات طاقت فرساي زمینی را با تصاویر رقومی و زمین مرجع نمودن مستقیم، احساس خواهد کرد. لذا از مسایل مهمی که بایستی از قبل مورد
بررسی قرار گیرد چگونگی عملیات تبدیل به نقشه این تصاویر می باشد.
مقدمه
در دوربین رقومی UltraCAM با وجود ابزارهایی همچون CCNS و AeroControl ماموریت پرواز دقیقتر و نزدیکتر به طراحی از قبل انجام شده می باشد و کار هدایت دوربین نیز در مقایسه با دوربینهاي آنالوگ ساده تر انجام
خواهد شد. یکی از مسایل حائز اهمیت در این زمینه پردازش تصاویر اخذ شده توسط دوربین UltraCAM می باشد.
نرم افزار فتومد را می توان بعنوان راه حل مناسبی براي پردازش این گونه تصاویر بشمار آورد چراکه این نرم افزار قابلیت توجیه داخلی تصاویر رقومی را دارا بوده و امکان توجیه نسبی و مطلق تصاویر با استفاده از صرفا پارامترهاي توجیه خارجی در این نرم افزار وجود دارد. البته باجود نقاط کنترل زمینی می توان بصورت تلفیقی یعنی با در نظر گرفتن توام نقاط کنترل زمینی و پارامترهاي توجیه خارجی بدست آمده از GPS/IMU، عملیات توجیه مطلق را در سیستم مختصات و سیستم تصویر مورد نظر انجام داد.
مشخصات فنی دوربین رقومی UltraCAMD
دوربین رقومی UltraCAMD یکی از سه دوربین رقومی موجود در دنیا می باشد که با ابعاد بزرگ تصویر برداري می نماید. این دوربین مجهز به GPS و IMU می باشد و با بکارگیري این تجهیزات دیگر نیازي به انجام مثلث بندي هوایی ازطریق نقاط کنترل زمینی وجود نخواهد داشت و عملیات تهیه نقشه از طریق فتوگرامتري بدون نیاز به در نظر گرفتن انبوهی از نقاط کنترل انجام پذیر خواهد بود. مشخصات فنی این دوربین عبارتند از:
• فاصله کانونی: 101.4 mm
• ابعاد 7500 :CCD پیکسل در جهت پرواز و 11500 پیکسل در جهت عمود بر پرواز
• ابعاد فیزیکی پیکسل: 9 میکرون
• فاصله زمانی بین دو تصویر: 1 ثانیه
• نوع تصاویر: PAN،12) RGBبیتی) و NIR (مادون قرمز نزدیک)
• ابعاد تصویر: با در نظر گرفتن پیسکل 20 میکرونی 21cm × 15cm
پردازش تصاویر اخذ شده توسط دوربین رقومی UtraCAM در نرم افزار فتومد
با استفاده از فرمت PAT-B
نرم افزار فتومد بصورت بخش بخش بوده (ماژولار) که یکی از بخش هاي آن مثلث بندي هوایی2 می باشد که اصطلاحا به آن AT اتلاق می شود. ماژول AT شامل توجیه داخلی، توجیه نسبی و مطلق می باشد که براي وارد کردن تصاویر به این قسمت بایستی قبلا در ماژول MD3 بلوك تشکیل و فایل کالیبراسیون دوربین عکسبرداري به نرم افزار معرفی شده باشد. در بخش AT تصاویر هوایی و ماهواره اي قابل پردازش بوده که علاوه بر روش نیمه اتوماتیک می توان از طریق تناظریابی تمام اتوماتیک با امکان ویرایش دستی جهت اندازه گیري نقاط گره اي و انتقال آنها از تصویري به تصویر دیگر استفاده نمود و همچنین توجیه خارجی بتوسط پارامترهاي بدست آمده از GPS وIMU در این نرم افزار امکان پذیر است. دلیل استفاده از عملیات مثلث بندي هوایی در فتوگرامتري عدم دسترسی به حداقل تعداد نقطه کنترل در هر تصویر یا مدل 3) نقطه) و همچنین نداشتن توجیه اقتصادي براي این کار می باشد. بطوري که با درنظر گرفتن تعداد بهینه اي از نقاط کنترل در سطح بلوك بر اساس استانداردهاي موجود و برآورد دقت مورد نیاز، می توان مدلهایی را که فاقد نقطه کنترل زمینی هستند را نیز مجهز به نقطه کنترل عکسی نمود. معمولا بعد از انجام محاسبات مثلث بندي در هر مدل 6 نقطه کنترل عکسی با پیریک مشخص شده و ادامه کار که شامل ترسیم مدلها می باشد در محیط هاي تبدیل فتوگرامتري انجام خواهد شد. این شش نقطه براي انجام توجیه مطلق مدلها در دستگاههاي تبدیل مورد استفاده قرار خواهند گرفت و دلیل استفاده از آنها جدا بودن برنامه مثلث بندي و برنامه تبدیل می باشد و در صورت یکپارچه بودن این دو برنامه نیازي به توجیه دوباره مدلها با استفاده از این شش نقطه جهت تبدیل آنها وجود نخواهد داشت. چراکه بعد از مثلث بندي مدلها همگی بهم متصل هستند و می توان آنها را بترتیب وارد محیط تبدیل رقومی نمود ولی در صورتی که برنامه تبدیل قابلیت خواندن مدلها را بلافاصله بعد از عملیات مثلث بندي، نداشته باشد بایستی به سراغ شش نقطه کنترل عکسی اضافه رفت که خود مستلزم صرف هزینه و زمان بیشتر می باشد و همچنین با این کار مدلهاي متصل شده بهم را دو باره از یکدیگر جدا کرده و وارد دستگاههاي تبدیل (دستگاههاي غیر یکپارچه با محیط مثلث بندي) می نمایم. فتومد از جمله نرم افزارهایی است که محیط تبدیل آن قابلیت خواندن مدلها را مستقیما از برنامه مثلث بندي خود دارد و بعد از انجام مثلث بندي دیگر نیازي به درنظر گرفتن نقطه کنترل عکسی جهت تبدیل مدلها وجود ندارد.
شکل 1، ترسیم مدلها بعد از رضایت بخش بودن نتایج مثلث بندي
شکل:2 نتایج مثلث بندي
مراحل مختلف بخش مثلث بندي نرم افزار فتومد
بخش مثلث بندي شامل 5 قسمت می باشد که عبارتند از : -1 بخش اول : مربوط به توجیه داخلی تصویر
-2 بخش دوم : مربوط به اندازه گیري نقاط کنترل روي تک عکس
-3 بخش سوم : مربوط به اندازه گیري نقاط گره اي بین نوارها
-4 بخش چهارم : مربوط به توجیه نسبی و انتقال نقاط کنترل موارد 2، 4 و 5 را می توان بصورت تمام اتوماتیک و نیمه اتوماتیک انجام داد البته براي انتقال نقاط کنترل از تصویري به
تصویر دیگر در صورت وجود پیریک بایستی از روش برجسته بینی موضعی موجود در این بخش بصورت دستی و انسانی استفاده شود و امکان استفاده از روش تمام اتوماتیک وجود نخواهد داشت.
توجیه داخلی تصاویر رقومی
در نرم افزار فتومد توجیه داخلی تصاویر رقومی مربوط به دوربین UltraCAM بدین صورت است که ابتدا اندازه فیزیکی پیکسل را به نرم افزار معرفی نموده و سپس با توجه به فایل کالیبراسیون، پیکسل مربوط به نقطه اصلی4
