ГКИНП (ОНТА)-12-274-03

     

ГЕОДЕЗИЧЕСКИЕ, КАРТОГРАФИЧЕСКИЕ ИНСТРУКЦИИ,
НОРМЫ И ПРАВИЛА


РУКОВОДСТВО
ПО ОЦЕНКЕ КАЧЕСТВА ИСХОДНЫХ МАТЕРИАЛОВ
АЭРОКОСМИЧЕСКИХ СЪЕМОК И ПРОИЗВОДНОЙ ПРОДУКЦИИ
В ЦИФРОВОЙ И АНАЛОГОВОЙ ФОРМЕ

     

Дата введения 2004-01-01

УТВЕРЖДЕНО приказом руководителя Федеральной службы геодезии и картографии России от 22 октября 2003 г. N 143-пр

Настоящее Руководство разработано сотрудниками Госцентра "Природа" под общим руководством Генерального директора Киенко Ю.П. на основании технического задания на ОКР по теме: "Разработка технологии, программного обеспечения и Руководства по автоматизированному анализу и оценке качества материалов цифровой аэрокосмической съемки и производной продукции".

Руководство регламентирует технологический процесс автоматизированного определения основных характеристик (показателей) качества аэрокосмической информации на аппаратно-программном комплексе "АРМ-Технолог" для оценки исходных материалов аэрокосмических съемок и производной продукции, как в цифровой, так и в аналоговой формах, а также для сертификации продукции аэрокосмических съемок и фотограмметрических работ.

Руководство подготовлено с учетом последних достижений в области разработки методов и технических средств анализа и обработки цифровой аэрокосмической информации.

Руководство разработали: Винокуров В.А., Дмитриев В.Г., Комаров А.И., Коршунова 3.В., Кудряшов В.Я. Общая редакция Комарова А.И.

ПЕРЕЧЕНЬ ПРИНЯТЫХ СОКРАЩЕНИЙ И ОБОЗНАЧЕНИЙ

     

     ВВЕДЕНИЕ

Материалы аэрокосмических съемок, как одного из основных видов дистанционного зондирования, содержат обширную информацию о Земле и Мировом океане, которая имеет многоцелевое назначение и может быть успешно использована для решения разнообразных задач в интересах безопасности страны, различных отраслей народного хозяйства и международного сотрудничества.

С момента создания современных методов ДЭЗ (аэросъемки, а позднее и космической съемки) и до настоящего времени основным видом аэрокосмической информации являлась фотоинформация, т.е. аналоговая информация в виде изображений на фотоносителе, полученных фотокамерой в результате съемки с самолета или космического аппарата.

В последние годы интенсивно развиваются методы цифровой фотограмметрии и цифрового картографирования, которые базируются на обработке цифровых аэрокосмических снимков, получаемых оптикоэлектронными съемочными системами или путем преобразования аналоговых фотоснимков в цифровую форму с помощью специальных устройств - высокоточных фотограмметрических сканеров.

Эффективность использования аэрокосмических снимков для решения научных и практических задач находится в прямой зависимости от их качества. Поэтому важная роль в общей системе получения качественной информации по материалам ДЗЗ принадлежит процессам объективного контроля и оценки характеристик качества исходных аэрокосмических снимков и производной продукции. По результатам такой оценки отрабатываются рекомендации по дальнейшему использованию материалов ДЗЗ, а также производится сертификация исходных аэрокосмических снимков и производной продукции, обеспечивающая гарантию их качества и повышение конкурентоспособности.

Настоящее Руководство является итогом исследований и опытно-производственных работ, выполненных в Госцентре "Природа", по созданию и внедрению метода и компьютерной технологии автоматизированного определения основных характеристик качества аэрокосмических снимков и производных изображений.

Руководство соответствует требованиям "Инструкции о порядке разработки и утверждения нормативно-технических и методических актов на производство топографо-геодезических и картографических работ на территории Российской Федерации", ГКИНП (ГНТА)-119-94, М., 1994.

     1. ОБЩИЕ ПОЛОЖЕНИЯ

1.1. Настоящее Руководство разработано взамен РТМ "Методики определения разрешающей способности космофотоматериалов" (РТМ-ГЦП.25301.01033), 1995 и в дополнение к "Основным положениям по аэрофотосъемке, выполняемой для создания и обновления топографических карт и планов" (ГКИНП-09-32-80), М., Недра, 1982, "Руководству по фотографическим работам" (ГКИНП-02-190-85), М., ЦНИИГАиК, 1985, (раздел 5) и "Технологической инструкции по оценке фотографического качества первичных материалов космических съемок" (РТМ-ГЦП.25301.01010), 1988.

1.2. Руководство регламентирует технологические процессы автоматизированного определения основных характеристик качества аэрокосмических снимков и производных изображений на аппаратно-программном комплексе "АРМ-Технолог", оснащенном специализированной технологической программой "Анализ-2002", разработанными в Госцентре "Природа".

Характеристики используются для оценки изобразительных свойств исходных материалов аэрокосмических съемок и производной продукции в цифровой и аналоговой форме, а также отработки рекомендаций по их использованию.

1.3. В Руководстве под исходными материалами аэрокосмических съемок понимаются:

- аналоговые снимки, полученные с помощью фотосъемочных систем - первичные негативы;

- цифровые снимки, полученные с помощью оптикоэлектронных съемочных систем.

Под производной продукцией аэрокосмических съемок понимаются:

- копии на фотоносителе, полученные с первичных негативов - диапозитивы дубль-негативы и фотоотпечатки;

- цифровые снимки - копии исходных цифровых снимков;

- цифровые снимки - копии аналоговых снимков, полученные на фотограмметрических сканерах;

- аналоговые и цифровые изображения, полученные путем преобразования исходных снимков.

1.4. С использованием специализированной технологической программы "Анализ-2002" в автоматизированном режиме определяются следующие характеристики качества снимков и производных изображений:

- средняя разрешающая способность снимка , мм;

- средний размер изображения объекта, различаемого на снимке, мкм;

- среднее разрешение на местности , м;

- средний тоновой контраст или , в единицах плотности или кодах яркости;

- интервал оптических плотностей или кодов яркости, или в единицах плотности или кодах яркости.

1.5. Для аналоговых аэрокосмических снимков и производных фотоизображений в дополнение к выше указанным характеристикам определяются с помощью денситометра (в неавтоматизированном режиме) следующие градационные характеристики: максимальное, минимальное и среднее значения оптических плотностей (, и ), оптическая плотность вуали и интервал оптических плотностей (общий контраст) изображения . Градационные характеристики служат для оценки качества передачи сравнительно крупных деталей на изображениях.

1.6. Основными характеристиками качества дешифровочных возможностей изображений являются разрешающая способность снимка, выраженная в мм; размер изображения объекта, различаемого на снимке, в мкм; и разрешение на местности в метрах.

Разрешающая способность служит интегральной оценкой резкостных, шумовых и градационных свойств аэрокосмических снимков. Разрешение на местности функционально связано с разрешающей способностью снимка и масштабом изображения соотношением

.                                                (1)

1.7. Для оценки градационных свойств цифровых изображений могут быть использованы и такие условные характеристики, выраженные в кодах яркости, как диапазон используемых кодов яркости , средний тоновой контраст , минимальное, максимальное и среднее значения кодов яркости (, и ).

1.8. Технологическая программа "Анализ-2002" предусматривает автоматизированное определение основных характеристик качества цифрового изображения двумя методами - по денситометрическому профилю (ДП) и по ЧТХ цифрового изображения.

При работе с изображением оператор визуально выбирает участки с наиболее мелкими деталями, маркирует на них измерительные трассы, выполняет действия по интерактивной обработке графика ЧТХ либо денситометрического профиля.

Опытно-производственная эксплуатация комплекса "АРМ-Технолог" показала, что определение разрешающей способности аэрокосмических снимков по методу ЧТХ обеспечивает более достоверные и стабильные результаты по сравнению с методом ДП. В связи с этим рекомендуется при определении основных характеристик качества цифровых аэрокосмических изображений отдавать предпочтение методу ЧТХ или применять методы ЧТХ и ДП совместно с последующим усреднением полученных результатов.

1.9. Технологическое программное обеспечение предусматривает метрологическую проверку комплекса "АРМ-Технолог", подтверждающую работоспособность программы "Анализ-2002".

Для этого выполняется определение разрешающей способности цифрового изображения паспортизованной штриховой миры, полученное с апертурой сканирования 5 мкм. Файл с изображением миры входит в состав технологического программного обеспечения.

Метрологическую проверку рекомендуется выполнять с периодичностью 1 раз в неделю.

В качестве тест-объекта можно использовать другие миры с известными параметрами, например, стандартные штриховые миры по ГОСТ 15114-78.

     2. ТЕХНОЛОГИЯ АВТОМАТИЗИРОВАННОГО ОПРЕДЕЛЕНИЯ ХАРАКТЕРИСТИК КАЧЕСТВА ЦИФРОВЫХ ИЗОБРАЖЕНИЙ

2.1. Основные характеристики качества цифровых изображений (см. п.1.4) определяются автоматизированным способом с помощью программы "Анализ-2002".

Входными данными программы являются:

- цифровое изображение - файл в формате TIFF (несжатый) или BMP;

- величина апертуры, при которой получено цифровое изображение;

- средний масштаб изображения.

Выходные данные программы представляют собой результаты выполненных расчетов в виде распечатки паспорта оценки изображения (см. п.2.2.4).

Программа является объектно-ориентированной. Последовательность выполнения операций строго не фиксирована и выбирается оператором в зависимости от результатов выполнения предыдущих операций. Например, момент прекращения измерений зависит от величины изменения среднего значения разрешающей способности при добавлении следующего измерения. Измерения прекращаются, когда это изменение не превышает заданной точности определения разрешающей способности изображения.

В процессе работы программа контролирует действия оператора. При возникновении ошибочных ситуаций или действий оператора, которые могут привести к искажению или потере информации, программа выводит предупреждение или информацию о возникших ошибках. Сообщения носят информативный характер и содержат рекомендации оператору по устранению возникших ситуаций.

2.2. Технологическая схема определения характеристик качества цифровых изображений с использованием специализированного программного обеспечения (СПО) "Анализ-2002" состоит из следующих основных процессов:

1. Подготовительные операции (п.2.1.).

- Запуск программы (п.2.1.1.).

- Загрузка изображения (п.2.1.2.).