Tvorba digitálního modelu povrchu z bodových mračen vytvořených obrazovou korelací leteckých snímků

Bc. Jindřich HORÁK

Master's thesis

Creating a digital surface model from point clouds created by image correlation of aerial imagery

Abstract:

Diplomová práce se zabývá nalezením postupu tvorby digitálního modelu povrchu z bodových mračen vytvořených obrazovou korelací leteckých měřických snímků. Řešení je založeno na postupném zpracování vstupních bodových mračen pomocí skriptů v programovacím jazyce Python. Bodová mračna byla opravena, byla stanovena pravidla pro spojení bodových mračen v překryvových pásech jednotlivých stereomodelů a bodová mračna byla ořezána na bloky Státní mapy 1 : 5 000, v jejichž území zpracování dále probíhalo. Jelikož obrazová korelace selhává v místech vodních ploch, byla tato místa opravena s využitím polygonové vrstvy 3D vodních těles. Z opravených bodových mračen byl vygenerován finální digitální model povrchu i digitální model povrchu ve formě stínovaného reliéfu. Bodová mračna byla dále klasifikována do tří klasifikačních tříd (terén, budovy a vegetace) a v bodových mračnech byly též detekovány hrubé chyby, jejichž místa byla uložena do k tomu určené polygonové vrstvy. Digitální model povrchu byl vytvořen též v programu Agisoft Metashape. V daném prostředí byl zpracován kompletní proces získání digitálního modelu povrchu z leteckých měřických snímků, tedy včetně samotné obrazové korelace. Výsledkem práce je funkční postup tvorby digitálního modelu povrchu i samotný finální spojitý digitální model povrchu. Za výsledek lze považovat i konstatování, že i z leteckých měřických snímků lze produkovat digitální modely povrchu využitelné v mnoha aplikacích bez nutnosti provádění i leteckého laserového skenování, jehož výsledky jsou sice přesnější, ale provedení je mnohem nákladnější.

Abstract:

The master's thesis deals with finding a procedure for creating a digital surface model from point clouds created by image correlation of aerial imagery. The approach is based on step-by-step processing of the input point clouds using scripts in the Python programming language. The point clouds were repaired, the rules for merging the point clouds in the overlapping zones of the respective stereomodels were established, and the point clouds were cropped to the State Map 1 : 5 000 map blocks, in whose area the processing was further carried out. Since the image correlation fails at the locations of water bodies, these locations were repaired using a polygon layer of 3D water bodies. From the repaired point clouds, a final digital surface model as well as a digital surface model in the form of shaded relief was generated. The point clouds were further classified into three classification classes (ground, buildings, and vegetation) and gross errors were also detected in the point clouds and their locations were placed in a designated polygon layer for this purpose. A digital surface model was also created in Agisoft Metashape. The complete process of obtaining the digital surface model from the aerial survey imagery, including the image correlation itself, was processed in this environment. The result of the master's thesis is a functional procedure for the creating of the digital surface model as well as the final continuous digital surface model itself. It can also be considered as a result that even from aerial surveying images it is possible to produce digital surface models usable in many applications without the need to perform also airborne laser scanning, whose results are more accurate, but much more expensive to perform.

Keywords

digitální model povrchu, bodové mračno, obrazová korelace, fotogrammetrie, letecké snímky

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 4. 5. 2023

Thesis defence

• Supervisor: RNDr. Jakub Miřijovský, Ph.D.

Palacký University Olomouc

Faculty of Science

Master programme / field:
Geoinformatics and Cartography / Geoinformatics and Cartography