Optimalizace digitálních modelů terénu pro potřeby ortogonalizace leteckých měřických snímků

Kristýna ZEDNÍČKOVÁ

Bachelor's thesis

Optimisation of digital terrain models for the needs of orthogonalization of aerial images

Abstract:

Bakalářská práce se zabývá stanovením optimálních postupů pro úpravu digitálních modelů terénu pro potřeby ortogonalizace leteckých měřických snímků. Hlavním cílem práce je tvorba filtrů a filtračních strategií v programu DTMaster patřícím do balíku programů Trimble Inpho. Úkolem filtrů je automaticky v mračně bodů vytvořeném z dat leteckého snímkování detekovat budovy, vegetaci a odlehlé body. Kombinací jednotlivých druhů filtrů vznikne filtrační strategie, jejímž cílem je označit všechny objekty nacházející se nad zemí. Neklasifikované body jsou označeny jako země a použity pro tvorbu digitálního modelu reliéfu, z nějž je následně vytvořena ortofotomozaika. Čím lépe jsou označeny body země, tím kvalitnější jsou následné výstupy. K testování filtrů byly vybrány dvě případové studie, první z nich představovaly snímky pořízené bezpilotním systémem a druhou snímky pořízené leteckým snímkováním. Obě oblasti se lišily prostorovým rozlišením, různorodostí pokryvu vegetace a výškou budov. Nastavením různých hodnot parametrů jednotlivých filtrů byla testována jejich správnost. Ačkoliv existují doporučená nastavení parametrů, každá zpracovávaná oblast má svá specifika, a proto je nutné přizpůsobit jí nastavené hodnoty. Pro klasifikaci byla vyzkoušena i některá další nastavení z dostupné literatury nebo vlastní naměřené hodnoty pro potřeby testované oblasti. Úspěšnost automatických filtrací byla porovnávána s referenčními daty vytvořenými manuální filtrací. Hodnocení proběhlo dvěma způsoby, první bylo statistické, v němž byly vypočítány vzdálenosti bodů mezi referenčním a hodnoceným mračnem bodů. Druhý způsob hodnocení byl vizuální, u kterého probíhalo srovnání správného zobrazení objektů na ortofotomozaikách vytvořených z dat automatické filtrace s ortofotomozaikou vytvořenou z dat manuální filtrace. Nejlépe hodnocené filtrační strategie jsou výstupem práce spolu s textem o vhodnosti jejich využití.

Abstract:

This Bachelor Thesis deals with determining which methods of adjusting Digital Terrain Models are optimal for the needs of aerial imaging orthogonalization. The aim of the thesis is a creation of filters and filter strategies in DTMaster software, which is included in the Trimble Inpho program pack. The key function of filters is to automatically go through point clouds created by the aerial imaging and detect from them all buildings, vegetation and gross errors. The goal is to mark all objects which are located above the ground while the non-classified points are taken to be the ground. This is achieved by forming a filter strategy. Such strategy is the result of combining individual filters. Points making out the ground are then used to create a Digital Terrain Model, hence the creation of the orthomosaic. The better the ground points classification, the better the quality of the resulting outputs. Two case studies were chosen for the testing of filters. One provided images taken by an Unmanned System, whereas the other provided them by aerial imaging. Both case studies differ in Ground Sample Distance, diversity of vegetation and height of buildings. The accuracy of filters was tested by setting various parameter values. Although these values are already recommended, each case study is special and requires certain adjustments. Therefore, additional settings, which were suggested by available literature and own measurements, were also tested. The accuracy of the automatic filtrations was then compared with reference data that were made by manual filtration. The comparison was done in two ways. The first one was statistical, and it was based on the calculation of referenced and evaluated distance of points within the point cloud. The second way was visual. It consisted of comparing accurate projections of objects (straight edges of buildings, line elements as pathways and vegetation) automatically filtered orthomosaics to manually filtered orthomosaic. The outcome of this thesis are the best rated filter strategies, together with recommendations regarding their further practical utilization.

Keywords

digitální model reliéfu (DMR), filtr, mračno bodů, ortofotomozaika, ortogonalizace

Language used: Czech

Date on which the thesis was submitted / produced: 5. 5. 2017

Thesis defence

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

PALACKÝ UNIVERSITY OLOMOUC

Faculty of Science

Bachelor programme / field:
Geography / Geoinformatics and Geography