Войти на сайт
МЕЖДУНАРОДНЫЕ ЕЖЕГОДНЫЕ КОНФЕРЕНЦИИ
"СОВРЕМЕННЫЕ ПРОБЛЕМЫ ДИСТАНЦИОННОГО
ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ ИЗ КОСМОСА"
(Физические основы, методы и технологии мониторинга окружающей среды, природных и антропогенных объектов)

Четырнадцатая Всероссийская открытая конференция "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса"

XIV.A.345

Метод построения 3D-модели объектов поверхности земли по одному космическому изображению и его применение в задаче космического мониторинга объектов захоронения отходов

Рихтер А.А. (1), Мурынин А.Б. (1,2), Игнатьев В.Ю. (1)
(1) НИИ АЭРОКОСМОС, Москва, РФ
(2) Вычислительный центр им. А.А. Дородницына Российской академии наук, Москва, РФ
Задача оценки рельефа местности, построения 3D-моделей поверхности земли по космическим изображениям актуальна на сегодняшний день. Существует множество методов построения 3D-моделей местности по космическим изображениям. Большинство из них требует большое количество исходной информации, которое может быть дорогим и малодоступным (по стереопаре, освещенности, тени и др.).
Предлагается метод получения 3D-модели объектов местности, использующий данные одного снимка. Метод состоит в построении привязанной к изображению объекта пространственной системы координат и соответствующей координатной сетки, в которой автоматизирована процедура поиска опорных точек объекта, характеризующих его пространственные особенности. Алгоритм поиска опорных точек объекта основан на последовательном применении процедур улучшения качества изображения и сегментации. Формируется трехмерный образ, вычисляемый преобразованием их координат на изображении в пространственные координаты, привязанные к объекту. Расчет 3D-моделей может быть проведен для антропогенных объектов «правильной» формы (прямоугольной, пирамидальной, цилиндрической) оптимальным выбором подходящей к ним пространственной системы координат. Привязкой точек, линий и полигонов к изображению системы координат формируется 3D-образ объекта, в котором всем компонентам объекта, обнаруживаемым на изображении, находятся аффинные преобразования и модель трехмерных координат. Т.о. возможны различные пространственные геометрические преобразования над объектом, такие как смещение, поворот, масштабирование, растяжение. Для лучшей визуализации изображения объекта могут быть введены процедуры улучшения и шаблонной разметки компонент на изображении объекта.
На базе метода разработана программная реализация. На примере хозяйственной зоны полигона ТБО Кучино (и ряда других полигонов ТБО Московской области) была просчитана застройка и получена ее цифровая 3D-модель. Достоинствами метода являются автоматизация процедуры поиска опорных точек объекта при построении 3D-модели и возможность построения 3D-модели объектов по одному изображению дистанционного зондирования.
Работа выполнена при поддержке РФФИ, проект № 16-51-55019.

Ключевые слова: Здание, 3D-модель, изображение, опорные точки, улучшение изображения, аффинные преобразования, геометрические преобразования, система координат, объекты захоронения отходов, свалки, полигоны ТБО
Литература:
  1. D. Demirdjian, A. Zisserman, R. Horaud “Stereo autocalibration from one plane” Proc. 6th European Conf. on Computer Vision, Dublin, V.2, pp. 625-639, 2000.
  2. O. Faugeras “Three-dimensional computer vision. A geometrical viewpoint” // MIT Press, 1996.
  3. Rindfleisch, T.: Photometric Method for Lunar Topography, Photometric Eng., (2): 262-276 (1966).
  4. Лобанов А. Н. Фотограмметрии: Учебник для пуяон. 2 с изд., перераб. и доп .— М., Недра, 1984, 552 с.
  5. Бруевич П. Н. Фотограмметрия: Учеб. для вузов.— М.: Недра, 1990.— с.: ил.
  6. Тужилкин А.Ю. Модели и алгоритмы реконструкции трехмерных сцен на основе спутниковых изображений и априорной информации. Дисс. ФГБОУВО «Владимирский государственный университет имени Александра Григорьевича и Николая Григорьевича Столетовых», 2016.

Презентация доклада

Методы и алгоритмы обработки спутниковых данных

44