ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД» ОЦЕНКА МАТЕРИАЛОВ СЪЕМКИ С

Федеральная служба государственной регистрации,
кадастра и картографии
ФГБУ «Центр геодезии, картографии и ИПД»
Нехин С.С., Безруков Д.И., Яблонский Л.И.
Тел./факс (495)456-95-80, e-mail : nehin@geod.ru
ОЦЕНКА МАТЕРИАЛОВ СЪЕМКИ С
КОСМИЧЕСКОГО АППАРАТА «РЕСУРС-П» № 2
ПО РЕЗУЛЬТАТАМ ЕГО ЛЕТНЫХ ИСПЫТАНИЙ
МИИГАиК - 2015
КА «РЕСУРС-П» № 2
Космический аппарат «Ресурс-П» № 2 запущен с космодрома
Байконур 26 декабря 2014 г. и дополнил орбитальную группировку
российских гражданских средств дистанционного зондирования
Земли детального уровня разрешения.
Ранее на орбиту были выведены «Ресурс-ДК» (июнь 2006 г.) и
«Ресурс-П» № 1 (июнь 2013 г.). В результате космическая система,
состоящая из нескольких аппаратов, позволит решать задачи,
недоступные одиночному аппарату.
«Ресурс-П» № 2 создан по заказу Федерального космического
агентства и предназначен для решения задач Минприроды,
Минсельхоза, МЧС, Федерального агентства по рыболовству,
Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу
окружающей среды, Федеральной службы государственной
регистрации, кадастра и картографии.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
Съемочная аппаратура КА «Ресурс-П» № 2:
- оптико-электронная аппаратура высокодетального разрешения
«Геотон»,
работающая
в
панхроматическом
режиме
(пространственное разрешение в надир около 1 м при полосе съемки
38 км) и мультиспектральном (5 каналов) режиме (пространственное
разрешение в надир 3-4 м).
- широкозахватная мультиспектральная аппаратура высокого и
среднего разрешения (ШМСА-ВР и ШМСА-СР), работающая в
панхроматическом режиме (пространственное разрешение в надир
соответственно 12 м и 60 м) и мултиспектральном (5 каналов)
режиме (пространственное разрешение в надир соответственно 24 м
и 120 м) при полосе съемки 97 км и 441 км для ШМСА-ВР и ШМСАСР соответственно;
- гиперспектральная аппаратура (ГСА) обеспечивающая
регистрацию до 256 каналов в диапазоне 0,4 – 1,1
мкм со
спектральным разрешением
5 – 10 нм (пространственное
разрешение в надир 30 м, ширина полосы съемки 22 км).
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
31 декабря 2014 г. аппарат «Ресурс-П» № 2 был переведен с
орбиты выведения на рабочую орбиту с параметрами: перигей
≈ 467 км; апогей ≈ 500,4 км; наклонение – 97º,29; период
вращения – 93,99 мин. С 4 января 2015 г. началось тестирование
целевой аппаратуры космического аппарата и 5 января были
получены первые снимки высокодетальной аппаратуры «ГеотонЛ» в панхроматическом и мультиспектральном режимах, а также
широкозахватной аппаратуры высокого разрешения.
С
позиции
Росреестра
для
решения
задач
государственного топографического картографирования интерес
представляют материалы высокодетального разрешения,
поэтому анализу подвергались образцы стандартной продукции,
изготовленные Научным центром оперативного мониторинга
Земли (НЦ ОМЗ) по данным, полученным съемочной
аппаратурой «Геотон», установленной на КА «Ресурс-П» № 2.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
Для целей Росреестра оценка включала:
проверку
соответствия
характеристик
информации, получаемой
КА «Ресурс-П» № 2,
требованиям
основных
нормативно-технических
документов в области геодезии и картографии;
- проверку соответствия основных параметров и
характеристик изделия данным, приведенным в ТТЗ на
КА «Ресурс-П» № 2;
- общую оценку данных, получаемых
КА
«Ресурс-П» № 2 и определение направлений их
использования в интересах Федеральной службы
государственной регистрации, кадастра и картографии.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
ТРЕБОВАНИЯ К МАТЕРИАЛАМ
В соответствии с программой летных испытаний КС «Ресурс-П» № 2 и
планом действий межведомственной рабочей группы Роскосмоса и Росреестра
по оценке измерительных и изобразительных характеристик снимков, ФГБУ
«Центр геодезии, картографии и ИПД» определил требования к материалам,
необходимым для проведения испытаний, которые включали следующие
критерии:
- территория съемки: эталонные тестовые участки Росреестра «Пятигорск»,
«Самара», а также участок по г. Москве;
- тип аппаратуры: оптико-электронная аппаратура «Геотон-Л1»;
- спектральные диапазоны: панхроматический, многоспектральный;
- уровни обработки: 1А, 2А;
- наличие коэффициентов RPC-полиномов для каждого уровня обработки;
- углы отклонения от надира: до 5 и до 20 градусов;
- угол высоты Солнца - не менее 30 град;
- представление стереоскопических пар снимков;
- формат представления - TIFF, GeoTIFF;
- объем файла изображения: не более 4 Гб.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
ПОЛУЧЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
В соответствии с направленной заявкой от НЦ ОМЗ были получены:
- одиночные панхроматические изображения размером 38х24 км на
территорию Москвы и ее окрестности и Самары;
- стереоскопические пары панхроматических изображений размером 38х24
км на территорию Москвы и ее окрестности ;
- мультиспектральные
изображения.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
ПОЛУЧЕННЫЕ МАТЕРИАЛЫ
- стереоскопические пары панхроматических изображений размером 38х24 км
на территорию Москвы и ее окрестности ;
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
В процессе испытаний выполнена фотограмметрическая
обработка одиночных и стереоскопических панхроматических
изображений на территорию Москвы и ее окрестности.
Трудности, возникшие
при обработке
изображений
стандартными программными продуктами:
- размер размещенных на сайте изображений многократно
превышал 4 Гб (достигал 26 Гб);
- сопровождавшие изображения в составе файла метаданных
RPC-коэффициенты по формату представления не соответствуют
принятому международному стандарту;
- большая задержка в получении материалов съемки
вынудила выполнить оценку и подготовить заключение о
качестве материалов в течение нескольких заключительных
дней испытаний.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
Результаты оценки измерительных характеристик одиночных
и стереоскопических панхроматических изображений
на территорию Москвы и ее окрестности
Точность (средняя погрешность) определения плановых координат
контрольных точек по одиночным снимкам составила порядка 4-6 м.
Из обработки стереоскопических снимков получена точность
определения высот порядка 7 - 8 м.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
Результаты оценки изобразительных характеристик
По результатам оценки изображения радиальной миры
МИИГАиК разрешение на местности обрабатываемых
панхроматических изображений составило порядка 0,9 м.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
Неоднородность по разрешающей способности
получаемых изображений
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
Изображение Ресурс-П
Изображение Яндекс
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
ВЫВОДЫ
В целом изобразительные и измерительные характеристики
представленных
материалов
соответствуют
требованиям
технического задания на аппаратуру «Геотон». Следует особо
отметить как достоинство «Ресурс-П» большую ширину полосы
съемки (38 км), обеспечиваемую системой в панхроматическом
режиме.
Проведенный
анализ
образцов
стандартной
продукции,
изготовленных НЦ ОМЗ по данным, полученным с КА «Ресурс-П» №
2 показал, что указанную продукцию, можно использовать в
интересах Федеральной службы государственной регистрации,
кадастра и картографии для обновления топографических карт
масштабов 1:25000 и мельче и выполнения топографического
мониторинга территории страны. В качестве вспомогательного
источника информации изображения с КА «Ресурс-П» № 2 могут быть
использованы при обновлении топографических карт и планов
городов масштаба 1:10000.
Конференция 90 лет кафедры фотограмметрии МИИГАиК
Требования к материалам ДЗЗ для создания и обновления топографических карт и планов
Масштаб
карты,;
высота сечения
рельефа, м
Показатели материалов съемки
и их допустимые значения
Разрешение,
м
Точность (средняя погрешность)
положения точек сгущения
в плане, м
по высоте, м
1:10 000
1,0 м
2,5 м
5,0 м
0,45
(0,7)*
3,0
1:25 000
2,5 м
5,0 м
10,0 м
0,75
(1,75)*
7,5
1:50 000
10,0 м
0,85
(3,5) *
15,0
* - для фотопланов
0,25
0,75
1,50
0,75
1,50
3,00
3,00
Рекомендации
по использованию
Материалы КС пригодны в
качестве вспомогательного
материала для обновления и
мониторинга
Материалы КС пригодны для
обновления и мониторинга по
разрешению на местности и
точности определения
плановых координат
Материалы КС пригодны для
обновления и мониторинга по
разрешению на местности и
точности определения
плановых координат
Практические рекомендации разработчикам системы по
составу, форматам и другим характеристикам материалов
космической съемки, формируемым для пользователей:
- обратить внимание на состав и форму представления RPCкоэффициентов,
которые
не
соответствует
принятому
международному стандарту, что затрудняет их непосредственное
использование при фотограмметрической обработке снимков;
- для записи цифровых изображений, получаемых КА
«Ресурс-П» целесообразно использовать более современный и
эффективный формат tiff tiled, применяемый во всем
международном сообществе вместо устаревшего формата (tiff
striped), усложняющего процесс обработки снимков;
- размер передаваемых файлов изображений не должен
превышать 4 Гб, поскольку стандартные программные
продукты не позволяют обрабатывать файлы размером более 4
Гб.
Конференция 90 лет кафедры фотограметрии МИИГАиК
Спасибо за внимание !