Технология цифрового кадастрового картографирования с использованием спутниковых данных высокого разрешения

№3(8), 2010 г.

Р. Качиньски, С. Марахина

Общей целью проекта «Содействие в усилении потенциала Агентства по землеустройству, геодезии и картографии (АЗГК) в сфере картографии и сертификации» в Республике Таджикистан, финансированного Европейской комиссией, является поддержка более открытой и эффективной реализации процесса земельной реформы в Таджикистане. Конкретной целью проекта является укрепление потенциала института «ФАЗО» (находящего в подчинении АЗГК) в сфере спутниковой геодезии, цифровой фотограмметрии, цифровой обработки спутниковых изображений и цифровой картографии.

Основными целями проекта являются:

• проведение лекций и тренингов для штата «ФАЗО» по спутниковой геодезии, цифровой фотограмметрии и использованию спутниковых данных высокого разрешения для кадастрового картографирования сельскохозяйственных земель;
• создание и измерение новых геодезических GPS сетей 1-го и 2-го классов (рис. 1);
• идентификация наземных опорных и контрольных точек, измерение их методом GPS для орторектификации спутниковых снимков (рис. 2);
• ориентирование и орторектификация спутниковых изображений: IKONOS, QuickBird, WorldView-1,2 и GeoEye-1 на фотограмметрических цифровых рабочих станциях Leica Photogrammetric Suite ERDAS Inc;
• создание технических пособий, стандартных операционных процедур и системы контроля качества для всех этапов картографической продукции;
• разработка и внедрение методов цифровой картографии для кадастрового картографирования с использованием ArcGIS;
• предоставление технической помощи проекту Всемирного банка и проведение тренингов для штата региональных земельно-кадастровых центров; изготовление технологий для цифрового кадастрового картографирования с использованием спутниковых данных высокого разрешения.

Развитие современной кадастровой системы невозможно без создания цифровых кадастровых карт в открытой системе координат. С этой целью при финансировании проекта Всемирного банка была создана новая геодезическая система координат и геодезическая GPS-сеть. На основе цифровых ортофотокарт в институте «ФАЗО» создается картографический слой сельскохозяйственных границ с использованием программного обеспечения ArcGIS. Технические пособия по спутниковой геодезии, цифровой фотограмметрии, спутниковым данным высокого разрешения и цифровой картографии были разработаны на английском и русском языках и используются в практических работах в институте «ФАЗО».

Более двух тысяч цифровых ортофотокарт в масштабе 1:5000 были созданы с панхроматических данных IKONOS и QuickBird с установленной точностью СКО<1,5 м.> менее 1,5 м.

Данные:

1) IKONOS Pan GeoOrthoKit и QuickBird Ortho Ready Pan с углом отклонения снимка от надира не больше чем 17o .

2) Опорные и контрольные точки с координатами X, Y, Z. IKONOS PAN и RPC: минимум 5 опорных и 3 контрольных. QuickBird PAN и ISD: минимум 9 опорных и 3 контрольных.

3) Цифровая модель рельефа (DEM) из данных SRTM.

4) Система координат для создания кадастровых карт.

Необходимые дополнения:

5) Цифровая фотограмметрическая станция с программами для обработки IKONOS, QuickBird, GeoEye, WorldView.

6) Специалисты по цифровой фотограмметрии.

7) Специалисты по GPS.

8) Специалисты по цифровой картографии.

9) Ноу-хау, технологии и методика оценки точности.

Среднеквадратическая ошибка СКО идентификации и измерения опорных точек методом GPS:

горизонтальная — СКОx = СКОy < 0,6 м

вертикальная — СКОz < 1,0 м

СКО спутниковой триангуляции на опорных и контрольных точках представлены в табл. 1.

 Таблица 1. Результаты спутниковой триангуляции

Цифровая модель рельефа (DEM)

Чем больше угол отклонения луча от надира, тем смещение точки на снимке будет больше. Поэтому угол отклонения луча от надира не должен быть больше, чем 17^o .

Среднеквадратическая ошибка цифровой модели рельефа (ЦМР) для высот (СКО приблизительно 4 м для открытых, равнинных районов (табл. 2). Доступны ЦМР 3” (грид 90 м) в формате DTED.

Таблица 2. СКО ЦМР для высот (RMS_Z) из данных SRTM, опорных и контрольных точек, измеренных GPS

Орторектификация

Ортофото с IKONOS Pan генерируется пикселем 1х1 м, используя биленарный метод ресемплинга. Ортофото с QuickBird Pan генерируется пикселем 0,5х0,5 м для 1:5000 и пикселем 1х1 м для 1:10 000, используя биленарный метод ресемплинга; точность ортофото СКОx,y ≤ 2 пикселя (табл. 3).

Таблица 3. Точность цифрового ортоизображения

Ниже представлена схема создания цифровой ортофотокарты в масштабе 1:10 000 и 1:5000 по одиночным космическим снимкам IKONOS или QuickBird (рис. 3).

Контроль качества цифрового ортофотоизображения производился визуальным методом и проверкой картографической точности на основе координат опорных и контрольных точек. На основе цифровых ортофотокарт создается картографический слой сельскохозяйственных границ с использованием программного обеспечения ArcGIS (рис. 4, 5).