Digital fotogrametride manuel ve yarı otomatik yöntemlerin değerlendirme doğruluğuna etkisi üzerine bir araştırma

Abstract

ÖZET Doktora Tezi DIGITAL FOTOGRAMETRİDE MANUEL VE YARI OTOMATİK YÖNTEMLERİN DEĞERLENDİRME DOĞRULUĞUNA ETKİSİ ÜZERİNE BİR ARAŞTD3MA Hakan KARABÖRK Selçuk Üniversitesi Fen Bilimleri Enstitüsü Jeodezi ve Fotogrametri Mühendisliği Anabilim Dalı Danışman : Prof. Dr. Ferruh YILDIZ 2002, 143 sayfa i Jüri: Prof.Dr. Ferruh YILDIZ Prof. Dr. Mehmet YERCİ Prof. Dr. Sıtkı KÜLÜR Prof. Dr. Hükmü ORHAN Y.Doç.Dr. Engin KOCAMAN Bu çalışmada; digital fotogrametride manuel ve yan otomatik iç yöneltmenin, eşleme yöntemleri uygulanarak gerçekleştirilen sayısal yükseklik modeli oluşturma işlemlerinin ve ışın demetleri ile blok dengelemenin digital görüntü doğruluğu üzerindeki etkisi araştırılmıştır. Bu amaçla Borland C++ Builder 5.0 programlama dilinde bir yazılım geliştirilmiştir. Selçuk Üniversitesi Kampüsünde biri yerleşim alam içerisinde diğeri ise doğal arazi türünde noktalardan oluşan iki test alanı oluşturulmuştur. Test alanına ait noktaların koordinatları jeodezik yöntemlerle belirlenmiştir. Her iki test alanı da 1/16000 ölçekli, 5000 metre yükseklikten çekilen dört adet hava resminde yer almaktadır. Geliştirilen yazılımda değişik görüntü zenginleştirme filtreleri uygulanarak görüntülerdeki değişimler incelenmiştir. Dört hava görüntüsüyle bir proje oluşturulmuş ve kamera kalibrasyon raporundaki bilgiler projeye aktarılmıştır. İç yöneltme hem manuel olarak hemde görüntü eşleme yöntemleri kullanılarak yarı otomatik olarak yapılmıştır. Kenar göstergelerinin ölçülen piksel koordinatları ile görüntü koordinatları arasında affın dönüşümü yapılmıştır. Affin dönüşümü sonucu 1. görüntünün karesel ortalama hatası yarı otomatik olarak 0.54 piksel, manuel olarak0.22 piksel, 2. görüntünün karesel ortalama hatası yan otomatik olarak 0.54 piksel, manuel olarak 0.24 piksel, 3. görüntünün karesel ortalama hatası yarı otomatik olarak 0.76 piksel, manuel olarak 0.33 piksel ve 4. görüntünün karesel ortalama hatası yarı otomatik olarak 0.50 piksel, manuel olarak 0.35 piksel elde edilmiştir. Işın demetleri ile blok dengeleme yapmak amacıyla 1 1 adet yer kontrol noktası, 40 adet resim bağlantı noktası kullanılmıştır. 40 adet resim bağlantı noktasının 5 adeti kontrol(Check) noktasıdır. Dengeleme sonucu standart sapma 0.034 mm elde edilmiştir. Kontrol (Check) noktalarındaki hata miktarları ise X yönünde maksimum 12.4 cm minumum 0.1 cm, Y yönünde maksimum 2.5 cm minumum 0.5 cm ve Z yönünde maksimum 22.0 cm minumum 10.1 cm olarak elde edilmiştir. Doğal arazi noktalarından oluşan test alanındaki noktaların jeodezik yükseklikleri ile eşleme yöntemiyle oluşturulan sayısal yükseklik modeli yükseklikleri arasındaki farklar hesaplanmıştır. Bu amaçla; 5 metre, 10 metre ve 20 metre grid aralığına sahip sayısal yükseklik modeli verileri kullanılmıştır. Yükseklik karesel ortalama hataları 5 metre grid aralığı için ±0.92 m, 10 metre grid aralığı için ±0.78 m ve 20 metre grid aralığı için ±1.08 m olarak elde edilmiştir. Ayrıca aynı test alanının stereo görüntü üzerinden manuel ölçme sonucu oluşturulan sayısal yükseklik modeli verileri ile elde edilen karesel yükseklik ortalama hatası ise ±0.58 m olarak hesaplanmıştır. Anahtar Kelimeler : Digital Fotogrametri, Görüntü Zenginleştirme, Görüntü Eşleme, Yarı Otomatik İç Yöneltme, Işın Demetleri İle Blok Dengeleme, Sayısal Yükseklik Modeli, Digital Ortofoto ıı

ABSTRACT PhD Thesis AN INVESTIGATION ON THE EFFECTS OF MANUAL AND SEMI-AUTOMATIC METHODS ON THE EVALUATION ACCURACY IN DIGITAL PHOTOGRAMMETRY Hakan KARABÖRK Selçuk University Graduate School of Natural and Applied Sciences Department of Geodesy and Photbgrammetry Supervisor : Prof. Dr. Ferruh YILDIZ 2002, 143 page Jury: Prof.Dr. Ferruh YILDIZ Prof. Dr. Mehmet YERCİ Prof. Dr. Sıtkı KÜLÜR Prof. Dr. Hükmü ORHAN Ass.Prof.Dr. Engin KOCAMAN In this investigation, the effects of manual and semi-automatic orientation, digital elevation model obtained from image matching methods and bundle block adjustment on the digital image accuracy is determined in digital photogrammetry. For this, a software is developed with the use of Borland C++ Builder 5.0. Two test areas, one in the urban area and the other on the rural area in the settlement of Selçuk University Campus, are established. The point coordinates belonged to test area are measured by means of geodetic methods. Two test areas are placed on the 4 photographs which are taken at 5.000 m elevation having with 1/16.000 scales. Differences in images are determined by applying various image enhancement filters in the developed software. A project is proposed with the four photographs and, data in camera calibration report was transported to the proposed project. Interior orientation was carried out by using both manual and semi-automatic methods in which image matching methods had been used. Affine transformation is made between pixel coordinates and photograph coordinates of fiducial marks. As a m I *.1 ` İ 1 L-3 O el6*result of affine transformation, a root mean square (RMS) are obtained to be semi- automatically 0.54 pixel and manually 0.22 pixel for first image, semi-automatically 0.54 pixel and manually 0.24 pixel for second image, semi-automatically 0.76 pixel and manually 0.33 pixel for third image and semi-automatically 0.50 pixel and manually 0.35 pixel for fourth image, respectively. 1 1 control points and 40 image tie points were used making the bundle block adjustment. Of 40 image tie points, 5 were used as `check points`. After the bundle block adjustment, the RMS is obtained as to be 0.034 mm. Difference in coordinates of the check points are obtained as max AX 12.4 cm, min AX 0.1 cm, max AY 2.5 emimin AY 0.5 cm, max AZ 22.0 cm and min AZ 10.1 cm Differences of the elevation were calculated to be between the points of geodetic elevation and digital elevation models on the rural test area. The data of digital elevation model having 5 m, 10 m, and 20 m grids are used in this investigation. RMS of the elevations are obtained as to be ±0.92 m, ±0.78 m, ±1.08 m for 5 m, 10 m, 20 m grids, respectively. In the same test area, RMS of elevation of digital elevation model on the stereo image by the manual measurement is obtained as ±0.58 m. KeyWords : Digital Photogrammetry, Image Enhancement, Image Matching, Semi- Automatic Interior Orientation, Bundle Block Adjustment, Digital Elevation Model, Digital Orthophoto IV