Истинный ортофотоплан и обычный: почему здания заваливаются и как этого избежать
Ортофотоплан исправляется так, чтобы его можно было измерять как карту, но исправление хорошо ровно настолько, насколько хороша используемая поверхность. Трансформируйте снимок по голой земле — и здания, деревья и бровки складов останутся наклонными. Истинный ортофотоплан трансформируется по поверхности, которая их включает: крыши ложатся на свои контуры, а земля за ними заполняется со снимков, которые действительно её видели.
Смещение из-за рельефа: почему высокое заваливается
Камера видит в перспективе. Точка над землёй на снимке оказывается дальше от его центра, чем земля прямо под ней, и это смещение растёт с высотой объекта и его удалением от центра снимка и уменьшается с высотой полёта. В классическом виде смещение на изображении равно радиальному расстоянию, умноженному на высоту объекта и делённому на высоту полёта.
Ортотрансформирование устраняет это смещение, проецируя каждый снимок на модель поверхности. Всё, что известно поверхности, исправляется. То, чего она не знает, сохраняет наклон: на модели рельефа без зданий крыша рисуется смещённой относительно стен и закрывает землю, которую не должна закрывать.
Ортофотоплан и истинный ортофотоплан
Обычный ортофотоплан трансформируется по модели голого рельефа. Объекты на земле стоят на своих местах, но всё, что возвышается над землёй, заваливается от центра каждого снимка, а направление наклона меняется от снимка к снимку — поэтому края зданий вдоль швов мозаики выглядят рваными.
Истинный ортофотоплан трансформируется по модели поверхности, которая несёт высоту земли и того, что на ней стоит. Крыши рисуются над своими контурами, стены исчезают, а землю, которую один снимок не мог увидеть за зданием, берут с другого снимка, который её видел. Именно поэтому истинному ортофотоплану нужно много перекрывающихся ракурсов для каждой ячейки.
| Ортофотоплан | Истинный ортофотоплан | |
|---|---|---|
| Трансформируется по | Модели голого рельефа | Модели поверхности со зданиями, деревьями и складами |
| Высокие объекты | Заваливаются от центра снимка | Рисуются прямо над своим контуром |
| Земля, скрытая за объектами | Закрыта или раздвоена | Заполнена со снимка, который её видел |
| Нужные данные | Модель рельефа | Модель поверхности и большое перекрытие |
| Где видна разница | Мало на открытой ровной местности | Здания, сооружения, высокая растительность, бровки складов |
Почему фотограмметрия с дрона делает истинный ортофотоплан практичным
Раньше для истинного ортофотоплана нужно было где-то взять подробную модель поверхности каждого здания. Полёт дрона приносит свою: плотное облако точек из тех же снимков даёт модель поверхности земли и всего, что на ней, а большое перекрытие картографического полёта означает, что большинство ячеек видят несколько снимков. Поверхность и мозаика получаются из одних данных, поэтому они согласуются.
Движущиеся объекты и призраки
У мозаики есть вторая, отдельная проблема: то, что движется между снимками. Машина, человек или лодка, оказавшиеся в разных местах на двух перекрывающихся снимках, превращаются в полупрозрачное двойное изображение, если снимки просто усреднить. Истинный ортофотоплан сам этого не решает, потому что он о геометрии, а не о времени.
Решение — в смешивании. Там, где перекрывающиеся снимки в ячейке не согласуются, берите ячейку с одного снимка вместо усреднения, а ровный тон сохраняйте, смешивая только низкочастотный цвет. Помогают и линии швов, которые не пересекают здания и движущиеся объекты.
Как Stream Capture строит ортофотоплан
Stream Capture проецирует снимки на поверхность, построенную по собственному плотному облаку точек, поэтому рельеф и всё, что стоит на земле, исправляются, а не растягиваются. Смешивание по умолчанию измеряет, насколько перекрывающиеся снимки расходятся в каждой ячейке; расходящиеся ячейки берутся со снимка, который видит их лучше всего, а низкочастотный цвет смешивается между снимками для ровного тона. Линии швов минимальной стоимости доступны как вариант, а растр карты источников фиксирует, с какого снимка взята каждая область.
Есть и режим быстрой карты, который строит поверхность по разреженным точкам выравнивания, чтобы до отъезда с объекта понять, исправны ли данные. Он помечен как неистинное ортофото, потому что на грубой поверхности края зданий и деревьев могут заваливаться.
Частые вопросы
Что такое истинный ортофотоплан?
Ортофотоплан, трансформированный по модели поверхности, которая включает здания, деревья и другие объекты, а не только голую землю: высокие объекты рисуются прямо над своими контурами, а скрытая земля заполняется с других снимков.
Почему здания на ортофотоплане заваливаются?
Потому что снимок трансформировали по модели рельефа, в которой нет зданий. Их высота не исправлена, и они сохраняют перспективный наклон исходного снимка — от его центра.
Ортомозаика — это истинный ортофотоплан?
Не обязательно. Ортомозаика лишь говорит, что изображение собрано из многих снимков. Истинный ли это ортофотоплан, зависит от поверхности, по которой его трансформировали.
Нужен ли мне истинный ортофотоплан?
На открытой ровной местности разница мала. Там, где есть здания, сооружения, высокая растительность или крутые бровки складов, и особенно если вы будете оцифровывать контуры по изображению, с реальностью совпадает истинный ортофотоплан.
Может ли дрон дать истинный ортофотоплан?
Да. Плотное облако точек того же полёта даёт модель поверхности, а большое перекрытие картографического полёта даёт несколько ракурсов большинства ячеек.
Почему движущиеся машины на ортомозаике видны дважды?
Машина была в разных местах на перекрывающихся снимках, и снимки усреднили. Смешивание, которое берёт расходящиеся ячейки с одного снимка, исключает двойное изображение.
Постройте истинный ортофотоплан по своим снимкам с дрона
Нативное Windows-приложение · полностью офлайн · бесплатная бета