Badanie niezawodności aerotriangulacji

Projekt badawczy własny (N526 009 32/1082) finansowany ze środków Ministerstwa Nauki i Szkolnictwa Wyższego, realizowany w Zakładzie Fotogrametrii w latach 2007-2008 pod kierownictwem dr inż. Jana Ziobro

Badania dotyczyły warunków, jakimi powinni się kierować projektanci aerotriangulacji bloków z fotopunktami niesygnalizowanymi oraz metodykę oceny projektu. Podano warunki dla głównych celów projektowania, jakimi są liczba pomiarów fotogrametrycznych oraz osnowa, w aspekcie dokładności wyników i niezawodności pomiarów. Analizowano aerotriangulacje bloków w skalach zdjęć 1:13 000 i 1:26 000, najczęściej opracowywanych w Polsce w ostatnich latach, a wyniki analiz stanowiły jedną z podstaw dla opracowania standardu aerotriangulacji, który będzie częścią nowelizowanej ustawy „Prawo Geodezyjne".

Pierwszym celem badań było określenie niezawodności aerotriangulacji bloków zdjęć opracowanych w Polsce w kilku ostatnich latach. Zbyt niski poziom niezawodności powoduje gorszą wykrywalność i lokalizację błędów grubych oraz nadmiernie duży wpływ błędu poszczególnych pomiarów na wyniki aerotriangulacji. Zbyt wysoki poziom niezawodności może świadczyć o nieekonomiczności aerotriangulacji. Określono na podstawie literatury kryteria dla oceny globalnej niezawodności wewnętrznej aerotriangulacji jak i dla globalnej niezawodności wewnętrznej poszczególnych grup pomiaru.

Określono faktyczną precyzję trzech grup pomiarów uzyskiwaną w aerotriangulacjach produkcyjnych, tj. precyzję: współrzędnych tłowych; współrzędnych fotopunktów i współrzędnych środków rzutów. Wiarygodne określenie rzeczywistych precyzji poszczególnych grup pomiaru uzyskiwanych w aerotriangulacjach opracowanych w naszym kraju miało istotne znaczenie dla następnego etapu badań, którym były komputerowe symulacje aerotriangulacji.

W trakcie badań określono zależności między niezawodnością danej grupy pomiarów a innymi cechami konstrukcji sieci. Potwierdzenie silnych zależności może stanowić przesłankę, co do kierunków wprowadzania zmian w projektowaniu aerotriangulacji.
Do badania wybrano 38 bloków aerotriangulacji podzielonych na 5 grup, w zależności: od skali zdjęć lotniczych; występowania pomiaru środków rzutów; regularności kształtu bloku i jego wielkości. Bloki te zostały opracowane przez różne firmy w latach od 2002 do 2006 roku. Dla potrzeb badań wyniki pomiarów tych bloków ponownie opracowano i wyrównano za pomocą programu BINGO, który ma zaimplementowaną metodę Baarda.

Wyniki wyrównań 38 bloków i dodatkowych 25 wyrównań przedstawiono i opracowano za pomocą arkusza kalkulacyjnego Microsoft Excel. Wyniki wyrównań i wyniki analiz zostały przedstawione w 21 tabelach. Wyniki zostały zamieszczone w tabelach odpowiednio: do wcześniej wymienionych 5 grup bloków; niezawodności trzech grup pomiarów i do ich precyzji. Pozwoliło to tworzyć próby statystyczne, co do których można sądzić że są reprezentatywne dla badanej cechy konstrukcji sieci.

Przeciętne wartości precyzji pomiarów osiągnięte w krajowej produkcji

Skala zdjęć lotniczych	Błąd średni pomiaru
	Współrzędne fotopunktów niesygnalizowanych [cm]		Współrzędne tłowe[μm]	Współrzędne środków rzutów [cm]
	MX/ MY	MZ	x / y	MXo/MYo/MZo
1:13 000	17.8	30.5	4.4	10.2
1:26 000	46.2	35.0	5.1	10.6

Badania symulacyjne miały za cel określenie podstawowych wymagań projektowania aerotriangulacji bloków z fotopunktami niesygnalizowanymi i określenie możliwej do uzyskania jakości dla typowych bloków ostatnio opracowywanych w kraju. Badaniom podlegały bloki o skali zdjęć 1:13 000 i 1:26 000, wykonane kamerą o odległości obrazu 150 mm, pokryciu 60/30 %, z pomiarem środków rzutów, z fotopunktami niesygnalizowanymi i o wielkość 400 zdjęć.

Szczegółowymi celami badań było:

określenie minimalnej liczby wiązań fotogrametrycznych zapewniających dobrą niezawodność całej aerotriangulacji i akceptowalną niezawodność poszczególnych grup pomiarów występujących w sieci;
określenie liczby i rozmieszczenia fotopunktów w bloku, które zapewniałyby możliwie dużą i jednolitą dokładność wyników;
podanie sposobu uzupełnienia osnowy dodatkowymi fotopunktami w przypadku nierzadko zdarzającego się braku pomiaru środków rzutów dla niektórych szeregów bloku.

Obszerny opis badań i wyników przedstawiony jest w publikacjach:

Ziobro J., 2010. Niezawodność współrzędnych tłowych w aerotriangulacji, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol.21, s. 513-521.
Ziobro J., 2008. Precision and reliability of GPS-coordinates of projection centers in real aerial triangulations, The International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, Vol. XXXVII, Part B3b,
pp. 21-24.
Ziobro J., 2008. Przesłanki projektowania aerotriangulacji z fotopunktami niesygnalizowanymi, Prace Instytutu Geodezji i Kartografii, Tom LIV, Zeszyt 112, s. 51-74.