Lehre
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Diplomarbeiten am ifp

Katrin Zorn

Direkte Verfahren als Alternative zur
linearisierten Kollinearitätsgleichung

Dauer der Arbeit: 6 Monate
Abschluss: Juni 2006
Betreuer: Dr. Ayman Habib (University of Calgary), Dr.-Ing. habil Norbert Haala


Motivation

Zielsetzung dieser Diplomarbeit ist die Rekonstruktion des Stadtgebietes von Daejeon in Südkorea. Dazu lagen Datensätze von drei verschiedenen Sensorsystemen vor, Satelliten- und Luftbilder, sowie Laserscannerdaten. Die Kombination dieser Daten soll die Gewinnung von 3D Geländedaten ermöglichen ohne dass der Einsatz von Passpunkten dafür notwendig ist. In einem Koregistrierungsprozess werden die Daten zusammengeführt, wobei Linien und Flächen als Verknüpfungselemente eingesetzt werden.

Räumliche Verteilung der verfügbaren Datensätze von Daejeon

 

Vorgehensweise

Im Verlauf der Koregistrierung werden die verschiedenen Datensätzen in einem gemeinsamen Objektkoordinatensystem zusammenzuführen. Die einzelnen Schritte dieses Prozesses sind in der unteren Abbildung dargestellt.

Prinzipieller Ablauf der Koregistrierung

Anhand von Linien- und Flächenelementen, können die drei Datensätze miteinander verknüpft werden. Mit Hilfe der Transformationsparameter werden, die in den Bilddaten ausgewählten Elemente, in das Objektkoordinatensystem überführt. Anschließend gewährleisten geometrische Bedingungsvorschriften, dass die selektierten Verknüpfungselemente, zum einen in den Bilddaten und zum anderen in den Laserscannerdaten, tatsächlich übereinstimmen. Am Ende der Koregistrierung steht das rekonstruierte Modell des Geländes bezüglich des Objektkoordinatensystem WGS84.

Ergebnisse

Eine Geländerekonstruktion basierend auf Linien und Flächen als Verknüpfungselementen konnte erfolgreich durchgeführt werden und liefert vergleichbare Resultate zu punktbasierten Rekonstruktionen. Es hat sich gezeigt, dass die schwache Aufnahmegeometrie der Satellitenbilder durch die Luftbilder und Laserscans gestützt werden kann. Auf Passpunkte konnte dabei gänzlich verzichtet werden. Variationen in der Anzahl der verwendeten Verknüpfungselemente zeigte, dass Linien bereits in geringer Anzahl zu guten Ergebnissen führen. Flächenelemente hingegen müssen in größerer Anzahl eingesetzt oder mit GPS kombiniert werden, um gute Resultate zu erzielen.