izmertechИзмерительная техникаIzmeritel`naya Tekhnika0368-10252949-5237ФГУП "ВНИИФТРИ"10.32446/0368-1025it.2021-11-19-23izmertech-1996Research ArticleИЗМЕРЕНИЯ В ИНФОРМАЦИОННЫХ ТЕХНОЛОГИЯХMEASUREMENTS IN INFORMATION TECHNOLOGIESМетод определения координат цифровых изображений фотограмметрических опорных знаков: разработка и оценка точностиMethod for determining the coordinates of digital images of photogrammetric reference signs: development and evaluation of accuracyЖуркинИ. Г.ZhurkinI. G.

Игорь Георгиевич Журкин

Москва

Igor G.Zhurkin

Moscow

zhurkin@miigaik.ruСычевГ. Г.SychevG. G.

Григорий Геннадьевич Сычев

Москва

Grigory G.Sychev

Moscow

 

grisychev@yandex.ruМосковский государственный университет геодезии и картографииРоссияMoscow State University of Geodesy and CartographyRussian Federation2021250920230111923Copyright © Журкин И.Г., Сычев Г.Г., 20232023Журкин И.Г., Сычев Г.Г.Zhurkin I.G., Sychev G.G.Данная работа распространяется под лицензией Creative Commons Attribution 4.0.This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 License.https://www.izmt.ru/jour/article/view/1996

Рассмотрена проблема обработки изображений, получаемых при дистанционном зондировании. Разработан метод автоматизированного измерения координат цифровых изображений центрально-симметричных искусственных объектов. Проанализирована применимость указанного метода в программных комплексах обработки изображений. Для реализации метода предложены два корреляционных алгоритма, позволяющих определить координаты центров изображений искусственных объектов с субпикселной точностью. Исследовано влияние дискретной структуры растровых изображений на точность измерений. Рассчитаны погрешности измерения координат цифровых изображений. Описан эксперимент с использованием авторского программного обеспечения по автоматизированному определению координат центров изображений радиальных мир, полученных по материалам реальных съёмок. Эффективность предложенного метода подтверждена результатами эксперимента.

The method of automated measurement of coordinates of digital images of centrally symmetric artificial objects proposed by the authors is considered in order to analyze the possibility of its application in software complexes for processing images obtained by a remote sensing system. Two correlation algorithms are proposed for the implementation of the method that allows determining the coordinates of the centers of digital images of artificial objects with subpixel accuracy. The influence of the discrete structure of raster images on the measurement accuracy is investigated. Calculations of errors in measuring the coordinates of digital images are given. An experiment with the use of the author's software on automated determination of the coordinates of the centers of images of radial test-objects for measuring optical resolution obtained from real surveys is described, confirming the effectiveness of the proposed method.

дистанционное зондированиефотограмметрияцифровое изображениепогрешность измерениясубпикселная точностьфункция корреляцииemote sensingphotogrammetrydigital imagemeasurement errorsubpixel accuracycorrelation function.работа выполнена в рамках государственного заказа 0708-220-0001 Министерства образования и науки Россииthe work was carried out within the framework of the state order 0708-220-0001 of the Ministry of Education and Science of RussiaReferencesАникеева И. А. Контроль качества материалов космической съёмки, получаемых российскими оптико-электронными системами ДЗЗ картографического назначения // Дистанционное зондирование Земли из космоса в России. 2020. № 1. С. 26–32.Anikeeva I. A., Kontrol’ kachestva materialov kosmicheskoj s”yomki, poluchaemyh rossijskimi optiko-elektronnymi sistemami DZZ kartografi cheskogo naznacheniya [Quality control of space survey materials obtained by Russian optoelectronic remote sensing systems for cartographic purposes], Remote sensing of the Earth from space in Russia, 2020, no. 1, pp. 26–32. (In Russ.)Чекалин В. Ф., Сухов А. А. Проблемы калибровки измерительных средств российских спутников дистанционного зондирования Земли // Геодезия и картография. 2019. № 6. С. 39–47. https://doi.org/10.22389/0016-7126-2019-948-6-39-47Chekalin V. F., Sukhov A. A., Geodesy and cartography, 2019, vol. 80, no. 6, pp. 39–47. (In Russ.) https://doi.org/10.22389/0016-7126-2019-948-6-39-47Бабашкин Н. М., Кадничанский С. А., Нехин С. С. Исследовательские испытания программно-аппаратных комплексов Геоскан 101 и Геоскан 201 // Геодезия и картография. 2020. № 1. С. 19–25. https://doi.org/10.22389/0016-7126-2020-955-1-19-25Babashkin N. M., Kadnichanskiy S. A., Nekhin S. S., Geodesy and cartography, 2020, vol. 81, no. 1, pp. 19–25. (In Russ.) https://doi.org/10.22389/0016-7126-2020-955-1-19-25Патент № 2457435 РФ / И. Г. Журкин, Г. Г. Сычев, А. Т. Калинкин // Изобретения. Полезные модели. 2012. № 21.Zhurkin I. G., Sychev G. G., Kalinkin A. T., RF Patent no. 2457435, Byull. Izobret., no. 21 (2012).Журкин И. Г., Сычев Г. Г., Грузинов В. С., Чабан Л. Н. Экспериментальные исследования и перспективы развития системы валидационных подспутниковых наблюдений // Измерительная техника. 2015. № 3. С. 41–45.Zhurkin I. G., Sychev G. G., Gruzinov V. S., Chaban L. N., Measurement Techniques, 2015, vol. 58, pp. 303–308. https://doi.org/10.1007/s11018-015-0704-4Миронова Т. В. Ошибки измерений при обработке бинарных и полутоновых изображений. // Автометрия. 2014. № 5. С. 84–91.Mironova T. V., Optoelectronics, Instrumentation and Data Processing, 2014, vol. 50, no. 5, pp. 498–504. https://doi.org/10.3103/S8756699014050082Осадчий И. С. Метод субпиксельного измерения координат изображений звезд для приборов астроориентации космического базирования // Журнал радиоэлектроники. 2015. № 5. С. 1–25.Osadchiy I. S., Metod subpiksel’nogo izmereniya koordinat izobrazhenij zvezd dlya priborov astroorientacii kosmicheskogo bazirovaniya [Method of subpixel measurement of coordinates of images of stars for space-based astroorientation devices], Journal of Radio Electronics, 2015, no. 5, pp. 1–25. (In Russ.)Щербинина Н. В. Алгоритм определения субпиксельных координат точечного объекта. // Научные ведомости Белгородского государственного университета. Серия: История. Политология. Экономика. Информатика. 2014. № 1 (172). С. 88–93.Shcherbinina N. V., Algorithm for of determination subpixel coordinates of point targets, Scientifi c bulletin of Belgorod State University. History, Political science, Economics, Information technologies Series, 2014, no. 1 (172), pp. 88–93. (In Russ.)Михайлов А. П., Чибуничев А. Г. Фотограмметрия. Учебник для высшей школы / Под ред. д. т. н. проф. А. Г. Чибуничева. М: Изд-во МИИГАиК, 2016. 294 с.Mikhailov A. P., Chibunichev A. G., Fotogrammetriya, Uchebnik dlya vysshej shkoly [Photogrammetry, Textbook for higher education], Moscow, MIIGAiK Publ., 2016, 294 p. (In Russ.)Максимов А. И., Сергеев В. В. Метод оптимального линейного сверхразрешающего восстановления изображений // Компьютерная оптика. 2021. Т. 45. № 5. С. 692–701. https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-909Maksimov A. I, Sergeyev V. V., Computer Optics, 2021, vol. 45, no. 5, pp. 692–701. (In Russ.) https://doi.org/10.18287/2412-6179-CO-909Козлов В. Л. Оптимизация размера окна сканирования для измерений дальности по цифровым изображениям // Журнал Белорусского государственного университета. Физика. 2018. № 2. С. 133–140Kozlov V. L., Optimizing the scanning window size for the distance measuring from digital images, Journal of the Belarusian State University, Physics, 2018, no. 2, pp. 133–140. (In Russ.)

The authors declare that there are no conflicts of interest present.