Orthorektifzierung



 Orthorektifzierung
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Mosaik von orthorektifizierten Spot 4 HRVIR, Spot 5 HRG und IRSP-6 LISS III - Szenen, die während des Image2006- Projekts erstellt wurden

Als Orthorektifizierung – einem Unterbegriff der Georeferenzierung – wird der Prozess verstanden Bilder kartengerecht aufzubereiten indem Sensor-, Satellit / Flugzeug Bewegungs- und Geländebezogene geometrische Verzerrungen aus den Rohdaten entfernt werden. Dies ist einer der Hauptprozessierungsschritte bei der Auswertung von Fernerkundungsdaten. Für die meisten Anwendungen in der thematischen Bildanalyse werden orthorektifizierte Datensätze benötigt, besonders bei der Nutzung in Geographischen Informationssystemen (GIS), bei Fusion und Analyse von Daten unterschiedlicher Herkunft und Aufnahmezeitpunkt, für die Überlagerung mit existierenden Datensätzen und Karten, oder für Anwendungen im Bereich von Veränderungsdetektion und Kartenfortführung. Mit steigender geometrischer Auflösung moderner Satellitenkameras erhöhen sich auch die Anforderungen an die Genauigkeit der Georeferenzierung. Das IMF entwickelt Techniken und Prozeduren zur Orthorektifizierung optischer Daten von einer Vielzahl von Sensorsystemen, welche auch in operationellen Prozessketten verwendet werden können.

Momentan existieren verschiedene Methoden und Modelle unterschiedlicher Komplexität zur Orthorektifizierung. Am IMF werden im Wesentlichen die Techniken der Direkten Georeferenzierung und der Rationalen Polynom Funktionen eingesetzt. Die Technik der Direkten Georeferenzierung (DG) basiert auf einem sog. Line-of-Sight (LoS) Modell, welches weitgehend die an Bord durchgeführten Messungen, wie Lageerfassung durch Sternsensoren und Intertial-Systemen - oft kombiniert durch Kalman-Filterung – benutzt, sowie hochgenaue Bahnbestimmung (Position und Geschwindigkeit) mit z.B. GPS (Global Positioning System), DORIS (Doppler Orbitography and Radiopositioning Integrated by Satellite) oder in Zukunft durch GALILEO. Die innere Orientierung – Sensormodell und Sensoreinbau – wird berücksichtigt durch Pixelsichtvektoren abgeleitet aus Labor- und „in-flight“ geometrischer Kalibration. Beim Universellen Sensor Modell (USM) – realisiert durch Rationale Polynomfunktionen – wird die Transformation von Objektkoordinaten zu Bildkoordinaten durch implizit kodierte Werte der inneren und äußeren Orientierung in Form von Rationalen Polynomkoeffizienten (RPC) bereitgestellt. Sie enthalten unter Nutzung von Polynomen 3. Grades im Zähler und Nenner insgesamt 80 Koeffizienten. Für beide Methoden werden geometrische Verzerrungen durch das Gelände mit Hilfe von digitalen Höhenmodellen berücksichtigt. Die rekonstruierten 3D Objektpunkte werden schließlich in eine Kartenprojektion transformiert in der das Resampling des Bildes durchgeführt wird. Zur Erhöhung der Orthorektifizierungsgenauigkeit können die Modellparameter mit Hilfe von Passinformation (GCP) – entweder mit manueller Messung oder durch automatische Extraktion aus Referenzbildern – verbessert werden.


Kontakt
Rupert Müller
Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt e.V. (DLR)

Institut für Methodik der Fernerkundung
, Photogrammetrie und Bildanalyse
Tel: +49 8153 28-2758

Fax: +49 8153 28-1444

E-Mail: Rupert.Mueller@dlr.de
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Team: Prozessoren (http://www.dlr.de/eoc/desktopdefault.aspx/tabid-5428/9976_read-20659/usetemplate-print/)