Influência da calibração em serviço da câmara digital Vexcel XP no georreferenciamento direto de imagens

Abstract

Resumo: O objetivo principal desta pesquisa foi de realizar estudo que viabilizasse a determinação das exatidões obtidas na interseção fotogramétrica, empregando imagens aéreas provenientes de uma câmara Vexcel XP, parâmetros de orientação exterior determinados diretamente de um sistema GPS/IMU e dois conjuntos de parâmetros de orientação interior, sendo um de fábrica e outro determinado num processo de calibração em serviço. Uma série de experimentos de fototriangulação foi realizada visando a determinação das exatidões obtidas na interseção fotogramétrica, empregando análises das discrepâncias tridimensionais em pontos de verificação. A fototriangulação com a fixação absoluta dos valores de POEs e POI fornecidos no certificado de calibração de fábrica não alcançou as exatidões toleráveis devido a elevados erros sistemáticos nos POEs. Duas metodologias foram empregadas para o refinamento dos valores de POEs na fototriangulação. Na primeira utilizou-se somente pontos fotogramétricos e na segunda foram adicionados pontos de apoio. Diversas configurações de pontos de apoio foram testadas. A calibração da câmara em serviço foi realizada com um bloco tradicional de duas faixas tomadas em sentidos opostos. Os resultados obtidos alcançaram as precisões e exatidões toleráveis. A utilização de POI, determinados na calibração em serviço, melhorou significativamente os resultados da fototriangulação com georreferenciamento direto, mas as exatidões obtidas na determinação tridimensional não alcançaram totalmente as exatidões toleráveis. Somente três experimentos fotogramétricos alcançaram as exatidões toleráveis na determinação tridimensional. Entre esses, a melhor das exatidões foi obtida no experimento de calibração em serviço; em segundo o experimento de fototriangulação que refinou os POEs com os POI da calibração em serviço e três pontos de apoio e por último a fototriangulação que refinou os POEs com o POI de fábrica e cinco pontos de apoio.

Abstract: The main objective of this research was to conduct a study that would make feasible the determination of accuracies obtained in photogrammetric intersection. This procedure uses aerial images from the camera Vexcel XP, exterior orientation parameters determined directly via the GPS/IMU system, and two sets of interior orientations parameters, one from factory calibration and the other given by on the job calibration process. Phototriangulation experiments were conducted to establish the accuracies in the photogrammetric intersection using three-dimensional analysis from the checkpoints discrepancies. The phototriangulation experiment that uses the IOP from factory calibration and fixed values of EOPs by absolute constrain did not achieve accuracies within tolerable precisions due to high systematic errors in the EOP values. Two methodologies were used to refine the values of EOPs in phototriangulation. The first uses only photogrammetric points and the other added control points in the process. Different designs of control point configurations were tested. The on-the-job camera calibration was performed using a traditional photogrammetric block with two strips in opposite directions. The results achieved tolerable precisions and accuracies. Using IOP, determined from the on-job calibration, improved, significantly, the quality of phototriangulation that uses the EOP from direct georeferencing. However, the tridimensional accuracies did not achieve fully tolerable accuracies. Only three photogrammetric experiments achieved accuracies below the tolerable precisions. Among the performed experiments, the best accuracies were obtained in the on-the-job camera calibration process; the second best results were obtained in the experiment of phototriangulation that refined the EOPs using the IOP from the on-the-job camera calibration with three 3D control points and the last, was the phototriangulation that refined the EOPs using the IOP from factory calibration with five 3D control points.