3.4 Тестирование модуля взаимного ориентирования снимков

Тестирование модуля взаимного ориентирования снимков выполнялось до начала дипломного проектирования разработчиками программы Mftec.

Возможность автоматического набора точек отдельно для каждого снимка (раздел 2.4), реализованная в модуле взаимного ориентирования снимков, использовалась при проведении исследований по выявлению влияния числа зон и «вида» полиномов на учёт систематических ошибок комбинированным методом. В ходе данных исследований производилось взаимное ориентирование снимков, по результатам которого были сделаны соответствующие выводы (раздел 3.3).

Модуль взаимного ориентирования снимков также использовался при тестировании модуля «Компаратор» для выявления влияния качества «вклейки» на точность обработки снимков ТК-350 (раздел 3.2).

О точности взаимного ориентирования снимков, выполняемого в программе Mftec, свидетельствуют значения остаточных поперечных параллаксов и их средние квадратическая ошибка. Отсутствие отображения вычисленных значений средних квадратических ошибок единицы веса и определения элементов взаимного ориентирования снимков затрудняет анализ выполнения процесса, поэтому данный недостаток необходимо устранить.

3.5 Тестирование модуля построения цифровой модели рельефа

Первым этапом тестирования модуля построения ЦМР по космическим снимкам ТК-350 являлось изучение алгоритма программы и реализованных возможностей модуля. При изучении работы модуля возник ряд вопросов, для решения которых необходимо было проведение дополнительных экспериментов. Так при запуске процесса построения цифровой модели рельефа на экран поочерёдно выводятся окна с двумя цифрами. В результате проведения экспериментов было выявлено, что данные цифры показывают координаты левого верхнего угла области построения ЦМР на левом и правом снимках. Также была выполнена проверка правильности записи выходного файла и выявлены ошибки формата файла, а именно: неверно указывались минимальная и максимальная высоты точек ЦМР, был ошибочен порядок записи координат левого верхнего угла области моделирования на левом и правом снимках. Координаты левого верхнего угла записывались в порядке: х_левый, у_левый; х_правый, у_правый, тогда как Surfer воспринимает эту запись как: х_левый, х_правый; у_левый, у_правый.

В ходе проведения экспериментов по построению модели рельефа на большую территорию, практически в пределах всей области продольного перекрытия снимков, была выявлена необходимость добавления строки, показывающей состояние процесса построения ЦМР. Кроме этого был обнаружен сбой в работе коррелятора. Для определённых областей снимков коэффициенты корреляции получались равными минус единице, и определение высот точек модели местности выполнялось неверно. При многократном проведении экспериментов с перезапуском программы, изменением границ и размеров области построения ЦМР положение участков треугольной формы с отрицательными коэффициентами корреляции (красный цвет) оставалось неизменным в пределах стереопары (рисунок 32). Данный недостаток был устранён при отладке программы.

Рисунок 32 – Область с отрицательными коэффициентами корреляции

На качество построения ЦМР также оказывает влияние наличие шумов. Для их устранения после проведения экспериментов была добавлена возможность использования медианной фильтрации, сущность которой описана в разделе 2.5.

Кроме этого проводились эксперименты по подбору параметров построения ЦМР на различную территорию (стратегии). При подборе стратегий изменяемыми параметрами были: шаг сетки, разность продольных параллаксов, коэффициент корреляции и размер маски. Шаг регулярной сетки в основном зависит от пересеченности местности и требуемой точности построения ЦМР. Значение параметра разности продольных параллаксов служит для ограничения движения маски коррелятора вдоль оси х. Такой параметр, как размер маски коррелятора задаёт область, в пределах которой вычисляется коэффициент корреляции. Пороговое значение коэффициента корреляции показывает степень доверия к автоматическому отождествлению точек. Подробнее сущность каждого из параметров описана в разделе 2.5. Результаты подбора стратегий приведены в таблице 8.

Таблица 8 – Стратегии построения ЦМР

Местность	Максималь-ная разность параллаксов, пиксель	Размер маски коррелятора, пиксель	Шаг сетки, пиксель	Коэффициент корреляции
равнинная	±15	25	25	не ниже 0,5
всхолмлённая	±35	20	15	не ниже 0,5
горная	±105	15	10	не ниже 0,5
высокогорная	±140	10	5	не ниже 0,5

Размер маски коррелятора во многом зависит от контурности местности и для различных снимков подбираться отдельно. Параметр порогового значения коэффициента корреляции выбирается в зависимости от фотографического качества снимков и контурности местности. Не рекомендуется задавать значение его ниже 0,5 [31].

Предложенные варианты стратегий нельзя считать окончательными, из-за ограниченного числа проведённых экспериментов. Кроме того, подбираемые параметры во многом зависят от качества снимков, характера местности, решаемых задач и др.

Пример построенной ЦМР приведён на рисунке 33.

Рисунок  33 – Цифровая модель рельефа

По результатам тестирования был составлен ряд замечаний и рекомендаций по отладке модуля, а также внесены изменения в алгоритм программы в соответствии с рабочей версией модуля.