خطاهای سیستماتیک

زمین مرجع سازی تصاویر ماهواره ای با توان تفکیک بالا، با استفاده از معادلات ریاضی مناسب یکی از مهم ترین مراحل استخراج اطلاعات مکانی سه بعدی دقیق است. به منظور زمین مرجع سازی تصاویر ماهواره ای، ابتدا باید مجموعه ای عوارض کنترلی مانند نقاط، خطوط و یا سطوح در دو فضا استخراج شوند. سپس عوارض متناظر از بین کل عوارض استخراج شده تعیین و به طور مستقیم برای حل تابع انتقال بین دو فضا مشخص شوند. ازآنجاکه دقت تصحیح هندسی تصاویر دقت زمین مرجع سازی را تحت تأثیر مستقیم قرار می دهد، در این مقاله این مسئله براساس استفاده از عوارض کنترلی خطی و نیز تلفیق آن با نقاط کنترلی در حل معادلة رشنال بررسی شده است. همچنین اثر آنها در حذف خطاهای سیستماتیک بررسی شده است. نتایج به دست آمده نشان می دهد که دقت حل معادلة رشنال با استفاده از خطوط کنترلی پایین و درحدود 3 پیکسل است. همچنین دیاگرام بردار باقی مانده ها نیز وجود میزان چشمگیر خطاهای سیستماتیک در نتایج نهایی را نشان می دهد. دلیل این امر، افزون بر دقت و توزیع خطوط کنترلی، ماهیت خطوط به منزلة اطلاعات کنترلی نیز محسوب می شود. از سوی دیگر تلفیق خطوط و نقاط کنترلی به منظور حل معادله سبب ارتقای دقت تا 1 پیکسل و حذف بسیاری از خطاهای سیستماتیک می شود. ازاین رو، نتایجْ قابلیت بالای تلفیق خطوط و نقاط کنترلی در ارتقای دقت و نیز کاهش خطاهای سیستماتیک را نشان می دهد .

در فرایند تهیه نقشه به روش فتوگرامتری استفاده از داده هایGPS/IMU  در مثلث بندی موجب افزایش استحکام بلوک فتوگرامتری و کاهش تعداد نقاط کنترل زمینی مورد نیاز برای سرشکنی بلوک گردیده است. خطاهای سیستماتیک داده های مورد استفاده در مثلث بندی، دقت مثلث بندی را کاهش داده، استفاده از نقاط کنترل زمینی را حتی با وجود داده های GPS/IMU  ضروری می سازد. بنابراین با کاهش میزان خطای سیستماتیک بر روی داده ها می توان شاهد افزایش دقت مثلث بندی و کاهش تعداد نقاط کنترل زمینی مورد نیاز برای سرشکنی بلوک و همچنین نوارهای پرواز متقاطع بود. در این پژوهش نقش پارامترهای سلف کالیبراسیون مانند پارامترهای حذف خطای سیستماتیک داده های  GPS/IMUبرای هر نوار و پارامترهای حذف خطای سیستماتیک سنجنده تصویر برداری به منظور افزایش دقت مثلث بندی و کاهش تعداد نقاط کنترل زمینی و کاهش نوارهای پرواز متقاطع مورد نیاز برای سرشکنی بلوک مورد بررسی قرار گرفته است.  بدین منظور ابتدا پارامترهای بهینه سلف کالیبراسیون با استفاده از الگوریتم ژنتیک تعیین می گردد، سپس پارامترهای بهینه تعیین شده، در سرشکنی بلوک به روش باندل مورد استفاده قرار می گیرد.  به منظور حل مشکل ناپایداری معادلات از روش تخمین مؤلفه واریانس استفاده شده است.  این روش قادر است علاوه بر پایدارسازی مسئله، ماتریس وزن بهینه را در هنگام سرشکنی تعیین نماید. در این پژوهش از تصاویر دوربین رقومی UltraCamاستفاده شده است.  نتایج بدست آمده نشان می دهد که در صورت استفاده از پارامترهای سلف کالیبراسیون و کاهش میزان خطای داده های مورد استفاده در فرآیند سرشکنی، تعداد نقاط کنترل و تعداد نوارهای پرواز متقاطع برای سرشکنی بلوک کاهش می یابد به گونه ای که بدون استفاده از نقاط کنترل و با استفاده از پارامترهای بهینه سلف کالیبراسیون، بیشترین میزان خطای RMSE  بر روی نقاط چک زمینی، 0.143 متر می باشد در حالی که اگر از این پارامترها استفاده نشود در صورت وجود یا عدم وجود نوارهای پرواز متقاطع ماکزیمم خطای RMSE، در حدود یک متر می باشد.