Validierung von Stereo-Daten des SPOT HRS Kamerasystems

Abstract

ISPRS und CNES kündigten während des ISPRS Commission I Symposiums in Denver im November 2002 das HRS (High Resolution Stereo - Kamera des SPOT 5 Satelliten) Assessment Program an. 9 Testgebiete, verteilt über alle Erdteile, wurden für dieses Programm ausgewählt. Eines der Testgebiete liegt in Südbayern - hier ist der PI aus dem DLR. Das Ziel war die Ableitung von Digitalen Höhenmodellen (DEMs) aus den along-track Stereo-Daten des HRS Sensors und die Bestimmung der Genauigkeit durch Messung von Bodenpasspunkten sowie durch Vergleich mit Referenz-DEMs höherer Qualität. Für die Ableitung der DEMs wurde die DLR eigene Stereo-Prozessierungssoftware verwendet, die für die MOMS-2P Drei Zeilen Stereo-Kamera entwickelt wurde. Als erster Schritt wurden die Daten der inneren und äußeren Orientierung der Kameras extrahiert und in ein lokales tangentiales Koordinatensystem (LTS) transformiert. Die Verwendung dieser Daten, die als abgeleitete Werte aus dem DORIS- und ULS System geliefert wurden, sollte zu einer absoluten Orientierungsgenauigkeit von ca. 30 Metern führen. Eine digitale Bildkorrelation, die nahezu jedes Pixel als Kernel Zentrum verwendet (Methode des region-growing), bestimmt die lokalen Parallaxen. Die Qualität der Bildkorrelation wird kontrolliert durch vorwärts und rückwärts matching auf sub-pixel Ebene (local least squares matching). Unter Verwendung der inneren und äußeren Orientierung der Kamera wird durch Vorwärtsschnitt die Punktwolke im Objektraum bestimmt und mittels Interpolationsverfahren zu einem regelmäßigen Gitter aufgerastert. Das so erstellte DEM wurde mit den zur Verfügung stehenden Referenz-DEMs verglichen bzgl. Höhengenauigkeit, Positionierungsgenauigkeit; eine Restfehleranalyse umfaßte auch einen Genauigkeitsvergleich in Bezug auf bestimmte Landnutzungsklassen. Die Positionierungsgenauigkeit kann allerdings leichter durch die Erstellung von Orthobildern aus den beiden Blickrichtungen bestimmt werden. Diese liegt in den vorliegenden Testgebieten bei ca. 20 Metern, während die absolute Höhengenauigkeit unter 10 Metern, die relative bei ca. 5 Metern liegt.