Le elaborazioni del 2009

Dato che i risultati preliminari mostrarono la possibilità di raggiungere buoni risultati, sono state eseguite ulteriori prove relative sia all‟orientamento che all‟estrazione dei modelli, cercando di ottimizzare le procedure ed i parametri da settare relativi ad ogni singola fase dell‟elaborazione.

Durante queste nuove elaborazioni sono stati testati i seguenti programmi:

- OrthoEngine (versioni 9.1.6 e 10.2) della PCI Geomatics: è il programma commerciale più diffuso per tale tipo di applicazione, permette di eseguire l‟orientamento sfruttando sia metodi rigorosi (basati sul modello del Canada Center for Remote Sensing di Toutin; le informazioni necessarie sono lette dai file metadata associati alle immagini ed il mdello considera anche l‟effetto della rifrazione atmosferica, della morfologia del terreno e della deformazione causata dall‟eventuale proiezione cartografica scelta) che polinomiali e razionali (utilizzabili sia con gli RPC forniti assieme ai dati che senza). In entrambi i casi è possibile inserire GCPs e TPs per irrobustire l‟orientamento e di CPs per la valutazione dell‟accuratezza dell‟orientamento eseguito, di cui è possibile valutare i residui nei reports creati.

Per quanto concerne la fase successiva di matching ed estrazione del modello, il programma si basa un metodo area based che, sfruttando la geometria epipolare, crea immagini piramidali e progressivamente esegue il riconoscimento dei punti omologhi.

La fase di editing del modello estratto (manuale o mediante l‟applicazione di filtri) può essere eseguita con il modulo Focus dello stesso pacchetto Geomatica.

- ENVI 4.6.1: a partire da tale versione del programma si ha anche un modulo per l‟estrazione di DEM per immagini acquisite con sensori pushbroom. L‟unico modello implementato è quello polinomiale, che necessita degli RPC forniti assieme ai dati grezzi e che consente un raffinamento mediante l‟inserimento di GCPs.

Per quanto riguarda la fase di matching ed estrazione del modello, il software si basa su un metodo area based con preventiva generazione delle immagini epipolari.

- SISAR (Software per Immagini Satellitari ad Alta Risoluzione): è sviluppato dal gruppo di lavoro del prof. M. Crespi dell‟Area di Geodesia e Geomatica dell‟Università di Roma “La Sapienza” a partire dal 2003. Consente di eseguire l‟orientamento di immagini satellitari singole e stereocoppie acquisite dai satelliti ad alta risoluzione (EROS A, IKONOS II, QuickBird, WorldView, GeoEye-1) sia con un modello rigoroso che razionale, permettendo inoltre un raffinamento degli RPC forniti assieme alle immagini mediante una generazione a partire sia dal modello rigoroso che razionale (§5.6 e 5.7).

Terminata tale elaborazione si ha a disposizione una serie di reports con i parametri di orientamento, i dati sul processo eseguito, i residui e le coordinate calcolate per GCPs, CPs ed eventuali TPs impiegati.

Con i parametri di orientamento ottenuti è possibile estrarre un DSM a partire da una nube di punti sparsi con le coordinate immagine di tutti i punti correlati.

La fase di matching per la generazione della nube di punti costituisce un nuovo tool che è in fase di elaborazione ed ottimizzazione e dunque i test eseguiti (§5.9.3) sono del tutto preliminari e pertanto verranno riportati solamente i più significativi. La procedura è del tipo area based e, per il caso studiato, la geometria quasi epipolare ha permesso una riduzione dell‟area di ricerca per la finestra sull‟immagine in esame (test limitando ad una sola direzione hanno mostrato problemi in aree edificate in funzione della disposizione degli isolati). Il calcolo della trasformazione affine avviene a diversi livelli di quota con passo e numero definiti dall‟operatore, in maniera da adattarli il più possibile alla morfologia del terreno. Per questo motivo (oltre che per limiti di calcolo e problemi di scrittura dell‟algortimo) le aree testate sono di dimensioni ridotte in modo da avere una copertura il più possibile omogenea. - BLUH: Il programma è stato sviluppato dal gruppo di lavoro del Prof. K. Jacobsen presso

l‟Università Leibniz di Hannover ed è composto da diversi pacchetti utili nelle differenti fasi dell‟elaborazione.

L‟orientamento delle singole immagini (modulo RAPORIO) o delle stereocoppie (RPCDEM) è eseguito mediante modelli razionali con RPC forniti assieme alle immagini; nella versione del software testata il modello per IKONOS II non era funzionante per problemi di scrittura del software, dunque non è stato possibile portare a termine tale fase ed il conseguente controllo sui residui dei CPs (BLAN).

Il modulo di matching (DPCOR) si basa su un least squares matching comprendente una trasformazione affine e due parametri per la correzione della radianza. Il problema del ridotto raggio di convergenza legato ai minimi quadrati è risolto mediante una correlazione con region growing: si deve pertanto identificare un gruppo di seed points, composto dai GCPs più eventualmente altri punti omologhi (se una prima iterazione non dovesse essere soddisfacente o in caso di morfologie particolari). Poiché tale fase è eseguita sulle immagini originali con coordinate dei seed points espresse in pixel, è stato possbile testare il programma in diverse aree con copertura omogenea (i parametri sono in tal modo settabili meglio e per limiti di calcolo l‟intera immagine non può essere processata) (§5.9.4). Il prodotto finale è un file di testo con le coppie delle coordinate immagine correlate con successo.

Con i parametri dell‟orientamento è quindi possibile procedere all‟estrazione del modello sulla base dei punti correlati, che può poi essere ricampionato in una griglia regolare di passo

La fase di validazione del modello così estratto (DEMANAL) (§5.10.2) si basa sul confronto con un DSM di riferimento (che deve necessariamente essere un grid ed è interpolato con un metodo bilineare), con la possibilità di inserire valori di taglio per escludere outliers dal confronto, oltre a valori di pendenza massima.