Stereophotogrammetrie (Geodäsie/Vermessung)

Haiko, Monday, 03.09.2012, 20:10 (vor 4464 Tagen)

Hai,
ich kenne mich nicht so gut mit Fernerkundung aus und habe ein Problem, bei dem ich dringend Hilfe brauche. Ausgangssituation ist folgende:
Ich habe zwei Satellitenbilder, die ich zu einem Stereobild zusammenfasse. Durch das Stereobild habe ich die Parallaxe gegeben. Außer der Parallaxe (geografische Koordinaten der Eckpunkte sind gegeben) ist noch die Position der Satelliten, sowie deren Höhe bekannt.
Meine Aufgabe ist es nun, einen Algorithmus zu entwickeln, mit dem Höhenberechnungen möglich sind. Das Problem dabei ist, dass die Erde nun mal rund ist und ich habe vieles ausprobiert, aber vieles endet in einer Sackgasse. Ich habe anhand der 4 Koordinaten (Parallaxe und Satellitenposition)zwei Geradengleichungen aufgestellt, die sich schneiden (der Schnittpunkt ist der zu berechnende Höhenpunkt, s.Abb.). Mit der Methode der kleinsten Quadrate habe ich dann versucht, die Koordinaten des Schnittpunkts zu berechnen, aber anstelle des Schnittpunkts erhalte ich nur eine der Anfangskoordinaten, egal welche Parallaxe ich einsetze.
Hat eventuell jemand alternative Ideen, wie das zu lösen sein könnte?

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MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Monday, 03.09.2012, 20:29 (vor 4464 Tagen) @ Haiko

Hallo Haiko,

ob Dein Ansatz grundsätzlich richtig ist, habe ich nicht geprüft aber...

Ich habe anhand der 4 Koordinaten (Parallaxe und Satellitenposition)zwei Geradengleichungen aufgestellt, die sich schneiden (der Schnittpunkt ist der zu berechnende Höhenpunkt, s.Abb.). Mit der Methode der kleinsten Quadrate habe ich dann versucht, die Koordinaten des Schnittpunkts zu berechnen,

... wozu musst Du hier mittels Ausgleichung eine Lösung suchen? Wenn* sich zwei Geraden schneiden, dann ist dies eindeutig. Es gibt keine Überbestimmung, die eine Ausgleichung rechtfertigt. Löse die drei Gleichungen, die Du aufstellen kannst, und Du erhältst Deinen Schnittpunkt.

aber anstelle des Schnittpunkts erhalte ich nur eine der Anfangskoordinaten, egal welche Parallaxe ich einsetze.

Formeln?

Gruß Micha

*) sie könnten auch parallel oder windschief sein

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Haiko, Monday, 03.09.2012, 21:04 (vor 4464 Tagen) @ MichaeL

ich dachte auch erst, es wäre eindeutig, aber ich habe nur zwei Variablen für die drei Gleichungen(?)- jeweils vor den beiden Ortsvektoren der Geraden.

Nach Umstellen ergibt sich die Form für

Ax=b

(siehe Abb.)
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MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Monday, 03.09.2012, 21:19 (vor 4464 Tagen) @ Haiko

Hi,

ich dachte auch erst, es wäre eindeutig, aber ich habe nur zwei Variablen für die drei Gleichungen(?)- jeweils vor den beiden Ortsvektoren der Geraden.

Ja, und? Zwei Gleichungen brauchst Du, um die jeweiligen Geradenparameter zu bestimmen und mit der dritten Gleichung prüfst Du, ob sie sich wirklich schneiden. Wenn die 3. Gleichung nicht erfüllt ist, sind die Geraden parallel oder eben windschief. Für eine eindeutige Lösung musst Du also alle drei Gleichungen nutzen.

Nach Umstellen ergibt sich die Form für

Wenn man nach Schnittpunkt Gerade im Raum sucht, landet man u.a. hier. Das sollte Dir weiterhelfen, oder?

Übrigens, wenn Du hier Bilder einfügen willst, musst Du die _URL des Bildes_ kopieren und nicht den Link der HTML-Seite. Um die URL des Bildes zu bekommen, Rechtsklick aufs Bild und Bildeigenschaften wählen (oder wie es in Deinem Browser heißt) und dort die Adresse kopieren...

Gruß Micha

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MichaeL ⌂, Bad Vilbel, Tuesday, 04.09.2012, 06:12 (vor 4463 Tagen) @ Haiko

Hi,

ich habe das mal fix ausprobiert und es scheint zu klappen. Ich habe es an zwei Datensätzen aus dem Netz getestet.

Beispiel 1

X0 = [0 0]';
l = -[
     2*X0(1) - 3*X0(2) + 5
    -3*X0(1) - 2*X0(2) - 1
     5*X0(1) + 2*X0(2) + 3
];
 
A = [2 -3; -3 -2; 5 2];
 
dx = A\l;
X0 + dx
______________________________________________________________________


Beispiel 2

X0 = [0 0]';
l = -[
    -1*X0(1) - 1*X0(2) - 1
     4*X0(1) - 1*X0(2) - 6
     3*X0(1) - 5*X0(2) - 13
];
 
A = [-1 -1; 4 -1; 3 -5];
 
dx = A\l;
X0 + dx

Ich hoffe, Du kannst das nachvollziehen.

Gruß Micha

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Haiko, Tuesday, 04.09.2012, 22:22 (vor 4463 Tagen) @ MichaeL

ah vielen Dank (auch für den Bilder-Tipp^^)

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