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Bündelausgleichung großer photogrammetrischer Blöcke und ihre Evaluierung mit den HRSC Aufnahmen von Mars Express

Bearbeitung:J. Bostelmann
Laufzeit:Seit 1.02.2009

Die High Resolution Stereo Camera (HRSC) auf Mars Express wurde für die Kartierung der Marsoberfläche entwickelt. Für die photogrammetrische Auswertung der HRSC-Bilder werden Informationen über Position und Ausrichtung der Kamera zum Aufnahmezeitpunkt benötigt. Diese, als äußere Orientierung bezeichneten Daten, sind für die Qualität der Ergebnisse des HRSC Experiments entscheidend.

In diesem Projekt wird eine Methodik zur globalen Bündelausgleichung entwickelt, um systematisch die äußere Orientierung der HRSC Aufnahmen hochgenau zu rekonstruieren. Der vorgeschlagene hierarchische Ansatz sieht es vor, die Ausgleichung in drei Stufen zu unterteilen. Zuerst werden die streifenartigen HRSC-Aufnahmen einzeln ausgeglichen, anschließend als regionale Blöcke, und schließlich in einen globalen Block.

Um regionale HRSC-Blöcke systemisch verarbeiten zu können und dabei höchste Genauigkeitsanforderungen einzuhalten waren bzw. sind u.A. folgende Entwicklungen notwendig:

  • Weiterentwicklung der Strategie für die automatische Verknüpfungspunktsuche
  • Entwicklung eines objektraumbasierter Verknüpfungspunktfilter
  • Anpassung der Strategie und Software für die Bündelausgleichung um größere Datenmengen verarbeiten zu können
  • Verbesserung der Modellierung der HRSC-Orientierungsdaten
  • Durchführung von Neuberechnungen für den globalen HRSC-Datensatz
  • Anpassung der inneren Orientierung der HRSC-Kamera

Grafik 1
Abbildung: Kartierte Marsoberfläche (1330 x 1780 km) HRSC Farbbildmosaik (Auflösung: 50m pro Pixel), farbcodierte Höheninformation (50m Auflösung), Panchromatisches Bildmosaik (12,5m Auflösung). (aus Gwinner, et al., 2015, © ESA/DLR/FU Berlin) 

Die Entwickelten Methoden werden am MC-11-E Block durch umfangreiche Experimente zur Bündelausgleichung evaluiert. Auch für eine Reihe weiterer regionaler Blöcke wurde die Bündelausgleichung bereits erfolgreich durchgeführt. Es ist geplant die gesamte Oberfläche des Mars durch HRSC-Blöcke abzudecken. Die verbesserten Orientierungsdaten stehen dem HRSC-Team zur Verfügung und werden für die Erstellung großer Mosaike verwendet.

Grafik 1
Abbildung: Vorwärtsschnittfehler [m] der Verknüpfungspunkte benachbarter Streifen vor und nach der Bündelausgleichung

Publikationen

Bostelmann, J.; Heipke, C. (2011): Modeling spacecraft oscillations in HRSC images of Mars Express. In: IntArchPhRS vol. XXXVIII-4/W19, Hannover, 2011, 6 S., CD | file |

Bostelmann, J.; Schmidt, R.; Heipke, C. (2012): Systematic Bundle Adjustment of HRSC Image Data. In: International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences XXXIX-B4, S. 301-306, 2012 | file |

Bostelmann, J.; Heipke, C. (2014): Analyzing a Block of HRSC Image Strips for a Simultaneous Bundle Adjustment. In: ISPRS Annals of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, vol. II-4, 2014, pp. 15-20 | file |

Gwinner, K.; Jaumann, R.; Bostelmann, J.; Dumke, A.; Elgner, S.; Heipke, C.; Kersten, E.; Michael, G.; Preusker, F.; Roatsch, T.; Schmidt, R.; Scholten, F.; Spiegel, M.; van, Gasselt, S.; Walter, S. and the HRSC Global Topography and Mosaic Generation Task Group (2015): The first Quadrangle of the Mars Express HRSC Multi-Orbit Data Products (MC-11E). European Planetary Science Congress, EPSC Abstracts, Vol. 10 | file |

Bostelmann, J.; Heipke, C. (2016): Global Bundle Adjustment with Variable Orientation Point Distance for Precise Mars Express Orbit Reconstruction. In: Int. Arch. Photogramm. Remote Sens. Spatial Inf. Sci. XLI-B4, pp. 361-368 | file |

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