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HRSC auf Mars Express - Automatische Bestimmung von Verknüpfungspunkten (2009)

Bearbeitung:R. Schmidt
Laufzeit:seit 01.07.2001

Kooperation mit:

Hintergrund und Ziel

Der Mars ist der einzige Planet in unserem Sonnensystem, auf dem die Möglichkeit besteht, Leben zu finden, welches dort einmal existierte oder sogar vielleicht noch existiert. Außerdem ist der Mars ein primärer Kandidat für zukünftige bemannte Missionen und in ferner Zukunft sogar geeignet zur Kolonisation durch den Menschen. Ende 2003 bzw. Anfang 2004 werden insgesamt sechs internationale Marsmissionen gestartet und läuten damit eine neue Ära in der Erforschung des roten Planeten ein.

 

Anfang Juni 2003 wurde von der ESA die Sonde "Mars Express" vom Weltraumflughafen Baikonur gestartet und wird nach einer nur sechsmonatigen Reise im Dezember 2003 am Mars angekommen sein. An Bord der Sonde befindet sich neben sieben wissenschaftlichen Instrumenten auch ein Landemodul namens "Beagle 2", welches auf der Marsoberfläche mit verschiedenen Sensoren die Gesteine und Atmosphäre untersuchen soll. 

 

Eines der sieben Instrumente ist die HRSC (High Resolution Stereo Camera), welche nahezu die gesamte Oberfläche des Mars in Farbe, stereoskopisch mit hoher Auflösung hochgenau und detailliert abbilden soll. Für die Orientierung der Stereobilder sind Verknüpfungspunkte notwendig, welche in diesem Projekt automatisch aus dem Bildmaterial extrahiert werden sollen.

 

Aufgabe und Methoden

Im Rahmen des HRSC on Mars Express Projekts sollen Arbeiten zur automatischen Extraktion von homologen Bildprimitiven aus Bilddaten der Mars Express Mission durchgeführt werden. Insbesondere sollen die Verknüpfung von HRSC- und SRC-Daten, die Möglichkeiten der Nutzung des MOLA-DGM als Näherungsinformation sowie die Verwendung linienhafter, flächenhafter und komplexer Bildprimitive zur Stabilisierung der Ergebnisse der Bildzuordnung in texturschwachen Regionen untersucht werden.
Die automatische Suche von Verknüpfungselementen soll mittels Bildpyramiden und alternativ mittels genäherter Bildorientierungen und des MOLA-DGM erfolgen. Die automatische Suche von Verknüpfungspunkten stellt eine Weiterentwicklung des im Rahmen von Mars '96 entwickelten Programms HWMATCH1 dar. Die automatische Suche von Verknüpfungspunkten ist eine Grundvoraussetzung für die Bestimmung der Bildorientierung und eines hochauflösenden digitalen Höhenmodells durch andere Co-Investigatoren des Projektes HRSC on Mars Express.

Publikationen

Schmidt, R.;Brand, R. (2003): Automatic Determination of Tie Points for HRSC on Mars Express. In: Institut für Photogrammetrie und GeoInformation (Hrsg.). Hannover, 2003, 6S., CD  | file |

Heipke, C.;Schmidt, R.;Ebner, H.;Spiegel, M.;Neukum, G.;and the HRSC-Co-Investigator Team, (2004): Bestimmung der äußeren Orientierung des Mars Express Orbiters. In: Eckhard Seyfert (Hrsg.): Publikationen der DGPF. Band 13. Halle, 2004, S. 529-537 | file |

Heipke, C.;Ebner, H.;Schmidt, R.;Spiegel, M.;Brand, R.;Baumgartner, A.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2004): Camera Orientation of Mars Express using DTM Information. In: C.E. Rasmussen et al. (Hrsg.): Proceedings, 26.DAGM Symposium,Pattern Recognition Lecture Notes in Computer Science. Band 3175. Berlin Heidelberg New York : Springer, 2004, S. 544-552 | file |

Heipke, C.;Schmidt, R.;Brand, R.;Oberst, J.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2004): Performance of automatic tie point extraction using HRSC imagery of the Mars Express mission: IntArchPhRS. Band XXXV, Teil B4. Istanbul, 2004, S. 846-851 | file |

Oberst, J.;Roatsch, T.;Giese, B.;Wählisch, M.;Scholten, F.;Gwinner, K.;Matz, K. D.;Hauber, E.;Jaumann, R.;Albertz, J.;Gehrke, S.;Heipke, C.;Schmidt, R.;Ebner, H.;Spiegel, M.;van Gasselt, S.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2004): The mapping performance of the HRSC/SRC in Mars Orbit: IntArchPhRS. Band XXXV, Teil B4. Istanbul, 2004, S. 1318-1323

Oberst, J.;Albertz, J.;Heipke, C.;Ebner, H.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2004): The stereo mapping performance of the HRSC in Mars orbit: Geophysical Research Abstracts. Band 6, 05620, SRef-ID: 1670-7962/gra/EGU04-A-05620, 2004 | file |

Albertz, J. ; Attwenger, M. ; Barrett, J. ;Casley, S. ;Dorninger, P. ;Dorrer, E. ;Ebner, H. ; Gehrke, S. ;Giese, B, ;Gwinner, K. ;Heipke, C. ;Howington-Kraus, E. ;Kirk, R.L. ;Lehmann, H. ;Mayer, H. ;Muller, J.-P. ;Oberst, J. ;Ostrovskiy, A. ;Renter, J. ;Reznik, S. ;Schmidt, R. ;Scholten, F. ;Spiegel, M. ;Stilla, U. ;Wählisch, M. ;Neukum, G. ;and the HRSC Co-Investigator Team (2005): HRSC on Mars Express - Photogrammetric and Cartographic Research. In: PE&RS 71 (2005), Nr. 10, S. 1153-1166 | file |

Gwinner, K.;Scholten, F.;Giese, B.;Oberst, J.;Jaumann, R.;Spiegel, M.;Schmidt, R.;Neukum, G. (2005): Hochauflösende Digitale Geländemodelle der Marsoberfläche auf der Grundlage von Mars Express HRSC Daten. In: PFG 5 (2005), S. 387-394

Gwinner, K.;Scholten, F.;Spiegel, M.;Schmidt, R.;Giese, B.;Oberst, J.;Jaumann, R.;Neukum, G.;HRSC Co-Investigator Team, (2005): Hochauflösende Digitale Geländemodelle der Marsoberfläche auf der Grundlage von MarsExpress HRSC Daten. In: Eckhard Seyfert (Hrsg.): Publikationen der DGPF. Band 14. Rostock, 2005, S. 447-451 | file |

Heipke, C.;Albertz, J.;Attwenger, M.;Buchroithner, M.;Dorninger, P.;Dorrer, E.;Gehrke, S.;Gwinner, K.;Lehmann, H.;Mayer, H.;Ostrovskiy, A.;Pacher, G.;Rentsch, M.;Schmidt, R.;Scholten, F.;Spiegel, M.;Stilla, U.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2005): HRSC auf Mars-Express- Photogrammetrische und kartographische Auswertungen. In: ZfV 130 (2005), Nr. 6, S. 379-386 | file |

Hoffmann, H.;Neukum, G.;Jaumann, R.;Hauber, E.;Heipke, C.;Markiewicz, W.;McCord, T.;vanGasselt, S.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2005): Results of the High Resolution Stereo Camera (HRSC) Experiment onboard Mars Express after more than One Year in Orbit around Mars: Asia-Oceania Geosciences Society (AOGS), 2nd annual meeting. Singapur : Abstract 58- PS- A 1328, online, 2005, 1 S.  | file |

Schmidt, R.;Spiegel, M.;Heipke, C.;Oberst, J.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2005): Automatic extraction of tie points for improving the exterior orientation of the Mars Express orbiter: Asia-Oceania Geosciences Society (AOGS), 2nd annual meeting. Singapur : Abstract 58-PS-A 1317, online, 2005 | file |

Schmidt, R.;Heipke, C.;Brand, R.;Neukum, G.;und das HRSC Co-Investigator Team, (2005): Automatische Bestimmung von Verknüpfungspunkten in HRSC-Bildern der Mars Express Mission. In: PFG 5 (2005), S. 373-379 | file |

Schmidt, R.;Spiegel, M.;Heipke, C.;Oberst, J.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2005): Automatic Tie Point Generation for the Processing of HRSC Imagery of the Mars Express Mission: XXXVI Lunar and Planetary Science Conference. Houston : Abstract 58-PS-A 1769, online, 2005, 2 S., CD | file |

Spiegel, M.;Schmidt. R.;Stilla,;Stilla, U.;Baumgartner, A.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2005): Registering HRSC Imagery of the Mars Express Mission to Mars Observer Laser Altimeter Data: Lunar and Planetary Science Conference. Houston, 2005, 2 S., CD | file |

Kirk, R. L.;Howington-Kraus, E.;Galuszka, D.;Redding, B.;Hare, T. M.;Heipke, C.;Oberst, J.;Neukum, G.;and the HRSC Co-Investigator Team, (2006): Mapping Mars with HRSC, ISIS and Socet Set: Lunar and Planetary Science Conference. Houston, 2006, 2 S., S.,http://www.lpi.usra.edu/meetings/lpsc2006/pdf/2050.pdf | file |

Müller, J.;Heipke, C.;Kutterer, H.;Seeber, G.;Sester, M. (2006): Weltraummethoden revolutionieren Erdbeobachtung : Festschrift zum 175-jährigen Bestehen. In: Seidel, R. (Hrsg.): Universität Hannover 1831-2006. Band I. Hildesheim : Olms-Verlag, 2006, S. 79-87 | file |

Spiegel, M. ; Schmidt, R. ; Stilla, U. ; Neukum,G. (2007): Improvement of Exterior Orientation of Mars Express HRSC Imagery Using a Photogrammetric Block: Lunar Planet. Sci. XXXVIII, Abstract 1608. Houston, 2007, 2 S. | file |

Heipke, C.; Oberst, J.; Albertz, J.; Attwenger, M.; Dorninger, P.; Dorrer, E.; Ewe, M.; Gehrke, S.;. Gwinner, K.; Hirschmüller, H.; Kim, J. R.; Kirk, R. L.; Mayer, H.; Muller, J. -P.; Rengarajan, R.; Rentsch, M. Schmidt, R.; Scholten, F.; Shan, J.; Spiegel, M.; Wählisch,M.; Neukum,G. and the HRSC Co-Investigator Team (2007): The HRSC DTM test: Proceedings ISPRS WG IV/7 Extraterrestrial Mapping Workshop „Advances in planetary mapping“, Lunar and Planetray Institute. Houston, 2007, S. 33-34 | file |

Schmidt, R.; Neukum, G. and the HRSC Co-Investigator Team (2007): Restoration of degraded planetary imagery: ISPRS IV/7 Workshop 'Extraterrestrial Mapping'. Houston, 2007, 2 S. | file |

Heipke, C. ; Oberst, J. ; Albertz, J. ; Attwenger, M. ; Dorninger, P. ; Dorrer, E. ; Ewe, M. ; Gehrke, S. ; Gwinner, K. ; Hirschmüller, H. ; Kim, J. ; Kirk, R. L. ; Mayer, H. ; Muller, J. ; Rengarajan, R. ; Rentsch, M. ; Schmidt, R. ; Scholten, F. ; Shan, J. ; Spiegel, M. ; Wählisch, M.; Neukum,G.; HRSC Co-Investigator Team (2007): Evaluating planetary digital terrain models – The HRSC DTM test. In: Planetary and Space Science 55 (2007), Nr. 14, S. 2173-2191 | file |

Dumke, A. ; Spiegel, M. ; Schmidt, R. ; Neukum, G. (2008): High-Resolution Digital Terrain Models and Ortho-Image Mosaics of Mars: Generation on the Basis of Mars-Express HRSC Data: Lunar Planet. Sci. Band XXXIX, Abstract 1910. Houston, 2008, 2 S. | file |

Schmidt, R.; Spiegel, M.; Heipke, C.; Dumke, A.; Neukum, G. and the HRSC Co-Investigator Team (2008): Operational determination of tie points and bundle adjustment of HRSC images of the Mars Express Mission: IntArchPhRS. Band XXXVII, Teil B4. Peking, 2008, S. 1025-1030 | file |

Dumke, A.; Spiegel, M.; Schmidt, R.; Michael, G.; Neukum, G. (2008): Mars: High resoluition digital terrain model and ortho-image mosaic on the basis of MEX/HRSC data: IntArchPhRS. Band XXXVII, Teil B4. Peking, 2008, S. 1037-1042 | file |

Schmidt, R. (2008): Automatische Bestimmung von Verknüpfungspunkten für HRSC-Bilder der Mars Express-Mission : Dissertation : Deutsche Geodätische Kommission Reihe C, Nr.623 (ebenfalls in: Wissenschaftliche Arbeiten der Fachrichtung Geodäsie und Geoinformatik der Leibniz Universität Hannover, Nr. 275), 2008, 132 S. | file |

Gwinner, K.; Scholten, F.; Spiegel, M.; Schmidt, R.; Giese, B.; Oberst, J.; Heipke, C.; Jaumann, R.; Neukum, G. (2009): Derivation and Validation of High-Resolution Digital Terrain Models from Mars Express HRSC Data. In: Photogrammetric Engineering & Remote Sensing Vol. 75, No. 9, September 2009, pp. 1127–1142 | file |

Gwinner, K.; Scholten, F.; Preusker, F.; Elgner, S.; Roatsch, T.; Schmidt, R.; Oberst, J.; Jaumann, R.; Heipke, C. (2009): Status and results from Mars Express HRSC DTM and orthoimage generation: ISPRS IV/7 Workshop 'Planetary Mapping and Databases'. Potsdam, 2009, 1 S.  | file |

Neukum, G.; Jaumann, R.; Basilevsky, A.T.; Dumke, A.; van Gasselt, S.; Giese, B.; Hauber, E.; Head III, J.W.; Heipke, C.; Hoekzema, N.; Hoffmann, H.; Greeley, R.; Gwinner, K.; Kirk, R.; Markiewicz, W.; McCord, T.B.; Michael, G.; Muller, J.-P.; Murray, J.B.; Oberst, J.; Pinet, P.; Pischel, R.; Roatsch, T.; Scholten, F.; Willner, K.; the HRSC Co-Investigator Team and HRSC Associates (2009): HRSC: High resolution stereo camera. In: Mars Express: The scientific investigations, ESA SP-1291 (June 2009), ESA-ESTEC, Noordwijk, 15-74. | file |

Gwinner, K.; Scholten, F.; Preusker, F.; Elgner, S.; Roatsch, T.; Spiegel, M.; Schmidt, R.; Oberst, J.; Jaumann, R.; Heipke, C. (2010): Topography of Mars from global mapping by HRSC high-resolution digital terrain models and orthoimages: Characteristics and performance, Earth Planet. Sci. Lett. (2010), Vol. 294, Issues 3-4, pp. 506-519 | file |

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