Проблема с перепривязкой снимков Канопус-В в горной местности

[Garr]

Доброго времени суток участникам форума.

Хотел бы начать с того, что я только-только начал свою карьеру в области ДЗЗ и ГИС, поэтому прошу прощения за возможные неточности и ошибки. Постараюсь максимально подробно объяснить свою ситуацию.

Вступление.
Мне передали снимки спутника Канопус-В на территорию Хабаровского края. Моя задача была связана с проверкой их привязки. Далее нужно было их перевести в МСК (благо нужные параметры перевода мне уже известны). Но проблема возникла ещё на первом этапе. Загрузив первый снимок Канопуса в QGIS, я с помощью модуля QuickMapServise я подгрузил подложку (Яндекс спутник) и назначил подложке туже систему координат, что и у Канопуса, чтобы не было расхождений.
Однако, при просмотре выяснилось, что снимок Канопуса привязан неверно. В среднем, снимок уходил в сторону от подложки на 200 метров, уж не знаю, как и кто эти снимки обрабатывал. Как мне сказали коллеги, это "норма", и им постоянно приходится перепривязывать снимки. Поэтому и я начал эту процедуру, но возникли проблемы, о которых я сейчас расскажу.

Ход моих действий.
С помощью инструментария QGIS я начал перепривязку снимка, пока что я не стал переводить снимки в МСК и работал с их начальной системой координат. Задача осложнялась тем, что территория горная, слабоосвоенная, поэтому подобрать опорную точку было непросто. После нескольких неудачных попыток результат был один: отдельные части снимка всё равно "уезжали в стороны". Конечно, это уже не 200 метров как раньше, но всё же. Самое странное, что даже вблизи с опорными точками порой возникали расхождения с подложкой. Первая мысль: я - криворукий. Ради интереса взял снимок Канопуса, но на другую территорию (Кировская область), расставил опорные точки (10-12), смотрю результат: всё хорошо. Максимальное отклонение от подложки 2-3 метра, что в пределах допуска для наших задач, изображение сидит ровно.
Я вновь вернулся к снимкам Хабаровского края. Естественно, у меня возник вопрос: а была ли вообще у снимков ортокоррекция? Мои товарищи сказали, что нет, поэтому эту задачу так же пришлось решать мне.

Ортокоррекция.
Для ортокоррекции необходимо было найти RPC коэффициенты и ЦМР. RPC нашёлся (файл с форматом XML в архиве со снимком). Для первой попытки я скачал ЦМР SRTM на 30-тиградусную зону (она была в формате GeoTiff). Для ортокоррекции я использовал Scanex Image Processor. Опыт работы со Scanex у меня небольшой, возможно, я допустил ошибку там. Как я действовал:
1. После загрузки исходного снимка, я загружал ЦМР. Согласно рекомендациям рельеф нужно загружать через соответствующие команды: Рельеф => Загрузить SRTM и GTOPO30. Однако при попытке загрузки появлялась ошибка, что программа не может прочитать Tif файл, либо после загрузки слой с ЦМР был пустым (слой создавался, но его гистограмма отсутствовала, никак нельзя было рассмотреть загруженный результат). Поэтому ЦМР я стал загружать как обычный раст.
2. В окне "Глобального трансформирования" я указывал RPC "Auto" (позже я указывал "Kanopus XML" и вручную указывал программе путь к файлу), указывал свою ЦМР.
3. Другие параметры я оставлял по умолчанию.
Результат улучшился, снимок сидел ровнее, но проблему это не решило: отдельные участки всё также "плавали", особенно вершины и склоны гор.
Коллеги порекомендовали попробовать SRTM на 5-тиградусные зоны либо вовсе сменить ЦМР на ALOS.
Сначала я попробовал SRTM. Но получилось так, что снимок лежал в нескольких зонах. Скачав 4 смежных зоны SRTM я решил их склеить в Global Mapper. В Global Mapper кусочки ЦМР встали красиво и ровно (ничто не предвещало беды). Сохранил полученную ЦМР-мозаику я через команды "Export raster" (так как сами ЦМР-ки были в формате Tif), на всякий случай убрал сжатие. Повторил ортокорекцию и ужаснулся: трансформированное изображение заполнили шумовые эффекты и области сильного смаза. Ситуация с ALOS примерно такая же: я скачал группу смежных ЦМР ( одноградусные зоны), сшил вместе, загрузил в Scanex как растр (загрузка через меню "рельеф" также вызывала ошибку), и получал результат. Должен признать шума на результирующем изображении не было, и области смаза не такие явные, но они были, а значит моя работа бракованная.
В дальнейшим, в качестве ЦМР я использовал 30-тиградусную SRTM, так как только с ней результат были "чистым".
Я перешёл к другому способу ортокоррекции. Вместо RPC я устанавливал опорные точки: теперь я подгрузил в Сканекс подложку (яндекс спутник, сшитый вместе в SAS Planet). Установил 56 опорных точек. Какие-то точки удалял, переставлял. В окне глобального трансформирования, так как теперь у меня были опорные точки, я вместо RPC коэффициентов указывал модели трансформирования (указывал либо аффинное, либо полиномиальное разных степеней). Результат один: смотришь издалека снимок сидит ровно (по сравнению с начальной привязкой так вообще идеально), но стоит приблизиться к отдельным участкам изображение всё равно скачет.

Заключение.
После множества безуспешных попыток посадить изображение всё равно не удаётся. В чём проблема? Недостаточно опорных точек? Ошибки в проведении ортокорекции (вполне возможно, так как я новичок в этой программе, плюс ещё проблемы при загрузке ЦМР через меню "Рельефа").
К сожалению, мои коллеги никогда раньше не привязывали горные снимки, они тоже не могут мне помочь. Кто-то высказывал идею, что подложка, которую я использую тоже неидеальна, поэтому мне и не удается полностью избавиться от смещений, но данную мысль я пока не рассматриваю.

Возможно, на форуме найдутся эксперты по работе в Сканексе и укажут мне, где я был неправ. Возможно, здесь есть ребята, которые работают с космоснимками горных районов. Возможно для таких регионов есть какие-то особые указания, рекомендации, ритуалы?
Очень много времени я убил на один снимок, собственные идеи кончаются. Прошу помощи и совета у участников форума.

[gamm]

1) Откуда известно, что Яндекс сидит на вашей территории правильно? Подгрузите нормальную карту (генштабовскую, 1:25,000) и посмотрите.

2) Для совмещения растров в Сканексе есть коррелятор-автомат для поиска точек, используйте его. Сначала сделайте трансформацию по RPC, а потом напустите коррелятор. Используйте модель трансформации b-spline (в меню coregistration), полиномы не годятся, поиграйте с базисом. Попробуйте локальную трансформацию с теми же сплайнами. Поскольку Сканекс реально корежит (интерполирует) растр только один раз, при сохранении, процедуру можно повторять.

3) При загрузке снимка сделайте сделайте поменьше шаг трансформационной сетки (7-10, справа на форме загрузки, под NoData).

[juffin_h]

Насколько мне известно, Канопус поставляется только ортотрансформированным. RPC коэффициенты - условны.
Поэтому, если снимок не сидит, значит были ошибки при подготовки снимка. Остается только подгонка локальным трансформированием.

[antonv]

Garr, использовать для проверки качества привязки спутниковые подложки от Яндекса, Гугла и кого-нибудь ещё - совершенно точно плохая затея. Сто-двести метров невязки спокойно могут объясняться кривизной привязки этих подложек. Поэтому предложение

Подгрузите нормальную карту (генштабовскую, 1:25,000) и посмотрите.

вполне разумно.