Обработка тепловизионных снимков

Agisoft Metashape поддерживает обработку тепловизионных снимков в формате TIFF. В процессе тепловизионной съемки очень важно настроить достаточное перекрытие между снимками, из-за низкого их разрешения предпочтительно перекрытие 80-90%. Также важно указать параметры тепловизора (фокусное расстояние, размер пикселя) в диалоговом окне Калибровка камеры.

Чтобы получить абсолютные значения температуры, необходимо использовать одноканальные снимки в формате TIFF с плавающей запятой, при условии, что ко всем снимкам можно применить единую формулу, которая преобразует значения с плавающей запятой в значения температуры. 

Набор данных для данной инструкции был взят из следующей статьи — «UAV-based Multispectral & Thermal dataset for exploring the diurnal variability, radiometric & geometric accuracy for precision agriculture«.

Metashape поддерживает обработку тепловых данных с камер AscTec (формат ARA), WIRIS (формат TIFF) и камер, сохраняющих данные в формате R-JPEG (данные FLIR). При работе с другими тепловизионными снимками, если необходимо извлечь значения температуры из ортофотоплана, вам необходимо предварительно обработать такие снимки в сторонней программе, которая преобразует радиометрические снимки JPEG в одноканальные снимки TIFF со значениями с плавающей запятой, где каждое значение представляет либо непосредственное значение температуры, либо может быть пересчитано в значения температуры по аналитической формуле, одинаковой для всех снимков в наборе.

Содержание статьи:

• Загрузка тепловизионных снимков
• Выравнивание снимков
• Построение ЦММ
• Построение ортофотоплана 
• Растровый калькулятор

Загрузка тепловизионных снимков #

1. Добавьте тепловизионные снимки в проект с помощью меню Обработка > Добавить папку.

2. В диалоговом окне Добавить папку перейдите к исходной папке с вложенными папками со снимками и нажмите «Выбор папки».

3. Нажмите кнопку ОК, чтобы закрыть диалоговое окно. Теги GPS привязки будут загружены автоматически из EXIF мета-данных.

Выравнивание снимков #

Перед выравниванием тепловизионных снимков рекомендуется указать параметры тепловизора в соответствии со спецификациями камеры/датчика в диалоговом окне Калибровка камеры в меню Инструменты.

После указания параметров камеры рекомендуется зафиксировать фокусное расстояние в диалоговом окне Калибровка камеры. 

Этап выравнивания снимков включает в себя поиск характерных и общих точек на снимках, фототриангуляцию и первичную корректировку ошибок. 

1. Перейдите в меню Обработка > Выровнять снимки. Установите оптимальные параметры в открывшемся диалоговом окне:

Из-за низкого качества тепловизионных снимков рекомендуется использовать Высокую или Очень высокую точность Если в снимках есть мета-данные с координатами, загруженными на панель Привязка, рекомендуется использовать параметр Преселекция по привязке — «Исходные значения».

Результатом данного этапа обработки являются рассчитанные элементы внешнего (положение и ориентация снимков в пространстве) и внутреннего ориентирования снимков, а также разреженное облако точек как визуализация триангуляции по связующим точкам. Результаты этапа выравнивания отображаются в окне просмотра Модель:

Построение ЦММ #

Цифровая модель местности (ЦММ) представляет собой модель поверхности в виде регулярной сетки значений высот (растровое изображение). ЦММ может быть построена из плотного или разреженного облака точек, карт глубины или полигональной модели. ЦММ рассчитывается для части модели внутри ограниченной области построения. В данном примере ЦММ была построена на основе Карт глубины.

1. Перейдите в меню Обработка > Построить ЦММ и в открывшемся диалоговом окне установите оптимальные параметры. 

2. Нажмите кнопку ОК. Появится окно процесса выполнения, отображающее текущее состояние обработки. Чтобы отменить обработку, нажмите кнопку Отмена.

Построение ортофотоплана  #

1. Перейдите в меню Обработка > Построить ортофотоплан. В открывшемся диалоговом окне установите оптимальные параметры.

2. Нажмите кнопку ОК. Появится окно процесса выполнения, отображающее текущее состояние обработки. Чтобы отменить обработку, нажмите кнопку Отмена.

Если необходимо извлечь значения температуры из ортофотоплана, построенного из снимков R-JPEG, вам необходимо предварительно обработать такие снимки в сторонней программе, которая преобразует радиометрические снимки JPEG в одноканальные снимки TIFF со значениями с плавающей запятой, где каждое значение представляет либо непосредственное значение температуры, либо может быть пересчитано в значения температуры по аналитической формуле, одинаковой для всех снимков в наборе.

Растровый калькулятор #

Для извлечения абсолютных значений температуры из ортофотоплана необходимо найти формулу, которая преобразует исходные значения в значения температуры через диалоговое окно «Растровый калькулятор». Выберите команду Преобразование растра в меню Инструменты. Введите формулу на вкладке Преобразование (вид формулы зависит от используемого тепловизора):

Настройка отображения тепловизионных данных в псевдо-цвете: 

1. Выберите или создайте Палитру для снимков в диалоговом окне Растровый калькулятор.

2.  Нажмите кнопки Применить и ОК, чтобы закрыть окно.

3. Оцените ортофотоплан в режиме отображения псевдо-цветов.