ifp Kalibrierung und Zertifizierung zur Bewertung digitaler Luftbildkameras Institut für Photogrammetrie Michael Cramer

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1 Institut für Photogrammetrie ifp Kalibrierung und Zertifizierung zur Bewertung digitaler Luftbildkameras Michael Cramer DGPF-Jahrestagung Jena Kameraevaluierung III 26. März 2009

2 Warum dieser Vortrag? Arbeitskreis Standardisierung und Qualitätssicherung (AK Leiter: Prof. Dr.-Ing. Wolfgang Kresse (HS Neubrandenburg)) DIN Normenausschuss Bauwesen (NABau), Fachbereich 03 Vermessungswesen, Geoinformation, NA AA Photogrammetrie und Fernerkundung (Leitung: Prof. Dr. Ralf Reulke (HU Berlin)) Nationale / internationale Tests zur Evaluierung von digitalen Kamerasystemen, z.t. Basis für Konzepte zur Qualitätssicherung und Neuentwicklung von Standards Steigende Bedeutung von empirischen Tests bzw. Testfeldern zur Qualitätskontrolle

3 Qualitätssicherung Erfahrungswerte / Testflüge regelmäßige Laborkalibrierung (2-3 Jahresrhythmus)

4 Laborkalibrierung digitaler Systeme Geometrische Kalibrierung Kalibrierstand (DMC) oder in-door 3D Testfeld (Ultracam) zusätzlich radiometrische Kalibrierung Intergraph/ZI Vexcel Imaging

5 Kalibrierung digitaler Systeme Akzeptanztest (Burn-In Flights) durch Hersteller Intergraph Testfeld Aalen / Elchingen Intergraph/ZI

6 Kalibrierung digitaler Systeme Akzeptanztest (Burn-In Flights) durch Hersteller Vexcel Imaging Testfeld Gleisdorf Vexcel Imaging

7 Kalibrierung digitaler Systeme Ausschließliche in-situ Kalibrierung (Geometrie) Leica Geosystems Auszug Kalibrierprotokoll ADS40, SH52

8 DIN Photogrammetrische Produkte Anforderungen an digitale Luftbildkameras und an digitale Luftbilder Die Kalibrierung einer digitalen Kamera muss geometrisch und radiometrisch erfolgen. Die Kalibrierung der Kamera muss vom Hersteller durch ein Kalibrierungszertifikat nachgewiesen werden. Die Gültigkeit der geometrischen Kalibrierung zum Zeitpunkt des Bildfluges ist entweder durch eine Validierungsprüfung nachzuweisen, die nicht länger als ein Jahr zurückliegen darf, oder durch eine erneute Kalibrierung, die nicht länger als zwei Jahre zurückliegen darf. Die Validierungsprüfung muss so durchgeführt werden, dass über einem signalisierten Testfeld die erreichte Genauigkeit zum Überprüfungszeitpunkt mit der erreichten Lage- und Höhenmessgenauigkeit des Kamerasystems unmittelbar nach der Herstellerkalibrierung (Referenzmessung) verglichen wird. Die Lage- und Höhengenauigkeit der Kamera darf sich nicht gegenüber der Referenzmessung um mehr als 25 % verschlechtern. laut DIN : Kamerakalibrierung hat vorzugsweise unter definierten Bedingungen im Labor zu erfolgen

9 Normenreihe DIN Photogrammetrische Produkte Teil 1: Anforderungen an Bildflug und analoges Luftbild Teil 2: Anforderungen an das gescannte Luftbild Teil 3: Anforderungen an das Orthophoto Teil 4: Anforderungen an digitale Luftbildkameras und an digitale Luftbilder In Vorbereitung sind: Teil 5: Anforderungen an die Klassifizierung optischer Fernerkundungsdaten Teil 6: Anforderungen an digitale Höhenmodelle Teil 7: Anforderungen an geometrische Datenfusionsverfahren

10 USGS Quality Assurance Plan, u.a. Hersteller-/Systemzertifizierung (Sensor Type Approach) Bildflugfirmen / Datenlieferanten Testfelder Richtlinien für Ausschreibungen und Abnahme

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12 EuroSDR Aktivitäten Technologisch orientierte Projekte EuroSDR Netzwerk Digital Camera Calibration Oktober 2003 Oktober 2007 Projektleitung: M. Cramer (Uni Stuttgart) Abschlussbericht: EuroSDR official publication series No 55 (2009), Zugriff über aktuelles EuroSDR Projekt Medium Format Digital Cameras seit Oktober 2007, aktuell in Phase 2 (empirische Tests) Projektleitung: G. Grenzdörffer (Uni Rostock) aktuelles EuroSDR Projekt Radiometric Aspects of Digital Photogrammetric Images Projektleitung: E. Honkavaara (FGI Masala) & R. Arbiol (ICC Barcelona) seit Mai 2008, aktuell in Phase 1 (Fragebogen, state-of-the art) Informationen unter EuroSDR-Initiative : European Digital Airborne Camera Certification EuroDAC²

13 BA+MP WS0506 Cramer (ifp) 13 ifp Testfelddesign und Prozesse? Testflugdesign Testfeldausrüstung definierte Prozesse zur Systemvalidierung Unabhängigkeit?

14 Photogrammetrische Testfelder in Europa Fredrikstad Uni Aas Sjökulla FGI Vaihingen/Enz Uni Stuttgart Pavia Uni Pavia

15 ISO/TC 211 Geographic Information / Geomatics Seit Ende 2008 Aktivitäten der ISO/TC 211 im Bereich Kalibrierung und Validierung New work item proposal Calibration, validation and certification of remote sensing sensors and data Leitung: Wolfgang Kresse Unterstützung durch USGS und EuroSDR, positive Stellungnahmen aus Australien, Canada, Japan, United Kingdom Technische Spezifikation, die später in eine welt-weite Norm zu überführen ist

16 Zusammenfassung Zunehmende Bedeutung von Testfeldern für Kalibrierungen / Validierungen / Zertifizierungen parallele Aktivitäten im Bereich Standardisierung / Zertifizierung digitaler photogrammetrischer Systeme DIN Normenreihe ff. USGS Quality Assurance Plan Europäische EuroDAC² Initiative der EuroSDR ISO/TC 211 Technische Spezifikation Calibration, validation and certification of remote sensing sensors and data Zusammenführung ermöglicht welt-weit einheitliche Richtlinien / Standards, im Sinne von Systemherstellern und Anwendern Ihre Mitarbeit und Unterstützung - jederzeit gern!