Zastosowanie transformacji falkowej w fotogrametrii i teledetekcji – stan i perspektywy

wygłoszony na 6. zebraniu plenarnym Komitetu Geodezji PAN (8 marca 2013r.)

Referat wygłosił dr hab. K. Pyka, w którym omówił aktualne i perspektywicznewdrożenia transformacji falkowej w kluczowych procesach technologicznych fotogrametrii cyfrowej.

Omawiając postęp technologii fotogrametrycznych jaki miał miejsce w ostatniej dekadzie, dr hab. K. Pyka zwrócił uwagę na fakt, że kamery cyfrowe, które zastąpiły kamery analogowe znacząco podniosły zarówno jakość geometryczną jak i radiometryczną opracowań fotogrametrycznych. Zauważył również, że wykorzystanie kamer cyfrowych spowodowało spadek dokładności opracowań wysokościowych w stosunku do dokładności wyznaczenia położenia sytuacyjnego punktu. W opinii dr. hab. K. Pyki wprowadzenie technologii satelitarnej GNSS oraz systemu inercyjnego INS/IMU umożliwiło wyznaczanie w czasie rzeczywistym liniowych i kątowych elementów orientacji zewnętrznej zdjęć, co z kolei pozwoliło zwiększyć niezawodność aerotriangulacji oraz zmniejszyć liczbę wymaganych dla niej fotopunktów. Prelegent zauważył, że w zakresie automatycznego dopasowania obrazów lotniczych istnieje konieczność ingerencji operatora, zwłaszcza tam gdzie obiektem opracowania są tereny zurbanizowane.

Wypowiadając się w kwestii mozaikowania ortoobrazów dr hab. K. Pyka zwrócił uwagę na niską wydajność metod automatycznego ich łączenia oraz obniżenie ich jakości radiometrycznej kosztem dopasowania tonalnego. Przedstawił również trendy w rozwoju fotogrametrii podkreślając wzrost znaczenia skaningu laserowego i fotogrametrii niskiego pułapu dla opracowań sytuacyjno-wysokościowych.

Nawiązując do głównego wątku prezentacji tj. transformacji falkowej stwierdził, że jest ona przekształceniem sygnału z dziedziny czas/położenie do dziedziny czas/położenie-skala. Zwrócił uwagę na fakt, iż istnieje bardzo dużo rodzajów falek oraz, że posiadają one bardzo szerokie zastosowanie. Omawiając transformację dyskretną, w tym falkę Haar-a podkreślił, że może być ona z powodzeniem wykorzystywana do procesów cyfrowego przetwarzania obrazów. Dr hab. K. Pyka przedstawił ideę i przykłady zastosowania transformacji falkowej dla sygnału dwuwymiarowego. Jako przykłady wymienił: usuwanie szumów losowych z archiwalnych zdjęć lotniczych;  kompresję obrazów (kompresja JPEG 2000); fuzję obrazów o różnej rozdzielczości; segmentację obrazów na podstawie tekstury, rozpoznawanie wzorców na obrazach, dopasowanie geometryczne obrazów.

Dr hab. K. Pyka zwrócił również uwagę na fakt, że dyskretna transformacja falkowa DWT (discretewavelettransform) nie jest odporna na translację i obrót co ogranicza jej zastosowania w fotogrametrii. Kontynuując wątek prelegent przedstawił zalety zmodyfikowanej dyskretnej transformacji falkowej MODWT (maximaloverlapdiscretewavelettransform), a także analizy ze zmienną rozdzielczością MRA (multiresolutionanalysis) oraz omówił koncepcję dopasowania ortoobrazów opartą na tych metodach.

Podsumowując wystąpienie dr hab. K. Pyka wymienił obszary zastosowań falek w fotogrametrii i wskazał ich potencjał zwracając szczególną uwagę na możliwości jakie stwarza metoda DWT 3D.