Original paper

Bundle Block Adjustment of CBERS-2B HRC Imagery Combining Control Points and Lines

Tommaselli, Antonio M.G.; Junior, José Marcato

Abstract

The aim of this work is to present the results of the assessment of rigorous bundle block adjustment models for orbital imagery of the High-Resolution Camera (HRC) of the CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite). The work is focused on the experimental assessment of the combined use of ground control points (GCP) and ground control lines (GCL) in a block adjustment. The mathematical models relating object and image spaces are based on collinearity (for points) and coplanarity (for lines) conditions with polynomial modelling of the spacecraft trajectory and attitude. These models were implemented in the software TMS (triangulation with multiple sensors) with multi-feature control (GCPs and GCLs) developed in-house. Experiments on a block of four CBERS-2B HRC images were accomplished using both GCPs and GCLs. The results show that the combination of the collinearity and coplanarity models can provide better results in the bundle block adjustment process than conventional bundle adjustment with GCPs only. A systematic error in the inner geometry of HRC camera caused by the displacement of one of the three CCD sensors and the lack of proper correction when fusing the three images to generate level 1 images was also verified. Experiments to evaluate the effects of this systematic error are also presented.

Kurzfassung

Ziel dieser Arbeit ist die Präsentation der Ergebnisse einer strengen Bündelblockausgleichung für Bilder, die mit der hochauflösenden Kamera (HRC) des Satelliten CBERS (China-Brazil Earth Resources Satellite) aufgenommen wurden. Der Schwerpunkt liegt auf der experimentellen Validierung des kombinierten Einsatzes von Passpunkten (PP) und -linien (PL) in der Blockausgleichung. Die mathematischen Modelle zur Verknüpfung von Objekt- und Bildraum basieren auf Kollinearitäts- (für Punkte) bzw. Komplanaritätsbedingungen (für Linien), wobei Flugbahn und Drehwinkel des Satelliten mit Polynomen modelliert werden. Diese Modelle wurden in der Software TMS (Triangulation mit multiplen Sensoren) mit Anpassung an unterschiedliche Pass-Merkmale (PP und PL) implementiert. Experimente für einen Block aus vier CBERS-2B HRC Bildern wurden unter Verwendung sowohl von PP als auch von PL durchgeführt. Die Ergebnisse zeigen, dass die Kombination von Kollinearitäts- und Koplanaritätsmodell in der Bündelblockausgleichung bessere Ergebnisse liefern kann als das übliche Modell unter ausschließlicher Verwendung von PP. Es wurde auch ein systematischer Fehler in der inneren Geometrie der HRC-Kamera verifiziert, der durch eine Verschiebung eines der drei CCD-Sensoren und das Fehlen einer angemessenen Korrektur bei der Fusion der drei Bilder zu einem Level 1 Bild verursacht wird. Experimente zur Untersuchung der Auswirkungen dieses systematischen Fehlers werden ebenfalls präsentiert.

Keywords

orbital imagescontrol straight linesindirect image orientationcbers imagesmulti-feature control