Practical experiences with automatic aerial triangulation using different software packages - Büyüksali̇h, Gürcan; Li, Zhang (Photogrammetric record, 2003)
Digital photogrammetry and softcopy workstations have added a new dimension to aerial triangulation, and some of the previously manual procedures are now available in automated form. Also, commercial software packages for automatic aerial triangulation came on to the market in the last decade. In this study, the results of automatic aerial triangulation using four triangulation software packages, Z/I Imaging's MATCH‐AT (ISMAT) and ISAT, LH Systems’ MST and VirtuoZo AAT, are presented. For the comparison of the results of the tie point extraction and the bundle block adjustment for triangulation, a sub‐block from the Uster block in Switzerland was selected and used. Differences between these software packages are discussed with respect to their functionality and performance in detail. The achieved standard deviation of image coordinates varies between 0·2 and 0·5 pixel for the systems tested. The more signalised control points and check points to be used, the better the σ0 estimate which could be expected. The average number of extracted tie points varied from system to system with respect to the matching method and the resolution of the images used in the programs. The digital aerial triangulation of the Uster sub‐block was faster than analytical triangulation and the elapsed time for triangulation of one image using different systems varies between about 0·5 and 6 min. Nevertheless, results also show that automated aerial triangulation is still prone to error in all systems. Image matching produces many blunders, which can only be handled efficiently by using a sophisticated blunder detection procedure, as is available with robust estimation. This is not the case for all the systems tested, however. There still remains a lot to be done in terms of development (improvement of matching, for example, by integrating robust estimation for error detection at an early stage, implementation of on‐line triangulation, better internal quality control procedures, more transparent and simple user interfaces and more useful information for the user with better software manuals). However, it was shown that automatic aerial triangulation provides higher redundancy and reliability of results and much more economical photogrammetric practice than ever before. Résumé La photogrammétrie numérique et ses stations de travail ont introduit une nouvelle dimension dans l'aérotriangulation en rendant automatiques un certain nombre de procédures qui étaient jusque là manuelles. Au cours de la dernière décennie, sont apparus dans le commerce des ensembles de logiciels permettant d'automatiser l'aérotriangulation. On a utilisé dans cette étude quatre jeux de logiciels d'aérotriangulation automatique (MATCH AT (ISMAT) et ISAT de Z/I Imaging, MST de LH Systems et VirtuoZo AAT) et l'on en présente les résultats. On a effectué la comparaison des résultats tant pour l'extraction des points de liaison que pour la compensation en bloc par faisceaux, en travaillant sur une partie du bloc d'aérotriangulation d'Uster, en Suisse. On a analysé en détail les différences entre ces logiciels en ce qui concerne leur fonctionnalité et la qualité des résultats. L’écart standard sur les coordonnées‐images obtenu avec l'ensemble des systèmes se situe entre 0,2 et 0,5 pixels. Cette valeur ne peut que s'améliorer avec l'accroissement du nombre de points prébalisés (d'appui et de vérification). Le nombre moyen de points de liaison que l'on a extrait a varié avec la résolution des images et la méthode d'appariement du système. L'aérotriangulation du bloc partiel d'Uster a été plus rapide en mode numérique qu'en mode analytique et le temps moyen pour une image se tient entre 0,5 et 6 minutes selon le système. Les résultats ont aussi montré que l'aérotriangulation automatique restait encline aux erreurs quel que soit le système utilisé. L'appariement d'image reste entaché de nombreuses fautes qu'on ne peut traiter efficacement qu'en recourant à des procédures de détection des fautes très élaborées, comme c'est le cas avec celle dite d'estimation robuste. Mais il n'en est pas ainsi pour tous les systèmes que l'on a essayés. Il reste donc pas mal de développements à faire tels que: l'amélioration de l'appariement, avec introduction d'un estimateur robuste pour la détection des erreurs dans les phases initiales, la mise en œ oeuvre de la triangulation en direct, l'emploi de meilleurs processus de contrôle de la qualité interne, d'interfaces plus simples et plus transparents avec l'usager, la fourniture d'informations plus utiles à l'utilisateur et de meilleurs manuels sur les logiciels. Quoi qu'il en soit l'aérotriangulation automatique fournit des résultats plus fiables et avec une meilleure redondance et constitue un traitement photogrammétrique d'une rentabilité jamais atteinte jusque là. Zusammenfassung Die Digitale Photogrammetrie und digitale Arbeitsstationen haben die Aerotriangulation stark beeinflusst und einige der vormals manuellen Arbeiten werden nun automatisch durchgeführt. In den letzten zehn Jahren wurden kommerzielle Softwarepakete für automatische Aerotriangulation auf dem Markt angeboten. In dieser Studie werden die Ergebnisse automatischer Aerotriangulation mit den vier Softwarepaketen Z/I Imagings MATCH‐AT (ISMAT) und ISAT, LH Systems’ MST und VirtuoZos AAT präsentiert. Zum Vergleich der Verknüpfungspunktextraktion und der Bündelausgleichung für die Triangulierung wurde ein Subblock des Uster Blockes in der Schweiz ausgewählt. Die Softwarepakete werden im Detail hinsichtlich ihrer Funktionalität und Leistungsfähigkeit verglichen. Die erreichte Standardabweichung der Bildkoordinaten lag für die verschiedenen Systeme zwischen 0·2 und 0·5 Pixel. Falls mehr signalisierte Passpunkte und Kontrollpunkte verfügbar gewesen wären, hätte auch ein bessere σ0 Schätzung erwartet werden können. Die mittlere Anzahl der extrahierten Verknüpfungspunkte variierte von System zu System, in Abhängigkeit von der Bildzuordnungsmethode und der Bildauflösung. Die digitale Aerotriangulation des Uster Subblockes war schneller als die analytische Triangulation und die Zeit für ein Bild lag bei den verschiedenen Systemen zwischen ca. 0·5 und 6 Minuten. Dennoch zeigt sich bei allen Systemen, dass die automatische Aerotriangulation noch fehleranfällig ist. Die Bildzuordnung erzeugt viele grobe Fehler, die nur mit einer ausgereiften Fehlersuchmethode, wie etwa mit robuster Ausgleichung, behandelt werden können. Dies war nicht bei allen untersuchten Systemen gegeben. Es sind noch viele Verbesserung in der Entwicklung möglich (Verbesserung der Bildzuordnung, z.B. durch Einsatz von robuster Schätzung für die Fehlersuche zu einem frühen Zeitpunkt, Implementierung einer online Triangulation, besseren Verfahren zur internen Qualitätskontrolle, transparentere und einfachere Benutzeroberflächen und nützlichere Information für den Nutzer mit besseren Handbüchern). Es wurde dennoch gezeigt, dass automatische Aerotriangulation eine höhere Redundanz und Zuverlässigkeit der Ergebnisse und eine viel ökonomischere photogrammetrische Auswertung erlaubt als jemals zuvor.