Fotogrammetriahistoria, menetelmä, tyypit, sovellukset

Se Valokuvaía Se on tekniikka avaruustietojen purkamiseksi kuvista, erityisesti ilmakuvista, mutta myös maassa tai jopa meren alla otetut ne. Tällaisesta tiedosta edustavien objektien mitat ja sijainnit määritetään kvantitatiivisesti.

Valokuvakuvat ovat tasaisia, kuten kuvassa 1 esitetty, mutta niiden kautta se voidaan arvioida esimerkiksi rakennusten tai kivien korkeuden joko tielle, mereen tai muuhun viitteeseen.

Kuvio 1. Ilmakuva, joka on otettu valokuvan noston suorittamiseksi. Lähde: Wikimedia Commons. Valokuva: D Ramey Logan [CC kirjoittanut 4.0 (https: // creativecommons.Org/lisenssit/by/4.0)]

Todellisuuden erittäin liitettyjen kuvien luominen ei ole uusi. Suuri Leonardo da Vinci (1452-1519) oli perspektiivin edelläkävijä, parantaen sen periaatteita puheluiden avulla vuotopisteet.

Poistumispisteet ovat horisontin paikkoja, joissa yhdensuuntaiset viivat lähentyvät, mikä tarjoaa katsojalle syvyyden tunne.

Leonardo teki sen käsintehtyillä maalauksilla ja piirustuksilla, mutta valokuvien keksimisestä hetkestä lähtien valokuvia alettiin käyttää myös teknisiin tarkoituksiin.

Tätä Laussedat (1819-1907) ja Albrecht Meydenbauer (1834-1921) pidettiin nykyaikaisen fotogrammetrian vanhempina. Vuonna 1850 rakennettu Laussedat yksityiskohtaiset topografiset kartat eri näkökulmien päällekkäisyyksistä lentokoneessa.

Arkkitehti, joka oli arkkitehti, sovelsi tekniikkaa rakennusten dokumentointiin, joka tuhoutumisen tapauksessa voitaisiin rakentaa kokonaan tallennetun tiedon ansiosta.

Kahdennenkymmenennen vuosisadan 80 -luvulla moderni tietojenkäsittely aiheutti fotogrammetrian tekemään loistavan harppauksen minimoimalla tarvittava aika kuvankäsittelyyn.

[TOC]

Fotogrammetriamenetelmä

Yleisesti ottaen menetelmä koostuu kuvien ottamisesta objekteista, niiden käsittely ja lopulta tulkitseminen. Perusperiaatteen kuvaamisen pääelementit on ilmoitettu kuvassa 2:

Voi palvella sinua: tutkimushuomautusKuva 2. Kuvan sieppaamisen perusperiaate. Lähde: f. Zapata.

Ensinnäkin tarvitaan anturi kuvan ja myös linssin kaappaamiseen, niin että jokainen valonsäde pisteestä, vaikuttaa anturiin samassa paikassa. Jos näin ei tapahdu, kohta tallennetaan päällekkäisyytenä ja hämärtynyt kuva tapahtuu tai tarkennusta.

Objektin uudelleenrakentamiseksi fotogrammetriassa vain kuvion 2 mustana vedetty suoravirtainen säde. Tämä on se, joka ylittää nimeltään pisteen Perspektiivikeskus Linssissä. 

SRay, joka menee suoraan esineestä, kulkee linssin läpi ja saavuttaa anturin, on etäisyys, jota etsitään.

Stereoskooppinen visio

Ihmisten luonnollinen visio on stereoskooppinen. Tämä tarkoittaa, että voimme tietää etäisyydet, joihin esineet ovat, koska aivot käsittelevät kaapatut kuvat ja arvioivat helpotukset.

Siksi kukin silmä vangitsee hiukan erilaisen kuvan ja sitten aivot tekevät ne tulkita ne yhtenä helpotuksella ja syvyydellä.

Mutta tasaisessa piirustuksessa tai valokuvauksessa ei voida tietää, kuinka pitkälle tai kuinka lähelle objekti on, koska syvyyden tiedot menetettiin, kuten kuvassa 3 selitetään.

Kuten olemme sanoneet, asia on päärade, mutta ei ole mitään keinoa tietää, onko se lähempänä, koska esine on pieni, vai onko se edelleen, mutta kuuluu johonkin isompaan.

Kuva 3. Litteässä kuvassa et voi määrittää esineiden syvyyttä. Lähde: f. Zapata.

Joten läheisyyden ongelman ratkaisemiseksi otetaan kaksi hieman erilaista kuvaa, kuten kuvassa 4 esitetään.

Voi palvella sinua: mikä on potamologia?Kuva 4. Kahden linjan leikkauspiste mahdollistaa pisteen todellisen sijainnin avaruudessa. Lähde: f. Zapata.

Raysten leikkauspisteen tietäminen kolmiomittauksella, sen kohteen sijainti, josta ne tulevat. Tätä toimenpidettä kutsutaan ”pisteen sattumaksi” ja se tehdään erityisesti suunniteltujen algoritmien kautta, koska on tarpeen toistaa menettely kaikilla esineen kohteilla.

Tiedot, kuten sijainti, kulma ja muut kameran ominaisuudet, otetaan myös huomioon hyvien tulosten saamiseksi.

Kaverit

Kuvien hankkimisen mukaan fotogrammetria on useita tyyppejä. Jos kuvat on otettu ilmasta, se on ilmavalokuvaus.

Ja jos ne otetaan maahan, tekniikkaa kutsutaan maanpäälliseksi fotogrammetriaksi, joka oli tekniikan ensimmäinen käytännöllinen sovellus.

Ilmafotogrammetria on yksi nykyään eniten käytetyistä oksista, koska se mahdollistaa suurten suunnitelmien ja karttojen luomisen. Kuvat voidaan hankkia myös satelliitin kautta, jolloin puhumme alueellisesta tai satelliittifotogrammetriasta.

Samoin fotogrammetria luokitellaan käytettyjen instrumenttien ja kuvassa olevan käsittelyn mukaan, jotta voitaisiin olla:

-Analoginen

-Analytiikka

-Digitaalinen

Analogisessa fotogrammetriassa kuvien saaminen ja niiden käsittely ovat täysin optisia ja mekaanisia.

Analyyttisessä fotogrammetriassa kehykset ovat analogisia, mutta ne käsitellään tietokoneella. Ja lopuksi digitaalisessa fotogrammetriassa sekä kehys että prosessointijärjestelmä ovat digitaalisia.

Fotogrammetria Vs. topografia

Topografian tavoitteena on myös edustaa maaseutu- tai kaupunkimaata lentokoneessa, korostaen kiinnostavia kohtia. Ja päinvastoin, se tarvittaessa se vie lentokoneen pisteet ja asettaa ne avaruuteen.

Siksi topografialla ja fotogrammetrialla on paljon yhteistä, mutta jälkimmäisellä on joitain etuja:

Se voi palvella sinua: tutkimushypoteesi: Mikä on, tyypit, esimerkit

- Se on melkein aina halvempaa.

- Tietojen hankkiminen -levantti - on nopeampaa, sopiva suurille laajennuksille.

- Se toimii parhaiten erittäin karkealla maalla, elleivät ne ole paksun kasvillisuuden peittämisessä.

- Kaikki kohdat on rekisteröity tasaisesti.

- Tiedot voidaan tallentaa, eikä se ole välttämätöntä palata kentälle sen saamiseksi uudelleen.

Fotogrammetria yhdestä kuvasta

Yleensä se ei ole mahdollista.

Silti kuvat tarjoavat edelleen arvokasta tietoa, vaikkakin joitain rajoituksia.

Oletetaan esimerkiksi, että haluat tunnistaa myymälän tai pankin hyökkääjän. Kuvaa valvontakammiosta voidaan käyttää tietämään rikoksen tekevän henkilön korkeus ja konteksti, vertaamalla sitä tunnettuun huonekalujen tai muiden kuvassa olevien ihmisten kokoon.

Kuva 5. Tuolit ovat samankokoisia ja tiedämme heti, mikä on lähin. Toisaalta lattian yhdensuuntaiset viivat, jotka lähentyvät etäisyyttä, tarjoavat valokuvan syvyyden tunteen. Lähde: Pixabay.

Sovellukset

Fotogrammetriaa sovelletaan hyvin eri tieteenaloilla, kuten arkkitehtuuri, tekniikka ja arkeologia, mainitakseni. Kuten aiemmin selitetään, sitä sovelletaan oikeuslääketieteisiin ja tietysti elokuvien erikoistehosteisiin.

Suunnittelussa hyvät kuvat voivat paljastaa tietoa esimerkiksi helpotus- ja maanmäärityksistä. Tässä on joitain erityisiä alueita, jotka ovat erittäin kiinnostavia:

-Viestinnän teiden tutkimus.

-Polkujen perustaminen.

-Maan liikkeet.

-Kaupunkisuunnittelu.

-Hydrografisten vesistöjen tutkimus.

-Ilmakumppanit kaivoshakuutukselle.

Lisäksi fotogrammetria on erittäin arvostettu työkalu:

-Arkkitehtuuri: Monumenttien ja rakenteiden nostamisessa.

-Arkeologia: Vanhojen rakennusten uudelleenrakentaminen nykyään säilyneistä jäännöksistä.

-Eläintiede: Auta laatimaan kolmen ulottuvuuden mallit nykyisistä ja sukupuuttoon kuolleista eläimistä.

-Mekaniikka: Auton mallinnuksessa, moottorit ja kaikenlaiset koneet.

Viitteet

1. Adam Technologies Team -blogi. Kuinka fotogrammetria toimii? Toipunut: Adamtech.com.Au.
2. ARMILLARY, käytetty geomaattinen. Valokuvaustekniikat. Toipunut: Armillary-Geomatica.Blogin.com.
3. PhotoModeler Technologies. Kuinka fotogrammetria toimii? Palautettu: PhotoModeler.com.
4. Quirós, e. 2014. Johdatus fotogrammetriaan ja kartografiaan, jota sovelletaan maa- ja vesirakennukseen. Lähettäjä Extramaduran yliopisto.
5. Sánchez, J. Johdanto fotogrammetriaan. Cantabrian yliopisto. Palautettu: OCW.Yksikaani.On.