- Fotogrammetriai módszer
- Sztereoszkópos látás
- típusai
- Fotogrammetria vs. topográfia
- Egyképes fotogrammetria
- Alkalmazások
- Irodalom
A fotogrametr ed a térbeli információk kinyerésére szolgáló képeket, különösen a légi fényképeket, de a szárazföldön vagy a tenger alatt készített képeket is. Ezen információk alapján számszerűsítjük a képviselt objektumok méretét és helyzetét.
A fényképképek laposak, mint az 1. ábrán látható, de rajtuk keresztül meg lehet becsülni például az épületek vagy a sziklák magasságát, akár az út, a tenger, akár egy másik pont szempontjából referencia.
1. ábra: A fotogrammetrikus felméréshez készített légifelvétel. Forrás: Wikimedia Commons. D Ramey Logan fényképe
A valósághoz nagyon közel álló képek létrehozása nem újdonság. A nagy Leonardo da Vinci (1452-1519) a perspektíva úttörője volt, és elveit úgynevezett eltűnési pontok segítségével tökéletesítette.
A eltűnési pontok azok a horizonton lévő helyek, ahol a párhuzamos vonalak konvergálnak, és így a néző mélységet érez.
Leonardo kézzel készített festményekkel és rajzokkal készítette, de a fotózás feltalálásának pillanatától kezdve, a 19. században a fényképeket műszaki célokra is felhasználták.
Ugyanúgy, mint Aimé Laussedat (1819-1907) és Albrecht Meydenbauer (1834-1921), a modern fotogrammetria atyáinak tekintették. Laussedat 1850-ben részletes topográfiai térképeket készített, a terv különböző perspektíváinak egymásba vetésével.
A maga részéről Meydenbauer, aki építész volt, a technikát alkalmazta az épületek dokumentálására, amelyek megsemmisülése esetén a tárolt információknak köszönhetően teljes mértékben újjáépíthetők.
Az 1980-as években a modern számítástechnika nagy előrelépést tett a fotogrammetria segítségével, minimalizálva a képfeldolgozáshoz szükséges időt.
Fotogrammetriai módszer
Általános értelemben véve, a módszer tárgyak fényképezését, feldolgozását és végül értelmezését foglalja magában. Az alapelv leírására szolgáló fő elemeket a 2. ábra mutatja:
2. ábra: A kép rögzítésének alapelve. Forrás: F. Zapata.
Mindenekelőtt egy érzékelőre van szükség a kép és az objektív rögzítéséhez, hogy minden egyes pontból érkező fénysugár ugyanazon a helyen érje el az érzékelőt. Ha ez nem történik meg, akkor a pontot overlay-ként regisztrálják, amelynek eredményeként elmosódott vagy életlen kép lesz.
A tárgy rekonstrukciójához csak a 2. ábrán feketével rajzolt egyenes vonalú sugár érdekli a fotogrammetria szempontjából: ez az, amely áthalad a lencsében a perspektíva középpontjának nevezett ponton.
Ha az a sugár, amely közvetlenül a tárgytól érkezik, áthalad a lencsén és eléri az érzékelőt, akkor a kívánt távolságot kell elérni.
Sztereoszkópos látás
Az emberek természetes látása sztereoszkópikus. Ez azt jelenti, hogy tudjuk, hogy a tárgyak milyen távolságra vannak, annak köszönhetően, hogy az agy feldolgozza a rögzített képeket és kiértékeli a domborműveket.
Tehát minden szem kissé eltérő képet készít, majd az agy megkönnyíti és mélységesen értelmezi őket.
De egy lapos rajzon vagy fotón nem lehet megtudni, milyen messze vagy milyen közel van egy tárgy, mivel a mélységre vonatkozó információk elvesztek, amint azt a 3. ábra grafikusan elmagyarázza.
Mint már említettük, a pont a fő sugáron helyezkedik el, de nem lehet tudni, hogy közelebb van-e, mert az objektum kicsi, vagy ha távolabb van, de valami nagyobbhoz tartozik.
3. ábra: Egy sima képen az objektumok mélysége nem határozható meg. Forrás: F. Zapata.
Tehát a közelségi probléma megoldásához két kissé eltérő képet készítenek, amint az a 4. ábrán látható.
4. ábra. A két vonal metszéspontja lehetővé teszi a pont valós helyének a térben való meghatározását. Forrás: F. Zapata.
Ha megismerjük a sugarak metszetét háromszögeléssel, felfedezzük annak a tárgynak a helyzetét, ahonnan jönnek. Ezt az eljárást "pont-egyeztetés" -nek nevezzük, és azt speciálisan kialakított algoritmusok segítségével hajtjuk végre, mivel meg kell ismételni az eljárást egy objektum összes pontjával.
A jó eredmények elérése érdekében a fényképezőgép helyzetét, szögét és egyéb jellemzőit is figyelembe veszik.
típusai
A képek elkészítésének módjától függően többféle fotogrammetria is létezik. Ha a képeket levegőből készítik, akkor az légi fotogrammetria.
És ha földre veszik őket, akkor ezt a technikát földi fotogrammetria-nak hívják, ez volt a technika első gyakorlati alkalmazása.
A légi fotogrammetria manapság az egyik legszélesebb körben alkalmazott ág, mivel lehetővé teszi rendkívül pontos tervek és térképek elkészítését. A képeket műholdakon keresztül is meg lehet szerezni, ebben az esetben az űrről vagy a műholdas fotogrammetráról beszélünk.
Hasonlóképpen, a fotogrammetriát a használt eszközök és a kép kezelése szerint osztályozzák, amely lehet:
-Analog
-Analitika
-Digitális
Az analóg fotogrammetria során a képalkotás és a feldolgozás teljesen optikai és mechanikus.
Az analitikus fotogrammetria során a keretek analógok, de a számítógépen vannak feldolgozva. És végül: a digitális fotogrammetria során mind a keret, mind a feldolgozó rendszer digitális.
Fotogrammetria vs. topográfia
A topográfia célja a vidéki vagy városi terep reprezentatív bemutatása egy síkban, kiemelve az érdekes pontokat. És fordítva, ha szükséges, vegye fel a sík pontjait, és tegye őket az űrbe.
Ezért a topográfia és a fotogrammetria sok közös vonással rendelkezik, az utóbbinak azonban van néhány előnye:
- Szinte mindig olcsóbb.
- Az adatgyűjtés - felmérés - gyorsabb, nagy területekre megfelelő.
- Leginkább nagyon durva terepen működik, kivéve, ha vastag növényzet borítja őket.
- Minden pontot egyenlően regisztrálunk.
- Az információ menthető, és nem kell visszatérnie a mezőhöz, hogy újra megszerezzük.
Egyképes fotogrammetria
Általában nem lehet egyetlen fotóból rekonstruálni a fényképezett objektumot, kivéve ha más kiegészítő információt használunk, mert amint már láttuk, egy sima képen nincs rögzítve a mélység.
A képek továbbra is értékes információkat tartalmaznak, bár bizonyos korlátozásokkal.
Például tegyük fel, hogy azonosítani akar egy rablót egy üzletben vagy bankban. A megfigyelő kamerából származó kép felhasználható a bűncselekményt elkövető személy magasságának és építményének meghatározására, összehasonlítva azt a képen látható bútorok vagy más emberek ismert méretével.
5. ábra. A székek azonos méretűek, és azonnal tudjuk, melyik a legközelebb. Másrészről, a földön párhuzamos vonalak, amelyek egymáshoz közelítik egymást, a mélység érzetét nyújtják a képen. Forrás: Pixabay.
Alkalmazások
A fotogrammetriát széles körben alkalmazzák különféle tudományágakban, például építészetben, mérnöki és régészeti területeken, csak néhányat említve. Mint korábban kifejtettük, a kriminalisztikában és természetesen a filmek speciális effektusaira is alkalmazzák.
A műszaki tervezés során a jó képek információt szolgáltathatnak például a terep domborzatáról és konfigurációjáról. Íme néhány nagyon érdekes terület:
-A kommunikációs útvonalak vizsgálata.
- Útvonalak felállítása.
-Kemény mozgások.
-Várostervezés.
-Vízrajzi medencék vizsgálata.
-Alégi felmérések a bányászat kutatására.
Ezenkívül a fotogrammetria nagyon elismert eszköz a következőkben:
- Építészet: emlékművek és épületek emelésében.
- Régészet: a régi épületek rekonstruálása a ma megmaradt maradványokból.
- Zoológia: elősegíti a jelenlegi és a kihalt állatok háromdimenziós modelljeit.
- Mechanika: autók, motorok és mindenféle gép modellezésekor.
Irodalom
- Adam Technologies Team Blog. Hogyan működik a fotogrammetria? Helyreállítva: adamtech.com.au.
- Armilláris, alkalmazott geomatika. Fotogrammetrikus technikák. Helyreállítva: armillary-geomatica.blogspot.com.
- Photomodeler Technologies. Hogyan működik a fotogrammetria? Helyreállítva: photomodeler.com.
- Quirós, 2014. 2014. Bevezetés a fotogrammetria és a térképészet alkalmazásába az építőiparban. Megjelent a Extramadura Egyetem.
- Sánchez, J. Bevezetés a fotogrammetriabe. Kantabriai egyetem. Helyreállítva: ocw.unican.es.