Historia fotogrametrii, metoda, typy, aplikacje

Fotograficznyía Jest to technika wyodrębniania informacji o przestrzeni z obrazów, zwłaszcza zdjęć lotniczych, ale także tych wykonanych na ziemi, a nawet pod morzem. Z takich informacji wymiary i pozycje przedstawionych obiektów są określane ilościowo.

Obrazy fotograficzne są płaskie, takie jak pokazane na rycinie 1, ale za nimi można je oszacować, na przykład wysokość budynków lub skał, albo w odniesieniu do drogi, do morza lub innego odniesienia punktowego.

Rysunek 1. Zdjęcie lotnicze wykonane w celu wykonania podnoszenia fotogrametrycznego. Źródło: Wikimedia Commons. Fotografia autorstwa D Ramey Logan [CC przez 4.0 (https: // creativeCommons.Org/licencje/według/4.0)]

Tworzenie obrazów bardzo przywiązane do rzeczywistości nie jest nowe. Wielki Leonardo da Vinci (1452-1519) był pionierem perspektywy, doskonalenia jego zasad za pomocą połączeń Punkty wycieku.

Punkty ucieczki to miejsca na horyzoncie, w których zbiega się linie równoległe, zapewniając widzowi odczuwanie głębokości.

Leonardo zrobił to z ręcznie robionymi obrazami i rysunkami, ale od momentu wynalezienia fotografii w dziewiętnastym wieku zdjęcia również zaczęły być używane do celów technicznych.

To właśnie Laussedat (1819–1907) i Albrecht Meydenbauer (1834–1921) uważali rodziców współczesnej fotogrametrii. Laussedat zbudowany w 1850 r. Szczegółowe mapy topograficzne z nakładania się różnych perspektyw w samolocie.

Ze swojej strony Meydenbauer, który był architektem, zastosował technikę dokumentowania budynków, które w przypadku zniszczenia można całkowicie odbudować dzięki zapisanym informacjom.

W latach 80. XX wieku nowoczesne obliczenia spowodowało, że fotogrametria wykonała wielki skok, minimalizując niezbędny czas na przetwarzanie obrazu.

[TOC]

Metoda fotogrametrii

Ogólnie rzecz biorąc, metoda polega na robieniu obrazów obiektów, przetwarzaniu ich i wreszcie ich interpretacji. Główne elementy opisujące podstawową zasadę pokazano na rycinie 2:

Może ci służyć: notatka badawczaRysunek 2. Podstawowa zasada rejestrowania obrazu. Źródło: f. Zapata.

Po pierwsze, potrzebny jest czujnik, aby uchwycić obraz, a także soczewkę, aby każdy promień światła od punktu wpływał na czujnik w tym samym miejscu. Jeśli tak się nie stanie, punkt jest rejestrowany jako nakładanie się i pojawia się rozmyty obraz.

Aby odbudować obiekt, w fotogrametrii tylko promień prostoliniowy narysowany na czarno na rycinie 2. To jest ten, który przekracza punkt nazywany Centrum perspektywiczne W obiektywach. 

SPraca, którą Ray, który przechodzi prosto od obiektu, przechodzi przez soczewkę i dociera do czujnika, jest poszukiwaną odległością.

Wizja stereoskopowa

Naturalna wizja ludzi jest stereoskopowy. Oznacza to, że możemy znać odległości, do których są obiekty, dzięki faktowi, że mózg przetwarza uchwycone obrazy i ocenia ulgi.

Dlatego każde oko uchwyca nieco inny obraz, a następnie mózg wykonuje pracę nad interpretacją ich jako jednego, z ulgą i głębokością.

Ale w płaskim rysunku lub fotografii nie można wiedzieć, jak daleko lub jak blisko jest obiekt, ponieważ informacje o głębokości zostały utracone, jak wyjaśniono graficznie na rycinie 3.

Jak powiedzieliśmy, chodzi o główny promień, ale nie ma możliwości, aby dowiedzieć się, czy jest bliżej, ponieważ obiekt jest mały, czy też jest dalszy, ale należy do czegoś większego.

Rysunek 3. Na płaskim obrazie nie można określić głębokości obiektów. Źródło: f. Zapata.

Aby rozwiązać problem bliskości, wykonane są dwa nieco różne obrazy, jak pokazano poniżej na rycinie 4.

Może ci służyć: co to jest potamologia?Rysunek 4. Przecięcie dwóch linii pozwala znaleźć prawdziwą lokalizację punktu w przestrzeni. Źródło: f. Zapata.

Znając przecięcie promieni przez triangulację, odkryta jest pozycja obiektu, z którego pochodzą. Ta procedura nazywa się „zbiegiem okoliczności” i odbywa się poprzez specjalnie zaprojektowane algorytmy, ponieważ konieczne jest powtórzenie procedury ze wszystkimi punktami obiektu.

W celu uzyskania dobrych wyników uwzględniają również szczegóły, jak pozycja, kąt i inne cechy kamery, aby uzyskać dobre wyniki.

Chłopaki

Zgodnie ze sposobem nabycia obrazów, istnieje kilka rodzajów fotogrametrii. Jeśli obrazy są pobierane z powietrza, jest to fotogrametria lotnicza.

A jeśli zostaną zabrane na ziemię, technika nazywa się fotogrametrią naziemną, która była pierwszym praktycznym zastosowaniem techniki.

Fotogrametria lotnicza jest obecnie jedną z najczęściej używanych gałęzi, ponieważ umożliwia generowanie dużych planów i map. Obrazy można również uzyskać przez satelitę, w którym to przypadku mówimy o fotogrametrii przestrzennej lub satelitarnej.

Podobnie fotogrametria jest klasyfikowana zgodnie z zastosowanymi instrumentami i leczeniem na obraz, możliwość:

-Analog

-Analityka

-Cyfrowy

W fotogrametrii analogowej uzyskiwanie obrazów i ich przetwarzanie są całkowicie optyczne i mechaniczne.

W fotogrametrii analitycznej ramki są analogowe, ale są przetwarzane na komputerze. I wreszcie w fotogrametrii cyfrowej, zarówno system ram i przetwarzania, są cyfrowe.

Fotogrametria vs. topografia

Topografia ma również na celu reprezentowanie ziemi wiejskiej lub miejskiej w samolocie, podkreślając punkty zainteresowania. I odwrotnie, jeśli to konieczne, bierze punkty samolotu i umieszcza je w przestrzeni.

Dlatego topografia i fotogrametria mają wiele wspólnego, jednak te ostatnie mają pewne zalety:

Może ci służyć: hipoteza badań: co to jest, typy, przykłady

- Prawie zawsze jest niższy.

- Pozyskiwanie danych -lewantation - jest szybsze, odpowiednie dla dużych rozszerzeń.

- Działa najlepiej na bardzo nierównym lądzie, chyba że są one pokryte gęstą roślinnością.

- Wszystkie punkty są zarejestrowane jednakowo.

- Informacje można zapisać i nie jest konieczne powrót na pole, aby je ponownie uzyskać.

Fotogrametria z jednego obrazu

Zasadniczo nie jest to możliwe.

Mimo to obrazy nadal dostarczają cennych informacji, chociaż z pewnymi ograniczeniami.

Na przykład załóżmy, że chcesz zidentyfikować napastnika sklepu lub banku. Obraz komory nadzoru może być wykorzystany do poznania wysokości i kontekstu osoby, która popełniła przestępstwo, porównując ją ze znaną wielkością mebli lub innych osób obecnych na obrazie.

Rysunek 5. Krzesła mają ten sam rozmiar i od razu wiemy, który jest najbliższy. Z drugiej strony równoległe linie na podłodze, które zbiegają się w oddali, zapewniają poczucie głębokości na zdjęciu. Źródło: Pixabay.

Aplikacje

Fotogrametria jest bardzo stosowana w różnych dyscyplinach, takich jak architektura, inżynieria i archeologia, aby wymienić niektóre. Jak wyjaśniono wcześniej, jest stosowany w naukach kryminalistycznych i oczywiście do specjalnych skutków filmów.

Na przykład w inżynierii dobre obrazy mogą ujawnić informacje o pomocy i konfiguracji gruntów. Oto kilka konkretnych obszarów bardzo interesujących:

-Studium dróg komunikacyjnych.

-Ustanowienie ścieżek.

-Ruchy Ziemi.

-Urbanistyka.

-Badanie basenów hydrograficznych.

-Powstanie powietrzne do wydobywania poszukiwania.

Dodatkowo fotogrametria jest bardzo docenianym narzędziem w:

-Architektura: W podnoszeniu zabytków i konstrukcji.

-Archeologia: Aby odbudować stare budynki z pozostałości zachowanych dzisiaj.

-Zoologia: Pomóż skomplikować trzy -wymiarowe modele obecnych i wymarłych zwierząt.

-Mechanika: w modelowaniu samochodów, silnikach i wszelkiego rodzaju maszynach.

Bibliografia

1. Blog zespołu Adam Technologies. Jak działa fotogrametria? Odzyskany z: Adamtech.com.Au.
2. Armillary, zastosowany geomatyczny. Techniki fotogrametryczne. Odzyskane z: Armillary-Gemoomata.Blogspot.com.
3. Technologie fotomodeler. Jak działa fotogrametria? Odzyskany z: fotomodeler.com.
4. Quirós, e. 2014. Wprowadzenie do fotogrametrii i kartografii zastosowanej do inżynierii lądowej. Wysłane przez University of Extramadura.
5. Sánchez, J. Wprowadzenie do fotogrametrii. University of Cantabria. Odzyskane z: OCW.Unican.Jest.