Fotogrammetria

A fotogrammetria ( görögül φωτός - fény, γράμμα - rögzítés, kép és μετρέω - mérték) tudományos és műszaki tudományág , amely a tárgyak alakjának, méretének, helyzetének és egyéb jellemzőinek meghatározásával foglalkozik fényképes képeik alapján [1] .

A fotogrammetriának két fő iránya van:

1. a Föld (és más űrobjektumok) térképeinek és terveinek készítése képekből (fotótopográfia),
2. alkalmazott problémák megoldása építészetben , építőiparban , orvostudományban [2] , törvényszéki tudományban stb. (földi, alkalmazott fotogrammetria) [3] .

A fotogrammetria a 19. század közepén jelent meg, szinte magával a fényképezés megjelenésével egy időben . A fényképek felhasználását topográfiai térképek készítéséhez először Dominique F. Arago francia földmérő javasolta 1840 körül.

A fotogrammetria alkalmazásai

A fotogrammetria különféle tevékenységekben alkalmazható:

• topográfiai térképek és térinformatikai készítés ;
• geológiai felmérések;
• környezetvédelem ( gleccserek és hótakaró tanulmányozása, talajértékelés és eróziós folyamatok vizsgálata , növénytakaró változásainak megfigyelése, tengeráramlatok vizsgálata);
• épületek és építmények tervezése és kivitelezése;
• régészeti feltárások [4] ;
• filmipar (az élő szereplők játékának kombinálása számítógépes animációval , például a " Fight Club " filmekben , " Avatar " és mások);
• az objektum térbeli modelljeinek automatizált felépítése képekből;
• katonai ügyekben: topográfiai és speciális térképek, fényképészeti dokumentumok készítése, referencia-geodéziai hálózatok vastagítása, célpontok és baráti csapatok koordinátáinak meghatározása, lövedékek és rakéták röppályáinak és repülési sebességének tanulmányozása és egyebek [5] ;

• számítógépes játékok (játéktárgyak háromdimenziós modelljei, valósághű tájképek készítése; felhasználási példák: Resident Evil 7: Biohazard , World of Tanks).

A fotogrammetria általános elvei

A fotogrammetria különféle tudományágak módszereit és technikáit alkalmazza, elsősorban az optikából és a projektív geometriából kölcsönözve .

A legegyszerűbb esetben egy objektum pontjainak térbeli koordinátáit két vagy több, különböző pozícióból készített fényképből készített mérések határozzák meg. Ebben az esetben minden képen megtalálhatók a közös pontok. A látóvonal ezután a kamera helyétől a tárgy egy pontjáig húzódik. E sugarak metszéspontja határozza meg a pont helyét a térben. A bonyolultabb algoritmusok más, előre ismert információkat is felhasználhatnak az objektumról: például az alkotóelemeinek szimmetriáját, ami bizonyos esetekben lehetővé teszi a pontok térbeli koordinátáinak rekonstruálását egyetlen fényképes kép alapján.

A fotogrammetriában használt algoritmusok a hibahalmaz négyzetösszegének minimalizálását célozzák , általában Levenberg-Marquardt algoritmussal (vagy a kötegek módszerével ) oldják meg, a nemlineáris egyenletek legkisebb négyzetek módszerével történő megoldása alapján. .

A diagram négy fő adattípust mutat be, amelyek bemeneti és kimeneti adatok is lehetnek a fotogrammetriai munka előállítása során:

• a térbeli koordináták határozzák meg az objektum pontjainak helyzetét a térben;
• a fényképen lévő koordináták meghatározzák az objektum pontjainak helyzetét egy analóg vagy digitális fényképen;
• a kamera külső tájolásának elemei meghatározzák a térbeli helyzetét és a fényképezés irányát;
• belső tájékozódási elemek határozzák meg a felmérési folyamat geometriai jellemzőit.

A külső tájékozódási elemek közé tartoznak a vetítési középpont háromdimenziós koordinátái, a kép hosszanti és keresztirányú dőlésszögei, valamint az elforgatási szög.

A belső tájékozódási elemek közé tartozik elsősorban az objektív gyújtótávolsága (bár a felvétel során fellépő torzítások természete is figyelembe vehető: például objektív torzulás , fényképészeti anyag deformációja stb.) és a kétdimenziós a főpont koordinátái.

A további megfigyelések segítenek az objektum pontjainak távolságának és koordinátáinak pontosabb meghatározásában, valamint pontosítják a léptéket és magát a koordinátarendszert.

A fotogrammetria előnyei

• Nagy mérési pontosság;
• A mérési folyamat magas fokú automatizálása és eredményeik ehhez kapcsolódó objektivitása;
• Nagyszerű teljesítmény (mert nem magukat a tárgyakat mérik ilyennek, hanem csak a képeiket);
• A távmérés lehetősége olyan körülmények között, amikor a létesítményben tartózkodik, nem biztonságos az emberek számára.

Lásd még

• Digitális fotogrammetriai állomás
• légi fotózás
• Sztereoszkópia
• Háromszögelés
• ortomzaikus
• Digitális magassági modell
• PHOTOMOD

Jegyzetek

1. ↑ Fotokinotechnika, 1981 , p. 358.
2. ↑ S. Mirov, A. Ivanov, T. Ogurcova, E. Djukendzsiev. Távérzékelési adatok alkalmazása a podometriában  // 4th International Conference of CFS Users PHOTOMOD: Abstracts Collection. - 2004. - S. 25-28 . Az eredetiből archiválva : 2015. február 19.
3. ↑ Mikhailov A.P., Chibunichev A.G. Előadások a fotogrammetriáról MIIGAiK (elérhetetlen link) . Szög (2013. március 26.). Letöltve: 2014. december 19. Az eredetiből archiválva : 2015. szeptember 15. (határozatlan) 
4. ↑ L. V. Bykov, A. L. Bykov, M. V. Lashov, L. V. Tataurova. Geodéziai támogatás a régészeti kutatásokhoz Archiválva : 2014. április 8. a Wayback Machine -nél . Az Omszki Egyetem közleménye. 3. szám (65), 2012 - 85-93.
5. ↑ Fotogrammetria // Katonai enciklopédia / Grachev P. S. . - Moszkva: Katonai Könyvkiadó, 2004. - T. 8. - S. 281.

Irodalom

• Aleksapolsky N.M. Fotogrammetria: 1. rész / Szerk. szerk. műszaki doktor Tudományok prof. A. N. Lobanova. — M .: Geodesizdat , 1956. — 412 p. - 3600 példány.

• E. A. Iofis . Photocinema technológia . - M . : "Szovjet Enciklopédia", 1981. - S.  358 . — 449 p. — 100.000 példány.
• A. N. Lobanov. Fotogrammetria / N. T. Kuprina, 3. N. Chumachenko. - M . : "Nedra", 1984. - 552 p. - 7900 példány.

Szótárak és enciklopédiák	Nagy katalán Nagy norvég Brockhaus és Efron a világ körül Britannica (online) Universalis
Bibliográfiai katalógusokban	BNF : 119396020 GND : 4045892-1 J9U : 987007543512305171 LCCN : sh85101174 NKC : ph114586