Fotogrammetri historia, metod, typer, applikationer

3489
Basil Manning
Fotogrammetri historia, metod, typer, applikationer

De fotogrammetriía Det är en teknik för att extrahera rumslig information från bilder, särskilt från flygfoton, men också från de som tas på land eller till och med under havet. Från denna information kvantifieras dimensionerna och positionerna för de representerade objekten..

De fotografiska bilderna är plana, som den som visas i figur 1, men genom dem är det möjligt att uppskatta till exempel höjden på byggnader eller stenar, antingen med avseende på vägen, havet eller en annan punktreferens.

Figur 1. En flygbild som tagits för att utföra en fotogrammetrisk undersökning. Källa: Wikimedia Commons. Foto av D Ramey Logan [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

Att skapa bilder som är mycket nära verkligheten är inte nytt. Den stora Leonardo da Vinci (1452-1519) var en pionjär inom perspektivet och fulländade sina principer genom användning av så kallade läckagepunkter.

Försvinnande punkter är de platser i horisonten där parallella linjer konvergerar, vilket ger betraktaren en känsla av djup.

Leonardo gjorde det med målningar och ritningar för hand, men från det ögonblick att fotografiet uppfanns, på 1800-talet, började foton också användas för tekniska ändamål.

Så gjorde Aimé Laussedat (1819-1907) och Albrecht Meydenbauer (1834-1921), betraktade fäderna för modern fotogrammetri. Laussedat byggde detaljerade topografiska kartor 1850 genom att lägga olika perspektiv på ett plan..

För sin del använde Meydenbauer, som var arkitekt, tekniken för att dokumentera byggnader, som, om de förstördes, kunde byggas om helt tack vare den lagrade informationen.

På 80-talet av 1900-talet fick modern databehandling fotogrammetri att ta ett stort steg genom att minimera den tid som krävs för bildbehandling..

Artikelindex

  • 1 Metod för fotogrammetri
    • 1.1 Stereoskopisk syn
  • 2 typer
    • 2.1 Fotogrammetri vs. topografi
    • 2.2 Fotogrammetri från en enda bild
  • 3 applikationer
  • 4 Referenser

Fotogrammetri metod

I stort sett består metoden av att ta bilder av objekt, bearbeta dem och slutligen tolka dem. Huvudelementen för att beskriva grundprincipen anges i figur 2:

Figur 2. Grundprincip för att ta en bild. Källa: F. Zapata.

Först och främst behöver du en sensor för att fånga bilden och även en lins, så att varje ljusstråle som kommer från en punkt träffar sensorn på samma plats. Om detta inte händer registreras punkten som ett överlägg, vilket resulterar i en suddig eller oskarp bild..

För att rekonstruera objektet är endast den rätlinjiga strålen ritad i svart i figur 2. av intresse för fotogrammetri. Detta är den som passerar genom den punkt som kallas perspektivcentrum i linsen

SPå den strålen, som går direkt från objektet, passerar genom linsen och når sensorn, finns det avståndet som man söker.

Stereoskopisk syn

Människans naturliga vision är stereoskopisk. Detta betyder att vi kan känna till avstånden som objekten är, tack vare det faktum att hjärnan bearbetar de fångade bilderna och utvärderar lättnaderna..

Det är därför varje öga fångar en något annorlunda bild och sedan gör hjärnan arbetet med att tolka dem som ett, med lättnad och djup..

Men i en platt ritning eller ett fotografi är det inte möjligt att veta hur långt eller hur nära ett objekt är, eftersom informationen om djupet förlorades, vilket förklaras grafiskt i figur 3.

Som vi har sagt är poängen på huvudstrålen, men det finns inget sätt att veta om det är närmare eftersom objektet är litet eller om det är längre bort, men det tillhör något större..

Figur 3. I en platt bild kan djupet på objekten inte bestämmas. Källa: F. Zapata.

Så för att åtgärda närhetsproblemet tas två lite olika bilder, som visas nedan i figur 4.

Figur 4. Skärningspunkten mellan de två linjerna gör att vi kan hitta punktens verkliga plats i rymden. Källa: F. Zapata.

Genom att känna strålarnas skärningspunkt genom triangulering upptäcks positionen för objektet från vilket de kommer. Denna procedur kallas "punktmatchning" och görs med hjälp av specialdesignade algoritmer, eftersom det är nödvändigt att upprepa proceduren med alla punkter i ett objekt..

Detaljer som position, vinkel och andra egenskaper hos kameran beaktas också för att uppnå goda resultat..

Typer

Beroende på hur bilderna förvärvas finns det flera typer av fotogrammetri. Om bilderna tas från luften är det luftfotogrammetri.

Och om de tas på marken kallas tekniken markbunden fotogrammetri, vilket var den första praktiska tillämpningen av tekniken..

Flygfotogrammetri är en av de mest använda grenarna idag, eftersom den möjliggör generering av mycket exakta planer och kartor. Bilderna kan också hämtas via en satellit, i vilket fall vi talar om rymd eller satellitfotogrammetri.

På samma sätt klassificeras fotogrammetri enligt de instrument som används och den behandling som ges till bilden och kan vara:

-Analog

-Analytics

-Digital

I analog fotogrammetri är avbildning och bearbetning helt optisk och mekanisk.

I analytisk fotogrammetri är ramarna analoga men bearbetade på datorn. Och slutligen, i digital fotogrammetri, är både ramen och bearbetningssystemet digitala..

Fotogrammetri vs. topografi

Topografin syftar också till att representera den lantliga eller urbana terrängen på ett plan och belysa intressanta platser. Omvänt tar du vid behov poängen i planet och placerar dem i rymden..

Av denna anledning har topografi och fotogrammetri mycket gemensamt, men den senare har några fördelar:

- Det är nästan alltid billigare.

- Förvärvet av data - undersökningen - är snabbare, lämpligt för stora områden.

- Fungerar bäst på mycket ojämn terräng, såvida det inte täcks av tjock vegetation.

- Alla poäng registreras lika.

- Informationen kan sparas och det är inte nödvändigt att återvända till fältet för att få den igen.

Enbildsfotograferrammetri

I allmänhet är det inte möjligt att rekonstruera ett fotograferat objekt från ett enda fotografi, såvida inte någon annan ytterligare information används, för som vi redan har sett, i en platt bild finns det inget register över djup.

Ändå ger bilderna fortfarande värdefull information, om än med vissa begränsningar.

Anta som ett exempel att du vill identifiera en bankranare. En övervakningskamerabild kan användas för att bestämma höjden och byggnaden för den person som begick brottet genom att jämföra den med den kända storleken på möbler eller andra personer i bilden.

Figur 5. Stolarna har samma storlek och vi vet omedelbart vilken som är närmast. Å andra sidan ger de parallella linjerna på golvet som konvergerar på avstånd, känslan av djup i fotot. Källa: Pixabay.

Applikationer

Fotogrammetri används i stor utsträckning inom olika discipliner, såsom arkitektur, teknik och arkeologi, för att nämna några. Som förklarats tidigare används den inom kriminalteknik och naturligtvis för filmernas specialeffekter.

Inom teknik kan bra bilder till exempel avslöja information om lättnad och konfiguration av en terräng. Här är några specifika områden av stort intresse:

-Studie av kommunikationsvägar.

-Upprättande av vägar.

-Jordrörelser.

-Stadsplanering.

-Studie av hydrografiska bassänger.

-Flygundersökningar för gruvprospektering.

Dessutom är fotogrammetri ett mycket uppskattat verktyg inom:

-Arkitektur: i att höja monument och byggnader.

-Arkeologi: att bygga om gamla byggnader från resterna bevarade idag.

-Zoologi- Hjälper till att skapa tredimensionella modeller av nuvarande och utdöda djur.

-Mekanik: i modellering av bilar, motorer och alla typer av maskiner.

Referenser

  1. Adam Technologies Team Blog. Hur fungerar fotogrammetri? Återställd från: adamtech.com.au.
  2. Armillary, Applied Geomatics. Fotogrammetriska tekniker. Återställd från: armillary-geomatica.blogspot.com.
  3. Photomodeler Technologies. Hur fungerar fotogrammetri? Återställd från: photomodeler.com.
  4. Quirós, E. 2014. Introduktion till fotogrammetri och kartografi tillämpad på civilingenjör. Publicerad av University of Extramadura.
  5. Sánchez, J. Introduktion till fotogrammetri. University of Cantabria. Återställd från: ocw.unican.es.

Ingen har kommenterat den här artikeln än.