Jerzy Bernasik, Sławomir Mikrut

FOTOGRAMETRIA INŻYNIERYJNA

Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie

Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

Kraków 2003

2

Od autorów

Przekazując „Fotogrametrię inżynieryjną” czytelnikom, winni jesteśmy krótkie wyjaśnienie.

To monograficzne opracowanie miało służyć studentom jako podręcznik elementarny, ale w trakcie
pisania postanowiliśmy rozszerzyć je o wyniki własnych prac badawczych.
Równocześnie – wykorzystując elektroniczną postać zapisu – zamierzamy permanentnie rozszerzać
jego treść o istotne „nowości” – zarówno własne, jak innych (chcących się włączyć) Autorów.

Mamy zatem nadzieję, że w tej formie opracowany i aktualizowany materiał będzie mógł być

przydatny także fotogrametrom-profesjonalistom.

3

Spis treści

1. Informacje ogólne

1.1. Charakterystyka i zastosowania fotogrametrii inżynieryjnej

5

1.2. Dokładnościowe możliwości fotogrametrii inżynieryjnej

7

1.3. Kierunki rozwoju fotogrametrii bliskiego zasięgu

9

2. Analogowe zdjęcia fotogrametryczne

2.1. Kamery fotogrametryczne, zdjęcia pomiarowe i zasady wykonywania zdjęć

15

2.2. Błędy odwzorowania

16

2.2.1. Dystorsja obiektywu

16

2.2.2. Metody korekcji błędu dystorsji

18

2.2.3. Niepłaskość i nieprzyleganie materiału światłoczułego do ramki tłowej

19

2.2.4. Zniekształcenia obrazu związane z obróbką fotograficzną

20

2.3. Wyznaczanie poprawek do elementów orientacji kamer

21

2.3.1. Kalibracje kamer

21

2.3.2. Wyznaczanie poprawek rektyfikacyjnych fototeodolitu

22

2.4. Sposoby pomiaru zdjęć w fotogrametrii inżynieryjnej

23

2.4.1. Pomiar pojedynczych zdjęć i stereogramów

24

2.4.2. Pomiar par czasowych (pseudostereogramów)

24

3. Elementy fotogrametrii cyfrowej

3.1. Wstęp

26

3.2. Cyfrowe rejestracje obrazów

26

3.2.1. Kamery cyfrowe

27

3.2.2. Skanery fotogrametryczne

29

3.2.2.1. Przygotowanie zdjęcia do skanowania

31

3.2.2.2. Proces skanowania

31

3.2.2.3. Skanowanie fotogramów

31

3.2.2.4. Archiwizacja danych

32

3.2.2.5. Formaty danych cyfrowych

33

3.3. Pomiary obrazów cyfrowych

34

3.3.1. Fotogrametryczne stacje cyfrowe

34

3.3.2. Automatyzacja pomiaru na obrazach cyfrowych

36

3.3.2.1. Przegląd stosowanych algorytmów

38

3.3.2.2. Wybrane przykłady ekstrakcji krawędzi z podpikselową dokładnością

39

3.4. Przykłady zastosowań fotogrametrii cyfrowej

41

4. Analityczne metody stosowane w fotogrametrii inżynieryjnej
4.1. Metody oparte na przekształceniach przez obrót

49

4.2. Metody wykorzystujące zależności rzutowe

50

4.3. Określanie przemieszczeń i odchyłek projektowych metodą różnicową

51

4.4. Oprogramowanie metod analitycznych stosowanych w fotogrametrii inżynieryjnej

54

4

5. Metodyka pomiaru wybranych obiektów inżynieryjnych.
5.1. Jednoobrazowa metoda pomiaru kształtu i badania odkształceń

56

5.1.1. Pomiary ugięć dźwigarów

56

5.1.2. Pomiary przekroi podziemnych metodą płaszczyzny światła

57

5.1.3. Cyfrowa technologia pomiaru przekrojów podziemnych

59

5.2. Pomiary wychyleń i badania odkształceń wysmukłych budowli

61

5.2.1. Wykonywanie zdjęć i ich pomiar

62

5.2.2. Obliczenia wychyleń i prezentacje wyników pomiaru

63

5.2.3 Uwagi i informacje uzupełniające o pomiarach kominów przemysłowych

66

5.2.4. Badania odkształceń wież wiertniczych w trakcie próbnych obciążeń

67

5.3. Określanie parametrów lin odciągowych

69

5.3.1. Fotogrametryczne określanie parametrów lin odciągowych

69

5.3.2. Automatyzacja badania naprężeń lin na drodze analizy obrazów cyfrowych

72

5.4. Pomiary obiektów powłokowych

74

5.4.1. Pomiary chłodni kominowych

75

5.4.2. Pomiary hal przemysłowych i widowiskowych

77

5.4.3 Pomiary kształtu reflektorów anten

79

5.5. Pomiary procesów szybkozmiennych

80

5.6. Fotogrametria na kopalniach odkrywkowych

85

5.6.1. Określanie objętości urobku

86

5.6.2. Pomiary osuwisk

88

Literatura

90