Fotogrametria i teledetekcja

Wykład 1

Uniwersytet Rolniczy w Krakowie

Wydział Inżynierii Środowiska i Geodezji

Katedra Geodezji Rolnej,

Katastru i Fotogrametrii

Informacje organizacyjne

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Podstawowe informacje ułatwiające życie

Prowadzący: dr hab. inż. Bartosz Mitka

Pokój: 2.6 Spichlerz

Konsultacje: Czwartek 15.30

– 17.00

E-mail: [e-mail]

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Informacje organizacyjne!

-

przedmiot: 2 semestry:

-

Studia stacjonarne:

-

V semestr 20 godzin

– zaliczenie na ocenę – test

jednokrotnego wyboru

-

VI semestr 25 godzin

– egzamin pisemny (całość)

-

Studia niestacjonarne:

-

V semestr 10 godzin (zjazdy parzyste)

– zaliczenie na ocenę –

test jednokrotnego wyboru

-

VI semestr 10 godzin

– egzamin pisemny (całość)

UWAGA!!! W roku akademickim 2019/2020 zgodnie z Zarządzeniem

Rektora UR 52/2020 egzaminy na studiach stacjonarnych
oraz niestacjonarnych będą ustne, on-line poprzez
platformę MS Teams, w formie wideoczatu z udziałem
egzaminatora i zdającego.

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Mitka Bartosz, Piech Izabela:

„Fotogrametria

cyfrowa

:

fotogrametryczne

opracowanie

naziemne i lotnicze dla

studentów geodezji

Uniwersytetu Rolniczego w Krakowie

”, 2019,

Uniwersytet Rolniczy im. Hugona

Kołłątaja w

Krakowie, ISBN 978-83-64758-77-5

Materiał źródłowy wykładów

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Z.

Kurczyński – „Fotogrametria”, Warszawa

2014, Wydawnictwo Naukowe PWN, ISBN
978-83-01-17560-3

Dodatkowo

w

zakresie

nowoczesnych

technologii

artykuły z konferencji, strony

internetowe

producentów,

czasopisma

branżowe

Materiał źródłowy wykładów

Fotogrametria - wprowadzenie

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Fotogrametria – co to takiego i po co nam na geodezji?

ISPRS (International Society for Photogrammetry and Remote Sensing)

–

Międzynarodowe Towarzystwo Fotogrametrii i Teledetekcji

Definicja fotogrametrii z Kongresu w Kyoto (1988 r):

„Fotogrametria i teledetekcja to dziedzina nauki i techniki zajmująca
się zdalnym pozyskiwaniem wiarygodnych informacji o obiektach
fizycznych oraz ich otoczeniu

drogą rejestracji, pomiaru i interpretacji

ich

zdjęć i zobrazowań”

Czym zajmuje

się fotogrametria?

Rola fotogrametrii w geodezji !

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Podział fotogrametrii – czyli próba uporządkowania tematu

Lotnicza (aerofotogrametria) i naziemna (terrafotogrametria)

Topograficzna i nietopograficzna (bliskiego zasięgu)

Jednoobrazowa i dwuobrazowa (stereofotogrametria)

Analogowa, analityczna i cyfrowa

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Zacznijmy od początku – czyli trochę historii

Heinrich Lambert (matematyk)

– połowa XVIII wieku – publikacja

matematycznych podstaw rzutowania

– podstawa teoretyczna opracowań

fotogrametrycznych

– tyle że nie było wtedy jeszcze fotografii !

No to od początku:
Camera obscura

(łac. ciemna komnata): pierwszy naukowy opis (znany)

pochodzi najprawdopodobniej z 1020 roku

– Alhazen z Basry (arabski

matematyk), ale znana prawdopodobnie już w starożytnej Grecji.

Leonardo da Vinci opisał
camerę obscurę w dziele
Codex Atlanticus (1502)

źródło: pl.wikipedia.org

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Zacznijmy od początku – czyli trochę historii

Joseph

Nicéphore Niepce (1765-1833) w 1826 roku za pomocą prostego

aparatu wykonał zdjęcie na polerowanej płycie miedzianej pokrytej płynnym
asfaltem syryjskim.

Louis Jacques

Mandé Daguerre (1787-1851) w 1839 roku opublikował

wynalazek utrwalania obrazów zwany później od jego nazwiska
dagerotypią.

Materiałem światłoczułym była warstewka

jodku srebra

na powierzchni

polerowanej i posrebrzonej płytki

miedzianej.

Obraz po naświetleniu

wywoływany był w parach rtęci.

William Henry Fox Talbot (1800-1877)

w 1839 opublikował proces

wykonywania fotografii w technice negatywowej, na podkładzie
papierowym

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Zacznijmy od początku – czyli trochę historii

Felix Tournachon (Nadar)

– 1855 pierwsze zdjęcia z balonu, 1858 zdjęcia

Paryża wykonane z balonu na uwięzi (technika mokrego kolodionu)

Armie Laussedat - 1849 ikonometria (fotogrametria stolikowa),
1859

– „Metrotopografia”

1862

– fort Richmont, wojna secesyjna – wykorzystanie zdjęć zrobionych z

balonu do kierowania ogniem artylerii;

Carl Pulfrich

– 1901 – opracowanie konstrukcji stereokomparatora

Ritter von Orel

– 1908 – opracowanie konstrukcji stereoautografu, który

zmechanizował całkowicie proces opracowania mapy, umożliwiając kreślenie
warstwic i konturów sytuacyjnych w sposób ciągły, bezpośrednio ze zdjęć
stereoskopowych

Wilbur Wright

– 24 kwietnia 1909 roku pierwsze zdjęcie lotnicze podczas

pokazu lotniczego w pobliżu Rzymu

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Zacznijmy od początku – czyli trochę historii

Pod koniec I wojny światowej wykonywano już po kilka tysięcy zdjęć
rozpoznawczych dziennie!

Rozwój fotografii pod względem czasów naświetlania:

• Dagerotypia – 1839 – 30 min

• Mokry kolodion – 1851 – 10 s

• Płyty bromożelatynowe – 1878 – 1/50 s

• Płyty bromożelatynowe – 1900 – 1/1 000 s

• Materiały bromożelatynowe – 1937 – 1/25 000 s

• Współczesne materiały fotograficzne – 1/1 000 000 s i mniej

Współczesne narzędzia fotogrametry – zdjęcia cyfrowe

1957

– pierwszy zeskanowany obraz fotograficzny

Russell Kirsch
176 x 176 pikseli (30 976 px)
głębia koloru – 1 bit
5 cm x 5 cm

Współczesne narzędzia fotogrametry – zdjęcia cyfrowe

1969

– wynalazek matrycy CCD – Bell Telephone Laboratories

1975

– pierwszy aparat cyfrowy – laboratorium Kodaka, Steve Sasson (10

tyś. pix, 0,01 Mp, zapis do 30 zdjęć na standardowej kasecie
magnetofonowej)

Współczesne narzędzia fotogrametry – zdjęcia cyfrowe

1988

– pierwsza profesjonalna lustrzanka cyfrowa

1991

– pierwsza komercyjna stacja fotogrametryczna

2000

– pojawienie się na rynku lotniczych kamer cyfrowych

Cyfrowa rejestracja obrazu - matryce

•

Podzielona na piksele

• Elementy światłoczułe

• Foton – zjawisko fotoelektryczne –

wytrącenie elektronu – dodatnio
naładowana studnia potencjału

• Dłuższa ekspozycja = więcej

zgromadzonych elektronów

• „Policzenie” elektronów dla wszystkich

kolumn -

informacja ile światła

padło na każdy piksel

• Przetworzenie sygnału przez przetwornik
analogowo-cyfrowy

http://www.optyczne.pl

Cyfrowa rejestracja obrazu – matryce cyfrowe i kolor

Cyfrowa rejestracja obrazu – matryce cyfrowe i kolor

www.foveon.com

UR Kraków, WIŚiG

Fotogrametria i teledetekcja

– III rok GIK

2019/2020

Podstawy teoretyczne opracowań fotogrametrycznych

Teoria fotogrametrii bazuje na geometrii analitycznej w przestrzeni

trójwymiarowej, posługuje się zapisem wektorowym i macierzowym

Zdjęcie wykonane kamerą metryczną jest (z pewnymi zastrzeżeniami)

rzutem środkowym przestrzennego obiektu (np. powierzchni terenu)

na płaszczyznę

Warunek kolinearności: Trzy punkty – środek rzutów – punkt terenowy

– oraz jego obraz – leżą na jednej prostej

Transformacje przestrzenne (3D) układów współrzędnych odbywają

się z wykorzystaniem współczynnika skali, wektora traslacji i macierzy

obrotów