1. DDPS- opis programu

Program przeznaczony jest wprost do realizacji zagadnień fotogrametrycznych związanych z pomiarem współrzędnych na zdjęciach cyfrowych bez odwoływania się do obserwacji stereoskopowych.

Oprogramowanie umożliwia pomiar współrzędnych pikselowych na zdjęciach cyfrowych i ich przeliczenie na współrzędne tłowe zdjęcia. Funkcja ta umożliwia rozwiązywanie zadań fotogrametrycznych wykorzystujących pomiar współrzędnych tłowych w układzie znaczków tłowych.

2. Dane do projektu

- zdjęcia w postaci cyfrowej (stereopara zdjęć), obrazy czarno- białe, które powstały w wyniku rejestracji kamerą LMK o c_k= 305 mm

- zdjęcia zostały wykonane w skali M_z= 5000 jako zdjęcia wielkoskalowe i zostały poddane procesowi skanowania przy zastosowaniu skanera fotogrametrycznego PS1

- skanowano zdjęcia pikselem P_HR= 22,5μm

- skanowano je jako RGB i zapisano w formacie TIFF

- jedno zdjęcie miało około 312 MB (24 bit) i przekonwertowano je na format BMP (8 bit)

- zdjęcia poddano korekcji w celu poprawy ich jakości (automatyczne równoważenie poziomów).

- metryka kamery zawierająca rzeczywiste współrzędne tłowe i faktyczne położenie ośmiu znaczków tłowych (wymagane dla modułu: orientacja wewnętrzna)

- dane o punktach (fotopunktach) terenowych w obrębie zdjęcia: współrzędne XYZ, opis topograficzny umożliwiający identyfikację fotopunktu na zdjęciu i w terenie (wymagane dla modułu: orientacja zewnętrzna zdjęcia i bezwzględna modelu)

Dane z metryki kalibracji kamery:

BEGIN_CC

FOCALE 305.21
stała kamery

UNIT 0.001 meters

BEGIN_FIDUCIAL_COORD

1 -109.9960000000 110.0320000000

2 110.0010000000 110.0310000000

3 109.9990000000 -109.9600000000

4 -109.9930000000 -109.9630000000

5 -0.0010000000 110.0220000000

6 109.9950000000 0.0360000000

7 0.0000000000 -109.9680000000

8 -109.9990000000 0.0360000000

END_FIDUCIAL_COORD

END_CC

gdzie 1,…,8 to numery znaczków tÅ‚owych.

Współrzędne F fotopunktów (X, Y, Z) zapisane w pliku z rozszerzeniem .OActrl

BEGIN_TERRAIN_POINTS

10507 -22046.900 78507.540 130.660 ctrl

10510 -22007.290 77469.490 106.950 ctrl

10513 -21594.480 78477.820 119.357 ctrl

10517 -21565.800 77507.030 122.317 ctrl

END_TERRAIN_POINTS

3. Orientacja wewnętrzna

- pomiar znaczków tłowych

Orientacja wewnętrzna polega na transformacji współrzędnych obrazu z układu pikselowego do układu tłowego. Najczęściej stosowaną metodą jest transformacja afiniczna. Podczas orientacji pomiarowi podlegają znaczki tłowe (zwykle 4 lub 8). Po wykonaniu orientacji wewnętrznej możemy poruszać się już w układzie tłowym zarówno lewego jak i prawego zdjęcia. Jednostką układu tłowego jest mm lub piksel. Dane do transformacji (współrzędne znaczków tłowych) pobieramy najczęściej z metryki kamery.

Dla projektu wykonano orientację wewnętrzną w module Inner Orientation wskazując znaczki tłowe na zdjęciu lewym i prawym, (wskazano 8 znaczków tłowych). Odchyłki w programie obliczane są po wskazaniu trzeciego znaczka tłowego.

Zdjęcie lewe (widok okna w module Inner Orientation):

Wykaz współrzędnych i uzyskanych wyników (zdjęcie lewe):

Wykaz współczynników transformacji (zdjęcie lewe):

Zdjęcie prawe (widok okna w module Inner Orientation):

Wykaz współrzędnych i uzyskanych wyników (zdjęcie prawe):

Wykaz współczynników transformacji (zdjęcie prawe):

Program wykonuje tylko transformację afiniczną, przez co jest utrudniona detekcja błędów grubych (utrudnia to szybką ocenę poprawności wykonanych pomiarów). Pomierzone parametry należy zapisać w pliku o rozszerzeniu OIparam, by móc przejść do orientacji wzajemnej. Wielkości uzyskanych poprawek nie powinny być większe niż 10 μm. Poprawki mieszczą się w dopuszczalnych wartościach i wynoszą:

Zdjęcie	Vx śr. [μm]	Vy śr. . [μm]
Lewe	3	3
Prawe	3	2

4. Orientacja wzajemna zdjęć

Orientacja wzajemna w programie DDPS jest oparta na manualnym pomiarze punktów wiążących. Orientacja bezwzględna nie podaje wprost wyników wyrównania, lecz trzeba je dodatkowo przeliczyć. Orientacja wzajemna pozwala określić wzajemne położenie dwóch wiązek poprzez stworzenie stereomodelu w lokalnym układzie. Aby wykonać tę orientację konieczny jest pomiar homologicznych punktów na lewym i na prawym obrazie. W celu wykonania orientacji wzajemnej wczytano pliki z parametrami z orientacji wewnętrznej dla obu zdjęć w module Relative Orientation. Pomierzono punkty homologiczne na obu zdjęciach w rejonach Grubera i wykonano proces iteracyjny. Uzyskano paralaksy dla każdego punktu. Po wykonaniu pomiarów zapisano parametry orientacji wzajemnej w pliku o rozszerzeniu Orparam oraz zapisano punkty homologiczne w pliku hlmg.

Szkic rozmieszczenia punktów (6 punktów w strefach Gruber'a (pomarańczowe) i 9 punktów homologicznych (zielone)):

Orientacja wzajemna (widok okna w module Relative Orientation):

Tabele uzyskanych wyników- paralaksa i odchyłki:

Wartość paralaksy nie może być większa niż 10 μm. Powinna wynosić średnio 6-8 μm. Błąd średni paralaksy w projekcie mieści się w dopuszczalnej wartości i wynosi

4 μm.

5. Orientacja bezwzględna modelu

Orientację bezwzględną wykonano w module Absolute Orientation, wybierając kolejno plik z elementami orientacji wzajemnej oraz plik ze współrzędnymi terenowymi fotopunktów oraz plik ze współrzędnymi modelu dla fotopunktów. Wykonano proces iteracyjny i uzyskano odchyłki w układzie terenowym w metrach.

Orientacja bezwzględna (widok okna w module Absolute Orientation):

Uzyskane pomiary i wyniki:

Analiza dokładności:

Wartość dx, dy i dz nie powinny przekraczać 10- 15 cm. Otrzymano następujące średnie wartości różnic dla fotopunktów:

dx [m]= 0,05 dy [m]= 0,08 dz [m]=0,05

Szkic rozmieszczenia fotopunktów:

Parametry orientacji bezwzględnej modelu:

om -0.000675 rad

fi -0.002985 rad

ka -0.014718 rad

k 5.250986 rad

Xo -22008.8235 m

Yo 78000.1657 m

Zo 1670.2121 m

BEGIN_OR_PARAMS

0.0087572889302206282

0.00093540853784414551

0.0055938527757496883

-0.0018612028468608717

0.0039419973625995494

END_OR_PARAMS

BEGIN_TERRAIN_POINTS

10507 -22046.900 78507.540 130.660 ctrl

10510 -22007.290 77469.490 106.950 ctrl

10513 -21594.480 78477.820 119.357 ctrl

10517 -21565.800 77507.030 122.317 ctrl

END_TERRAIN_POINTS

BEGIN_HOMOLOG_POINTS

10507 4791.71885044304330000000 636.82428152690215000000 487.62832542113273000000 691.04425136231816000000

10510 5195.76677366297920000000 9722.82428152690230000000 1017.96460596932510000000 9780.46903071338060000000

10513 8762.13738096915220000000 903.29073527294713000000 4486.54868002813960000000 935.94690699310456000000

10517 9068.76038390032040000000 9417.33226873022430000000 4852.84071313578080000000 9434.50442866582130000000

END_HOMOLOG_POINTS

BEGIN_HOMOLOG_POINTS

10507 4791.71885044304330000000 636.82428152690215000000 487.62832542113273000000 691.04425136231816000000

10510 5195.76677366297920000000 9722.82428152690230000000 1017.96460596932510000000 9780.46903071338060000000

10513 8762.13738096915220000000 903.29073527294713000000 4486.54868002813960000000 935.94690699310456000000

10517 9068.76038390032040000000 9417.33226873022430000000 4852.84071313578080000000 9434.50442866582130000000

END_HOMOLOG_POINTS

base 90.00000000000000000000

BEGIN_OA_PARAMS

om -0.00067480859840764380

fi -0.00298465118211130570

ka -0.01471828520139341900

k 5.25098651396894050000

Xo -22008.82351159113000000000

Yo 78000.16567781318700000000

Zo 1670.21210742014050000000

END_OA_PARAMS

---