wykład6,7 [tryb zgodności]

2010-05-24

Podstawowe definicje:

Metody budowy modelu fotogrametrycznego

❖ pod pojęciem modelu fotogrametrycznego należy rozumieć model nie posiadający paralaksy poprzecznej w obrębie całego stereogramuna, którym możemy prowadzić pomiary przestrzenne w zewnętrznym układzie odniesienia

prowadzący: drinż. Ryszard Preuss

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Podstawowe definicje:

❖ paralaksą podłużną nazywamy różnicę współrzędnych tlowych wzdłóż osi x (wkierunku nalotu),

❖paralaksą poprzeczną nazywamy różnicę współrzędnych tlowych wzdłóż osi y (w kierunku poprzecznym do nalotu),

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

\ /

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Podstawowe definicje:

❖ paralaksą podłużną jest funkcją różnic wysokości występujących w terenie,

❖paralaksą poprzeczną jest funkcją niewłaściwej orientacji wzajemnej zdjęć,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Podstawowe definicje:

\ . i

Wyłdady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Etapy budowy modelu fotogrametrycznego

1. rekonstrukcja wiązki promieni homologicznych,

2. odtworzenie orientacji przestrzennej zdjęć,

3. wyznaczenie punktów modelu fotogrametrycznego,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Sposoby budowy modelu fotogrametrycznego

1. metoda analogowa,

2. metoda analityczna,

3. metoda cyfrowa,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Sposoby budowy modelu fotogrametrycznego

2. metoda analityczna - polega na pomiarze współrzędnych punktów homologicznych w układzie stereokomparatora,

pozostałe etapy budowy modelu fotogrametrycznego są realizowane metodami analitycznymi przy pomocy specjalnych algorytmów, proces obliczeniowy może być wykonywany niezależnie od pomiaru lub w czasie jego wykonywania. Instrumenty pozwalające na prowadzenie obserwacji i wykonywanie obliczeń w czasie rzeczywistym jest autograf analityczny,

produktem iinalnym jest mapa numeryczna,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

1. metoda analogowa-wszystkie etapy budowy modelu fotogrametrycznego są realizowane analogowo na specjalnych instrumentach fotogrametrycznych zwanych autografami analogowymi,

tradycyjnym produktem iinalnym jest mapa graiiczna,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Sposoby budowy modelu fotogrametrycznego

3. metoda cyfrowa polega na prowadzeniu obserwacji punktów homologicznych na obrazach cyfrowych w układach pikselowych,

pozostałe etapy budowy modelu fotogrametrycznego są realizowane metodami analitycznymi przy pomocy specjalnych algorytmów. Instrumenty pozwalające na prowadzenie obserwacji i wykonywanie obliczeń w czasie rzeczywistym jest autograf cyfrowy - fotogrametryczna stacja robocza. Funkcjonalność tego instrumentu zależy od pakietu oprogramowania. Wynikiem opracowania obrazów cyfrowych mogą być dane pomiarowe i klasyfikacyjne

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009


	Optyczna metoda rekonstrukcji wiązki

Auto graf analog owy- układ obserwacyjny instrumentu


	Autograf analogowy - układ pomiarowy instrumentu

Wykłady z Fotogram.....

.........ccji, KPSW-rok. akad. 2008/2009


	Autograf analogowy - przykłady

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009


	Autograf analogowy - przykłady

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Rozmieszczenie punktów Grubera na stereogramie

—j~*3 4*

■ 1 ? ^htsi 2

)

r -».S 6»

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Procedura strojenia na autograiie analogowym - orientacja wzajemna

w punkcie 1 usuwamy paralaksę poprzeczną ruchem y”, w punkcie 2 usuwamy paralaksę poprzeczną ruchem y\ w punkcie 3 usuwamy paralaksę poprzeczną ruchem q>”, w punkcie 4 usuwamy paralaksę poprzeczną ruchem q>’, w punkcie 5 usuwamy paralaksę poprzeczną ruchem n Aw,

gdzie: n= ‘4(1 + c_k²/a²);

proces ten powtarzamy iteracyjnie !

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Przemieszczanie punktów Grubera na zdjęciu wywołane ruchami kamer autografu analogowego

dht		m
^ ^w	i ii ij	%........X.........7		h t H
iw €>•	i f t	^		p; f ;s J	t * r
- O.	i. t 4	ti Si		! > i \j

' ^{5 0}	i t i	i t i	1 ■ *	? t tj	jt * ³
	j _? j J..........1.........i	^ to T '?	* to <> i . _t	e f ■» t i f i	li* * i.i.. °..... {

	“ ' »	-* • *•	<- * ^	* *->
w- ^		-o to		o e* o	:: J

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Standardowe opracowania analogowe - mapa analogowa ( graficzna )

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

hybrydowe opracowania analogowe - mapa numeryczna

układy współrzędnych stosowane w fotogrametrii

powstaje w aplikacji programowej obsługującej konwertery analogowo- cyfrowe podłączone do ruchów x,y, z autografów,

aplikacja pozwala na:

- analityczne skalowanie i poziomowanie modelu analogowego,

- graficzne wspomaganie procesu rejestracji treści mapy numerycznej,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

❖ układy instrumentalne ( przestrzenne - autografu analogowego, płaskie - stereokomparatorów),

❖ układ pikselowy (obrazów w postaci cyfrowej),

❖ układ współrzędnych tlowych,

❖ układ przestrzenny lokalny zdjęcia,

❖ układ orientacji wzajemnej (niezależnego modelu),

❖ układ odniesienia (terenowy, geodezyjny),

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

układy współrzędnych stosowane w fotogrametrii - oznaczenia i relacje (standaryzacja)

układ autografu analogowego

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

układ stereokomparatora

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

układ współrzędnych tłowych

_O0t'

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

układ przestrzenny lokalny zdjęcia

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

układ odniesienia ( terenowy, geodezyjny)

transformacja dwuwymiarowa - pomiędzy układami: instrumentalnymi a tlowym

podstawowy (X,Y,Z) - przestrzenny układ ortokartezjański matematyczny, prawoskrętny

np. WGS 84,

wtórny - geodezyjny (Y, X, H) dostosowany do stosowanego odwzorowania kartograficznego

np. PUWG 2000 oraz wysokości wyznaczane względem geoidy - wymaga wprowadzania korekcji za krzywiznę Ziemi (dla pojedynczego stereogramu).

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

S, =ii;

X: Ąt. — &.:V

^ 4 -t-

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

transformacja dwuwymiarowa - pomiędzy układami: instrumentalnymi a tlowym

transformacja przestrzenna - pomiędzy układami: modelowym i terenowym

Sjiizk:^-

Wyłdady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

macierz obrotu - dla dowolnych kątów

A = A_S>.		A_K
^an	^ai;	^a13
A ■	*22	''23
aro	ai;

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

macierz obrotu - dla dowolnych kątów

macierz obrotu - dla małych kątów obrotu

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

sin a ~ a, cos a ~ 1

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

transformacja przestrzenna - pomiędzy układami: modelowym i terenowym

transformacja bezprośrednia (DLT) - pomiędzy zdjęciem a terenem

zastosowanie:

Przeliczenie współrzędnych określonych w układzie niezależnego modelu do układu odniesienia,

Obserwacje:

współrzędne punktów homologicznych w obydwu układach (minimu 3 punktów),

Wyznaczane 7 parametrów transformacji:

X₀, Y₀, Z=Ho, k, 4>, Y,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

i: lEklzd jpigtSZCZyZty bJ^:/ -- -zys/em).

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok akad. 2008/2009

transformacja bezprośrednia (DLT) - pomiędzy zdjęciem a terenem

L-h	• H-.l-.Y -1:2- i,._;:
I..;	W.L_;s,,L_;;W
.
i..	_:.,t,_sv fL_;;S,i

I (1.0)

Wapótaynrśkr U w? ssjwacis fl], (!0> idóre poisme Siiiiy

transkirmadś Dii, tppdą zatetnaśf pssmiydzy tsktafeits odsiteigpfei piystiyssis ■ obiefeoisym z tikfedgm wśiissisiite plissrzyjny iijąćs. Wipóteyariłk! rp iwdsrsją 'PRis® pareistuy iwiragi wiwera** jak i .swnplrays ;djpd.

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok akad. 2008/2009

Obserwacje:

współrzędne punktów homologicznych na zdjęciu i w układzie odniesienia (minimum 6 punktów),

Wyznaczane:

parametry transformacji DLT,

a docelowo współrzędne dowolnych punktów w układzie odniesienia na podstawie ich obrazów minimum na dwóch zdjęciach,

Wyldady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

warunek kolinearności

r?ssi.l. .1; <'.ł-tisśr.śt' •••' Y,' -s i- •••' ! _s

• ••••• X_a -c_s ------......"^L......-.........^J”..........—— '■■■■ %^:

- - -V i- «LiZ - Ys t*£iUZ. - 74

■ i ■/;.: ■■ '.a: i-. •

Wyldady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

zastosowania warunku kolinearności - przestrzenne wcięcie wstecz dla:

- określenia orientacji zewnętrznej zdjęcia,

- samokalibracji zdjęcia (obliczenia parametrów orientacji wewnętrznej zdjęcia niemetrycznego),

- projekcja punktów terenowych na płaszczyznę tlową zdjęcia

Wyldady z Fotogrametrii 1 Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

ttii&y.

v . •• pur&Ui PI nu j.

*4 t4' ■■ pi^itSWkłdO K^._; V:-.

^_s. y_s •• ss^pii&^fr?* ohiui^n r-sir&LLj <^N:=svriv>igf:n'

Wyldady z Fotogrametrii 1 Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

przestrzenne wcięcie wstecz - typowe obserwacje:

- współrzędne tlowe i terenowe punktów homologicznych (minimum 3 punkty),

Wyznaczane:

- elementy orientacji zewnętrznej:

X₀, Y₀, Zfl, w, <p,z,

Wyldady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

przestrzenne wcięcie wstecz - samokalibracja obserwacje:

- współrzędne tlowe i terenowe punktów homologicznych (potrzebne pole testowe - kilkadziesiąt punktów),

Wyznaczane:

- elementy orientacji zewnętrznej: X₀, Y₀, Zq, w, (p, y,

+ elementy orientacji wewnętrznej Xg, y₀, c_k, k_ls k₂, k₃,

Wyldady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

przestrzenne wcięcie wstecz - projekcja odwrotna obserwacje:

- współrzędne punktów terenowych (dowolna ilość),

+ elementy orientacji zewnętrznej X0, Y0, Z0, w, (p, y, i elementy orientacji wewnętrznej x0, yO, ck, kl, k2, k3„

Wyznaczane:

- współrzędne tlowe punktów terenowych x_i; y_i;

Wyldady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

zastosowania warunku komplanarności

-przestrzenne wcięciewprzód dla:

- określenia orientacji wzajemnej niezależnego modelu,

- wyznaczenia współrzędnych punktów w układzie terenowym,

Wyldady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

warunek komplanamości - wyznaczenie orientacji wzajemnej

obserwacje:

- współrzędne tlowe punktów homologicznych na stereogramie

(potrzebne minimum 6 punktów , optymalnie 12 punktów równomiernie rozłożonych na stereogramie),

wyznaczane:

- elementy orientacji wzajemnej: wariant 1 9’, %, Aw, q>”, % , wariant 2 by, b_i; w”, 9”, x”,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

warunek komplanamości - wyznaczenie punktów terenowych obserwacje:

- współrzędne tlowe punktów homologicznych na stereogramie (dowolna ilość), wyznaczane:

- współrzędne terenowe tych punktów X_i; Y_i; Zj,

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

autograf analityczny - zakres funkcjonalny

tryby pracy instrumentu:

o monokamporatorowy - współrzędne w układzie zdjęcia lub tlowym dla pojedynczego zdjęcia,

o stereokomarator o wy-współrzędne w układzie zdjęcia lub tlowym dla stereogramu,

□ niezależnego modelu-współrzędne w układzie orientacji wzajemnej,

o modelu po orientacji bezwzględnej - współrzędne w układzie odniesienia,

instrument pracuje w czasie rzeczywistym czyli wszystkie funkcje są prowadzone z częstotliwością 50Hz !

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Podstawowe zadania:

■ odtworzenie orientacji przestrzennej zdjęć lotniczych - aerotriangulacja,

■ stereoploting,

■ tworzenie NMT, NMPT,

autograf analityczny - przykłady

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009

Definicja fotogrametrii cyfrowej — wg. Kraussa fotogrametrię cyfrową określamy—

„ gałąź, wktórej obraz nie jest rejestrowany fotograficznie lecz przy pomocy elektroniki wpostaci cyfrowej, gdzie następnie techniki komputerowe stymulują wizją i rozpozna waniem

Autograf cyfrowy

Formaty danych obrazowych:		Sposoby realizacji widzenia stereoskopowego w autografie cyfrowym — najczęściej używany
Forma ty plików rastrowych		wpoprzez polaryzację obrazów z aktywnymi okularami.
ItuR5e^frtaticŁi ^ te?*o Łii^iay jjsw.yfr z-ponitizyms Jasiów		Zdjęcia stereogramu są równocześnie wyświetlane.
* L^ifjr-płi i wni;y) J-bit w		Przysłanianie obrazów realizują okulary. Każdy okular
i Krw-^ph tcrjipśT^^rcf. {ó-bri w ciiriedack ■ ;		zawiera ciekłokrystaliczną substancję, która pod wpływem
24-fc-ft RGS.		impulsu elektrycznego staje się przeźroczysta lub nie.
RGB		Prawe i lewe oko jest przysłaniane odpowiednio do
* Tir F •^'sceiiipLr';'^! 3-hir« odcieni sd> ti jvok l. !i-6-bi1 ?;• odcień]ach		wyświetlanych obrazów. Za synchronizację odpowiada
■ liFF zimS-Lar w □tomiki ch ; 24-bir RC-E.		nadajnik podczerwieni umieszczony na monitorze.
* HET JPZ^MLiijB S-bit wDdiiszaiwb.«asraU j:-birw twsflićt, H4-bś* RGE-s ś 36-bił RC-S.		(rozwiązanie - Liąiud Crystal Displays)
UWAGA: OćdiLlBi zapó^ie S-ijiTsroe ksnaly pdkbr; R.03 lus ini^e-j chwili oi^hjgiwans T; zry i.:? :S?y z.:-jr,z,i "by c cjp:-,a:is wjsdujisi 24-

Funkcje przycisków myszy 3D		Podstawowe zadania:
2"" r; w.:. r ^r—		■ odtworzenie orientacji przestrzennej
		zobrazowań,
		■ stereoploting,
'••.o:.		■ tworzenie NMT, NMPT,
		■ generowanie cyfrowej ortofotomapy,
• . ......		■ monoploting

Oprogramowanie:
	- z akie s funkcjonalny
imsgsStatiofi® S oliwi	we Products
v_I	=■ ■ j . . \|
t 1 1 ‘ 1 1 s r	•__l * ' •• j
i - i i	''-¹' -¹

Fotogrametria cyfrowa

— moduły oprogramowania

Dziękuję za uwagę

Wykłady z Fotogrametrii i Teledetekcji, KPSW-rok. akad. 2008/2009