Photogrammetrie

Aufnahme:

Vorverarbeitung

Orientierung

Auswertung

• im Foto immer

• Maßstabsfrei nur in der Mitte vom Bild (Nadir)

• Abhängig vom Aufnahmeabstand

• Schrägaufnahme

• Geländehöhe

• Geländeneigung

• Beobachtungsrichtung

• Kameraorientierung

• Objektverzerrungen

• Kameralinsenverzerrung

• Projektionsverzerrung

• Ungenauigkeiten bei der Kamerakalibrierung

• Beleuchtungsverzerrungen

Grauwertzuordnung!

Durch eine Transformation werden die Daten des Eingabe-Bildes in der für das Ausgabe-Bild gewählten Matrix neu geordnet.

Dieser Vorgang wird als Resampling bezeichnet. Dabei werden die Grauwerte der Bildmatrizen immer so interpretiert, dass sie jeweils der Pixelmitte mit runden Koordinaten zugeordnet sind.

Pan-Sharpening ist eine Methode der digitalen Bildverarbeitung und ermöglicht die Erhöhung der räumlichen Auflösung von gleichzeitig aufgezeichneten RGB Kanälen. Das Ergebnis ist also ein “schärferes” Bild! Die Methode beinhaltet Farbraumtransformationen.

• für räumliche Konstruktion

• lückenlose Überlagerung, um Roll/Nick/Gier Ausweichung abzufangen

• höhere Genauigkeit, besserer Zusammenfügung von Bildern um ein Zusammenhängendes zu bekommen (BSP Agisoft)

• Fehlererkennung (ungenauigkeiten, systematische Fehler) können erkannt werden

• Redundanz, wenn ein Bild verschwommen/ nicht alles abdeckt, ist immer noch ein zweites da

• ggfalls Foliensatz anschauen!

• Rekonstruiert man Lage und Form von Objekten aus Fotos / digitalen Bilddaten

• Man leitet geometrische Merkmale ab, basierend auf Fotos

• Vermessung im Foto.

• Die Messung erfolgt indirekt in Bildern, nicht direkt am Objekt!

Heute spricht man nur noch von Nahbereichs- und Luftbildphotogrammetrie!

Unterteilung soll breites Spektrum der Anwendung darstellen!

Ingenieurbau:

• Erfassung von Großbauwerken, Deformationsmessungen, Beweissicherungsmaßnahmen

Architektur, Denkmalpflege, Archäologie:

• Fassadenaufnahme, Baugeschichtliche Dokumentation, Rekonstruktion zerstörter Gebäude, 3D Stadtmodelle

Luft-und Raumfahrt:

• Montageüberwachung, Weltraumsimulationen

Medizin:

• Zahnvermessung, Wirbelsäulendeformation, Plastische Chirugie, Bildgestütze Operationen

Polizei / Forensik (Rechtsmedizin):

• Tatortvermessung, Tätervermessung, Beweissicherung, Aufnhame von Verkehrsunfällen/Schuhabdrücken

Multi-Media:

• 3D Modelle für Spiele, Objekte und Bewegungsabläufe für Animationsfilme

Forst:

• photooptische Poltervermessung

analoge P.:

• Bilder, die photochemisch aufgenommen werden und mit optisch-mechanischen Geräten ausgewertet werden

analytische P.:

• Stützt sich auf photochemische Aufnahmen, Auswerteprozess aber mit Computer

• Bis 2000 Standardverfahren

digitale P.:

• Licht wird in Bildebene der Aufnahmekamera auf eine CCD festgehalten

• Auswertung mit Computer, heute Standard

Photogrammetrie:

• damit rekonstruiert man Lage und Form von Objekten aus Fotos / digitalen Bilddaten

• man leitet geometrische Merkmale ab

• Messung erfolgt indirekt in Bildern, nicht direkt am Objekt

Fernerkundung:

• Klassifizierung von Objekten nach thematischen Merkmalen

• Art der Informationsgewinnung wird als Fernerkundung (remote sensing) bezeichnet

• Maßzahlen = Koordinaten einzelner Objektpunkte in einem zwei- oder dreidimensionalen Koordinatensystem (=digitale Punktbestimmung)

• Zeichnungen (analog) = Karten, Pläne im Grundriss mit Höhenlinien und sonstigen graphischen Darstellungen der Objekte

• Geometrische Modelle (digital) = die in Informationssysteme einfließen

• Bilder (analog und/oder digital) = entzerrte Photos (Orthophotos, True Orthophotos und daraus hergestellte Luftbildkarten, dreidimensionale Photomodelle (CAD-Modelle mit der aus Photographien entnommener Textur)

• 3D Modelle = aus vielen Bildern – Structure from motion

• Luftbildservice in Deutschland

• Eigenschaften von Luftbildern

• Luftbildkameras, Luftbildprodukte (DOP, TrueDOP, bDGM, bDOM)

• Automatische Luftbildauswertung (Innere, relative, absolute Orientierung, Aerotriangulation, DGM-Generierung, Orthophoto - Generierung)

• Flugplanung

• Ein-Bild-P.: Einzelbildauswertung, ebene Entzerrungen, Orthobilder

• Stereo-P.: Zweibildauswertung, stereoskopische Messungen

• Mehrbild-P.: beliebige Anzahl, Bündeltriangulation

Einsatzschwerpunkt der Nahbereichsphotogrammetrie liegt zwischen Objektgrößen von etwa 1m bei Genauigkeiten unter 0,1 mm und bei Objektgrößen von ca 200 m bei Genauigkeiten im cm Bereich

• Einfallswinkel = Ausfallswinkel

• c = Bildweite a’

• radialsymetrische Verzeichnung ermitteln

• Winkel Tau tritt ein, Winkel Tau’ tritt aus, deshalb ist c in der regel nicht = a’ sondern muss bestimmt werden

• Bildformat - U: Einstellung an Kamera

• Aufnahmeabstand - U: starke räumliche Tiefe, Schrägaufnahme

• unterschiedliche Brennweiten - U: gleiches Bild muss von anderen Standort sonst passt es nicht drauf

• Stativ - Stabilität

• Fokus manuell - keine automat. F.

• Zeitautomatik und kleine Blende - hohe Tiefenschärfe

• ISO klein (80-200) - wegni rauschen, keine Überbelichtung

• Abstand Objekt konstant - vergleichbare Bilder

• Kalibrierung der Kamera - erhöhung Genauigkeit

• zunehmender ISO erhöht die Bildhelligkeit, aber auch das rauschen

• Lichtverstärkungsfaktor des Kamerasensors beschreibt Lichtempfindlichkeit des Sensors

• beschreibt Verhältnis Brennweite zu Belndenöffnung

• große Blendenzahl = kleine Blende = hohe Tiefenschärfe

Zeitspanne, in der ein Lichtempfindliches Medium(Film, CCD, CMOS) zur AUfzeichnung eines Bildes dem Licht ausgesetzt wird

• Abstand zwischen Hauptebene einer optischen Linse oder des gewölbten Spiegels und dem Fokus

• je größer das Objektiv, je größer das Objekt

• je kleiner, desto mehr Weitwinkel

• gibt das Längenverhältnis der Diagonalen verschiedener Bildformate an