Istoricul fotogrametriei, metoda, tipurile, aplicațiile

3202
Robert Johnston
Istoricul fotogrametriei, metoda, tipurile, aplicațiile

fotogrammetriein absenta Este o tehnică de extragere a informațiilor spațiale din imagini, în special din fotografii aeriene, dar și din cele realizate pe uscat sau chiar sub mare. Din aceste informații, dimensiunile și pozițiile obiectelor reprezentate sunt cuantificate..

Imaginile fotografice sunt plate, ca cea prezentată în figura 1, dar prin intermediul acestora este posibilă estimarea, de exemplu, a înălțimii clădirilor sau a stâncilor, fie în ceea ce privește drumul, marea sau un alt punct de referință.

Figura 1. O imagine aeriană realizată pentru a efectua un sondaj fotogrammetric. Sursa: Wikimedia Commons. Fotografie de D Ramey Logan [CC BY 4.0 (https://creativecommons.org/licenses/by/4.0)]

Crearea de imagini foarte apropiate de realitate nu este nouă. Marele Leonardo da Vinci (1452-1519) a fost un pionier al perspectivei, perfecționându-și principiile prin utilizarea așa-numitelor puncte de scurgere.

Punctele de fugă sunt locurile de la orizont în care converg linii paralele, oferind privitorului un sentiment de profunzime.

Leonardo a făcut-o cu picturi și desene realizate manual, dar din momentul inventării fotografiei, în secolul al XIX-lea, fotografiile au început să fie folosite și în scopuri tehnice..

Așa au făcut și Aimé Laussedat (1819-1907) și Albrecht Meydenbauer (1834-1921), considerați părinții fotogrametriei moderne. Laussedat a construit hărți topografice detaliate în 1850 prin suprapunerea diferitelor perspective pe un plan..

La rândul său, Meydenbauer, care era arhitect, a aplicat tehnica pentru a documenta clădirile care, dacă ar fi distruse, ar putea fi complet reconstruite datorită informațiilor stocate.

În anii 80 ai secolului al XX-lea, calculul modern a făcut ca fotogrametria să facă un salt mare, reducând la minimum timpul necesar procesării imaginilor.

Indice articol

  • 1 Metoda de fotogrametrie
    • 1.1 Viziunea stereoscopică
  • 2 tipuri
    • 2.1 Fotogrametrie vs. topografie
    • 2.2 Fotogrametrie dintr-o singură imagine
  • 3 Aplicații
  • 4 Referințe

Metoda de fotogrametrie

În linii mari, metoda constă în luarea de imagini a obiectelor, prelucrarea lor și în cele din urmă interpretarea lor. Elementele principale pentru a descrie principiul de bază sunt indicate în figura 2:

Figura 2. Principiul de bază al captării unei imagini. Sursa: F. Zapata.

În primul rând, aveți nevoie de un senzor pentru a capta imaginea și, de asemenea, de un obiectiv, astfel încât fiecare rază de lumină care vine dintr-un punct, lovește senzorul în același loc. Dacă acest lucru nu se întâmplă, punctul este înregistrat ca o suprapunere, rezultând o imagine neclară sau nefocalizată..

Pentru a reconstitui obiectul, interesează fotogrametria doar raza rectilinie trasată în negru în figura 2. Aceasta este cea care trece prin punctul numit centru de perspectivă în obiectiv

SPe acea rază, care merge direct de la obiect, trece prin lentilă și ajunge la senzor, există distanța căutată.

Viziunea stereoscopică

Viziunea naturală a ființelor umane este stereoscopic. Aceasta înseamnă că putem cunoaște distanțele la care se află obiectele, datorită faptului că creierul procesează imaginile captate și evaluează relieful..

De aceea, fiecare ochi surprinde o imagine ușor diferită și apoi creierul face lucrarea de a le interpreta ca una, cu ușurare și profunzime..

Dar într-un desen plat sau o fotografie nu este posibil să se știe cât de departe sau cât de aproape este un obiect, deoarece informațiile despre adâncime s-au pierdut, așa cum se explică grafic în figura 3.

După cum am spus, punctul se află pe raza principală, dar nu există nicio modalitate de a ști dacă este mai aproape, deoarece obiectul este mic sau dacă este mai departe, dar aparține ceva mai mare..

Figura 3. Într-o imagine plană, adâncimea obiectelor nu poate fi determinată. Sursa: F. Zapata.

Deci, pentru a remedia problema apropierii, sunt realizate două imagini ușor diferite, așa cum se arată mai jos în figura 4.

Figura 4. Intersecția celor două linii ne permite să găsim locația reală a punctului în spațiu. Sursa: F. Zapata.

Cunoscând intersecția razelor prin triangulare, se descoperă poziția obiectului din care provin. Această procedură se numește „potrivirea punctelor” și se face folosind algoritmi special concepuți, deoarece este necesar să se repete procedura cu toate punctele unui obiect..

Detalii precum poziția, unghiul și alte caracteristici ale camerei sunt, de asemenea, luate în considerare pentru a obține rezultate bune..

Tipuri

În funcție de modul în care sunt achiziționate imaginile, există mai multe tipuri de fotogrametrie. Dacă imaginile sunt luate din aer, este fotogrametrie aeriană.

Și dacă sunt luate pe sol, tehnica se numește fotogrametrie terestră, care a fost prima aplicație practică a tehnicii..

Fotogrametria aeriană este una dintre cele mai utilizate ramuri în prezent, deoarece permite generarea de planuri și hărți extrem de precise. Imaginile pot fi dobândite și prin satelit, caz în care vorbim de spațiu sau de fotogrametrie prin satelit.

În mod similar, fotogrametria este clasificată în funcție de instrumentele utilizate și de tratamentul dat imaginii și poate fi:

-Analogic

-Analize

-Digital

În fotogrametria analogică, imagistica și procesarea sunt complet optice și mecanice.

În fotogrametria analitică, cadrele sunt analogice, dar procesate pe computer. Și, în cele din urmă, în fotogrametria digitală, atât cadrul cât și sistemul de procesare sunt digitale..

Fotogrametrie vs. topografie

Topografia își propune, de asemenea, să reprezinte terenul rural sau urban pe un plan, evidențiind punctele de interes. Și invers, dacă este necesar, luați punctele avionului și plasați-le în spațiu..

Din acest motiv, topografia și fotogrametria au multe în comun, însă aceasta din urmă are câteva avantaje:

- Este aproape întotdeauna mai ieftin.

- Achiziționarea datelor - sondajul - este mai rapidă, potrivită pentru suprafețe mari.

- Funcționează cel mai bine pe teren foarte accidentat, cu excepția cazului în care este acoperit de vegetație groasă.

- Toate punctele sunt înregistrate în mod egal.

- Informațiile pot fi salvate și nu este necesar să reveniți la câmp pentru a le obține din nou.

Fotogrametrie cu o singură imagine

În general, nu este posibilă reconstituirea unui obiect fotografiat dintr-o singură fotografie, cu excepția cazului în care se utilizează alte informații suplimentare, deoarece, așa cum am văzut deja, într-o imagine plană nu există nicio înregistrare a adâncimii.

Totuși, imaginile oferă în continuare informații valoroase, deși cu anumite restricții.

De exemplu, să presupunem că doriți să identificați un tâlhar de bancă. O imagine a camerei de supraveghere poate fi utilizată pentru a determina înălțimea și construcția persoanei care a comis infracțiunea, comparând-o cu dimensiunea cunoscută a mobilierului sau a altor persoane din imagine..

Figura 5. Scaunele au aceeași dimensiune și știm imediat care dintre ele este cea mai apropiată. Pe de altă parte, liniile paralele de pe podea care converg în depărtare oferă senzația de adâncime a fotografiei. Sursa: Pixabay.

Aplicații

Fotogrametria este aplicată pe scară largă în diferite discipline, cum ar fi arhitectura, ingineria și arheologia, pentru a numi câteva. Așa cum s-a explicat anterior, este aplicat în științele criminalistice și, desigur, pentru efectele speciale ale filmelor.

În inginerie, imaginile bune pot dezvălui informații despre relieful și configurația unui teren, de exemplu. Iată câteva domenii specifice de mare interes:

-Studiul căilor de comunicare.

-Stabilirea căilor.

-Mișcările pământului.

-Planificare urbană.

-Studiul bazinelor hidrografice.

-Studii aeriene pentru prospecțiunea minieră.

În plus, fotogrametria este un instrument foarte apreciat în:

-Arhitectură: în ridicarea monumentelor și clădirilor.

-Arheologie: pentru a reconstrui clădiri vechi din rămășițele păstrate azi.

-Zoologie- Ajută la realizarea de modele tridimensionale ale animalelor actuale și dispărute.

-Mecanică: în modelarea mașinilor, motoarelor și a tuturor tipurilor de mașini.

Referințe

  1. Blogul echipei Adam Technologies. Cum funcționează fotogrametria? Recuperat de pe: adamtech.com.au.
  2. Armilară, Geomatică aplicată. Tehnici fotogrammetrice. Recuperat de pe: armillary-geomatica.blogspot.com.
  3. Tehnologii Photomodeler. Cum funcționează fotogrametria? Recuperat de pe: photomodeler.com.
  4. Quirós, E. 2014. Introducere în fotogrametrie și cartografie aplicată ingineriei civile. Publicat de Universitatea din Extramadura.
  5. Sánchez, J. Introducere în fotogrametrie. Universitatea din Cantabria. Recuperat de pe: ocw.unican.es.

Nimeni nu a comentat acest articol încă.