Projektowanie naziemnego pomiaru fotogrametrycznego Dokładność - specyfikacja techniczna projektu
Aparat cyfrowy w fotogrametrii aparat musi być wyposażony w obiektyw stałoogniskowy z jednym aparatem można używać wymiennie kilku obiektywów stałoogniskowych każde zestaw aparat + obiektyw musi zostać skalibrowany dla zadanej odległości fotografowania co oznacza że: obiektyw musi mieć wyznaczone parametry dystorsji; musi zostać wyznaczona ogniskowa dla zestawu C k; musi zostać wyznaczony punkt główny zdjęć; mocowanie obiektywu do aparatu musi zapewniać powtarzalność elementów orientacji wewnętrznej zestawu oznacza to że po każdym włączeniu i wyłączeniu aparatu, jak również po wymianie obiektywów i ponownym ich założeniu elementy orientacji wewnętrznej zestawu muszą pozostać niezmienne.
Terenowy rozmiar piksela zdjęć - podstawowy warunek narzucający definiowanie projektu fotogrametrycznego, zazwyczaj określany w specyfikacji projektu Przyjmuje się: dla dokumentacji wektorowej obiektów (np. widoki elewacji) wykonujemy zdjęcia z pikselem terenowym 2mm; dla ortofotoplanów murów ceglanych - wykonujemy zdjęcia z pikselem terenowym 2 mm dla ortofotoplanów pęknięć, czy powierzchni o drobnym rysunkuwykonujemy zdjęcia z pikselem terenowym 1 mm dla ortofotoplanów malowideł i polichromii wykonujemy zdjęcia z pikselem terenowym 0,5 lub nawet 0,3 mm.
Podany rozmiar piksela terenowego definiuje nam odległość fotografowania dla danego zestawu aparat + obiektyw, a dodatkowo terenowy zasięg pojedynczego zdjęcia. stosunek wielkości piksela terenowego do wielkości piksela matrycy definiuje mianownik skali zdjęcia
gdzie: gdzie: P T wielkość piksela terenowego [mm] P M wielkość piksela matrycy [mm] M Z mianownik skali zdjęcia W wysokość lotu a w przypadku fotogrametrii naziemnej odległość fotografowania [m] C K długość ogniskowej [m] M Z mianownik skali zdjęcia
Dana wejściowa, ustalona przez zamawiającego lub rodzaj opracowania Stała kamery, odległość pomiędzy środkiem rzutów i punktem głównym zdjęcia, z kalibracji kamery? Specyfikacja aparatu (rozmiar matrycy w mm i w pikselach)
Uwaga! Należy zwrócić uwagę na to, że precyzja ustawienia odległości fotografowania znacząco zależy od wielkości założonego piksela terenowego. ogniskowa 20mm, piksel terenowy 2mm, piksel matrycy 0,0080mm ogniskowa 20mm, piksel matrycy 0,0080mm odległość fot. 5,5m Pt =2,2mm = 5,0m Zmiana rozmiaru piksela o 10% im mniejszy rozmiar piksela terenowego tym dokładniej musimy wyznaczać odległość fotografowania.
Rozmiar piksela terenowego ma również wpływ na wielkość obszaru jaki możemy zarejestrować na pojedynczym zdjęciu. 1. Przemnożenie wielkości piksela terenowego przez wymiary matrycy wyrażony w pikselach Zasięg w pionie = Pt x wysokość matrycy [pix] Zasięg w poziomie = Pt x szerokość matrycy [pix] 1. Poprzez wyliczenie mianownika skali zdjęcia i pomnożenie przez niego wymiarów matrycy wyrażonych w mm. Zasięg w pionie = Mz x wysokość matrycy [mm]] Zasięg w poziomie = Mz x szerokość matrycy [mm]]
Plan pomiaru fotogrametrycznego 1. Analiza podziałów architektonicznych na elewacjach szeregi pionowe, szeregi poziome 2. Pokrycie zdjęć podłużne min. 60%, poprzeczne min. 30% 3. Stała, wyliczona wcześniej odległość fotografowania 4. Osie obiektywu na kolejnych stanowiskach powinny być równoległe do siebie i prostopadłe do fotografowanej powierzchni (zdjęcia normalne) Stosowane modyfikacje: 1. ze względu na dostępność obiektu można zmienić odległość fotografowania, a tym samym zmienić wielkość piksela terenowego i zakresy pojedynczych zdjęć; 2. ze względu na przeszkody przed obiektem zamiast zdjęć normalnych można wykonać zdjęcia zbieżne; 3. ze względu na wysokość obiektu i brak możliwości użycia rusztowań i podnośników można wykonać szereg zdjęć ukośnych w celu rejestracji górnych partii rejestrowanego obiektu.
Pozostałe parametry 1. baza podłużna fotografowania (pozioma odległość pomiędzy kolejnymi zdjęciami) i baza poprzeczna (odległość pionowa pomiędzy szeregami zdjęć) 2. liczba zdjęć N x ilość zdjęć w szeregu D x długość obiektu B x baza podłużna B x baza podłużna L format ramki zdjęcia wzdłuż szeregu fotografowania (szerokość kadru) P wartość liczbowa wyrażająca procent pokrycia zdjęć w szeregu B x baza poprzeczna; L format ramki zdjęcia w poprzek szeregu fotografowania (szerokość kadru) P wartość liczbowa wyrażająca procent pokrycia zdjęć między szeregami N y ilość szeregów D y wysokość (szerokość) obiektu B y baza poprzeczna Ilość zdjęć w szeregu zaokrąglamy zawsze w górę do liczby całkowitej
Kamery niemetryczne lustrzanki cyfrowe Kalibracja kamery: elementy orientacji wewnętrznej: x, y punktu głównego ck stała kamery wartości dystorsji radialnej i tangencjalnej Wykonanie zdjęć spełnienie założeń projektu pomiaru fotogrametrycznego
Obiektyw Obiektyw fotograficzny jest zawsze układem skupiającym, układ optyczny składa się z soczewki lub ich układu. Charakteryzujemy go poprzez: ogniskową otwór czynny otwór względny przysłona kąt widzenia migawka
Ogniskowa ( odl. ogniskowa ), obraz w okręgu o średnicy równej ogniskowej będzie bez abberacji i zgodny z zasadami rzutu środkowego; Otwór czynny (średnica - d) Powierzchnia obiektywu przez którą światło wnika do aparatu. Wielkość otworu obiektywu zmienia się wraz ze zmianą wielkości przysłony. Przysłona nastawiając odpowiednią wartość, dozujemy ilość światła wpadającego do aparatu Otwór względny informuje o ilości światła, jaką przepuszcza obiektyw do wnętrza aparatu fotograficznego przypadającą na jednostkę powierzchni materiału światłoczułego.
Jasność - decyduje o czasie naświetlania, czas ten będzie zależał od przysłony i długości ogniskowej. Kąt widzenia - ogranicza obraz na matówce w stosunku do obrazu jaki obserwujemy gołym okiem, Migawka - jest częścią aparatu fotograficznego służącą do odsłaniania na odpowiedni czas a następnie zasłaniania z powrotem matrycy w celu jego prawidłowej ekspozycji czyli dostarczenia odpowiedniej ilości światła padającego przez obiektyw
Zasady użytkowania Ostrość + proporcje Równanie soczewki 1/x + 1/y = 1/f Ustawienie głębi ostrości
Głębia ostrości - jest zjawiskiem wynikającym głównie z fizjologii postrzegania. Jest to zakres odległości, w którym fotografowane obiekty wydają się być przedstawione ostro.
Krążek nieostrości tym większa średnica im dalej fotografowany punkt znajduje się od płaszczyzny ostrości. Ponieważ ta sama ilość światła rozkłada się na coraz większej powierzchni, wraz ze wzrostem krążków rozproszenia ich jasność maleje Odległość hiperfokalna - jest to taka odległość ostrzenia, dla której dalszy kraniec głębi ostrości obejmuje nieskończoność. Bliższy kraniec strefy ostrego odwzorowania znajduje się zaś w połowie odległości hiperfokalnej od aparatu.
Głębia ostrości zależy od: Wartości przysłony Ogniskowej obiektywu Odległości od fotografowanego obiektu
Wartość przysłony Wielkość mówiąca o stosunku ogniskowej obiektywu do średnicy układu zbierającego światło. Parametry obiektywu określa się podając jego ogniskową i minimalną wartość przysłony (czyli taką dla której wpada najwięcej światła) Przykład: obiektyw 2/50 : ogniskowa 50mm, maksymalną średnica otworu czynnego - 50/2 = 25mm 2.8/f 4/f 8/f
Praca przysłoną Im większy jest otwór przysłony, Tym mniejsza jest głębia ostrości
Wykorzystanie ogniskowej Im krótsza jest ogniskowa obiektywu, tym większa jest głębia ostrości. Źródło: www.benchmark.pl
Wpływ odległości Głębia ostrości zależna jest od odległości obiektyw - obiekt. Im dalej znajduje się on od obiektywu, tym mniejsza jest głębia ostrości.
Ostrość ustawiona na przód (mniejsza odległość) - większa głębia ostrości Źródło: www.fotografuj.pl Ostrość ustawiona na tył (większa odległość) - mniejsza głębia ostrości Źródło: www.fotografuj.pl
Projekt naziemny Zdjęcie prawe Zdjęcie lewe Stereogram dwa zdjęcia tego samego obiektu o określonym pokryciu podłużnym, wykonane z różnych miejsc
Założenia Cała elewacja musiała znaleźć się na jednym stereogramie (zdjęcie lewe + zdjęcie prawe) Pokrycie podłużne 70% Aparat Canon EOS400D (Pm = 0,0057mm; szer. matrycy 3888, wys. matrycy 2592, ck =20mm Kolejność prac 1. Ustalam takie W, aby objąć jednym zdjęciem cały obiekt 2. Obliczam piksel terenowy jaki uzyskam 3. Obliczam zasięg zdjęcia 4. Obliczam bazę Bx 5. Wykonuje zdjęcie prawe oraz zdjęcie lewe
Ćwiczenie do wykonania w domu Temat ćwiczenia: Orientacja zdjęć 1. Omówić orientacje wewnętrzną, wzajemną oraz bezwzględną (elementy orientacji, sposób ich wyznaczania, w jakim celu jest wykonywana)