Fotogrammetri -historia, metod, typer, applikationer

De Fotografiskía Det är en teknik för att extrahera rymdinformation från bilderna, särskilt flygfoton, men också de som tas på marken eller till och med under havet. Från sådan information kvantifieras måtten och positionerna för de representerade objekten.

Fotografiska bilder är platta, till exempel de som visas i figur 1, men genom dem kan det till exempel uppskattas höjden på byggnader eller stenar, antingen med avseende på vägen, till havet eller annan punktreferens.

Figur 1. En flygbild som tas för att utföra en fotogrammetrisk lyft. Källa: Wikimedia Commons. Fotografi av D Ramey Logan [CC av 4.0 (https: // CreativeCommons.Org/licenser/av/4.0)]

Skapandet av bilder som är mycket knutna till verkligheten är inte ny. Den stora Leonardo da Vinci (1452-1519) var en pionjär i perspektiv och perfektionerade sina principer genom användning av samtal läckpunkter.

Escape -punkterna är platserna i horisonten där de parallella linjerna konvergerar och ger tittaren känslan av djupet.

Leonardo gjorde det med handgjorda målningar och teckningar, men från det ögonblick fotograferade fotograferingen under 1800 -talet började fotona också användas för tekniska ändamål.

Detta var vad Laussedat (1819-1907) och Albrecht Mydenbauer (1834-1921), betraktade som föräldrar till modern fotogrammetri. Laussedat byggdes 1850 detaljerade topografiska kartor från överlappningen av olika perspektiv på ett plan.

För sin del använde Meydenbauer, som var en arkitekt, tekniken för att dokumentera byggnader, som i händelse av att förstöras, kunde byggas om helt tack vare den räddade informationen.

På 80 -talet från det tjugonde århundradet fick modern datoranvändning att fotogrammetri gjorde ett stort språng genom att minimera den nödvändiga tiden för bildbehandling.

[TOC]

Fotogrammetri -metod

I stort sett består metoden i att ta bilder av föremålen, bearbeta dem och slutligen tolka dem. De viktigaste elementen för att beskriva den grundläggande principen anges i figur 2:

Kan tjäna dig: forskningsanmärkningfigur 2. Grundläggande princip för att fånga en bild. Källa: f. Zapata.

Först behövs en sensor för att fånga bilden och även en lins, så att varje ljusstråle från en punkt påverkar sensorn på samma plats. Om detta inte händer, registreras poängen som en överlappning och en suddig bild inträffar eller ut ur fokus.

För att bygga om objektet, i fotogrammetrien endast den rätlinjiga strålen som ritas i svart i figur 2. Det här är den som korsar den punkt som kallas Perspektivcenter I linsen. 

SArbetet som Ray, som går direkt från föremålet, passerar genom linsen och når sensorn, är det avstånd som söks.

Stereoskopisk syn

Den naturliga visionen hos människor är stereoskopisk. Detta innebär att vi kan veta de avstånd som föremålen är, tack vare det faktum att hjärnan bearbetar de bilder som fångats och utvärderar lättnaderna.

Det är därför varje öga fångar en något annan bild och sedan gör hjärnan arbetet med att tolka dem som ett, med lättnad och djup.

Men i en platt ritning eller fotografering kan det inte vara känt hur långt eller hur nära ett objekt är, eftersom informationen om djupet förlorades, vilket förklarades grafiskt i figur 3.

Som vi har sagt är poängen på huvudstrålen, men det finns inget sätt att veta om det är närmare eftersom objektet är litet, eller om det är längre, men tillhör något större.

Figur 3. I en platt bild kan du inte bestämma djupet på föremålen. Källa: f. Zapata.

Så för att lösa problemet med närhet tas två något olika bilder, som visas nedan i figur 4.

Kan tjäna dig: vad är potamologi?Figur 4. Korsningen mellan de två linjerna gör det möjligt att hitta den verkliga platsen för punkten i rymden. Källa: f. Zapata.

Att känna till skärningspunkten mellan strålar genom triangulering, positionen för objektet från vilket de kommer upptäcks. Denna procedur kallas "Point Coincidence" och görs genom specialdesignade algoritmer, eftersom det är nödvändigt att upprepa proceduren med alla punkter i ett objekt.

Detaljer som position, vinkel och andra kameraegenskaper beaktas också för att få goda resultat.

Grabbar

Enligt hur bilderna förvärvas finns det flera typer av fotogrammetri. Om bilderna tas från luften är det flygfotogrammetri.

Och om de tas på marken kallas tekniken markfotogrammetri, som var den första praktiska tillämpningen av tekniken.

Flygfotogrammetri är en av de mest använda grenarna idag, eftersom det tillåter att generera stora planer och kartor. Bilderna kan också förvärvas genom en satellit, i vilket fall vi pratar om rumslig eller satellitfotogrammetri.

På samma sätt klassificeras fotogrammetri enligt de instrument som används och behandlingen för att vara i bilden, att kunna vara:

-Analog

-Analys

-Digital

I analog fotogrammetri är att få bilder och deras bearbetning helt optiska och mekaniska.

I analytisk fotogrammetri är ramar analoga men bearbetas på datorn. Och slutligen i digital fotogrammetri både, ram- och bearbetningssystem, är digitala.

Fotogrammetri vs. topografi

Topografin syftar också till att representera landsbygds- eller stadsland på ett plan och belyser intressepunkterna. Och omvänt, om det behövs tar det punkterna i planet och placerar dem i rymden.

Det är därför topografi och fotogrammetri har mycket gemensamt, men den senare har vissa fördelar:

Det kan tjäna dig: Forskningshypotes: Vad är, typer, exempel

- Det är nästan alltid av lägre kostnad.

- Förvärvet av data -Levantation- är snabbare, lämpligt för stora tillägg.

- Det fungerar bäst på mycket robust land, såvida de inte täcks av tjock vegetation.

- Alla punkter är registrerade lika.

- Informationen kan sparas och det är inte nödvändigt att återvända till fältet för att få den igen.

Fotogrammetri från en enda bild

I allmänhet är det inte möjligt.

Trots detta fortsätter bilderna att ge värdefull information, även om det är med vissa begränsningar.

Anta som ett exempel att du vill identifiera en anfallare i en butik eller en bank. En bild av övervakningskammaren kan användas för att veta höjden och sammanhanget för den person som begick brottet och jämför det med den kända storleken på möbler eller andra människor som finns i bilden.

Figur 5. Stolarna har samma storlek och vi vet omedelbart vilka som är närmaste. Å andra sidan de parallella linjerna på golvet som konvergerar på avstånd, ge en känsla av djup på fotot. Källa: Pixabay.

Ansökningar

Fotogrammetri tillämpas mycket inom olika discipliner, såsom arkitektur, teknik och arkeologi, för att nämna några. Som förklarats tidigare tillämpas det i kriminaltekniska vetenskaper och naturligtvis för filmernas specialeffekter.

Inom teknik kan bra bilder avslöja information om lättnad och landkonfiguration, till exempel. Här är några specifika områden av stort intresse:

-Studie av kommunikationsvägar.

-Etablering av stigar.

-Jordrörelser.

-Stadsplanering.

-Studie av hydrografiska bassänger.

-Flyguppror för gruvprospektering.

Dessutom är fotogrammetri ett mycket uppskattat verktyg i:

-Arkitektur: Vid lyft av monument och konstruktioner.

-Arkeologi: Att bygga om gamla byggnader från resterna bevarade idag.

-Zoologi: Hjälp med att utarbeta tre dimensionella modeller av nuvarande och utrotade djur.

-Mekanik: i bilmodellering, motorer och alla slags maskiner.

Referenser

1. Adam Technologies Team Blogg. Hur fungerar fotogrammetri? Återhämtat sig från: adamtech.com.Au.
2. Armillär, applicerad geomatisk. Fotogrammetriska tekniker. Återhämtat sig från: armillär-geomatica.Bloggfläck.com.
3. Fotomodeler -teknik. Hur fungerar fotogrammetri? Återhämtat sig från: fotomodeler.com.
4. Quirós, e. 2014. Introduktion till fotogrammetri och kartografi tillämpad på civilingenjör. Upplagt av University of Extramadura.
5. Sánchez, J. Introduktion till fotogrammetri. University of Cantabria. Återhämtat sig från: ocw.Oanisk.är.