temat 2 - Magda Pluta

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 – Ck;
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:
PT – wielkość piksela terenowego [mm]
PM – wielkość piksela matrycy [mm]
MZ – mianownik skali zdjęcia
gdzie:
W – wysokość lotu a w przypadku
fotogrametrii naziemnej odległość
fotografowania [m]
CK – długość ogniskowej [m]
MZ – 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
= 5,0m
Pt =2,2mm
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.
2.
3.
4.
Analiza podziałów architektonicznych na elewacjach – szeregi
pionowe, szeregi poziome
Pokrycie zdjęć – podłużne min. 60%, poprzeczne min. 30%
Stała, wyliczona wcześniej odległość fotografowania
Osie obiektywu na kolejnych stanowiskach powinny być równoległe
do siebie i prostopadłe do fotografowanej powierzchni (zdjęcia
normalne)
Stosowane modyfikacje:
1.
2.
3.
ze względu na dostępność obiektu można zmienić odległość
fotografowania, a tym samym zmienić wielkość piksela terenowego i
zakresy pojedynczych zdjęć;
ze względu na przeszkody przed obiektem zamiast zdjęć
normalnych można wykonać zdjęcia zbieżne;
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
Bx – baza podłużna
L – format ramki zdjęcia wzdłuż szeregu fotografowania
(szerokość kadru)
P – wartość liczbowa wyrażająca procent pokrycia zdjęć
w szeregu
Bx – baza poprzeczna;
L – format ramki zdjęcia w poprzek szeregu fotografowania
(szerokość kadru)
P – wartość liczbowa wyrażająca procent pokrycia zdjęć
między szeregami
Nx – ilość zdjęć w szeregu
Dx – długość obiektu
Bx – baza podłużna
Ny – ilość szeregów
Dy – wysokość (szerokość) obiektu
By – 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
2.8/f
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
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)