Maa-57.220 Fotogrammetrinen kartoitus

· Kartoitussovellutuksissa kuvien laatua arvioitaessa tulee muistaa jako metrisiin ja tulkitseviin sovellutuksiin. Tällä kurssilla käsiteltävät sovellutukset lukeutuvat metrisiin sovellutuksiin. Tällöin kartoituksen kannalta tärkeimmät kuvan ominaisuudet ovat riittävän hyvä geometrinen tarkkuus sekä spatiaalinen erotuskyky. Radiometrisen laadun kohdalla tärkeää ovat riittävät kontrastit sekä riittävä sävymäärä.

· Kuvien laatuun vaikuttavat monet tekijät, esim.

o Lennonaikaiset muuttujat

§ Kameran linssin laatu

§ Apertuuri

§ Valotusaika

§ Filmin tasaisuus

§ Kuvausmittakaava

§ Kameran tärinä

§ Kuvaliike

§ Ilmakehä

§ Auringon korekuskulma

o Materiaalit ja prosessointi (analogiakuvat)

§ Filmityyppi

§ Filmin tallennushistoria

§ Kehityskone

§ Kehitysprosessi

§ Skannaus

· Kuvan todellnen laatu selviää vasta lopputuotteesta mittaamalla.

Kirjallisuutta:

· Kuittinen Risto,1993: Lentokoneesta ja satelliitista otettujen kuvien laadun tarkastus. Maanmittaustieteiden Seuran Julkaisu n:o 30. S. 61- 69.

· Karl Kraus: Photogrammetry, Volume 1, Fundamentals and standard processes, kappale 3.3 (sivut 64-79).

· Nurminen, Kimmo Digitaalisten ilmakuvien käyttö kaupungin paikkatietojärjestelmässä, Diplomityö 2002

· Roger Read, Ron Graham, 2002. Manual of Aerial Survey: Primary Data Acqisition. ISBN 1-870325-62-1

· Ron Graham and Alexander Koh, 2002. Digital Aerial Survey: Theory and Practise. ISBN 1-870325-98-2

Radiometrinen laatu

· Radiometrinen erotuskyky, kuvan sävyt ja kontrastit

· Ilmaisimen radiometrisellä erotuskyvyllä tarkoitetaan, kuinka pieniä säteilyenergian eroja laitteella pystytään mittaamaan. Mitä pienempiä eroja kohteessa tulevassa säteilyssä ilmaisin havaitsee, sitä vivahteikkaampia kuvia kohteesta saadaan.

· Dynaaminen alue (dynamic range): kuvan vaaleimman ja tummimman sävyn ero

o Analogiset kuvat:densiteettialue. Densiteetti: D=log₁₀(I₀/I), missä I₀on tulevan ja I heijastuneen valon intensiteetti. Filmille tallentuvan densiteetin määrää materiaalin mustumakäyrä. Tyypillinen vaatimus mv-kuvilla: vaalea kohde (esim. vanha asfaltti) 0,35-0,55D ja tumma kohde (esim. varjoinen metsä) 1,0-1,8 D. Densiteetti

o Digitaaliset kuvat: DR=20*log(V_sat/V_N(RMS))dB, missä V_sat on signaalin saturaatiotason jännite ja V_N(RMS) on RMS kohinakynnyksen jännite. Sensorin vaste näiden ääriarvojen välillä on lineaarinen.

· Kohteiden erottuvuuden mittareina käytetään erilaisia kontrasteja, jotka ilmoittavat kohteesta ja sen taustasta tulevien säteilymäärien suhteita eri tavoin laskettuna

Kontrastisuhde:

Modulaatio:

Missä on kohteen arvo kuvalla ja on taustan arvo kuvalla

· Kuinka monta säteilytasoa ilmaisin pystyy tallettamaan (pikselisyvyys) ja kuinka tehokkaasti nämä on käytetty

o esim. 4-12 bittiä/pikseli/kanava= 16-4096 sävyä/pikseli/kanava digitaalisilla kuvilla. Värikuvilla dataa kolminkertainen määrä verrattuna mv-kuvaan.

· Histogrammi: tehokkuus ja saturaatio.

· Ihmissilmä pystyy havaitsemaan vain 64 sävytasoa. Toistaiseksi kuvanäytöt eivät pysty optimaalisesti käsittelemään yli 8 bit/kanava sävyaluetta, joten kuvat usein tiivistetään 8 bittiin. Suurempi sävyalue myös kasvattaa kuvakokoa.

· Kuvilla esiintyy fysikaalisista kuvausolosuhteista johtuen radiometrisiä vääristymiä, jotka tulee korjata (Luento 8)

· Visuaalista tulkintaa varten kuvien radiometriaa joudutaan usein muokkaamaan (Luento 8). Nämä toimenpiteet eivät lisää kuvan informaatiosisältöä, vaan ennemminkin hävittävät sitä. Tyypillisä toimenpiteitä ovat

o Kontrastin parantaminen Gamma-korjauksella

o Histogrammin venyttäminen

o Muu sävynsäätö

www.applanix.com: Esimerkki sävykorjauksesta varjossa: Emerge DSS

Sävysäädetyn väärävärikuvan histogrammi: luminosity, red (IR), green (R), blue (G). Kuva Lauri Markelin.

Spektraali erotuskyky

· Kuinka monella sähkömagneettisen spektrin alueella kuva on tallennettu, kuinka leveitä alueita sähkömagneettisesta spektristä voidaan havaita.

· Kuvan ominaisuuksina tämä näkyy lähinnä siinä, että kuvat ovat monikanavaisia, jolloin ne ovat tulkinnalliselta laadultaan parempia kuin yhdellä spektrin alueella otetut kuvat.

Spectral channels of selected airborne and spaceborne instruments. Reulke, R., 2003. Film-based and Digital Sensors – Augmentation or Change in Paradigm? Photogrammetric Week 2003, pp. 41-52.

DSS overview presentation: http://www.applanix.com/html/products/prod_dss_index.html

Spatiaalinen erotuskyky

· Muita nimityksiä: alueellinen erotuskyky, geometrinen erotuskyky

· Kuinka pieniä kohteita kuvalla voidaan havaita.

· Ideaalisen linssille paras mahdollinen erotuskyky on ε=1.22*λ*b, missä λ on valon aallonpituus ja b on objektiivin aukkoluku.

· Erotuskyky (resolving power), eli kuinka monta viivaparia voidaan tunnistaa millimetrille (lp/mm). Tällainen arvo voidaan määrittää kuvan eri osille viivatiheyksiltään tunnettujen testikuvioitten avulla.

· Pinta-alalla painotettu erotuskyky, AWAR (Area Weighted Average Resolution), lp/mm. AWAR = Σ_i=1...n[(A_i/A)*(k_rad(i)*k_tan(i))^1/2], jossa radiaalinen ja tangentiaalinen erotuskyky on laskettu n:llä eri etäisyydellä kuvan keskipisteestä sijaitsevalla vyöhykkeellä. A_i: vyöhykkeet, A: kokonaispinta-ala

· Modulaation siirtofunktio (MTF): Systeemistä ulostulleen modulaation suhde sisään tulleeseen modulaatioon kullekin spatiaaliselle taajuudelle k: T_k=M_i(k)/M_o(k)

· Pisteen- tai viivanleviämisfunktio

· Skannatulla analogiakuvalla havaittavaan erotuskykyyn vaikuttavat lähinnä objektiivi, filmi, kuvaliike, kuvausalustan kiertoliikkeet, skannausresoluutio, kuvausolosuhteet ja kohteen kontrastit. Lopullinen järjestelmän AWAR on luokkaa 40-50 lp/mm.

· Nyquistin teoreeman mukaan digitaalisella kuvalla pieni havaittava aallonpituus on 2*näyttenottoväli.

o Esim. Skannaus pikselikoolla 10 μm → Erotuskyky: (1000 μm/20 μm) lp/mm = 50 lp/mm.

· Digitaalisilla kuvilla kuvan pikselikoko ilmaistaan GSD:nä (Ground Sample Distance). Tämä on kuitenkin eri asia kuin kuvan erotuskyky.

· Erotuskyvyn vaikutusta kuvan käytettävyyteen arvioitaessa tulee huomioida käsitteet: havaitseminen (detection) – tunnistaminen (identification) – tulkitseminen (interpretation)

Mustavalkoinen kuva digitoitu pikselikoolla 25 mikrometriä. Vasemmalta lähtien erottuu 3. mustanharmaa viivaryhmä, 31 viivaa/mm. Filmillä erottuu 10. viivaryhmä vasemmalta, 71 viivaa/mm. (Geodeettisen laitoksen testikenttä)

Mustavalkoinen kuva digitoitu pikselikoolla 12,5 mikrometriä. Vasemmalta lähtien erottuu 7. mustanharmaa viivaryhmä, 50 viivaa/mm. (Geodeettisen laitoksen testikenttä)

Mustavalkoinen kuva digitoitu pikselikoolla 7,5 mikrometriä. Vasemmalta lähtien erottuu 9. mustanharmaa viivaryhmä, 60 viivaa/mm. (Geodeettisen laitoksen testikenttä)

Värikuva digitoituna pikselikoilla 12,5 ja 25 mikrometriä. Ylemmässä kuvassa erottuu vasemmalta lähtien 7. mustaharmaa viivaryhmä, 50 viivaa/mm. Alemmassa kuvassa erottuu vasemmalta lähtien 3. mustanharmaa viivaryhmä, 31 viivaa/mm. Filmiltä erottuu 9. viivaryhmä vasemmalta, 62 viivaa/mm. (Geodeettisen laitoksen testikenttä)

Erotuskyky: havaittavuus ja tulkittavuus

Nyrkkisääntö:

Havaittavan kohteen koko: 3*GSD
Tulkittavan kohteen koko: 21*GSD

Satelliittikuvan pikselikoon vaikutus rakenteiden tulkittavuuteen.

Object	Detection (Havaittavuus)	Identification (Tulkittavuus)
Object	Detection (Havaittavuus)	Global (Sijainti/Laji)	Accurate (Muoto/Tyyppi)
Bridges	6.0	4.50	1.50
Radar	3.0	1.00	0.30
Radiocommunication	3.0	1.50	0.30
Material Depots	3.0	0.50	0.15
Troop Units/Bivouacs	6.0	2.00	0.50
Air Base Facilities	6.0	4.50	3.00
Artillery/Rockets	1.0	0.50	0.15
Aircraft	4.5	1.50	0.15
C2 Headquarter	3.0	1.00	0.30
Missile Sites -(SSM.SAM)	3.0	1.50	0.15
Medium-sized Surface Vessels	15.0	4.50	0.15
Vehicles	1.50	0.50	0.15
Land Mine Fields	3.0	1.50	0.30
Ports	30.0	6.00	1.50
Coasts and Landing Beaches	15.0	4.50	0.50
Railroads & Yards & Shops	15.0	4.50	1.50
Roads	6.0	4.50	1.50
Urban Areas	60.0	15.00	3.00
Military Airfields		90.00	4.50
Submarines on the Surface	7.5	4.00	0.15

Kuvan resoluution vaikutusta kohteiden tulkittavuuteen ja tunnistettavuuteen on tutkittu paljon varsinkin sotilassovelluksissa.

Kuvan geometrinen laatu

· Kuinka tarkka on kohteiden sijainti kuvalla

· Kalibrointi: polttoväli, pääpiste, reunamerkit.

· Analogiakuvat: filmin tasaisuus, filmin mitanpitävyys

· Refraktio

· Ilmaisimen aiheuttamat vääristymät

· Havaintoalustan liike ja tärinä

· Skannaus

· Parhaimmillaan geometrinen tarkkuus kuvatuotteilla on 0.003 mm tasossa.

Testikentät

Tulevaisuudessa testikenttien ja kalibroinnin merkitys tulee kasvamaan erityiseti suoran georeferoinnin sovellutuksissa, koska kameran sisäinen orientointi ja integroitujen sensoreiden asema toisiinsa nähden tulee tuntea tarkasti kuvausolosuhteissa.

Geodeettisen laitoksen testikenttä

Geodeettisen laitoksen pysyvä kaukokartoitustestikenttä sijaitsee Kirkkonummen Sjökullassa noin 30 km Helsingistä länteen.
Erotuskyvyn testikenttää voidaan käyttää pääasiassa lentokoneesta tehtävien kuvausten laadun tutkimiseen. Myös alueelliselta erotuskyvyltään kaikkein parhaita satelliitti-ilmaisimia voidaan testata. Kuvausmittakaavat voivat olla 1:3 000-1:60 000, mutta kaikkein tarkimmat kuviot on tarkoitettu kuvauksiin mittakaavassa 1:3000. Viivanleveydet ovat 0,03 m – 1,25 m.
Sjökullan testikentälle ja sen ympäristöön on GPS:llä mitattu kiintopisteistö, joka on noin yhden neliökilometrin alueella. Pisteet signaloidaan keväällä ja osa pisteistä mitataan vuosittain uudelleen mahdollisten liikkeiden toteamiseksi. Signaalina käytetään mustalla pohjalla olevaa valkoista ympyrää, halkaisijat on 30 tai 40 cm. Kiintopisteistöä voidaan käyttää kuvausten geometrisen tarkkuuden määrittämiseen.
Lisäksi Sjökullaan on rakennettu 4x5 km alueelle 12 pisteestä koostuva tukipisteistö keskimittakaavaista (1:8000-1:16000) GPS/IMU/kamera systeemikalibrointia varten. Signaalit ovat kooltaan 1m x 1m neliösignaaleita.
Suomalaiset kartoitusyritykset käyttävät testikenttää kuvausjärjestelmien tarkastukseen kuvauskauden alussa ja lopussa.
MML on käyttänyt vuodesta 2002 lähtien signaalikenttää GPS/IMU/kamera-järjestelmän kalibrointien määrittämiseen.

· http://www.fgi.fi/osastot/foto/projektit/testikentta.html

Geodeettisen laitoksen testikenttä: erotuskykykuviot.

Geodeettisen laitoksen testikenttä: kiintopisteistö 1 km x 1 km alueella. Kalliossa ja suurissa kivissä olevat pisteet on merkitty mustalla kolmiolla.

Jämijärven testikenttä.

Seglingen testikenttä. (Jukka Artimo, 1970)

Suositukset Suomessa tehtävälle mittaus ja kartoitusilmakuvaukselle

http://foto.hut.fi/seura/julkaisut/erillisjulkaisu1_1995/teksti.html

Sisällysluettelo

1. Ilmakuvauksen tilaaminen

1.1 Kuvattavat alueet

1.2 Käyttötarkoitus ja kuvausmittakaava

1.3 Kuvauksessa käytettävä kamera

1.4 Filmityyppi

1.5 Signalointi

1.6 Tilaajalle toimitettava aineisto

1.7 Oikeudet kuvaukseen ja lupaehdot

1.8 Tilausvahvistus

2. Kuvauskalusto

2.1 Ilmakuvakamera

2.2 Kameroiden kalibrointi

2.3 Kuvausjärjestelmän kalibrointi

2.4 Suotimet

2.5 Kameran ripustus

2.6 Kameraikkuna

3. Ilmakuvauksen suorittaminen

3.1 Lentokorkeus ja suunta

3.2 Lento-olosuhteet

3.3 Kuvaustolenrassit

3.4 Kuvausten uusiminen ja täydentäminen

4. Ilmakuvafilmin prosessointi ja kuvien laatuvaatimukset

4.1 Ilmakuvafilmi

4.2 Valotus

4.3 Kehitysprosessi

4.4 Originaalifilmin viat

4.5 Reunamerkit ja kuvan geometria

4.6 Originaalifilmin valokuvauksellinen kuvanlaatu

5. Kuvatuotteet

5.1 Filmikopiot mittausta varten

5.2 Muut pinnakkaiskopiot

5.3 Kuvarekisteri

5.4 Originaalfilmin teknisestä säilyttämisestä

6. Kuvauksen dokumentointi

6.1 Kuvausselostus

6.2 Merkinnät originaalikuviin

6.3 Kuvarekisteri

7. Kuvauksen laadunvalvonta ja laaturaportti

Ilmakuvakamera

Tehtävä	Kameravakio (m)	Piirtovirhe max(µm)	Optiikan erotuskyky AWAR min.	Reunamerkkejä (kpl)	FMC/ IMC	GPS-nav.
Tarkka (3D) fotogrammetrinen mittaus	0.15	6	60	8	x	x
Muu (3D) numeerinen kartoitusmittaus	0.15	10	60	8	x	x
Numeerinen kartoitus (2D)	0.15/0.21/0.30	10	60	8	x	(x)
Graafinen kartoitus	0.15/0.21	10	50	4
Suunnistuskartoitus	0.15/0.21	10	50	4
Ortokuvakartoitus	0.15/0.21	10	60	4	(x)	(x)

lmakuvaukseen käytettävän kameran tulee olla mittakameratyyppiä, jonka negatiivikoko on 230 mm x 230 mm. Kameralaitteistoon tulee kuulua
jononavigointilaitteisto, peitonsäätöjärjestelmä ja vibraatioita vaimentava kantorengas.

Järjestelmäkalibrointi

Koko ilmakuvausjärjestelmän toiminnan tarkastamiseksi on suositeltavaa suorittaa ennen kuvauskautta testikuvaus, jossa kuvataan geometrinen testikenttä käyttäen tuotantokuvaukseen tarkoitettua lentokone-kamera-filmi-kombinaatiota.

Tarkastuksessa kuvataan ilmakuvakoekenttä kahtena ristikkäisenä kolmen kuvan jonona 60 % pituuspeitolla siten, että keskimmäisille kuville tulee koko kuvan alueelle ainakin 25 koordinaateiltaan tunnettua pistettä.
Näiden kuvien avulla tehdään yleisen tavanmukainen sädekimppumenetelmän mukainen fotogrammetrinen pistetihennys ilman lisäparametreja siten, että lähtöpisteinä käytetään keskimmäisten kuvien keskellä, kulmissa ja kuvasivujen keskellä olevia pisteitä (9 kpl). Muut pisteet käsitellään tuntemattomina.
Affiinisen reunamerkkimuunnoksen maksimijäännösvirhe ei saa ylittää arvoa 20 µm.
Tarkastuspisteiden tunnettujen ja pistetihennyksestä saatujen koordinaattien perusteella laskettujen x- ja y-koordinaattien epätarkkuus (ristiriitojen neliökeskiarvo) ei saa ylittää arvoa 6 µm kuvausmittakaavassa eikä korkeuden osalta vastaavasti arvoa 10 µm.
Testikenttä (esim. Geodeettisen laitoksen testikenttä)

Kameroiden kalibrointi

Jokainen mittaus- ja kartoituskuvauksiin käytettävä kamera on kalibroitava säännöllisesti vähintään joka 3. vuosi.

Kalibrointitodistus on toimitettava pyydettäessä kuvauksen tilaajalle.
Yli kolme vuotta vanha kalibrointi voidaan kuvaajan ja tilaajan välisellä sopimuksella korvata koekentän avulla suoritettavalla järjestelmäkalibroinnilla.
Kalibrointiin on ensisijaisesti käytettävä goniometrityyppistä kojetta. Kalibrointi on suoritettava yleensä suurimmalla mahdollisella aukolla.

Goniometrikalibrointi (Luento 4)

Kalibrointitodistuksen tulee sisältää ainakin seuraavat tiedot:

Kalibrointilaitos ja ajankohta
Kameran tyyppi, objektiivin tyyppi ja sarjanumero
Kalibroinnissa käytetty suodin
Kalibroitu polttoväli eli kameravakio
Säteettäinen piirtovirhe neljältä semidiagonaalilta vähintään 15 mm välein.
Autokollimoidun pääpisteen PPA, parhaan symmetriapisteen PBS ja kuvakoordinaatiston origon FC keskinäinen sijainti. Etäisyyden PPA - PBS arvo ei saa ylittää 20 mikrometriä.

Pääpisteet (Luento 4)

Reunamerkkien koordinaatit .
Kameran radiaalinen ja tangentiaalinen erotuskyky Lp/mm neljän semidiagonaalin keskiarvona määritettynä vähintään korkean kontrastin kuvioilla sekä kameran AWAR-arvo.

Kuvauksen laadunvarmistus

Kuvauksen suorittajan tulee laadun ylläpitämiseksi varmistaa toiminnan laatutaso säännönmukaisin menetelmin. Jokaisesta kuvauksesta on laadittava laaturaportti, joka sisältää ainakin seuraavat asiat:

· Kameran kalibroinnin ajankohta

· Järjestelmäkalibroinnin ajankohta (kuvauksessa käytetty kuvausjärjestelmä-filmi-prosessointikombinaatio)

· Järjestelmäkalibroinnin tulokset (geometria ja erotuskyky)

· Kuvausolosuhteet (säätiedot)

· Kehitysarvot

· Auringon korkeuskulma

· Visuaalinen arvio (stereokartoituskelpoisuus, filmin kunto)

· Tarkastustulokset, koko kuvaus

o filmin viat (kuplat, jännitysjäljet, reiät, naarmut, raidat, värjäytymät, filminsiirron jäljet)

o pituus- ja sivupeitto

o jonojen alku ja loppu, jonolla pysyminen ja jonojen suunta

o sortuma

o lentokorkeus

o erotuskyky, mikäli on käytetty testitauluja

· Tarkastustulokset, näytekoko ja tarkastus SFS 4760 ¹ mukaisesti

o densiteetti, vaalean ja tumman kohteen kuvittaiset arvot

o sisäisen orientoinnin jäännösvirheiden itseisarvojen kuvittaiset maksimiarvot

o keskinäisen orientoinnin jäännösvirheiden itseisarvojen malleittaiset maksimiarvot

o keskinäisen orientoinnin malleittaiset kuvien pituus- ja poikittaiskallistuserot

¹ Tarkastustaso II, s-menetelmä

· näytekoko n (n mallia, 2n kuvaa) määräytyy kuvauksen kuvien lukumäärän perusteella

· densiteetti: AQL = 2,5 %, kaksipuoleiset erilliset vaatimusrajat; vaalea kohde: L = 0,35 D, U = 0,55 D, tumma kohde: L = 1,0 D, U = 1,8 D

· sisäisen orientoinnin jäännösvirheiden maksimiarvot: AQL = 4,0 %, yläraja U = 20 µm

· keskinäisen orientoinnin jäännösvirheiden maksimiarvot: AQL = 4,0 %, yläraja U = 10 µm

· kuvakallistuserot: AQL = 2,5 %, kaksipuoliset erilliset vaatimusrajat; L = -8 goonia, U = 8 goonia (poikkeustapauksissa L = -10 goonia, U = 10 goonia)

· Tarkastettava erä, josta näyte otetaan, voi sisältää useamman eri tilaajan kuvaukset, mikäli ne on suoritettu samana kuvauspäivänä, samoilla laitteilla (kamera + objektiivi) ja samoissa olosuhteissa.

Näytteotantaan perustuvasta laadunvarmistuksesta:

SFS 4010: attribuuttitarkastus: tarkastetut suureet luokitellaan virheellisiin ja virheettömiin
SFS 4760 muuttujatarkastus: näytteestä mitataan jonkin suureen arvoa

Virheiden ollessa satunnaisia SFS 4010-standardin mukaisessa tarkastuksessa toimitaan seuraavasti:

Mikäli virheellisten määrä £ hyväksymisluku, erä hyväksytään. Tuottaja korjaa kaikki virheelliset yksiköt (SFS 4010, kohta 6.2).
Mikäli virheellisten määrä ³ hylkäämisluku, erä hylätään ja tuottaja korjaa koko erän. Erän korjauksen jälkeen valitaan uusi näyte.

Virheiden ollessa satunnaisia SFS 4760-standardin mukaisessa geometrian tarkastuksessa toimitaan seuraavasti (esim. ylärajan testaus). Ylärajaksi (U) asetetaan annettu tarkkuusvaatimus. Mitatuista virheistä lasketaan eräkohtainen tunnusluku Q_u = (U-x_ka)/s, missä x_ka on virheistä laskettu keskiarvo ja s on keskihajonta. Erä

hyväksytään, jos Q_u ≥ k (k=näytekohtainen hyväksymisvakio)
hylätään, jos Q_u < k

Esimerkki näytekoosta erilaisille tarkastettavan erän koolle (AQL=4,0, tarkastustaso II):

Skannatut analogiakuvat kartoituskuvauksissa

Toistaiseksi valtaosa suurimittakaavaisesta kartoitustoiminnasta perustuu analogiakuvien käyttöön.

Kuvat ovat pääasiassa värikuvia, jotka otetaan kartoitusmittakameralla.
Kuvausjärjestelmän erotuskyky on vähintään 40 lp/mm ja parhaimmillaan 60 lp/mm.
Yksi ilmakuva on kooltaan 230 mm x 230 mm ja sisältää 1.5 Gb kuvatietoa.
Kartoitusmittakameran geometrinen tarkkuus on kertaluokkaa 1 µm, mikä vastaa suhteellista tarkkuutta 1 : 230 000 kuva-alalla.
Kuvausjärjestelmän "heikoin" lenkki on filmi, joka deformoituu kuvaus- ja kartoitushetkien välillä. Vaikka kuvan deformaatiota voidaan pääosin kontrolloida reunamerkein, niiden jäännösvirheiden vaikutusta rekonstruoidun kohdemallin deformoitumiseen on kontrolloitava myös hyvällä lähtöpistegeometrilalla.

Digitaalisia kartoituskuvia voidaan tuottaa joko skannaamalla kuvauksen jälkeen filmiltä tai kuvaamalla suoraan digitaalisella kameralla. Toistaiseksi digitaalisten kameroiden käyttö kartoituskuvauksiin on marginaalista vaikkakin vilkkaan kehitystyön kohteena.

Kartoituskuvat digitoidaan ns. fotogrammetrisilla skannereilla. Joissain erikoistilanteissa tulevat kyseeseen myös mikrodensitometrit, julkaisuskannerit tai diaskannerit.
Digitaalinen kartoituskuvaus on joko korkearesoluutioista satelliittikuvausta tai ilmakuvausta digitaalisin kameroin.

Kun kuva digitoidaan skannaamalla filmiltä, kuvan täytyy vastata geometrialtaan ja erotuskyvyltään samoja tarkkuusvaatimuksia, joita edellytetään kartoitustehtävissä analogiakuviltakin.

Kuvausjärjestelmän erotuskyky 50 lp/mm vastaa digitoiduilla kuvilla pistetiheyttä 2400 dpi (dots per inch) tai pistekokoa 0.010 mm. Kuva-alalla 230 mm x 230 tämä vastaisi kuvakokoa 23 000 x 23 000 pikseliä.

Nyquistin näytteenottoteoreeman mukaan signaali tulee havaita kaksinkertaisella taajuudella, jotta se voitaisiin rekonstruoida uudelleen. Esimerkiksi, 10 mikrometrin pikselikoolla voidaan digitoida siniaalto, jonka aallonpituus on 20 mikrometriä. Tämä vastaa viivatiheyttä 50 lp/mm.

Kuvat digitoidaan radiometrisellä erotuskyvyllä 3 x 8 bittiä/pikseli. Digitoitaessa 0.010 mm:n pistekoolla yksittäisen ilmaisimen kohina saisi olla korkeintaan ± 0,03 - 0,05D.
Digitoinnin geometrisen tarkkuuden tulee vastata sitä tarkkuutta, joka on ollut saavutettavissa mitattaessa kuvia hyvällä analyyttisellä stereokartoituskojeella eli luokkaa 1 : 100 000 - 1 : 200 000 koko kuva-alalla. Tämä vastaa havaittujen kuvakoordinaattien keskivirheitä ± 0.001 - 0.003 mm.

Mikäli kuvia käytetään vain stereotulkintaan tai -havainnollistamiseen, skannauksessa tulevat kysymykseen myös ns. graafiset desktop-riviskannerit.

Desktop-skannereita ei ole suunniteltu mittauskäyttöön, joten ne ovat rakenteeltaan epästabiileja ja geometrialtaan epätarkkoja. Rividigitoinnin johdevirheet voivat olla huomattavan suuria, jopa ± 0.1 mm. Säännöllisellä kalibroinnilla virheitä voidaan kompensoida.
Desktop-skannereiden digitointiala on pienempi kuin ilmakuvan kuvakoko. Jopa A3-koon skannereissa lukuala on niin pieni, että kaikkia reunamerkkejä ei joidenkin kameroiden osalta saada luettua yhdellä digitoinnilla.

Analoginen ilmakuva. Filmille kuvaavan kartoituskameran etuna on sen kuva-alan suuri koko ja geometrinen tarkkuus. Filmi on informaation tallentimena tehokas, sen erotuskyky on hyvä ja sävyala laaja. Kartoituskäytössä filmin erityisenä puutteena on pidettävä sen alttiutta kuvauksenjälkeisille deformaatioille.

Kuvakoko

Ortokuvan valmistamisen pikselikoko lasketaan lopputuotteen vaatimuksista, esimerkiksi 1m, 0.5 m, 0.2m tai 0.1 m.
Kartoitustehtävissä pikselikokona käytetään yleisesti 13-15 mikronia, mikä vastaa käytännössä kartoitusjärjestelmän tulkintaketjun "filmi-skanneri-stereotyöasema-stereotulkinta" välityskykyä.
Kolmioinnissa tulkinta on liitospisteiden osalta automaattista yhteensovitusta, minkä vuoksi pikselikoko voi olla 2X suurempi kuin yksityiskohtien kartoitustehtävissä. Tällä ei ole oleellista vaikutusta lopputulokseen, koska kolmioinnin geometrinen tarkkuus on sama kuin tulkintaketjun "filmi-skanneri" tarkkuus.

Pikselin koko maastossa eri kuvamittakaavoilla [m]
Pikselin koko [0.001 mm]	7.5	10	15	21
1 : 60 000	0.45	0.60	0.90	1.26
1 : 30 000	0.23	0.30	0.45	0.63
1 : 16 000	0.12	0.16	0.24	0.34
1 : 6 000	0.05	0.06	0.09	0.13
1 : 3 300	0.02	0.03	0.04	0.07
1 : 1 000	0.0075	0.01	0.02	0.02

230 mm x 230 mm ilmakuvan skannausresoluutiot ja tiedostokoot.
Pikselin koko [0.001 mm]	7.5	10	15	21	50	100
Pistetiheys [dpi]	3387	2540	1693	1210	508	254
Viivamäärä [lp/mm]	67	50	33	24	10	5
Mustavalkokuvan koko [Mb]	897	504	224	114	20	5
Värikuvan koko [Mb]	2691	1512	672	342	60	15

Ilmakuvaskannerien rakenne

Skannerien toimintaperiaate ja eri rakennevaihtoehtoja ( Petri Rönnholm, 1997 ).

Kiinteä vs. liikkuva kuvakannatin. Kiinteä vs. liikkuva optiikka ja valaistus.

Suunnattu tai diffuusi valaisu.

Kuvaskanneri, RasterMaster. (Jacobsen, 1996)

Kuvaskanneri, Helava. (Kölbl, 1996)

Fotogrammetriselle skannerille asetettavat vaatimukset

Selvää on, että skannaus ei saa heikentää kuvan laatua sen fotogrammetrisen käytön kannalta. Jotta näin olisi, seuraavat skannerille voidaan asettaa seuraavat vaatimukset:

Tasoskanneri, jonka digitointiala kattaa kartoituskameran reunamerkit. Käytännössä kuva-ala on 250 x 250 mm.
Kuva-anturin tulee rakentua joko ilmaisinrivistä tai -matriisista.
Koska kuva joudutaan skannaamaan osissa, on erityisen tärkeää, että kuva-anturin digitointiala valaistaan on tasaisesti. Tässä suhteessa diffuusi valo on parempi kuin suunnattu valo.
Värikuvien skannaus tulee tehdä yhdellä läpiajolla.
Digitoinnin geometrisen erotuskyvyn tulee olla parempi kuin 0,01 mm, jotta kuvan sisältämä kohdetieto ei vähenisi skannauksessa. Tämä vastaa kuvausjärjestelmän erotuskykyä n. 50 lp/mm.
Digitoinnin geometrisen tarkkuuden tulee olla parempi kuin 0,25 pikseliä tai 0,005 - 0,002 mm silloin, kun digitoitua kuvaa käytetään tarkkoihin mittauksiin, esimerkkeinä kolmiointi ja korkeusmallien havaintotyöt. Geometrinen tarkkuus voidaan ymmärtää myös yksittäisen, minkä tahansa pikselin sijainnin tarkkuutena kuvan alueella.
Digitoinnin radiometrisen erotuskyvyn tulee vastata 10 bitin sisäistä kvantisointia, jotta ulos tuleva 8 bittiä on todellista informaatiota.

Vastaavasti on esitetty, että voidakseen toistaa kuvan kontrastit myös kohteen tummilla osilla, kuten metsän varjoisilla alueilla, kvantisointi tulee tehdä 10 - 11 bitillä. (Boberg, 2001)

Digitoinnin radiometrisen skaalan tulee kattaa densiteettiväli 0.1D - 2.0D densiteettiväliä mustavalkokuvilla ja n. 0.2D - 3.5D värikuvilla.
CCD-ilmaisinten kohina ei saa olla yli ±0,03 - 0,05D 0,01 mm:n pikselikoolla.
Skannerin käytön kannalta on lisäksi edullista, jos kuvanluku voidaan tehdä rullafilmiltä kuvia leikkaamatta.

Densiteetti

Skannereiden kalibrointi

Leica-Geosystems DSW600 lähteen www.gis.leica-geosystems.com mukaan:

Kuvatason kalibrointi

Määritetään korjaustaulukko koko kuvatason alueelle, korjaukset suoritetaan kuvalle reaaliajassa skannauksen aikana
Käyttäen levyä, jolla kalibroitu ruudukko (calibrated grid plate) 20 mm ruutukoolla (myös 10 mm ruutukoko saatavilla)
Käyttäjä osoittaa automaattisesti ensimmäisen leikkauskohdan, minkä jälkeen järjestelmä mittaa automaattisesti loput käyttäen. kuvakorrelaatiota. Kun kaikki ruutujen leikkauskohdat on mitattu, lasketaan korjaustaulukko.
Gridin mittausta voidaan myös käyttää skannerin geometrisen laadun tarkistamiseen.

Sensorin kalibrointi

Geometrinen kalibrointi. Tehtävänä on määrittää tarkka pikselikoko sekä sensorin ja kuvatason välinen koordinaattimuunnos. Kalibrointi suoritetaan kalibroidun gridin avulla.
Radiometrinen kalibrointi. Tavoitteena on määrittää jokaiselle pikselille korjaustermi tasaisen radiometrisen laadun varmistamiseksi. Tehtävässä käytetään neljää neliväristä kuvaa sekä tummaa kehystä. Kullekin pikselille määritetään korjaustermit erilaisille valotusajoille ja jokaiselle värikanavalle. Korjaustermit talletetaan kalibrointitiedostoon. Skannatut kuvat korjataan tämän korjaustiedoston avulla.

Maanmittauslaitoksen XL Vision Orthovision 950

kolmen peräkkäin sijaitsevan rivi-ilmaisimen keskinäinen geometrinen kalibrointi, tehdään tehtaalla
kuvatason sijaintivirheiden määritys, tehdään tehtaalla
geometristen johdevirheiden kalibrointi, tuloksena geometrinen korjausmalli, tehdään tarpeen mukaan

tehdään digitoimalla 49 x 49 pisteen NTS-gridi (NTS, National Institute of Standards and Testing), jonka tarkkuus on 0,0005 mm (RMS)
geometrisesti korjatun kuvan virheet ovat luokkaa 0,0015 mm (RMS) sekä ilmaisinrivin että skannausliikkeen suunnassa

ilmaisimen integraatioajan kalibrointi, tuloksena perusvalotusajat kullekin kolmelle rivi-ilmaisimelle
radiometrinen kalibrointi, tuloksena korjaukset kullekin yksittäiselle CCD-ilmaisimelle, tehdään päivittäin

harmaasävyt digitoidaan alunperin 10 bitillä ja muunnetaan ulostulossa 8 bitiksi
ilmaisimet kalibroidaan ulkoisesti filmin tummuuden mukaan niin, että koko 256 harmaasävyn asteikko tulee käytettyä hyväksi
ilmaisimet kalibroidaan sisäisesti tasalaatuisiksi, jotta digitoituun kuvaan ei sisältyisi ilmaisimista johtuvia systemaattisia eroja, juovaisuutta

Markkinoilla olevia skannereita

Skannereita
Merkki	CCD kuva-anturi	Pienin pikselikoko 0,001 mm	Kuvakoko mm	Sävyjen määrä bit	Geometrinen tarkkuus 0,001 mm	Rullafilmin syöttö
Fotogrammetrisia skannereita
Vexcel VX 4000 HT	1024 x 1024	7.5 x 7.5	254 x 508	8	2.5	on
Vexcel VX 4000 DT	768 x 494	8.5 x 8.5
Helava DSW 300	matriisi	5 x 5	265 x 265	10 / 8	< 2	on
International Systemap Corp. DiSc	3-rivi	10 x 10	320 x 320	10 / 8	5	on
Intergraph PhotoScan TD	rivi	7 x 7	250 x 275	12 / 8	< 2	on
Zeiss Phodis Scai	rivi	7 x 7	250 x 275	12 / 8	< 2	on
XL Vision 950 Orthovision	3-rivi	10 x 10	254 x 254	10 / 8	2 - 3	on
Wehrli RasterMaster RM1	rivi	12 x 12	250 x 250	8	4	ei
Desktop-skannereita
Agfa Horizon	3-rivi	21 x 21	240 x 340	12	> 10	ei
Sharp JX-610	rivi	21 x 42	305 x 342	12 / 8	> 10	ei

PhotoScan www.ziimaging.com

PhotoScan www.ziimaging.com

0,007 mm pikselikoko, digitaalisesti yhdistämällä 0,014, 0,021, 0,028, 0,056, 0,112, 0,224 mm
Digitointiala 275 mm x 250 mm
Skannausperiaate: kuvakannatin kiinteä, liikkuva kamera ja valaistus
Sensori: trilinear CCD
Radiometrinen alue: 10 bit/kanava, 2.5 D, Densiteettialue 0.001-3.3 D
Tuloskuva: 8-bit tai 12-bit monokromaattinen, 24-bit or 36-bit väri
Geomterinen tarkkuus parempi kuin 0.002 mm
Skannausohjelmisto mm.:

Kalibrointi: Geometrinen ja radiometrinen
Automaattinen digital dodging
Automaattinen sisäinen orientointi

Skannausajat (0.014 mm pikselikoko):

Mustavalkoinen ja värillinen ilmakuva: alle 6 min

Rullafilmiskannaus
Perustuu skannereihin PhotoScan PS1, Zeiss SCAI, PhotoScan TD, PhotoScan 200x, PhotoScan

DSW600 www.gis.leica-geosystems.com

DSW600 www.gis.leica-geosystems.com

0.0045-0.022 mm pikselikoko
Digitointiala 260 mm x 260 mm
Skannausperiaate: liikkuva kuvataso, stationaarinen CCD-matriisi.
Kamera: 12 bit digitaalinen matriisisensori, 2000x3000 pikseliä
Sensorin pikselikoko 0.01 mm
Optinen resoluuto: 33 lp/mm @ 0.015 mm, 40 lp/mm @ 0.0125 mm, 100 lp/mm @ 0.005 mm
Radiometrinen alue: suurempi kuin 2.5 D, pidemmillä valotusajoilla >3.0 D rekeisteröinti onnistuu
Radiometrinen resoluutio: 0.01D at 1.0D
Geometrinen resoluutio 0.0005 mm, geometrinen tarkkuus < 0.002 mm.
Työasema: Pentium 4 dual processor
Skannausohjelmisto:

Kalibrointi: Kuvataso, geometrinen sensori, radiometrinen sensori
Sisäinen orientointi: interaktiivinen, semiautomaattinen, täysautomaattinen

Skannausajat (0.0125 mm pikselikoko):

Mustavalkoinen ilmakuva: 2 min
Väri-ilmakuva: 5 min

Rullafilmiskannaus
Filmin kuljetus (yksi kuva) sekä automaattinen sisäinen orientointi: 30 s
Edeltäjiä DSW100, DSW200, DSW300, DSW500

Skannerien tarkkuus

Skannerin tarkkuus ilmaisee sen, miten hyvin digitoidun kuvan radiometria ja geometria vastaavat alkuperäisen eli digitoitavan kuvan radiometriaa ja geometriaa. Skannerin erotuskyky ilmaisee sen, miten hyvin digitoidun kuvan yksityiskohdat toistuvat, kun tätä verrataan alkuperäisen kuvan sisältämään yksityiskohtaisuuteen.

Geometrinen sijaintitarkkuus (kuva-anturin paikannustarkkuus, optiikka)
Geometrinen erotuskyky
Radiometrinen laatu

Julkaisuja

Emmanuel P. Baltsavias and Christoph Kaeser, 1999. Quality Evaluation of the DSW200, DSW300, SCAI and OrthoVision Photogrammetric Scanners, OEEPE Workshop on Automation in Digital Photogrammetric Production. http://dgrwww.epfl.ch/PHOT/workshop/wks99/3_1.html
Emmanuel Baltsavias. On the performance of photogrammetric scanners. Photogrammetric Week, 1999.
Dan Häggman: Skannereiden tarkkuudesta, 1997

Tuotantojärjestelmiä Suomessa

Maanmittauslaitos (www.nls.fi)

Roll film scanner LH Systems DSW600, Windows XP

automatic interior orientation
matrix CCD
pixel size 4-20 microns (20 used)
geometric precision of < 2 microns (RMSE)
12 bit dynamic range
strobe light
image filtering (sharpen)
image pyramids

Kuvankäsittelyohjelmisto Photoshop, WindowsXP.
Skannauksessa käytetään tiilitettyä TIFF:iä. Formaattimuunnoksia tehdään yleisimpiin käytössä oleviin formaatteihin.
Mittausohjelmisto Leica Silicon Graphics.
Ortokuvatuotanto Leica SocetSet
Suuriformaattinen väritulostin HP DesignJet 2500CP, 600 dpi ja filmitulostin Purub ImageMaker.
Aineiston saa CD-tietolevyllä, DAT-nauhalla (4 mm) tai siirtokovalevyllä.
Viitteet

FM-Kartta Oy (www.fm-kartta.fi)

Roll film scanner Leica DSW600, Windows XP
automatic interior orientation
matrix CCD
pixel size 4-20µm user selected
geometric precision of < 2 microns (RMSE)
12 bit dynamic range
strobe light
image filtering (sharpen)
iImage pyramids
Kuvankäsittelyohjelmisto Photoshop, WindowsNT.
Suoraan skannerista saadaan tiilitettyä TIFF:iä ja pääjakeluformaatti on TIFF, formaattimuunnoksia tehdään yleisimpiin käytössä oleviin formaatteihin
Mittausohjelmisto Inpho Match-AT
Ortokuvatuotanto PCI OrthoEngine
Suuriformaattinen väritulostin HP 2500 (600 dpi)
Aineiston saa CD-R, DVD-R, DVD+R, LTO 100/200 GB

FM-International OY

Skannerina Zeiss SCAI.
Ortokuva ja ortokuvamosaiikkituotantoa.
Automaattiseen ilmakolmiointiin Zeiss PHODIS AT.
Automaattiseen korkeusmallituotantoon (DEM) Zeiss PHODIS TopoSURF.

Digitointi mikrodensitometrillä

Mikrodensirometrillä voi skannata kuvia, ja näin tehtiin aiemmin yksinomaan. Tällaiset filmiskannerit olivat rumpuskannereita, joissa skannausliike toteutettiin yhteen suuntaan rumpua kiertämällä ja toiseen suuntaan densitometriä siirtämällä. Joissakin laitoksissa densitometrin pää liitettiin fotogrammetriseen komparaattoriin ja skannausliikkeet toteutettiin kuvakannattimen liikkeillä. Tällaisessa tasoskannerissa kuvaliike oli ohjattavissa kertaluokkaa tarkemmin kuin rummulla, koska komparaattorin paikoitustarkkuus on luokkaa 0.001 mm ilmakuvan kuva-alalla 250 mm x 250 mm.
Nykyiset digitointilaitteet ovat yhä edelleen fotogrammetrian käytön kannalta komparaattoreita. Densitometri on korvattu CCD-kuva-anturilla, joka koostuu matriisimuotoon järjestetyistä puolijohdeilmaisimista. Kuva-anturit lukevat kuvaa tehokkaammin kuin mikrodensitometri, mutta densitometrin lukupäänä toimivan valovahvistimen (PMT, photomultiplier tube) dynamiikka on puolijohdeilmaisimia parempi. Tällä on merkitystä erityisesti silloin, kun luetaan sävyltään tummia negatiiveja.
Viitteet

Byurakan Astrophysical Observatory http://bao.sci.am/equip.html

"PDS 1010A micro-densitometer is installed in late 1970s. The microdensitometer system operates with PDP-8 computer PDS 1010A micro-densitometer system is designed to take very accurate readings of the density information of very small areas of photographic plates or film and determine the precise location of these areas in reference to each other. These readings are converted to bits of information which are stored on the storage unit of computer."
"The PDS 1010A micro-densitometer consists essentially of three systems:

one to measure density or transmission information,
one to move the Stages in either or both X and Y axes, and
one to generate precise Stage position information."

"The position accuracy of PDS is equal to 1 micron on both X and Y axes. The maximal speed of Stage motion is 40 mm per second. The PDS has various actual scanning apertures. The micro- densitometer PDS 1010A allows to digitize astronomical images of sizes up to 250 mm x 250 mm. Last about 25 years PDS 1010A stays as most heavily used equipment in the observatory. Thousands images and spectra have been measured on it for spectrophotometric study of stars and galaxies and surface photometry of galaxies."

Esimerkki skannausohjeista

Maa- ja metsätalousministeriön peltolohkojärjestelmän ortoilmakuvatuotannon laatujärjestelmässä on annettu seuraavat suositukset skannaukselle:

Skannerin ominaisuuksien, skannerin seuranta- ja kalibrointimenettelyjen sekä skannausmenettelyjen tulee olla vähintään FKS:n suositusten (1998) sekä Kaavoitusmittausohjeiden (2003) tasoisia. Lisäksi noudatetaan seuravia vaatimuksia.
Skannerin geometrinen ja radiometrinen laatu tulee kullakin tuotantokaudella tarkastaa vähintään ennen ja jälkeen skannausprosessin käyttäen tarkkuusgitteriä sekä harmaakiilaa ja/tai väritaulua.
Skannauksessa käytettävän pikselikoon tulee olla maastossa 0,5 m x 0,5 m tai pienempi. 1:30 000 mittakaavassa tämä vastaa pikselikokoa 16 μm.
Mikäli skannauksen yhteydessä suoritetaan reunamerkkimuunnos, suoritetaan 100% jäännösvirheiden tarkastus. Toleranssiarvon ylittävät jäännösvirheet raportoidaan ulkoiseen laadunvalvontaan viimeistään tuotantoraportin yhteydessä. Reunamerkkimuunnosten laadunvalvonnasta laaditaan laaturaportti (liite 4) ja toimitetaan skannauksen laaturaportin yhteydessä ulkoiseen laadunvalvontaan.
Skannausparametrit säädetään kuvauskohtaisesti käyttäen kuvaa (kuvia), jolla on sopivassa suhteessa peltoja ja metsää. Näin saavutetaan tasainen lopputulos. Olosuhteiden vaatiessa kuvaus jaetaan osiin, joille kullekin valitaan sopivat skannausparametrit. Yksittäisillä kuvilla kuvauskohtaiset parametrit eivät ole välttämättä optimaaliset. Prosessissa tulee kuitenkin varmistua, että myös yksittäisten kuvien laatu on riittävä. Skannauksessa tulee säilyttää ilmakuvien radiometrinen ja spektraalinen informaatio mahdollisimman hyvin.
Skannauksesta laaditaan kullekin erälle laaturaportti (Liite 2), joka toimitetaan viipymättä ulkoiseen laadunvalvontaan.
Digitaalisen ilmakuvan radiometrista laatua voidaan arvioida histogrammin avulla. Ilmakuvan histogrammi riippuu alkuperäisestä ilmakuvasta, kuvauskohteesta sekä tehdyistä sävynsäädöistä. Hyvässä histogrammissa käytetään koko sävyskaala tehokkaasti hyväksi, jolloin histogrammin ääripäissä ja muualla histogrammin alueella ei esiinny käyttämättömiä sävyarvoja. Kuvan histogrammissa ei tule esiintyä suuria piikkejä ääriarvojen kohdalla, sillä usein tämä merkitsee kuvan ”puhkipalamista”. Myös kuvalla olevat laajat alueet yhtenäistä sävyarvoa usein merkitsevät radiometrisiä ongelmia. Kokonaisheijastukset vedestä ja esim. peltikatoista voidaan hyväksyä ja niiden prosessointi ei saa vääristää kuvien sävynsäätöä.
Tarkastuksessa arvioidaan aluksi kuvien visuaalinen laatu. Mikäli laatu todetaan huonoksi, suoritetaan tarkempi histogrammin analysointi. Tarkastettavat radiometriset ominaisuudet ovat puhkipalaminen sekä histogrammin hyödyntäminen. Näille ominaisuuksille ei vielä ole saatavilla tarkkoja toleransseja. Analyysi tehdään seuraavien suuntaviivojen mukaisesti:

EU:n ohjeiston (1999) mukaan histogrammin saturaation tulee olla alle 5% molemmissa histogrammin päissä kullakin kanavalla. Tässä projektissa puhkipalamista tarkastellaan erityisesti peltoalueilla valitun näyteohjelman mukaisesti.
EU:n ohjeiston (1999) mukaan histogrammin sävyarvoista tulee hyödyntää yli 90%. Koska tässä projektissa käytetään kuvauskohtaisia parametrejä, saattaa vaatimus olla liian tiukka, sopivampi raja voisi olla 70%-80%.

Kirjallisuutta

Anders Boberg, 2001. Introduktion till fotogrammetrin, KTH, Stockholm, 2001.
Risto Ilves Digitaalinen ilmakuvatuotanto , 1998
Maiju Witikainen Digitaaliset ilmakuvat tiesuunnittelussa , 1997
Otto Kölbl Preliminary Results of the OEEPE Scanner Test Lausanne, 1996
O. Kölbl, U. Bach Tone Reproduction of Photographic Scanners Lausanne, 1996
Joan Romeu PS1 in a digital environment of image an restitution map production. Work flows Failures & Quality. Lausanne, 1996
Emmanuel P. Baltsavias DeskTop Publishing Scanners Lausanne, 1996
Emmanuel Baltsavias. On the performance of photogrammetric scanners. Photogrammetric Week, 1999.
Karsten Jacobsen Experiences with the Rastermaster RM1 Lausanne, 1996

Maa-57.220 Fotogrammetrinen kartoitus

Luento-ohjelma

Vanhempia skannereita

Intergraph PhotoScan TD

Intergraph PhotoScan PS1

Leica Helava DSW300.

Zeiss SCAI.

International Systemap ISM XL10. http://www.ismcorp.com

Vexcel VX 4000.

o Intergraph PhotoScan TD

§ High-resolution, radiometrically and geometrically precise, flatbed scanning system for the Windows-NT operating system

§ Intel Pentium® host with 48MB RAM, running Windows NT®, with optional 20", 21", or 27" high-resolution monitor

§ Selectable scan resolutions of 7,14, 28, 56, 112, and 224 microns

§ Fast throughput - less than 10 minutes for 14um scan, monochrome or color

§ Standard single sheet or roll feed film scanning

§ Single-pass scan - monochrome or color, entire or part image

§ Input media - film or glass, diapositives or negatives

§ Non-proprietary output file formats

§ Real-time JPEG image compression/decompression (H/W option)

o Intergraph PhotoScan PS1

§ High-resolution, radiometrically and geometrically precise, flatbed scanning system for the UNIX operating system

§ Rapid, high-resolution scanning of up to 260mm x 260mm regions from film formats ranging up to and beyond 10" x 10".

§ Compensated linear CCD technology for rapid, precise and high quality image data collection

§ Selectable resolution scan settings from 4* to 120 microns

§ Black-and-white film scanning with 256 significant gray levels

§ 24-bit color imaging by way of filtered sequential scans

§ Optional scanning along photoaxis defined by an "interior orientation" and a precise rotation of the scan axis

§ Optional JPEG image compression/decompression

§ Overview creation capability

§ Ten-bit data capture, 8-bit output capability

§ Tiled Intergraph and TIFF formats

§ Bundled solution film scanning system including the host workstation and scanning software

o Leica Helava DSW500 Digital Scanning Workstation

§ 0.004-0.020 mm pixel size (0.004 ~ 125 lp/mm)

§ Digitointiala 260 mm x 260 mm.

§ Digitointi kameroilla, MegaPlus 4.2i (2029x2048), MegaPlus1.6i (1024x1536), MegaPlus 6.3i (2056x3072).

§ 0.0005 / 0.002 mm stage resolution/accuracy.

§ 5 x 5 grid stage calibration.

§ Radiometric range 0.1 -2.5 D, resolution 0.01D at 1.0 D.

§ An innovative, stroboscopic illumination system produces very accurately controlled "bursts" of light and requires no aperture or shutter in front of the scanner’s digital camera.

§ A lighter color wheel facilitates faster color scanning.

§ The scanner is supplied with one of three high performance digital cameras, enabling customers to select their optimum throughput and price levels. The integrating sphere, a characteristic component of all the DSWs, has been redesigned with a smaller diameter and a larger aperture to give more light and a bigger illuminated area on the image. These improvements not only provide higher performance and give the customer more choice; they reduce complexity, thereby providing both higher reliability and lower cost. The DSW500 is offered on both Intel/Windows NT® and Sun/Solaris® platforms: customers can opt for their preferred computing environment. The recommended host computers are a high performance, dual processor Pentium III for Windows NT, or Sun Ultra 10 or Ultra 60 for Solaris.

§ http://www.lh-systems.com/products/dsw_scanner.html

o Zeiss

§ SCAI Precision Scanner

§ High geometric precision (2 µm RMSE)

§ Wide CCD line with over 5000 elements enables fast scan times

§ Optical train composed of distortion-free mirror lenses instead of the conventional glass for better quality color scans

§ Color CCD line for one-pass scanning of color images

§ Radiometric resolution of up to 1024 gray levels for better tonal definition

§ High resolving power, 64 lp/mm

§ Autonomous scanning with the autowinder

§ Automatic interior orientation can be conducted during the scan and stored in the data file

§ SCSI 2 Interface to host computer

§ PHODIS SC besteht aus

§ dem Präzisionsscanner SCAI mit der Scan- und Steuereinheit und dem Autowinder (optional) zum automatischen Digitalisieren von kompletten, unzerschnittenen Filmen

§ der SC-Software zur Steuerung des Scanners und zur Verwaltung und Manipulation der digitalen Bilder

§ der optionalen Anwendersoftware zum operateurlosen Scannen von Sequenzen von Bildern und

§ einer Silicon Graphics Workstation mit geeignetem Massenspeicher und UNIX-Betriebssystem

§ Technische Daten

§ Bildformat: 250 mm x 275 mm (maximal)

§ Pixelgröße: minimal 7 mm = 3628 dpi

§ CCD-Zeile: 5632 Pixel = 39.424 mm Streifenbreite

§ Radiometrische Auflösung: 8 bit

§ Scanrate: 4 MPixel/s (maximal)

§ RGB-Digitalisieurng: gleichzeitig

§ Filmlänge 150 m (maximal)

§ http://www.czi.com