Maa-57.220 Fotogrammetrinen kartoitus
Tentit

Tentti 13.2.2006.

  1. Mitä tarkoittavat laboratoriokalibrointi, testikenttäkalibrointi ja itsekalibrointi? Vertaile menetelmiä keskenään.
  2. Kuvaile laajaformaattisen digitaalisen ilmakuvakameran toteuttaminen CCD-matriisi- ja CCD-riviperiaatteella. Vertaile toteutustapoja keskenään.
  3. Tehtävänäsi on tuottaa digitaalisia ortokuvia peruskarttalehtijakoon metsänarviointia varten. Kuvilta tulee voida visuaalisesti määritellä metsäkuviot ja puulajisuhteet. Ortokuvien tasosijaintivaatimus on 2.5 m. Ortokuvien sävyt tulee korjata keskenään yhteensopiviksi. Valitse käytettävät lähtöaineistot ja kuvaile ortokuvatuotannon työvaiheet. Perustele valitsemasi menettelytavat.
  4. Automaattinen pisteenhaku digitoiduilla ilmakuvilla tehtävässä ilmakolmioinnissa.
  5. Kuvittele esimerkkiä, jossa tarkkapiirtoista satelliittikuvaa käytetään mm. 1 : 10'000 kartan ajantasaistukseen. Kuvaa tällaisen kartoitusprosessin vaiheet.

Tentti 17.12.2005

  1. Minkälaisia vaatimuksia fotogrammetriselle skannerille asetetaan? Miksi?
  2. Kuvaile suoran sensoriorientoinnin teknologia. Vertaile keskenään suoraa georeferointia ja ilmakolmiointiin perustuvaa pisteenmääritystä.
  3. Valitse seuraavista jompikumpi:
  4. Kartoituskameran keskusprojektio aiheuttaa ilmakuvaan sävyeroja, jotka on tasattava ortokuvamosaiikin tuotannossa. Mitä nämä sävyerot ovat ja miten sävyntasaus käytännössä toteutetaan?
  5. Useimmat digitaaliset ilmakuvakamerat perustuvat teknisiltä ratkaisuiltaan joko kuvaavien  rivi-ilmaisimien käyttöön tai matriisimuotoon koottujen kuva-anturien käyttöön. Vertaa näistä kuvauksista muodostettavien stereomallien ominaisuuksia jonojen suunnassa ja jonojen välillä.

Exam 26.10.2005

  1. Explain briefly the following terms
  2. Describe techniques to construct a large format digital photogrammetric camera. Compare image production based on digital and analogue techniques.
  3. You are planning an orthophoto production project for the city of Espoo. The product should be a true orthophoto mosaic in a map sheet division. The ground pixel size is 10 cm and the maximum allowable position error is 10 cm. New aerial photography has to be collected with a large format analogue mapping camera.
  4. Different alternatives of collecting elevations for digital elevation models.
  5. You are collecting 3D break lines of a larger area using a digital stereo photogrammetric workstation. There are two sets of photogrammetric data available for the work, a) a block of film diapositives in scale 1:15’000, and signalised ground control points, and, b) a block of paper prints in scale of 1:15’000, and a topographic map in scale of 1:50’000 for the ground control. Explain in both cases one possible procedure for the entire chain of data acquisition. Compare then the results.

Tentti 26.10.2005

  1. Selitä lyhyesti seuraavat käsitteet
  2. Kuvaile erilaiset laajaformaattisten digitaalisten fotogrammetristen kameroiden toteutusvaihtoehdot. Vertaile analogista ja digitaalista kuvatuotantoa keskenään.
  3. Tehtäväsi on toteuttaa ortokuvatuotantoprojekti Espoon kaupungille. Lopputuote on karttalehtijakoon leikattu sävytasattu tosiortokuvamosaiikki, jonka maastopikselikoko on 10 cm ja suurin sallittu sijaintivirhe 10 cm. Projektia varten tulee suorittaa uusi ilmakuvaus. Kamera on laajakulmaoptiikalla varustettu analoginen kartoituskamera.
  4. Selitä laserkeilaimen toimintaperiaate. Miten laserkeilainaineistoa voidaan hyödyntää ympäristömallien tuottamiseen?
  5. Stereokartoitukseen perustuva tiedonkeruu Maanmittauslaitoksen maastotietokannan ylläpidossa.
    Arvostelu:
    Vastaukset arvostellaan kysymyksittäin pisteillä 0 – 6. Tentin loppuarvosana muodostuu yhteispisteistä seuraavasti:
    27 - 30        arvosana 5
    23 - 26        arvosana 4
    19 - 22        arvosana 3
    15 - 18        arvosana 2
    11 – 14       arvosana 1
    0  - 10        hylätty.

    Lisätehtävä:

    Täytä oheinen kurssipalaute. Saat vastauksesta 3 (kolme) pistettä, jotka lisätään hyväksytyn tentin arvosteluun. Voit laittaa nimesi palautelomakkeeseen. Muussa tapauksessa muista pyytää tentin valvojalta tenttipaperiisi kuittaus     palautuksesta.

    T. Henrik H., 19.10.2005

Tentti 7.2.2005

  1. Kuvaile fotogrammetrisen kartoitusprosessin työvaiheet. Miten nämä työvaiheet on toteutettu Maanmittauslaitoksen maastotietokannan ajantasaistusprosessissa?
  2. Digitaalisen ilmakuvauksen toteutusvaihtoehdot.
  3. Digitaalinen fotogrammetrinen työasema ja sen toiminnot.
  4. Tehtävänäsi on tuottaa digitaalisia tosiortokuvia 1 km x 1 km ruutjakoon.Kuvia on tarkoitus käyttää kaupungin paikkatietojärjestelmässä ja kaavan pohjakartan osana. Ortokuvien maastopikselikoon tulee olla 0.125 m ja maksimaalisen tasosijaintivirheen  tulee olla alle 0.5 m. Lisäksi sekä yksittäisten kuvien että vierekkäisten kuvien sävyt tulee korjata keskenään yhteensopiviksi. Määritä käytettävät lähtöaineistot ja kuvaile ortokuvatuotannon työvaiheet. Perustele valitsemasi menettelytavat.
  5. 3D rakennusmallien muodostamisessa käytettävät  aineistot ja niiden ominaisuudet.

Exam 16.12.2004

  1. The collinearity equation does not accurately model the imaging process. How is the collinearity equation extended in the photogrammetric process?
  2. Large-format digital camera systems.
  3. What is the principle of laser scanner? What are the main applications of laser scanning?
  4. Describe the aerial image production process for topographic mapping in the National Land Survey of Finland.
  5. Describe the idea of automatic image matching. How is the matching applied in orientation process in Digital Photogrammetric Workstations?

Tentti 15.11.2004

  1. Mitä tarkoittavat laboratoriokalibrointi, testikenttäkalibrointi ja itsekalibrointi? Pohdi menetelmien merkitystä kolmioinnissa ja suorassa georeferoinnissa.
  2. Kuvaile laajaformaattisen digitaalisen ilmakuvakameran toteutusvaihtoehdot. Vertaile digitaalisten ja skannattujen analogisten kuvien ominaisuuksia ja prosessointia.
  3. Laserkeilaimen toimintaperiaate. Mitkä ovat laserkeilauksen keskeisiä sovelluskohteita?
  4. Kuvaile tarkan suurikaavaisen kartoitusprosessin vaiheita. Millä menettelyillä varmistetaan hyvä tarkkuus?
  5. Virtuaalimallin tuotannon vaiheet.

Tentti 7.1.2004

  1. Selitä seuraavat käsitteet lyhyesti:
  2. Selitä laserskannauksen periaate. Miten laserskannausta hyödynnetään fotogrammetrisessa kartoitusprosessissa?
  3. Johda kaava korkeusmallin virheestä aiheutuvalle ortokuvan tasosijaintivirheelle pystykuvien tapauksessa. Vertaile virheen suuruutta polttovälin ollessa 150 mm ja 200 mm standardin analogisen ilmakuvan keskellä ja reunassa.
  4. Mitkä ovat tarkan suurikaavaisen fotogrammetrisen kartoitusprosessin vaiheet sekä laadunvarmistusperiaatteet?
  5. Miten korkeusmallia tuotetaan automaattisesti digitaalisella fotogrammetrisella työasemalla? Mitä ongelmia automaattisessa mittauksessa voi olla? Millaista interaktiivista työtä yleensä tarvitaan?

Tentti 17.11.2003

  1. Kuvaile fotogrammetrisen kartoitusprosessin työvaiheet. Miten nämä työvaiheet on toteutettu Maanmittauslaitoksen maastotietokannan ajantasaistusprosessissa?
  2. Kuvaile erilaiset menetelmät, joilla voidaan tuottaa digitaalisia kuva-aineistoja fotogrammetriseen kartoitusprosessiin. Mitkä ovat näiden menetelmien vahvuudet ja heikkoudet?
  3. Mitä tarkoitta suora georeferointi? Kerro, mihin menetelmä perustuu sekä mitkä ovat menetelmän vahvuudet ja heikkoudet.
  4. Ortokuvien muodostuksessa käytetään usein valtakunnallisia korkeusmalliaineistoja. jolloin oikaisupinta on maanpinta. Miltä rakennukset näyttävät näillä "maaortokuvilla"? Laske maastovirhe eri korkuisille rakennuksille (esim. 5 m ja 50 m) standardeilla analogisilla ilmakuvilla kuvan keskellä ja kuvan reunassa mittakaavoissa 1:3 000 ja 1:30 000 käytettäessä150 mm, 210 mm ja 300 mm optiikoita. Kerro johtopäätöksesi! Miten ongelmia voidaan korjata?
  5. 3D rakennusmallien muodostamisessa käytettävät  aineistot ja niiden ominaisuudet.

Tentti 8.9.2003

  1. Maastomallin tiedonkeruussa interpolointitarkkuutta arvioidaan ns. tarkistusleikkauksin. Miten?
  2. Tehtävänä on tuottaa alueesta ortokuva, jonka pikselikoko maaston mittakaavassa on 0.1 m. Alueelta ei ole valmiina korkeusmallia, jota voitaisiin käyttää ortokuvan tuottamiseen. Päättele tehtävään soveltuva ilmakuvaus ja kuvaa ortokuvan tuottamisen työvaiheet.
  3. Digitaalisessa ilmakuvauksessa filmikamera korvataan digitaalisella kuvausjärjestelmällä. Kuvausjärjestelmässä kuvaus voidaan toteuttaa esimerkiksi ns. kolmirivikeilaimella. Mikä on kolmirivikeilain? Miten kolmirivikeilaimen geometria poikkeaa perinteisen kartoituskameran geometriasta?
  4. Kartoituskameran keskusprojektio aiheuttaa ilmakuvaan sävyeroja, jotka on tasattava ortokuvamosaiikin tuotannossa. Mitä nämä sävyerot ovat ja miten sävyntasaus käytännössä toteutetaan?
  5. Korkeusmallin tiedonkeruu digitaalisella stereofotogrammetrisella työasemalla.

Tentti 7.1.2003

  1. Maastomallin tiedonkeruussa interpolointitarkkuutta arvioidaan ns. tarkistusleikkauksin. Miten?
  2. Tehtävänä on tuottaa alueesta ortokuva, jonka pikselikoko maaston mittakaavassa on 0.1 m. Alueelta ei ole valmiina korkeusmallia, jota voitaisiin käyttää ortokuvan tuottamiseen. Päättele tehtävään soveltuva ilmakuvaus ja kuvaa ortokuvan tuottamisen työvaiheet.
  3. Digitaalisessa ilmakuvauksessa filmikamera korvataan digitaalisella kuvausjärjestelmällä. Kuvausjärjestelmässä kuvaus voidaan toteuttaa esimerkiksi ns. kolmirivikeilaimella. Mikä on kolmirivikeilain? Miten kolmirivikeilaimen geometria poikkeaa perinteisen kartoituskameran geometriasta?
  4. Kartoituskameran keskusprojektio aiheuttaa ilmakuvaan sävyeroja, jotka on tasattava ortokuvamosaiikin tuotannossa. Mitä nämä sävyerot ovat ja miten sävyntasaus käytännössä toteutetaan?
  5. Korkeusmallin tiedonkeruu digitaalisella stereofotogrammetrisella työasemalla.

Exam 2.12.2002

  1. Calibration of aerial photogrammetric frame cameras.
  2. In aerial photography, the orientation elements can be determined during the flight directly. In which way? However, control points have to be are used for orientation of imagery. Why?
  3. Digital cameras, or sensors, are coming into the photogrammetric markets as well. In which way the cameras’ imaging geometry is differing from the imaging geometric of the ordinary aerial photogrammetric cameras?
  4. Orthophotography is produced based on known elevation model. In which way do errors in the elevation model affect the geometric quality of the orthophoto?
  5. The use of a digital stereophotogrammetric work station in large scale mapping.

Tentti 18.11.2002

  1. Ilmakuvakameran kalibrointi.
  2. Kartoituskuvauksissa kameran orientointisuureet voidaan määrittää lennonaikaisilla havaintojärjestelmillä eri tavoin suoraan. Miten? Tästä huolimatta lähtöpisteitä tulee edelleen käyttää kuvien orientoinnissa. Miksi?
  3. Digitaalista ilmakuvausta kehitetään perinteisen kartoituskamerakuvauksen rinnalle. Minkälaisia digitaalisia kuvausjärjestelmiä on tällä hetkellä käytössä ja miten niillä hankittava kuva-aineisto poikkeaa perinteisistä kartoituskuvista?
  4. Ortokuva tuotetaan korkeusmallin perusteella. Miten korkeusmallin virheet vaikuttavat ortokuvan geometriseen tarkkuuteen?
  5. Digitaalisen stereofotogrammetrisen työaseman käyttö suurikaavaisessa kartoitustehtävässä.

Tentti 9.9.2002

  1. Ilmakuvakameran kalibrointi.
  2. Automaattinen pisteenhaku digitoiduilla ilmakuvilla tehtävässä ilmakolmioinnissa.
  3. Digitaalisen stereofotogrammetrisen työaseman käyttö suurikaavaisessa kartoitustehtävässä.
  4. Automaattinen korkeusmallin muodostus.
  5. Kuvittele esimerkkiä, jossa tarkkapiirtoista satelliittikuvaa käytetään mm. 1 : 10'000 kartan ajantasaistukseen. Kuvaa tällaisen kartoitusprosessin vaiheet.
Huom! Syksyllä 2001 ylimääräisen opaskarttaharjoituksen suorittaneet vastaavat vain kolmeen kysymykseen, ei kuitenkaan kysymykseen 5.

Tentti 15.4.2002

  1. Digitaaliset kartoituskamerat, tai sensorit (kuva-anturit), ovat myös tulleet ilmakuvakartoituksen käyttöön. Millä tavoin näiden kameroiden kuvausgeometria poikkeaa perinteisten kameroiden kuvausgeometriasta?
  2. GPS-tuetussa ilmakolmioinnissa lähtöpisteiden tarve on oleellisesti pienempi kuin pelkästään lähtöpisteisiin tukeutuvassa ilmakolmioinnissa. Miksi lähtöpisteitä kuitenkin edelleen tarvitaan? Miten ne tulee sijoittaa blokin alueelle?
  3. Tehtävänä on tuottaa alueesta yleispiirteinen korkeusmalli 25 m ruutukoolla. Käytettävissä on vanha ilmakuvaus mittakaavaan 1:5'000 ja sen diapositiivit. Signaloitua pisteistöä ei ole, mutta alueelta on hankittu topografiset kartat 1:25'000. Miten tuotat korkeusmallin?
  4. Keskusprojektiokuvauksesta aiheutuvat valoisuuserot kuvilla ja erojen korjaaminen ortokuvamosaiikkeja tuotetettaessa.
  5. 3-D kaupunkimallien tiedonkeruun vaihtoehtoiset ratkaisut.
Huom! Syksyllä 2001 ylimääräisen opaskarttaharjoituksen suorittaneet vastaavat vain kolmeen kysymykseen.

Huomioita:


Tentti 21.1.2002

  1. Maastomallin tiedonkeruussa interpolointitarkkuutta arvioidaan ns. tarkistusleikkauksin. Miten?
  2. Tehtävänä on tuottaa alueesta ortokuva, jonka pikselikoko maaston mittakaavassa on 0.1 m. Alueelta ei ole valmiina korkeusmallia, jota voitaisiin käyttää ortokuvan tuottamiseen. Päättele tehtävään soveltuva ilmakuvaus ja kuvaa ortokuvan tuottamisen työvaiheet.
  3. Kuvittele esimerkkiä, jossa tarkkapiirtoista satelliittikuvaa käytetään mm. 1 : 10'000 kartan ajantasaistukseen. Kuvaa tällaisen kartoitusprosessin vaiheet.
  4. Vertaa toisiinsa 3-D kaupunkimallien tiedonkeruun vaihtoehtoisia ratkaisuja.
  5. SRTM-aineisto (Shuttle Radar Topography Mission) tarjoaa varteenotettavan vaihtoehdon korkeusmallin hankkimiseen. Kuvaa tämän korkeusmallin ominaisuuksia ja arvioi sen käyttökelpoisuutta erilaisiin fotogrammetrisiin kartoitustehtäviin.
Huom! Syksyllä 2001 ylimääräisen opaskarttaharjoituksen suorittaneet vastaavat vain kolmeen kysymyksistä 1, 2, 4, 5.

Huomioita:
2. Esimerkiksi näin: Ortokuvan pikselikoon ja skannatun ilmakuvan pikselikoon tulisi olla likipitäen sama. Jos ortokuvan pikselikoko on maastossa 10 cm ja ilmakuva skannataan pikselikoolla 12,5 µm, kuvamittakaava olisi 1 : 8'000. Kyse on matalakuvauksesta. Kuvaus tehdään käytännössä joko 210 mm tai 150 mm objektiiveilla. Koska korkeusmallia ei ole, se voidaan tehdä samasta kuvauksesta, joten valitaan objektiiviksi 150 mm, jolla saadaan mitattua tarkempi korkeusmalli. Kuvauskorkeus on 1200 m. Jos kuvauksen peitot ovat 60/30, kunkin kuvan hyötyalue ortokuvamosaiikin tuottamisessa on kuvan keskipisteen ympärillä ja kooltaan 40 % x 60 % kuvasivuista, peitoilla 60/60 kooltaan 40 % x 40 %. Korkeusmallin tarkkuus tulisi olla luokkaa 25 cm, jotta mikään korkeusmallin virhe ei tällä hyötyalueella aiheuttaisi yli 10 cm säteettäissiirtymää ortokuvalle.
3. Tarkkapiirtoisen satelliittikuvan erotuskyky, joka pankromaattisilla kuvilla on luokkaa 1-2 m, riittää 1 : 10'000 kartan ajantasaistukseen. Kuvan varjot ja viistokuvilla katveet saattavat kuitenkin vaikeuttaa tulkintaa huomattavasti. Kuvan tulkinta edellyttää orto-oikaisua karttaprojektioon. Tulkinnassa on apuna olemassa oleva kartta, jota verrataan kuvaan. Tulkinnassa voidaan käyttää myös stereokuvia, mutta tässä mittakaavassa se ei ole välttämätöntä.
4. 3-D kaupunkimalli sisältää sekä geometrian että tekstuurin. Ilmakuvaus peitoilla 60/60 minimoi katveita ja on käyttökelpoinen aineisto mallin tuottamiseen. Tulkinnan tukena käytetään kaupungin olemassaolevaa pohjakarttaa ja työtä voidaan automatisoida valmiilla 3-D rakennusmallineilla. Geometriatiedon keruun vaíhtoehtona tulee kyseeseen myös laserkeilaus. Tulkittu malli täydennetään maastomittauksin ja julkisivukuvauksin. Uusien tarkkapiirtoisten satelliittikuvien käyttökelpoisuudesta 3-D kaupunkimallien tiedonkeruussa on toistaiseksi vähän kokemuksia.

(HH 14.2.2002)


Tentti 19.11.2001

  1. Ilmakuvia digitoitatessa kuvien skannausresoluutio (pikselikoko) voidaan valita kartoitustehtävän mukaan optimaalisesti. Mikä on mielestäsi sopiva skannausresoluutio seuraavissa tehtävissä: korkeusmallin tiedonkeruu, ortokuvatuotanto, ilmakolmiointi. Perustele näkemyksesi.
  2. Digitaalisessa ilmakuvauksessa filmikamera korvataan digitaalisella kuvausjärjestelmällä. Kuvausjärjestelmässä kuvaus voidaan toteuttaa esimerkiksi ns. kolmirivikeilaimella. Mikä on kolmirivikeilain? Miten kolmirivikeilaimen geometria poikkeaa perinteisen kartoituskameran geometriasta?
  3. Globaali yhteensovitus kartoitustehtävissä.
  4. Kartoituskameran keskusprojektio aiheuttaa ilmakuvaan sävyeroja, jotka on tasattava ortokuvamosaiikin tuotannossa. Mistä nämä sävyerot johtuvat ja miten sävyntasaus käytännössä toteutetaan?
  5. Korkeusmallin tiedonkeruu digitaalisella stereofotogrammetrisella työasemalla.

Tentti 22.1.2001

  1. Keskusprojektiokuvauksen samasuoraisuusehto edellyttää lineaarista kuvausta pisteen kohde- ja kuvakoordinaattien välillä. Poikkeamat johtuvat mm. maankaarevuudesta, karttaprojektiosta, refraktiosta, kameraoptiikan ja filmin aiheuttamista deformaatioista. Miten eri tavoin kuvausvirheet voidaan huomioida ilmakolmioinnissa?
  2. GPS-tuetussa ilmakolmioinnissa lähtöpisteiden tarve on oleellisesti pienempi kuin pelkästään lähtöpisteisiin tukeutuvassa ilmakolmioinnissa. Miksi lähtöpisteitä kuitenkin edelleen tarvitaan? Miten ne tulee sijoittaa blokin alueelle?
  3. Geometrisen ja radiometrisen laadun varmistaminen on välttämätöntä käytettäessä ilmakuvaskanneria fotogrammetrisessa kartoitusprosessissa. Tämä tehdään kalibroimalla skanneri säännöllisesti. Käyttäjän on myös päätettävä digitointiresoluutiosta. Miten valitset digitointiresoluution erilaisissa kartoitustehtävissä?
  4. Ilmasta käsin tehtävästä laserkuvauksesta on viime vuosina kehittynyt varteenotettava vaihtoehto fotogrammetrisen kartoitukselle, kun on kyse kolmiulotteisten kaupunki- ja ympäristömallien tiedonkeruusta. Miten laserkuvaus toimii? Ovatko nämä kaksi kuvausmenetelmää todellisia vaihtoehtoja toisilleen vai onko kyse pikemminkin toisiaan täydentävistä tiedonkeruutavoista?
  5. Digitaaliset kartoituskamerat, tai sensorit (kuva-anturit), ovat myös tulleet ilmakuvakartoituksen käyttöön. Millä tavoin näiden kameroiden kuvausgeometria poikkeaa perinteisten kameroiden kuvausgeometriasta?
Huomioita:
1. Kuvausvirheet huomioidaan kalibroimalla, ja sen perusteella havaintoja etukäteen korjaamalla, tai laajentamalla samasuoraisuusehdon mukaista kameramallia, ja sen havaintoja blokkitasoituksen yhteydessä korjamalla. Jälkimmäinen vaihtoehto edellyttää hyvää blokkigeometriaa, kuten 60 % jonopeittoa, ja hyvää lähtöpisteistöä blokin ulkoisen deformoitumisen sekä esimerkiksi reseau-ristikkoa filmin muodonmuutosten kontrolloimiseen. Kalibrointi voi kohdistua joko kameraan ja sen osiin yksilöinä (komponenttikalibrointi: mm. kameran runko, kameraoptiikka) tai kohteen kuvautumiseen yleisesti (mallin kalibrointi: mm. karttaprojektio, refraktio).
3. Digitointiresoluutio määrittyy lopputuotteen mukaan. Ortokuvauksessa lopputuotteen resoluutio eli kuvamosaiikin pikselikoko määrittää digitointiresoluution. Blokkikolmioinnissa lopputulosta arvioidaan blokin geometrisen tarkkuuden perusteella, mihin puolestaan digitoinnin geometrinen tarkkuus vaikuttaa herkemmin kuin kuvan digitointiresoluutio. Maastokartoituksissa kuvan tulkittavuus ratkaisee ja digitontiresoluution tulee vastata maastotiedon kohdemallin yksityiskohtaisuutta.
4. Joiltakin osin nämä tekniikat tuntuvat olevan toistensa suhteen "ylivoimaisia". Kun esimerkiksi laserkuvauksessa mitataan etäisyyksiä suoraan yksittäisistä havainnoista, havaintojen läpäisevyys on peitteisissä kohteissa aina parempi kuin stereokuvauksessa, jossa etäisyyden mittaaminen edellyttää saman pisteen näkymistä kahdesta suunnasta. Perinteinen fotogrammetrinen kartoitus perustuu puolestaan valokuvaamiseen ja valokuvan informaatiosisältö on moninkertainen keilattuun laserkuvaan verrattaessa. Laserkeilaimellakin voidaan havaita  kohteen heijastusominaisuuksia, mutta valokuva toistaa huomattavasti enemmän värejä kuin monokromaattinen laserkuva, eikä laserkuvan erotuskyky vastaa läheskään kartoituskuvan erotuskykyä.


Exam 15.1.2001

  1. The collinearity condition is to be fulfilled between the image and object space coordinates when transforming between them in bundle block adjustment. There are several distortions from this collinearity to be taken into account during aerial triangulation. What are they?
  2. In aerial triangulation the GPS navigation data has nearly replaced the need of   any geodetic ground control. However, in every block adjustment there still remains need for some ground control as well. Why they are needed and how they are best arranged with respect to the block geometry?
  3. The geometric and radiometric qualities are extremely important issues when considering the use of a film scanner for photogrammetric production. However, the user has to define some operational specifications as well. How would you rate the optimal pixel size when scanning aerial images for different photogrammetric or cartographic usage?
  4. Airborne laser scanning is a severe alternative for photogrammetric data acquisition as it regards building of 3D city models. How does laser scanning operate? Are these two techniques really alternatives or do they more likely complement each other?
  5. Digital cameras, or sensors, are coming into the photogrammetric markets as well. In which way the cameras’ imaging geometry is differing from the imaging geometric of the ordinary aerial photogrammetric cameras?

Tentti 21.8.2000

  1. Keskusprojektiokuvauksen samasuoraisuusehto edellyttää lineaarista kuvausta pisteen kohde- ja kuvakoordinaattien välillä. Poikkeamat johtuvat mm. kameraoptiikan ja filmin aiheuttamista deformaatioista. Mitkä muut  samasuoraisuuteen vaikuttavat deformaatiot huomioidaan ilmakolmioinnissa ja miten?
  2. GPS-tuetussa ilmakolmioinnissa lähtöpisteiden tarve on oleellisesti pienempi kuin pelkästään lähtöpisteisiin tukeutuvassa ilmakolmioinnissa. Miksi lähtöpisteitä kuitenkin edelleen tarvitaan?
  3. Kuvaa korkeusmallin tiedonkeruun prosessia olettaen, että
  4. Kartoituskameran keskusprojektio aiheuttaa ilmakuvaan sävyeroja, jotka on tasattava ortokuvamosaiikin tuotannossa. Mitä nämä sävyerot ovat ja miten sävyntasaus käytännössä toteutetaan?
  5. Filmille kuvaavan kartoituskameran rinnalle on tulossa markkinoille digitaalisia  kartoituskameroita. Miten digitaalisten kameroiden kuvausgeometria poikkeaa keskusprojektion mukaisesta kuvausgeometriasta.

Tentti 31.3.2000

  1. Ilmakuvien digitointi.
  2. GPS-havaintojen käyttö ilmakolmioinnissa.
  3. Bilineaarinen interpolointi digitaalisessa ortokuvaoikaisussa.
  4. Kuvamosaiikin tuottaminen kartoitusilmakuvilta.
  5. Korkeusmallin tiedonkeruu digitaalisella stereofotogrammetrisella työasemalla.
Huomioita:
2. Vaikka GPS-havainnoilla voidaan ilmakolmioinnin lähtöpistetarvetta oleellisesti vähentää, kuvien tarkka ulkoinen orientointi ja blokin sitominen maastokoordinaatistoon edellyttää blokkitasoitusta.
3. Bilineaarinen interpolointi liittyy ortokuvan valmistamisessa digitoidun kuvan uudelleen näytteistämiseen sekä tähän tarvittavan korkeustiedon laskemiseen korkeusmallilta.
4. Ks. kommentit 24.1.2000 tentistä.
5. Tavoitteena on se, että korkeusmallin perustiedonkeruu tehdään työaseman yhteensovitus- ja tulkintatoimintoja hyödyntäen mahdollisimman valmiiksi . Stereo-operatöörin tehtäväksi jää mallin visuaalinen tarkistaminen ja virhetulkintojen korjaaminen. Operatööri lisää malliin myös omia havaintojaan ympäristöstä ja maaston topografiasta, esimerkiksi taiteviivoina.

Tentti 24.1.2000

  1. Kuvakoordinaattien systemaattisten virheiden huomioiminen ilmakolmioinnissa.
  2. Digitoitujen kartoituskuvien käyttö ilmakolmioinnissa.
  3. Digitaalinen ilmakuvaus.
  4. Kuvamosaiikin tuottaminen kartoitusilmakuvilta.
  5. Korkeusmallin tiedonkeruu laserskannerilla.
Huomioita:
4. Kuvamosaiikki ei ole sama asia kuin ilmakuvablokki, eikä kuvamosaiikin tuottaminen sama kuin ilmakolmiointi. Kartoitussovelluksissa kuvamosaiikki liittyy yleensä ortokuvien visuaaliseen hyödyntämiseen eli mosaiikki kootaan ortokuvista. Kuvamosaiikkia valmistettaessa kiinnitetään erityistä huomiota kuvien välisten radiometristen erojen tasaamiseen varsinkin kuvien välisissä saumakohdissa. Kuvien geometrinen yhteensopivuus varmistetaan laskemalla kuvien ulkoiset orientoinnit kolmioimalla ja käyttämällä runsaasti liitospisteitä.

(HH 15.2.2000)


Tentti 22.11.1999

  1. Kuvakoordinaattien systemaattiset virheet ilmakolmioinnissa.
  2. Digitoitujen kartoituskuvien käyttö ilmakolmioinnissa.
  3. Digitaalinen ilmakuvaus.
  4. Kuvamosaiikin tuottaminen kartoitusilmakuvilta.
  5. Korkeusmallin tiedonkeruu laserskannerilla.

Tentti 4.10.1999

  1. Kuvakoordinaattien systemaattisten virheiden huomioiminen ilmakolmioinnissa.
  2. GPS-havaintojen käyttö ilmakolmioinnissa.
  3. Ilmakuvien digitointi.
  4. Suurikaavaisen kartoitusprojektin vaiheet.
  5. Korkeusmallin tiedonkeruun vaihtoehdot.
Huomioita:
1. Tunnetut virheet korjataan kuvahavainnoista. Tuntemattomien virheiden vaikutus voidaan kompensoida laajentamalla kollineaarisuusehtoa näiden malleilla
(itsekalibrointi). Tämä edellyttää blokilta hyvää sisäistä geometriaa. Kuvahavaintojen jääännösvirheistä kyetään selvittämään, miten systemaattiset virheet on huomioitu.
2. GPS-havainnoilla määritetään kuvien keskinäinen asema ilmakuvablokissa. Havainnoista saadaan laskettua kuvien projektiokeskusten koordinaatit jälkikäteen, ei
kuvien kallistus- ja kiertokulmia. Koordinaatistona on WGS84. Koska lennon aikana kerättyihin GPS-havaintoihin sisältyy useimmiten virheitä, joko
hetkellisiä tai ajan suhteen muuttuvia virheitä, blokin päihin lennetään ylimääräiset poikittaiset jonot, joilla tämä voidaan kompensoida. Ulkoisten orientointien
kulmasuureet määritetään edelleen ilmakolmioinnilla ja se tehdään liitospistehavainnoin. Koska blokin jokaisen kuvan projektiokeskus havaitaan suoraan GPS:llä,
blokki ei deformoidu eikä ylimääräisiä lähtöpisteitä tarvita. Lähtöpisteitä tarvitaan ainoastaan blokin muuntamiseen paikalliseen kartastokoordinaatistoon.
5. Yhä useammin korkeusmallin tiedonkeruu on automaattista. Se voi perustua digitoidulta kuvaparilta tehtävään automaattiseen yhteensovitukseen, mikä tehdään
säännöllisenä ruutuverkkona, tai digitoidulta kuvablokilta tehtävään ns. globaaliin yhteensovitukseen. Uusi tiedonkeruun menetelmä on ilmasta käsin tehtävä suora
etäisyyskuvaus laserkeilaimella ja interferometrinen tutkakuvaus. Automaattisesti kerätyt korkeusmallihavainnot on aina erikseen tulkittava, mikäli esimerkiksi
maanpinta, rakennukset ja kasvillisuus halutaan erotella toisistaan. Mallia voidaan myös tarkentaa lisähavainnoilla, jotka kuvaavat maaston tunnusomaisia piirteitä
kuten taiteviivoja.

Tentti 8.2.1999

  1. Ilmakuvia digitoitaessa puhutaan skannerin eli lukulaitteen a) tarkkuudesta ja b) resoluutiosta. Mitä näillä käsitteillä tarkoitetaan? Mainitse myös sovellusesimerkein, minkälaista tarkkuutta ja resoluutiota eri tehtävissä digitoinnilta edellytetään.
  2. Ilmakolmioinnin kuvahavaintojen hankinta.
  3. Bilineaarinen interpolointi korkeusmallin laskennassa.
  4. Valtakunnallisen korkeusmallin hyväksikäyttö maastotietokannan ajantasaistustehtävissä.
  5. Digitaalisen stereofotogrammetrisen työaseman käyttö suurikaavaisessa kartoitustehtävässä.

Tentti 11.1.1999

  1. Ilmakuvien digitointilaitteiden eli skannereiden kalibrointi.
  2. Ilmakolmioinnin kuvahavaintojen esikäsittely.
  3. Globaali yhteensovitus kartoitustehtävissä.
  4. Ilmakuvaukseen perustuvan kartoitusprojektin työvaiheet.
  5. 3-D ympäristömallien tiedonkeruun vaihtoehdot.

Tentti 23.11.1998

  1. Ilmakolmiointi digitaalisin ilmakuvin.
  2. Kartoituskameran objektiivien kuvausvirheet.
  3. Korkeusmallien jaottelu käyttötarkoituksen mukaan.
  4. Digitaalinen ortokuvaus.
  5. 3-D ympäristömallien tiedonkeruun vaihtoehdot.
Kommentit vastauksiin:
  1. Digitaalisen ilmakolmioinnin peruspiirteistä
  2. Objektiivien kuvausvirheistä
  3. Korkeusmallien käyttötarkoituksesta
  4. Digitaalisesta ortokuvauksesta
  5. 3-D ympäristämallien tiedonkeruusta
Tenttiin valmistautumisesta:
  1. Tenttivaatimuksissa mainitaan harjoitusten lisäksi lähinnä kolme kirjallista osaa: luennot, OEEPE:n julkaisu nro 33 sekä Salmenperän moniste. Muistakin on puhuttu, jotain on myös jaettu,  mutta lähinnä oheislukemistoksi.
  2. Jos kolmea perusosaa pitäisi arvottaa keskenään suhteessa koko opintojaksoon, niin ehkä seuraavasti:
  3. Olen kerännyt viimeisen kolmen vuoden aikana luentomuistiinpanoja WWW-sivuille. Niistä saa hyvän käsityksen luentojen sisällöstä ja ne sisältävät yhä enemmän myös itse asiaa. Toivottavaa olisi, että niistä muodostuisi vähitellen jatkuvasti ajantasainen opintojakson moniste. WWW-sivujen liitejulkaisut ovat oheislukemistoa. OEEPE:n julkaisu, josta selviää ilmakuvien skannaus eli digitointi ja digitoitujen ilmakuvien käyttö kartoitustehtäviin, on tällä hetkellä ajankohtainen julkaisu ja siitä hyvä, että sen saa kirjastosta, mutta sitä voi myös selata tarvittaessa verkossa. Salmenperä käsittelee julkaisussaan fotogrammetrista pistetihennystä ja ilmakolmioinnin teoriaa. Se on siltä osin edelleen ajankohtainen ja pysyy toistaiseksi mukana vaatimuksissa.
Espoossa, 10.12.1998
HH

Tentti 21.9.1998

  1. Kuvakoordinaattien systemaattisten virheiden huomioiminen ilmakolmioinnissa.
  2. Automaattinen pisteenhaku digitoiduilla ilmakuvilla tehtävässä ilmakolmioinnissa.
  3. Digitaalisen ortokuvan laskenta.
  4. Korkeusmallin muodostaminen digitoiduilta ilmakuvilta.
  5. 3-D ympäristömalli.

Tentti 19.5.1998

  1. Ilmakuvia digitoitaessa puhutaan skannerin eli lukulaitteen a) tarkkuudesta ja b) resoluutiosta. Mitä näillä käsitteillä tarkoitetaan? Mainitse myös sovellusesimerkein, minkälaista tarkkuutta ja resoluutiota eri tehtävissä digitoinnilta edellytetään..
  2. Ilmakolmioinnin kuvahavaintojen hankinta.
  3. Bilineaarinen interpolointi korkeusmallin laskennassa.
  4. Valtakunnallisen korkeusmallin hyväksikäyttö maastotietokannan ajantasaistustehtävissä.
  5. Kartoitusprosessin päävaiheet ja ilmakuvien digitoinnin myötä nähtävissä olevat muutokset prosessin luonteeseen erityisesti ihmisen ja koneen välisen työnjaon osalta.

Tentti 10.3.1998

  1. GPS-havaintojen käyttö ilmakolmioinnissa.
  2. Automaattinen korkeusmallin mittaaminen digitoiduilta ilmakuvilta.
  3. Videokuvien käyttö kartoitustehtävissä.
  4. Ilmakuvien digitointi.
  5. Fotorealistinen 3-D malli.

Tentti 19.12.1997

  1. Ilmakuvakameran kalibrointi.
  2. Automaattinen pisteenhaku digitoiduilla ilmakuvilla tehtävässä ilmakolmioinnissa.
  3. Digitaalisen stereofotogrammetrisen työaseman käyttö suurikaavaisessa kartoitustehtävässä.
  4. Automaattinen korkeusmallin muodostus.
  5. Fotorealistinen 3-D malli.
Huomioita:
  1. -
  2. Automaattinen pisteenhaku voidaan kuvata vaiheittain esimerkiksi seuraavalla tavalla.
  3. Oleellisia digitaalisen stereofotogrammetrisen työaseman toimintoja, joita voidaan hyödyntää suurikaavaisessa kartoitustyössä, ovat 3-D vektorigrafiikan päällenäyttö ja 3-D stereotulkinta. Ilmakolmiointi ja automaattinen maastomallimittaus liittyvät sinällään digitaalisten kuvien käyttöön, samoin digitaalisten ortokuvien tuotanto, mutta näissä sovelluksissa stereotyöasema ei ole välttämätön. Työaseman käyttöä voi arvioida myös kartoitustehtävän kannalta, kun vaihtoehtoja ovat ensikartoitus ja ajantasaistus.
  4. Korkeusmalli havaitaan esimerkiksi kuvapareittain. Tällöin voidaan toimia seuraavasti. Kuvien orientointi saadaan blokkitasoituksesta, korkeusmallin likiarvot liitospisteistä. Havaitaan uudet korkeuspisteet tasavälisin XY-ruuduin. Huonot havainnot hylätään kriteerein, jotka määritellään maaston tunnuspiirteiden mukaan. Operatööri editoi havaitun mallin ja lisää havainnot taiteviivoista. Taiteviivat lisätään ruutumalliin kolmioimalla.
  5. Kriittiset ja luovat vastaukset palkitaan.

Tentti 18.11.1997

  1. Ilmakuvia digitoitaessa puhutaan skannerin eli lukulaitteen a) tarkkuudesta ja b) resoluutiosta. Mitä näillä käsitteillä tarkoitetaan? Mainitse myös sovellusesimerkein, minkälaista tarkkuutta ja resoluutiota eri tehtävissä digitoinnilta edellytetään.
  2. Automaattinen pistetihennys digitoiduilta ilmakuvilta.
  3. Digitaalisen stereofotogrammetrisen työaseman käyttö suurikaavaisessa kartoitustehtävässä.
  4. Videokuvien käyttö kartoitustehtävissä.
  5. Kartoitusprosessin päävaiheet ja ilmakuvien digitoinnin myötä nähtävissä olevat muutokset prosessin luonteeseen erityisesti ihmisen ja koneen välisen työnjaon osalta.

Tentti 18.3.1997

  1. Miten ilmakolmioinnin havaintoyhtälöt mallikolmioinnin ja sädekimppukolmioinnin tapauksissa poikkeavat toisistaan?
  2. Ilmakuvia digitoitaessa puhutaan skannerin eli lukulaitteen a) tarkkuudesta ja b) resoluutiosta. Mitä näillä käsitteillä tarkoitetaan? Mainitse myös sovellusesimerkein, minkälaista tarkkuutta ja resoluutiota eri tehtävissä digitoinnilta edellytetään.
  3. Automaattinen pistetihennys digitoiduilta ilmakuvilta.
  4. Liikenneväylien suunnitteluun liittyvät kartoitustehtävät esimerkkinä tiekartoitus.
  5. Fotorealistinen 3-D malli.

Tentti 17.1.1997

  1. Mitkä virheet huomioidaan ilmakolmioinnissa kuvakoordinaattien systemaattisina virheinä ja miten niitä käsitellään havaintoyhtälöitä muodostettaessa?
  2. Ilmakuvia digitoitaessa puhutaan skannerin eli lukulaitteen a) tarkkuudesta ja b) resoluutiosta. Mitä näillä käsitteillä tarkoitetaan? Mainitse myös sovellusesimerkein, minkälaista tarkkuutta ja resoluutiota eri tehtävissä digitoinnilta edellytetään.
  3. Automaattinen korkeusmallin mittaaminen digitoiduilta ilmakuvilta.
  4. Stereonäytön vaihtoehdot digitaalisen fotogrammetrian stereotyöasemassa.
  5. Fotorealistinen 3-D malli.
  6. What are the systematic errors affecting the image coordinates regarding aerial triangulation, and how are these errors compensated when building the observation equations?
  7. In the case of scanning of aerial photographs we talk about a) the scanning accuracy, and b) scanning resolution. What do we mean with these terms? Give also some application examples while explaining in which way the requirements vary as it concerns the accuracy and the resolution of scanning.
  8. Automatic DTM measurement from digitized aerial photography.
  9. The alternative solutions for stereoscopic monitoring in photogrammetric stereo work stations.
  10. Photorealistic 3-D model.
  11. Huomioita:
  12. 2. 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.

Tentti 17.12.1996

  1. Kuvakoordinaattien systemaattisten virheiden huomioiminen ilmakolmioinnissa.
  2. Sädekimppualuetasoituksen havaintoyhtälöiden muodostaminen.
  3. Ilmakuvien digitointi.
  4. Suurikaavaisen kartoitusprojektin vaiheet.
  5. Ortokuvaoikaisun vaihtoehdot.

Tentti 10.9.1996

  1. Ilmakolmiointi maanmittauslaitoksessa.
  2. Ilmakolmioinnin likiarvojen hankinta.
  3. Ortokuvan oikaisutarkkuuteen vaikuttavat tekijät.
  4. Ilmakuvien digitointi.
  5. Korkeusmallin havaintotyöt ja laskenta.

Tentti 19.1.1996

  1. Ilmakuvakameran kalibrointi.
  2. GPS-havainnot ilmakolmioinnin tukena.
  3. Ortokuvan oikaisutarkkuuteen vaikuttavat tekijät.
  4. Digitoitujen kuvien käyttö ilmakolmioinnissa.
  5. Korkeusmallin havaintotyöt ja laskenta.

Esimerkkejä vieläkin vanhemmista kysymyksistä:

Mittakameran kuvausvirheet. (21.3.1995)
Analogiakojeiden kalibrointi. (15.12.1992, 23.3.1993)
Stereokartoitusjärjestelmän tarkkuus ja sen testaaminen. (22.3.1994, 18.1.1995, 21.3.1995)
Analyyttisen stereomittauskojeen kalibrointi. (26.1.1993, 5.10.1993)
Stereokartoitusjärjestelmän testaaminen. (25.1.1994)
Ilmakuvien digitointi. (25.1.1994, 22.3.1994)
Ilmakuvien digitointiin soveltuvat kuvaskannerit. (27.9.1994, 18.1.1995)
Digitoitujen kuvien käyttö kartoitustehtävissä. (5.10.1993)
Digitaalisen ortokuvan valmistus. (27.9.1994)
Ilmakolmiointi digitaalisin kuvin. (27.9.1994, 21.3.1995)
GPS-havaintojen käyttö ilmakolmioinnissa. (25.1.1994, 22.3.1994)
Maastomallin tiedonhankinta analyyttisellä stereokartoituskojeella. (15.12.1992, 23.3.1993)
Maastomallimittausten havaintotyö. (5.10.1993, 22.3.1994)
Automaattisen kuvakorrelation hyväksikäyttö maastomallimittauksissa. (5.10.1993, 21.3.1995)
Maastomallien mallinnusmenetelmät. (27.9.1994)
Bilineaarinen interpolaatio. (25.1.1994)
Mitä tarkoitetaan bilineaarisella interpoloinnilla maastomallien laskennassa. (26.1.1993, 21.3.1995)
Digitaalinen stereokartoitus. (26.1.1993)
Numeerisen peruskartan 1:20,000 (maastokartan) tuotantoprosessi. (15.12.1992, 26.1.1993, 23.3.1993, 5.10.1993)
Fotogrammetrinen pistetihennys pohjakartan 1:5,000 valmistamisessa. (15.12.1992, 23.3.1993, 18.1.1995)
Numeerisen suurikaavaisen kantakartan 1:2,000 tuotantoprosessi. (22.3.1994)
Suurikaavainen kartoitusprosessi. (15.12.1992, 23.3.1993)
Suurikaavainen kartoitusprojekti. (18.1.1995)
Liikenneväylien suunnitteluun liittyvät kartoitustehtävät. (26.1.1993)
Tarkan maastomallimittauksen työvaiheet tiehankkeen rakennussuunnittelussa. (25.1.1994, 27.9.1994, 18.1.1995)


Paluu sivulle: "Opetus TKK:n fotogrammetrian ja kaukokartoituksen laboratoriossa"
Paluu sivulle: "Maa-57 Fotogrammetria: Opintojaksot"
Paluu kotisivulle: "HUT Institute of Photogrammetry and Remote Sensing"