Luento-ohjelma | 1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |
Z-koordinaatti lasketaan parallaksista. Koordinaatistona käytetään stereokuvauksen normaalitapaukseen sovitettua koordinaatistoa eli vasemman kuvan kamerakoordinaatistoa.
X- ja Y-kohdekoordinaatit lasketaan kertomalla vastaavat kuvakoordinaatit mittakaavaluvulla. Kolmiulotteisessa kohteessa jokaisella kohdepisteellä on oma mittakaavalukunsa M, joka on sitä pienempi mitä lähempänä kyseinen piste on kamerasta ja sitä suurempi mitä kauempana. Mittakaavaluku M lasketaan kohdepisteen etäisyyskoordinaatin ja kameravakion suhteesta. Koordinaatit voidaan laskea myös kuvaparin oikeanpuoleisen kuvan x- ja y-koordinaateista, mutta silloin on huomioitava vastaava origon siirto eli X-koordinaattiin on lisättävä kanta B.
Kuvapari. Kuvat on tässä esitetty ristikkäin tarkasteltuina.
Kuvat mitataan xy-koordinaatistossa, joka valitaan alkuperäisen
kuvan rivi- ja sarakekoordinaatiston suuntaiseksi. Silloin, kun kamerasta
ei ole olemassa tarkkoja kalibrointitietoja ja varsinkin, jos kuvat ovat
alkuperäisiä ja leikkamattomia, pääpisteen voi olettaa
olevan kuvan keskellä. Koordinaattimittausta voi harjoitella myös
tavallisella viivaimella, jossa on millimetriasteikko. Sitä varten
kuvat
tulee tulostaa paperille. Kuvakoordinaatiston origo on paras valita kuvan
johonkin nurkkaan ja mitata koordinaatit kuvan reunoja hyväksi käyttäen.
Kameravakio määritetään suhteessa kuvasivun pituuteen
ja suhde on sama kuin kameravakion suhde samaan kuvasivuun pikseleinä:
1361/1280 tai 1361/1024.
Kohdepisteet.
Piste 13. Kohdepisteet mitataan kuvilta visuaalisesti tulkiten. Tulkintaan sisältyy aina epävarmuutta. Tässä nurkkapiste havaitaan sen mukaan, miten se näkyy kuvalla. Tarkoissa mittaustehtävissä mittauspisteet tulkitaan suoraan kohteella ja näkyvöitetään ennen kuvausta signaalein eli tähysmerkein (signalointi, näkyvöittäminen). Tulkinta voidaan tehdä myös kuvassa näkyviä reunoja hyväksi käyttäen. Tällöin nurkkapiste tulkitaan esimerkiksi kolmen suoran leikkauspisteeksi (hahmontunnistus).
Kuvakoordinaatisto. Digitaalikameran kuvakoko on 1280 saraketta ja 1024 riviä. Kuvakoordinaatit on tässä esimerkissä mitattu kuvankäsittelyohjelmalla. Kuvakoordinaatiston origo on vasemmalla ylhäällä. Huomaa, että koordinaatisto on vasenkätinen.
Kamerakoordinaatisto. Pisteen kuvakoordinaatit muunnetaan kamerakoordinaatistoon kääntämällä koordinaatisto oikeakätiseksi ja siirtämällä origo kuvan keskelle. Parallaksikaavoihin perustuva 3-D koordinaattimuunnos edellyttää origon olevan kameran pääpisteessä. Kun tarkkaa tietoa kameran pääpisteen sijainnista ei ole, hyvänä oletuksena käy kuvan keskipiste.
Mittaushavainnot ja kamerakoordinaatit. Parallaksit on laskettu erotuksena px = x'' - x' (vaakaparallaksi). Jos kuvat olisi otettu tarkasti stereokuvauksen normaalitapauksen mukaisesti ja kuvista olisi korjattu kameraoptiikan aiheuttamat piirtovirheet, kuvien y'- ja y''-koordinaatit olisivat kohdistustarkkuuden puitteissa samat py = y'' - y' => 0 (pystyparallaksi). Nyt niissä on jopa kymmenen pikselin suuruisia eroja. Tässä esimerkissä tällä ei ole merkitystä, koska tarkoitus on havainnollistaa 3-D koordinaattimittauksen periaatetta. Tarkoissa mittaus- ja kartoitustehtävissä tunnetut kuvavirheet otetaan huomioon ja kuvapari oikaistaan normaaliasentoon ennen stereomittauksia (keskinäinen orientointi).
Lasketut 3-D koordinaatit. Koordinaatit on laskettu parallaksikaavoilla. Sen jälkeen päämitat on laskettu vinoina avaruusetäisyyksinä päätepisteiden koordinaattieroista (S_measured) ja laskettu niiden keskiarvot (S_mean). Tätä keskiarvoa on lopuksi verrattu siihen etäisyyrteen, joka on mitattu mittanauhalla samasta päämitasta suoraan kohteella (S_true). Vertailusta nähdään, että tässä tapauksessa mittausepävarmuus on luokkaa 5-10 %, kun tällä samalla kuvaparilla se voisi tarkasti mitaten olla niinkin pieni kuin 0.01 %.
Zeiss Stereotop. Yksinkertaisimmat stereokartoituskojeet ovat tulkinta- ja laskinlaitteita, jotka koostuvat peilistereoskoopista, parallaksitangosta, kuvien siirtomekanismista kummankin kuvakoordinaatin suuntaan sekä pantografista. Kuvat alkuperäisen negatiivirullan 1:1 paperikopioita (pinnakkaiset, pintakopiot). Mikäli mahdollista, tulkintakuvat oikaistaan tarkoiksi pystykuviksi (oikaistut kuvat ja pääpisteiden mukainen keskinäinen orientointi). Maastokoordinaattien laskeminen perustuu parallaksikaavoihin ja se tehdään mekaanisesti koneen sisälle rakennetuilla analogialaskimilla, jotka säädetään keskinäisen orientoinnin perusteella. Mittaustulos muunnetaan pantografilla suoraan karttakoordinaatistoon.
Zeiss Stereocord G3 PC. Kussakin mittauspisteessä mitataan sekä vaaka- että pystyparallaksit ja näiden vaikutus lasketaan kohdekoordinaatteihin (laskennallinen keskinäinen orientointi). Maastokoordinaatit lasketaan tietokoneella ja täydennyskartoituksen tulokset piirretään. Tässä kuvat tulkitaan diapositiiveina ja läpivalaistaan.
1 | 2 | 3 | 4 | 5 | 6 | 7 | 8 | 9 | 10 | 11 | 12 | 13 |