Maa-57.300 Fotogrammetrian perusteet
Tentit

Vielä vanhempia kysymyksiä epämääräisessä järjestyksessä

Stereoskooppisen näkemisen ehdot. (27.5.1993)
Mihin stereonäkeminen perustuu? Entä stereoskooppinen mittaaminen? Millä tavoin niitä voidaan keinotekoisesti parantaa?
Stereoskooppisen tarkastelun apuvälineet. (21.9.1993)
Miksi korkeuserot näkyvät ilmakuvastereomallissa "liioiteltuina"? Mikä on mallin plastiikka?
Selitä avaruusmittamerkin periaate. (27.5.1994)
Kaksi nadiiriasentoista ilmakuvaa on aseteltu parallaksimittausta varten kuvan osoittamalla tavalla. Kuvien pääpisteiden välinen etäisyys on S(Pääpiste) = 260.1 mm. Laske vaakaparallaksit, kun vastinpisteille on laskettu etäisyydet:
Mikä piste on korkeimmalla? Mikä olisi äärettömän kaukana olevan pisteen mitattu etäisyys S(Ääretön)? (27.5.1994)
Stereokuvauksessa käytetään kuvauskamerana laajakulmakameraa (c = 150.0 mm) tavanomaisella kuvakoolla 230 mm x 230 mm. Kuvauskorkeus on 4500 metriä merenpinnasta, ja tarkasteltavan kuvaparin kuvakanta kuvalla on 90 mm. Stereomallin alueella on kaksi kohdetta, joista toisen korkeus tiedetään 120 metriksi, toisen 145 metriksi. Kuinka suurena korkeuserosta johtuva parallaksiero näkyy näiden kahden kohteen välillä? (4.9.1995)
Kuvamittaustehtävä voidaan suorittaa joko yksin pistein mittauksena tai stereomittauksena. Miten nämä kaksi menetelmää eroavat havaintotyön ja mittauskojeiden osalta toisistaan?
Yksin pistein mittaus on lähinnä kolmiointia, ja mittaus voidaan tehdä komparaattorimittauksena, kuva kerrallaan, ja mieluimmin signaloiduille pisteille. Stereomittaus edellyttää stereomallia, joten mittaus tehdään kuvapareittain, malli orientoidaan kohdekoordinaatistoon tukipisteiden kautta ja yksityiskohdat kartoitetaan stereokartoituskojeella, stereotulkintaa käyttäen.
Selitä lyhyesti käsitteet
Selitä lyhyesti käsitteet
Mikä on kollineaarisuusehto?
Keskusprojektiokuvauksen perusperiaate: Kohdepiste, projektiokeskus ja kuvapiste ovat samalla suoralla.
Selitä lyhyesti käsitteet
Mittakamera: Fotogrammetrisiin mittauksiin soveltuva, usein erikoisvalmisteinen kamera. Mittakameralle on ominaista mm. se, että kameran projektiokeskuksen sijainti kuvatason suhteen tunnetaan tarkasti.

Reunamerkki: Mittakameraan tehty kiinteä merkintä, jonka suhteen projektiokeskuksen sijainti tunnetaan. Reunamerkkejä on esimerkiksi neljä, yksi kuvan jokaisessa nurkassa. Ne sijoitetaan kuvaporttiin siten, että niiden kautta piirretyt suorat leikkaavat toisensa kuvan keskellä eli pääpisteessä.
Sisäinen orientointi.
Selvitä lyhyesti seuraavat stereomallin muodostamiseen liittyvät käsitteet
Selitä lyhyesti, miten seuraavat käsitteet liittyvät stereomallin muodostamiseen ja käyttöön
Selitä lyhyesti käsitteet
Selitä lyhyesti käsitteet
Mikä on yhden kuvan ulkoinen orientointi? Miten stereomalli voidaan toteuttaa ulkoisin orientoinnein?
Rekonstruoidun sädekimpun sijainti ja asento kohdekoordinaatistossa: projektiokeskuksen koordinaatit ja kamerakoordinaatiston kierrot tunnetaan. Stereomalli voidaan rakentaa suoraan sijoittamalla molemmat kuvat ulkoisen orientoinnin mukaan kohdekoordinaatistoon. Tällöin keskinäistä orientointia eikä stereomallin absoluuttista orientointia ole tarpeen tehdä.
Mikä on maastovirhe? Miten maastovirheen käy, kun kuvapari orientoidaan keskinäisesti stereomallin aikaansaamiseksi?
Selitä lyhyesti käsitteet
Selitä lyhyesti käsitteet
Kuinka paljon polttovälin muutos 15 cm:stä 21 cm:iin vaikuttaa maastovirheen suuruuteen, kun lentokorkeus on 3000 metriä ja kuvalla näkyvä kohde on 90 mm kuvan keskipisteestä? Kuva on nadiirikuva eli kuvakallistukset ovat nollia. (25.10.1994)
Tässä tapauksessa maastovirhe ei muutu. Maastovirhe muuttuu vain, jos kuvauskorkeutta muutetaan.
Mitä tarkoitetaan maastovirheellä? Miten maastovirhe näkyy kuvalla?
Selitä, miten oikaistu ilmakuva ja ortokuva poikkevat toisistaan. (4.9.1995)
Oikaistusta ilmakuvasta aiotaan käyttää keskiosa (10 cm x 10 cm) hyväksi tulkinnassa. Kuinka monta prosenttia maastovirhe muuttuu alueen nurkissa, kun käytetään välikulmakameran (c = 21 cm) sijasta laajakulmakameraa (c = 15 cm)? Kummalla kameralla saavutetaan parempi tarkkuus tasosijainnin suhteen? Kummassakin tapauksessa edellytetään, että maastonala pysyy samana.
Mitä ovat pituus- ja sivupeitto? Mitä niillä säädellään? Miten ne vaikuttavat kuvauksen suorittamiseen ja kartantuotantoon? Onko niillä vaikutusta kartan tarkkuuteen?
Kuvauksessa käytetään laajakulmakameraa (kameravakio on 152 mm ja kuvakoko 23 cm x 23 cm). Kuvamittakaava on 1:6,000 ja peitto lentosuunnassa 60%. Kuinka pitkä on kuvakanta maastossa?
Kuinka suurena maastovirhe näkyy kuvalla 10 cm:n etäisyydellä kuvan keskipisteestä, kun se aiheutuu 20 metrin korkuisesta rakenteesta maastossa? (21.9.1993)
a) Miten kantasuhde voidaan määrittää ilmakuvaparilta, joiden pituuspeitto on 60 % ? Kuvan kameravakio on 150 mm ja kuvakoko 230 mm x 230 mm.

b) Mikä on kuvakannan pituus maastossa, kun a)-kohdan kuvaparin lentokorkeus on 500 m ? (16.11.1993, 15.2.1994)
a) Kantasuhde B/H = b'/c eli kannan pituus kuvalla jaettuna kamera-vakiolla. Kannan pituus kuvalla on 40% kuvasivusta => 92 mm, joten tavanomaisissa kartoituskuvauksissa kantasuhde on 0.6 .
b) Kuvamittakaavaksi tulee 1:3300, joten kannan pituus maastossa on 3300 x 92 mm = 300 m.
Suurikaavaista stereokartoitusta varten alue kuvataan lentokorkeudelta 600 m. Kuvauskameran kameravakio on 150 mm.
Kartoitusmittakameran ominaisuudet.
Selosta pääpiirteissään ilmakuvauskameran toiminta. Miten kameran toimintaa ohjataan.
Kuvaliike ja sen kompensointi.
Mikä on kuvaliike? Miten kuvaliikkeet kompensoidaan nykyaikaisessa kartoituskamerassa? (16.11.1993, 15.2.1994)
Kuvaliike on kohteen liike kuvalla valotuksen kuluessa. Kartoituskuvauksissa kuvaliike aiheutuu kameran liikkumisesta eli a) kuvauskoneen liikkeestä lentosuuntaan (lineaarinen kuvaliike), ja b) kuvauskoneen heilahteluista (angulaarinen kuvaliike). Kuvaliike kompensoidaan nykyaikaisissa kartoituskameroissa a) siirtämällä filmiä valotuksen aikana, ja b) stabiloimalla kamera jalustassaan horisontin suhteen.
Eräässä kuvauksessa on vaadittu, että kuvaliike saa olla enintään 15 m. Lentokorkeus on 800 m ja kameravakio 152 mm sekä lentokoneen minimilentonopeus 160 km/h. Mikä on pisin mahdollinen valotusaika? (19.4.1994, 7.2.1995)
Peruskartoitusta varten tehdään kuvaus lentokorkeudella noin 3,500 m. Kamerassa käytetyn objektiivin polttoväli on 21 cm ja kuvakoko 230 mm x 230 mm. Kuvaväli jonolla on 1,250 m ja jonoväli blokissa 2,500 m. Laske

· kuvausmittakaava,
· pituus- ja sivupeitto,
· kantasuhde,
· kuvanala maastossa. (4.9.1995)
Peruskarttaa varten tehdään kuvaus mittakaavaan noin 1:30,000. Kamerassa käytetyn objektiivin polttoväli on 15 cm. Suljinaika on 1/250 sekuntia. Laske
Kuvattavan alueen leveys on 6900 m ja kuvamittakaava 1:6,000. Kuvauksessa käytetään laajakulmakameraa (kameravakio on 152 mm ja kuvakoko 23 cm x 23 cm). Kuinka monta jonoa tarvitaan peittämään alue, kun jonojen sivupeitto on 30 % ? Entä jos sivupeitto on 60 % ? Muista reunavarat. (27.5.1993)
Mikä on stereokuvauksen normaalitapaus. Johda ns. parallaksikaavat, joilla normaalitapausta vastaavan stereomallin mallikoordinaatit voidaan laskea. (19.4.1994, 7.2.1995)
Stereokuvauksen normaalitapaus on stereopari, eli kuvien kuvaussuunnat ovat yhdensuuntaiset ja kohtisuorassa kuvakantaa vastaan. Eli: Kahden kuvan kuvatasot ovat samalla tasolla ja kummallakin kuvalla on sama kameravakio. Kaavojen johto luennoilta (esim. luento 6), tai Schwidefsky-Ackermann, s. 111.
Johda kaavat, joilla normaalitapauksen mukaisen stereomallin kohdekoordinaattien mittaustarkkuus voidaan arvioida. (25.10.1994)
Miten 3-D koordinaattien mittaustarkkuus muuttuu kuvausetäisyyden muuttuessa, kun on kyse stereokuvauksen normaalitapauksesta? (24.10.1995)
Määrittele lyhyesti:
Kuvamittauksessa kuvaus voidaan tehdä joko tavanomaisena stereokuvauksena tai konvergenttikuvauksena. Selitä nämä käsitteet. Miksi kartoituskuvaus tehdään stereokuvauksena?
Selitä lyhyesti käsitteet:
Sisäisessä orientoinnissa kuvahavainnot keskistetään reunamerkkien suhteen, minkä jälkeen kuvahavainnot ovat kaksiulotteisessa koordinaatistossa. Miten näistä kuvakoordinaateista muodostetaan kolmiulotteiset kamerakoordinaatit?
Kolmiulotteisten kamerakoordinaattien origoksi määritellään projektiokeskus. Kun z'-akselina on projektiokeskuksen kautta kulkeva kuvatason normaali, kaikille kuvahavainnoille tulee kolmanneksi kamerakoordinaatiksi z' = ± c, missä c on kameravakio. Etumerkki valitaan z'-akselin kasvusuunnan ja kuvan negatiivi- tai positiiviasennon mukaan.
Sisäisellä orientoinnilla rekonstruoidaan kuvaustilannetta vastaava sädekimppu. Miten sisäinen orientointi voidaan tehdä, kun käytetään kuvaa, joka on pienennetty puoleen alkuperäisestä koostaan?
Fotogrammetrian kuvausyhtälöt ilmakuvilla, jotka ovat nadiirikuvia.
Ilmakuvauksessa käytettiin kameraa, jonka kameravakio c = 150.0 mm. Lentokorkeus oli 4530 m merenpinnan yläpuolella. Kuvaus oli nadiirikuvaus eli kuvakallistukset olivat nollia. Maastokohteiden A ja B kuvapisteet ilmakuvalla ovat a ja b, joiden kamerakoordinaatit ovat:
Määritä pisteiden välinen vinoetäisyys maastossa, kun pisteiden A korkeus on 67 m ja pisteen B korkeus on 48.5 m. (4.9.1995, 24.10.1995)
Selvitä lyhyesti, miten kollineaarisuusehto (samasuoraisuusehto) liittyy käsitteisiin
 
Selitä stereokartoituskojeen toimintaperiaate. (25.10.1994, 7.2.1995)
Selosta keskinäisen orientoinnin suoritus, kun se tehdään kokeellisesti ns. kuvakierto- eli riippumattomien mallien menetelmällä. (16.11.1993, 15.2.1994)
Mm. S-A: ss. 160-162, ja luento 9.
Keskinäinen orientointi kuvakiertomenetelmällä. Mallideformaatiot.
Selitä, mistä stereomallin mallideformaatiot eli -vääristymät aiheutuvat. (4.9.1995)
Mikä aiheuttaa mallideformaation? Miten mallideformaatio voidaan stereokartoituksessa havaita? Miten mallideformaatio voidaan korjata, vai voidaanko?
Mikä on mallideformaatio? Miten mallideformaatio voidaan havaita? Miten mallideformaatioiden vaikutus otetaan huomioon stereomallin absoluuttisessa orientoinnissa? (16.11.1993, 15.2.1994)
Stereomallin virheet aiheutuvat keskinäisen orientoinnin epätarkkuudesta, kuvavirheistä ja kojevirheistä, eli mittaustilanne ei vastaa kuvaustilannetta niinkuin on tarkoitus. Virhe näkyy kohteen deformoitumisena, mikä havaitaan stereomallin jäännösvirheinä absoluuttisen orientoinnin aikana. Jos koje- ja kuvavirheet tunnetaan, deformaatio voidaan kompensoida laskennallisesti. Analogiakojeilla virheet 'tasoitetaan' tukipisteille kaikkia kolmea orientointia 'justeeraamalla'.
Stereomallin absoluuttinen orientointi.
Stereokartoitus edellyttää hyvää tukipisteistöä, jotta malli voidaan orientoida ulkoisesti maastokoordinaatistoon. Minkälainen on hyvä tukipisteistö, ja mitä vaihtoehtoja tukipisteiden hankkimiseksi on olemassa?
Stereomallin tukipisteistön tulee ulottua naapurimallien yhteiselle liitosalueelle, eli vähintäin yksi 3D-piste kussakin nurkassa. Lisäksi mallin sisäistä tarkkuutta, lähinnä mallideformaatiota, pitää voida kontrolloida korkeustukipisteillä koko mallin alueella. Uusia tukipisteistä voidaan hankkia a) ilmakolmioinnilla tai b) maastomittauksin.
Mitä tarkoittaa fotogrammetrinen pistetihennys? Missä tehtävissä sitä käytetään hyväksi? Miten?
Kaavoitusmittauksissa fotogrammetrinen stereokartoitus edellyttää kunkin stereomallin alueelta riittävästi tukipisteitä. Selvitä, miksi tukipisteitä tarvitaan.
Stereokartoitusprojektin työvaiheet maastosta kartaksi. (24.10.1995)
Fotogrammetrisen kartoitusprosessin päävaiheet kuvasta kartaksi.
Esim: Kuvaus - tihennys - stereokartoitus. Huomaa, että orientointiprosessi ei ole sama kuin kartoitusprosessi.
Selitä lyhyesti, miten ja missä vaiheissa seuraavat käsitteet liittyvät kartoitusprosessiin ilmakolmiointiin perustuva pistetihennys ja stereomallin absoluuttinen orientointi.
Ilmakuvauksen sovellukset kartoitusmittaustehtävissä.
Ilmakuvaukseen perustuvan stereomittauksen tarkkuutta voidaan arvioida parallaksikaavoista. Miten?
Parallaksikaavoista differentiomalla saadaan stereomittauksen tarkkuuden arvioimiseksi lauseke parallaksihavainnon tarkkuuden funktiona. Oleellista on ymmärtää, että etäisyysmittauksen tai korkeushavainnon epätarkkuus kuvaussuunnassa kasvaa etäisyyden neliön suhteen. Ts., jos kuvausetäisyys kasvaa kaksinkertaiseksi, mittausepätarkkuus kasvaa nelinkertaiseksi, ellei kameroiden välimatkaa eli kantaa voida suurentaa.
Fotogrammetrian kartoitussovellukset.
Esim. topografinen kartta 1:20,000, peruskartta, pohjakartta 1:5,000, kaavojen pohjakartat 1:5,000-1:500, sekä erikoiskartat, joko graafisina tai numeerisina karttoina, ja lähes yksinomaan ilmakuvilta.
Paluu sivulle: "Opetus TKK:n fotogrammetrian ja kaukokartoituksen laboratoriossa"
Paluu sivulle: "Maa-57 Fotogrammetria: Opintojaksot"
Paluu kotisivulle: "HUT Institute of Photogrammetry and Remote Sensing"