Maa-57.301 Fotogrammetrian yleiskurssi

Luento-ohjelma 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10

(Petri Rönnholm / Henrik Hggrén, 13.9.2005)

Luento 1: Opintojakson järjestäytyminen. Motivointia. Kertausta. Kuvamittauksen vaihtoehdot.


Mitä pitäisi oppia?


AIHEITA

Fotogrammetrian opintojaksot


Yleiskurssin sisällölliset tavoitteet - luennot ja harjoitukset

Fotogrammetrian sovelluksista yleisesti - nyt ja tulevaisuudessa



Perusteiden pikakertaus

K: Mikä mahdollistaa kuvien mittauskäytön?
   
V: Kuvan tunnettu geometria. Esimerkiksi ideaalisella valokuvalla toteutuu keskusprojektio.

K: Onko valokuva yleensä keskusprojektiokuva?

V: Valitettavasti ei! Esimerkiksi linssivirheet vääristävät kuvaa ja pilaavat geometrian.

K: Mitä sitten voi tehdä?

V: Korjataan kuvaa tai huomioidaan virheet laskennassa.

K: Mikä on sisäinen orientointi?

V: Tunnetaan kameran sisäinen geometria: kameran projektiokeskuksen etäisyys kuvatasosta eli polttoväli sekä kuvan pääpisteen sijainti. Pääpisteessä projektiokeskuksen kautta kulkeva kuvausvektori leikkaa kuvatason kohtisuorasti.

K: Minulla on yksi sisäiseltä orientoiniltaan tunnettu kuva. Joko pääsen mittaamaan?

V: Ei onnistu, ellei kohteesta ole jotain ennakkotietoa: tiedetään kohde tasomaiseksi tai tunnetaan kohteen maastokorkeus tai etäisyys projektiokeskuksesta. Kun  projektiokeskuksen ja kuvapisteen kautta piirretään vektori kohteeseen, ratkaisuja on ääretön määrä, jos ei tiedetä, missä vektorin pitäisi osua kohteeseen. 

K: Haluan mitata kuvilta kolmiulotteista tietoa! Miten se onnistuu?

V: Otetaan kohteesta kaksi tai useampi kuva, orientoidaan ne ja aletaan mittaamaan. Jos kuvat ovat stereokuvauksen normaalitapauksessa, voidaan kuvia myös katsella stereona.

Stereokuvauksen suunnittelu karttalehtijaon mukaan.

2-D peruskartta 1 : 20'000 korkeuskäyrin (Maanmittauslaitos).

Keskusprojektio ja kartta.

3-D pintamalli (K. Koistinen, Finnish Jabal Haroun Project 1998).

Viistoilmakuvaus (Lentokuva Vallas Oy).

Videokuvaus (P. Pöntinen, Finnish Jabal Haroun Project 1998).

Parallaksimittaus.

Stereomittaus ilmakuvaparilta.

Parallaksikaavat etäisyyden laskemiseen ja siihen vaikuttavan havaintoepävarmuuden arvioimiseen.

Parallaksikaavat tasokoordinaateille.

 

Tarkkuuden parantaminen kuvausgeometriaa muuttamalla

Etäisyysmittauksen tarkkuus paranee kuvakantaa suurentamalla (stereokuvaus). Kuvakantaa voi kuitenkin suurentaa vain kuvakulman sallimissa puitteissa.

Pistehavainnon jokaisen koordinaatin tarkkuus paranee kuvahavainnon tarkkuuden parantuessa. Kuvahavaintoa voi parantaa esimerkiksi kuvan erotuskykyä parantamalla tai lisäämällä havaittujen kuvien lukumäärää.

Kuvan erotuskykyä voi lisätä myös käyttämällä kuvaukseen pidempipolttovälistä optiikkaa.

Pidemmällä polttovälillä kuvakulma kapenee. Jos mittaustarkkuutta tällöin parannetaan kuvakantaa pidentämällä, kameraa on käännettävä (konvergenttikuvaus). Konvergenttikuvauksella saadaan virhekuviota pyöristettyä eli mittaustarkkuus tasoittuu eri koordinaattisuuntien kesken.

Stereokuvaus


Stereokuvaus.

Stereokuvapari.

Konvergenttikuvaus


Konvergenttikuvaus.

Konvergentti kuvapari.

Stereomittaus

Stereomittauksen työvaiheet.

Ilmakuvilta digitoitu vuoren pintamalli.

Profiloitu soranäyte.

Yksin pistein mittaus


Yksin pistein mittauksen työvaiheet.

Lentokoneen deformaatiomittaus symmetriapisteistä.

Hawk.

Yksikuvamittaus


Yksikuvamittauksen periaate, kamera ja juovalaser.

Yksikuvamittauksen periaate, esimerkkikuva.

Yksikuvamittauksen periaate, fysikaalinen malli vs. projektiivinen malli.

Pöytäskanneri.

3-D skanneri.

Monikuvamittaus


Monikuvamittauksen periaate, yksi kamera, monta kuvaa.

Monikuvamittauksen periaate, monta kameraa, monta kuvaa.


Maa-57.301 Fotogrammetrian yleiskurssi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10