Maa-57.301 Fotogrammetrian yleiskurssi

Luento-ohjelma 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13

(P. Rönnholm / H. Haggrén, 28.10.2003)

Luento 13: Optinen 3-D mittaus ja laserkeilaus

AIHEITA

Optinen 3-D digitointi



Optinen 3-D digitointi kaaviokuvana.


Fotogrammetrinen näkymän rekonstruointi (3-D digitointi). Tuloksena saadaan parhaimmillaan 3-D fotorealistinen virtuaalimalli.


Yleiskaavio fotogrammetrisesta näkymän rekonstruoinnista.
 



  1. Tuki-ja kontollipisteiden mittaus 
  2. Digitaalisten kuvien hankinta
  3. 3-D geometrinen mallinnus
  4. 3-D fotorealistinen mallinnus

Etäisyydenmittaus laserkeilauksella


LIDAR (Light Detection and Ranging) on optinen tutka, joka toimii näkyvän valon, lähi-infran tai ultravioletin alueella. Laserkeilain tuottaa kohteesta kolmiulotteista informaatiota tekemällä etäisyyshavaintoja. Kohteen ja laserin välinen etäisyys mitataan laserpulssin kulkuajan perusteella ja tuloksena saadaan valtava joukko kolmiulotteisia pisteitä. Useat laserskannerit kykenevät vastaanottaman yhdelle havainnolle useampia kaikuja. "First pulse"-kaiut palaavat kasvillisuudesta, lehvästöstä ja sähköjohdista (myös linnuista). "Last pulse"-kaiut heijastuvat rakennuksista, tien pinnasta, autoista ja paljaasta maanpinnasta. Pisteet muodostavat digitaalisen korkeusmallin (DEM=digital elevation model) tai pintamallin (DSM=digital surface model=DEM+rakennukset ja puiden lehvästöt).


Laserkeila läpäisee puiden latvukset.






Laserkeilauksen tarkkuus on monien tekijöiden summa. Tarkkuuteen vaikuttavat::
Palaavasta kaiusta voidaan tallentaa myös voimakkuus eli intensiteetti. Kohteen intensiteettiarvoon vaikuttavat esimerkiksi:
Laserkeilaus on tehokas menetelmä korkeusmallien hankintaan. Sen sijaan tarkkojen taiteviivojen löytäminen pistepilvestä on vaikeaa.  Taiteviivat löytyvät sitä luotettavammin mitä tiheämpää laseraineisto on.

Laserkeilaus soveltuu hyvin:
Lisää aiheesta: www.foto.hut.fi/opetus/220/luennot/13/13.html

Kuvan ja etäisyysmittauksen yhdistäminen (tulevaisuuden konsepti)

Tulevaisuudessa voidaan  tuottaa kertamittauksella etäisyyskuva keilauksen sijaan. Lasersäde hajautetaan linssien avulla siten, että koko kohde valaistaan kerralla (hyvin lyhyeksi aikaa). 3D FPA (focal plane array) rekisteröi kohteesta palaavien signaalien kulkuajat pikseleittäin. Näin saadaan laskettua jokaiselle pikselille etäisyys (etäisyyskuva). Jos optinen kuva saadaan otettua samaan aikaan tai jälkikäteen rekisteröityä tarkasti etäisyyskuvan kanssa, saadaan jokaiselle pikselille sekä etäisyys että sävyarvo.



Konsepti tulevaisuuden mittausjärjestelmälle. Pikselipohjainen etäisyyskuva ja optinen tai multispektraalinen kuva otetaan yhtäaikaa.


Maa-57.301 Fotogrammetrian yleiskurssi
1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13