Estació fotogramètrica digital per a pràctiques de ... · i molts dels processos automàtics es...
1
Productes finals Paraules clau Fotogrametria, generació cartogràfica, imatge digital. Context Els mètodes fotogramètrics ens permeten extreure infor- mació mètrica del terreny a partir de mesures fetes sobre fotografies. La generació cartogràfica i l’aixeca- ment de plànols de les façanes d’edificis són exemples on s’utilitza majoritàriament la fotogrametria com a eina de mesura. Les estacions fotogramètriques que trobem al mercat són excessivament cares pel pressupost de l’EPSEB i a més requereixen de maquinari específic (ratolí, filtres polaritzats, etc.) i això ha fet que durant molts anys la majoria dels estudiants no hagin tingut l’oportunitat de treballar-hi. Descripció En aquest projecte s’ha implementat una estació foto- gramètrica que permet: 1- muntar el bloc de fotografies. 2- corregir els errors sistemàtics. 3- construir un model tridimensional de l’objecte en estudi, sigui el terreny, un edifici o qualsevol altre objecte sòlid. L’aplicació s’executa sobre el sistema operatiu Windows i com que utilitza el sistema d’anàglif és suficient un ordi- nador convencional, com els que disposa l’EPSEB a la sala de càlcul o els ordinadors personals de cadascú. Això ens permetrà que hom l’utilitzi el temps que li sigui necessari i en el lloc on més li convingui, deixant molta llibertat d’actuació a l’estudiant. El programa està dissenyat pensant en la vessant docent i molts dels processos automàtics es poden fer manual- ment, de manera que es pugui veure l'essència del seu funcionament. A més, es donen els resultats parcials d’aquests processos perquè es puguin comparar amb possibles exercicis que els estudiants hauran de fer a mà. Aquestes característiques són difícils de trobar ens els programes comercials perquè justament estan dis- senyats per ser cada vegada més automàtics i evitar les influències subjectives dels operadors humans. Conclusions L’estació fotogramètrica s’ha implementat amb vocació docent i vol evitar la sensació de caixa negra que donen les estacions comercials. Serà distribuïda gratuïtament entre els estudiants de les assignatures relacionades amb la fotogrametria. També es podran afegir nous mòduls o millorar els existents en forma de treball final de carrera o tesi doctoral. El programa encara no està acabat. Queden algunes funcions per implementar i algunes de les que ja ho estan hem vist que s’han de fer més eficients. Queda doncs un llarg camí per incorporar novetats com per exemple: mètodes robustos per a la detecció d’errors grollers, tractament de matrius disperses, capacitat de treballar amb més formats d’imatge (tif, gif, etc.) i d’acceptar imatges multicanals, pensant ja en mòduls de teledetecció. Estació fotogramètrica digital per a pràctiques de generació cartogràfica F. Buill (1) , S. González (1) , A. Núñez (1) , A. Prades (1) , J.J. Rodríguez (2) (1) Departament d’Enginyeria del Terreny, Cartogràfica i Geofísica (2) Departament de Matemàtica Aplicada I Escola Politècnica Superior d’Edificació de Barcelona Campus Sud, Edifici P, Barcelona contacte: [email protected] Característiques habituals d’una imatge amplada: 15 616 píxels alçada: 15 488 píxels mida ~ 230 MB Característiques habituals d’un bloc fotogramètric Un bloc es composa generalment d’entre 20 i 100 fotogrames. Per tant, cal manegar-se fàcilment amb més de 4 GB de dades originals. Després s’hi afegiran la piràmide d’imatges i altres fitxers temporals, que doblen aquesta quantitat. FITXA DE PUNT DE RECOLZAMENT Cartografia 3D a escala 1:1000 TM Seva (Barcelona) Febrer 2001 COORDENADES UTM X = 438 628.55 m Y = 4 628 503.94 m Fus 31 COTA ORTOMÈTRICA H = 718.66 m Sistema de referència ED50 Origen d’altituds: nivell mitjà del mar a Alacant PUNT GPS1 FULL MTN 364 FULL 1:1000 364-14-8 FOTOGRAFIA P18-6223 DESCRIPCIÓ: Cantonada pista de tenis Paràmetres de calibratge de càmeres Surten del certificat de calibratge que proporciona el fabricant de la càmera. Són la focal, les coordenades del punt principal de simetria, les coordenades de les marques fiducials i les distor- sions geomètriques produïdes per les lents. Coordenades dels punts de recolzament Els punts de recolzament són punts ben definits i identificables a les fotografies i dels quals se’n mesuren, a camp, les coor- denades amb precisió (normalment amb GPS geodèsic). Dades de partida Cartografia Models numèrics d’altures Visió estereoscòpica Orientacions Orientació interna Pas de les coordenades imatge, amb l’origen a la cantonada superior esquerra, a fotocoordenades, amb l’origen al punt principal de simetria. Posteriorment, s’eliminen els errors sistemàtics: distorsió radial i tangencial, refracció atmosfèrica, curvatura de la Terra, etc. Orientació externa en bloc És el procés més costós d’orientació, en el que cal triar els punts de control menor i trobar els seus homòlegs als fotogrames veïns. Un cop tenim totes les mesures, cal fer un ajust mínim quadràtic del bloc sencer per obtenir les orientacions dels fotogrames. 302000.00 303000.00 304000.00 4547500.00 4548000.00 4548500.00 4549000.00 4549500.00 4550000.00 4550500.00 4551000.00 4551500.00 4552000.00 -10.00 10.00 30.00 50.00 70.00 90.00 110.00 130.00
-
Upload
nguyencong -
Category
Documents
-
view
213 -
download
0
Transcript of Estació fotogramètrica digital per a pràctiques de ... · i molts dels processos automàtics es...
Productes finals
Paraules clauFotogrametria, generació cartogràfica, imatge digital.
ContextEls mètodes fotogramètrics ens permeten extreure infor-mació mètrica del terreny a partir de mesures fetessobre fotografies. La generació cartogràfica i l’aixeca-ment de plànols de les façanes d’edificis són exempleson s’utilitza majoritàriament la fotogrametria com a einade mesura.
Les estacions fotogramètriques que trobem al mercatsón excessivament cares pel pressupost de l’EPSEB i amés requereixen de maquinari específic (ratolí, filtrespolaritzats, etc.) i això ha fet que durant molts anys lamajoria dels estudiants no hagin tingut l’oportunitat detreballar-hi.
DescripcióEn aquest projecte s’ha implementat una estació foto-gramètrica que permet:
1- muntar el bloc de fotografies.2- corregir els errors sistemàtics.3- construir un model tridimensional de l’objecte en
estudi, sigui el terreny, un edifici o qualsevol altre objecte sòlid.
L’aplicació s’executa sobre el sistema operatiu Windows icom que utilitza el sistema d’anàglif és suficient un ordi-nador convencional, com els que disposa l’EPSEB a lasala de càlcul o els ordinadors personals de cadascú. Aixòens permetrà que hom l’utilitzi el temps que li siguinecessari i en el lloc on més li convingui, deixant moltallibertat d’actuació a l’estudiant.
El programa està dissenyat pensant en la vessant docenti molts dels processos automàtics es poden fer manual-ment, de manera que es pugui veure l'essència del seufuncionament. A més, es donen els resultats parcialsd’aquests processos perquè es puguin comparar ambpossibles exercicis que els estudiants hauran de fer a mà.Aquestes característiques són difícils de trobar ens elsprogrames comercials perquè justament estan dis-senyats per ser cada vegada més automàtics i evitar lesinfluències subjectives dels operadors humans.
ConclusionsL’estació fotogramètrica s’ha implementat amb vocaciódocent i vol evitar la sensació de caixa negra que donenles estacions comercials. Serà distribuïda gratuïtamententre els estudiants de les assignatures relacionadesamb la fotogrametria. També es podran afegir nousmòduls o millorar els existents en forma de treball finalde carrera o tesi doctoral.
El programa encara no està acabat. Queden algunesfuncions per implementar i algunes de les que ja hoestan hem vist que s’han de fer més eficients. Quedadoncs un llarg camí per incorporar novetats com perexemple: mètodes robustos per a la detecció d’errorsgrollers, tractament de matrius disperses, capacitat detreballar amb més formats d’imatge (tif, gif, etc.) id’acceptar imatges multicanals, pensant ja en mòduls deteledetecció.
Estació fotogramètrica digital per a pràctiques de generació cartogràfica
F. Buill (1), S. González(1), A. Núñez (1), A. Prades (1), J.J. Rodríguez (2)
(1) Departament d’Enginyeria del Terreny, Cartogràfica i Geofísica(2) Departament de Matemàtica Aplicada IEscola Politècnica Superior d’Edificació de BarcelonaCampus Sud, Edifici P, Barcelona
contacte: [email protected]
Característiques habituals d’una imatge
amplada: 15616 píxelsalçada: 15 488 píxelsmida ~ 230 MB
Característiques habituals d’un bloc fotogramètric
Un bloc es composa generalment d’entre 20 i 100fotogrames. Per tant, cal manegar-se fàcilment ambmés de 4 GB de dades originals. Després s’hiafegiran la piràmide d’imatges i altres fitxerstemporals, que doblen aquesta quantitat.
FITXA DE PUNT DE RECOLZAMENT
Cartografia 3D a escala 1:1000
TM Seva (Barcelona)
Febrer 2001
COORDENADES UTM X = 438 628.55 m Y = 4 628 503.94 m Fus 31 COTA ORTOMÈTRICA H = 718.66 m Sistema de referència ED50 Origen d’altituds: nivell mitjà del mar a Alacant
PUNT GPS1 FULL MTN 364 FULL 1:1000 364-14-8 FOTOGRAFIA P18-6223 DESCRIPCIÓ: Cantonada pista de tenis
Paràmetres de calibratge de càmeres
Surten del certificat de calibratge queproporciona el fabricant de la càmera.
Són la focal, les coordenades del puntprincipal de simetria, les coordenadesde les marques fiducials i les distor-sions geomètriques produïdes per leslents.
Coordenades dels punts de recolzament
Els punts de recolzament són punts bendefinits i identificables a les fotografies idels quals se’n mesuren, a camp, les coor-denades amb precisió (normalment ambGPS geodèsic).
Dades de partida
Cartografia
Models numèrics d’altures
Visió estereoscòpica
Orientacions
Orientació interna
Pas de les coordenades imatge, amb l’origen a lacantonada superior esquerra, a fotocoordenades, ambl’origen al punt principal de simetria.
Posteriorment, s’eliminen els errors sistemàtics: distorsióradial i tangencial, refracció atmosfèrica, curvatura de laTerra, etc.
Orientació externa en blocÉs el procés més costós d’orientació, en el que cal triar els punts de control menor itrobar els seus homòlegs als fotogrames veïns. Un cop tenim totes les mesures, cal ferun ajust mínim quadràtic del bloc sencer per obtenir les orientacions dels fotogrames.
302000.00 303000.00 304000.00
4547500.00
4548000.00
4548500.00
4549000.00
4549500.00
4550000.00
4550500.00
4551000.00
4551500.00
4552000.00
-10.00
10.00
30.00
50.00
70.00
90.00
110.00
130.00
