Czym jest fotogrametria?
Fotogrametria to sztuka, nauka i technologia uzyskiwania wiarygodnych informacji o obiektach fizycznych i środowisku poprzez procesy rejestrowania, pomiaru i interpretacji obrazów fotograficznych.
Wiele używanych dzisiaj map tworzy fotogrametria i zdjęcia zrobione z samolotu. Ta dyscyplina może być używana do rejestrowania pomiarów punktów stałych, aby móc oszacować pomiary fotografowanego obiektu, nawet w 3D.
Zasadniczo fotogrametria jest zbiorem pomiarów w świecie fizycznym poprzez obliczeniową analizę zdjęć. Ta dyscyplina jest uznawana za narzędzie naukowe i dziedzinę studiów.
Podobnie jak w innych obszarach, w których miesza się elementy świata rzeczywistego ze światem cyfrowym, fotogrametria może być wykorzystana do oszacowania ruchu w 3D organizmu (na przykład pojazdów w ruchu lub organizmów biologicznych).
Obrazy fotograficzne są analizowane i, w zależności od celu wymaganego przez komputer, mogą wykorzystać punkty odniesienia do stworzenia modelu 3D lub użyć kombinacji punktów odniesienia, efektu ruchu, fizycznego lub biomechanicznego.
Po użyciu algorytmów do przetwarzania zebranych informacji wyniki mogą być bardzo precyzyjne.
Dokładność fotogrametrii może być również wykorzystana do weryfikacji dokładności algorytmów komputerowych używanych do prognozowania ruchów pojazdu, jak również algorytmów opracowanych na podstawie symulacji fizycznych lub biomechaniki.
Charakterystyka fotogrametrii
Jak sama nazwa wskazuje, jest to skoordynowana technika pomiaru 3D, która wykorzystuje fotografie jako podstawowy środek dla jego metrologii (lub pomiaru).
Podstawową zasadą stosowaną przez tę dyscyplinę jest triangulacja, a dokładniej triangulacja powietrzna.
Podczas robienia zdjęć co najmniej dwóch różnych miejsc, niektóre „linie wzroku” mogą być rozwijane w każdej kamerze w kierunku punktów danego obiektu. Te linie widzenia są matematycznie przechwytywane w celu utworzenia współrzędnych 3D interesujących punktów.
Architekt Albrecht Meydenbauer jako pierwszy użył tego wyrażenia w 1867 r .; Meydenbauer był pierwszą osobą, która opracowała niektóre mapy topograficzne i rysunki starszych elewacji.
Wykorzystanie fotogrametrii w mapowaniu topograficznym zostało ustanowione od wielu lat, ale w ostatnim czasie technika ta znalazła szerokie zastosowanie w dziedzinie architektury, przemysłu, inżynierii, kryminalistyki, hydrografii, w medycynie i geologii, między innymi.
Jego dokładna produkcja informacji w 3D zyskuje coraz większe znaczenie w kilku obszarach.
Gałęzie fotogrametrii
Ta technika może być klasyfikowana na różne sposoby; Najczęstszym sposobem jest podzielenie go zgodnie z położeniem kamery podczas fotografowania.
Fotogrametria metryczna to proces wytwarzania precyzyjnych pomiarów ze zdjęć, podczas gdy fotogrametria interpretacyjna jest procesem rozpoznawania i identyfikowania obiektów, a następnie oceniania ich pod względem ważności poprzez systematyczną i staranną analizę.
Istnieje również rozróżnienie między fotogrametrią drukowaną lub analogową a fotogrametrią cyfrową. Drukowana jest praca wykonywana przy użyciu drukowanych produktów fotograficznych i ogólnie wykorzystuje systemy optyczne i mechaniczne.
Z drugiej strony, cyfrowy jest wtedy, gdy obraz jest w formie cyfrowej i wszystkie manipulacje są wykonywane przez komputer w domenie wirtualnej. Jednak te same podstawowe zasady geometryczne mają zastosowanie do wszystkich form tej nauki.
Fotogrametria lotnicza
W tej dyscyplinie kamera jest zamontowana na samolocie i zazwyczaj wskazuje pionowo w kierunku ziemi. Wiele nakładających się na siebie zdjęć ziemi jest wykonywanych, gdy samolot przelatuje przez tor lotu.
Tradycyjnie używanym samolotem były klasyczne samoloty, ale obecnie wiele projektów realizowanych jest za pomocą dronów i innych bezzałogowych statków powietrznych.
Wcześniej te zdjęcia były przetwarzane w ploterze stereo (instrument, który pozwala operatorowi zobaczyć dwa zdjęcia w tym samym czasie w widoku stereoskopowym), ale teraz są one często przetwarzane przez zautomatyzowane systemy komputerowe.
Fotogrametria lądowa i krótkodystansowa
Tutaj kamera znajduje się na ziemi i jest trzymana ręcznie, zamontowana na statywie lub słupie.
Zazwyczaj ten rodzaj fotogrametrii nie jest topograficzny; Oznacza to, że wynik nie jest modelem topograficznym, takim jak modele terenu lub mapy gleby. Wynika to raczej z rysunków, modeli 3D, pomiarów lub chmur punktów.
Typowe kamery są używane do modelowania i mierzenia budynków, konstrukcji inżynierskich, scen sądowych i wypadkowych, kopalń, ruchów ziemi, artefaktów archeologicznych, zestawów filmowych itp.
W społeczności komputerowej tego typu dyscyplina jest często nazywana modelowaniem opartym na obrazie.
Fotogrametria metryczna
Ta gałąź odpowiada za precyzyjne pomiary i obliczenia na zdjęciach w zależności od rozmiaru, kształtu i położenia elementów fotograficznych i / lub uzyskanie innych informacji, takich jak względne (skoordynowane) lokalizacje elementów, obszarów lub objętości.
Fotografie te są wykonywane aparatem metrycznym i są używane głównie w dziedzinach inżynierii, takich jak topografia.
Fotogrametria interpretacyjna
Ma to związek z rozpoznawaniem i identyfikacją elementów fotograficznych w fotografii, takich jak kształt, rozmiar, cienie i wzory, w celu dodania wartości i inteligencji do informacji już zaobserwowanych w fotografii.
Zastosowania fotogrametrii
Ta dyscyplina może uprościć pracochłonne modelowanie tła i zestawów gier 3D i filmów, zwłaszcza gdy szukasz realistycznego rezultatu.
Możesz także przechwycić kolory obiektu, przesuwając je na mapie tekstury modelu. Dzięki temu możesz zaoszczędzić czas przy tworzeniu elementów do gier.
Fotogrametria może być również wykorzystana jako punkt wyjścia do tworzenia stylizowanych elementów. Ponieważ jest szybka i wygodna, ta nauka (podobnie jak inne formy przechwytywania rzeczywistości) może zmniejszyć zapotrzebowanie na ludzi; to automatyzuje procesy.
