Raspunsuri la examenul de fotogrammetrie

1 Consideraţii generaleFotogrammetria este ştiinţa care se ocupă cu determinarea formei dimensiunilor şi poziţiei unor obiecte din spaţiu pe baza imaginilor fotografice ale acestora Denumirea de fotogrammetrie provine din cuvintele greceşti photos (lumină) gramma (icircnregistrare) şi metron (a măsura)

2Scurt istoric

Apariţia fotogrammetriei poate fi considerată icircn stracircnsă legătură cu descoperirea legilor perspectivei şi utilizarea lor icircn pictură Primul care a folosit imaginile perspective in scopuri topografice a fost elveţianul M A Kappeler (icircn 1726) iar I H Lambert icircn cartea Perspectiva libera (Zurich 1759) prezintă soluţii geometrice privind problema reconstituirii perspectivei centrale Acestea reprezentau icircnsă doar elementele pregătitoare momentul hotăracirctor fiind marcat de inventarea fotografiei icircn 1839 Prima cameră fotografică metrică a fost construită icircn 1851 de francezul A Laussedat care a elaborat şi un procedeu de ridicare fotogrammetrică (metrofotografie) icircn anul 1858 a fost executată prima fotografie dintr-un balon iar icircn 1909 prima fotografie din avion

La icircnceputul secolului nostru icircn 1901 CPulfrich construieşte aparatul de bază al fotogrammetriei analitice stereo comparatorul al cărui principiu este utilizat şi azi la aparatele moderne de tip comparator

3Aspectele principale de baza1)cantitativ sau metric 2)calitativreferitor la interpretarea imaginiilor

Icircn principiu exploatarea fotogrammetrică analitică implică 3 mari etapeCulegerea şi icircnregistrarea datelor - include preluarea imaginilor măsurarea la un aparat de tip comparator precum şi determinări icircn teren pentru punctele de sprijinPrelucrarea (şi analiza) datelor - datele sunt prelucrate la un calculator (pe baza unui program -soft)Reprezentarea rezultatelor -rezultatele sunt reprezentate sub formă grafică (de exemplu la o masă trasantă) sau la un plotter

4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice

După cum se va putea observa icircn continuare problemele fotogrammetriei analitice sunt destul de diverse dar (icircn majoritatea lor) se pot icircncadra icircntr-o problemă generală care se poate exprima prin relaţia funcţională

X = f(Ox) (11)

unde X reprezintă coordonatele unui punct icircn spaţiul-obiect x - coordonatele-imagine corespunzătoare iar O cuprinde parametrii de orientare

Rezolvarea acestei probleme se face icircn două etape

1 cunoscacircnd X şi x pentru un anumit număr de puncte se determină parametrii de orientare O2 cunoscacircnd parametrii O şi coordonatele x pentru un număr (oricacirct de mare) de puncte se determină

coordonatele X ale acestor punctePe de altă parte avacircnd icircn vedere diversitatea problemelor fotogrammetriei analitice se poate remarca

totuşi că ele se pot reduce icircn esenţă la cacircteva probleme de bază şi anume

retrointersecţia spaţială (orientarea exterioară independentă a fotogramelor) orientarea relativă (independentă sau icircn serie) orientarea absolută a stereomodelului intersecţia spaţială (pe baza cunoaşterii parametrilor de orientare)

1

5Orientarea fotogrammelor

O fotograma poate fi considerată ca o icircnregistrare (pe film - de ex) a unui fascicul de raze provenind din spaţiul-obiect Prin urmare din punct de vedere geometric fotograma este o perspectivă centrală

Orientarea interioară constă icircn reconstituirea fasciculului de raze din interiorul camerei de la preluarea imaginii Parametrii care definesc această orientare poartă denumirea de elemente de orientare interioară şi sunt

constanta camerei (sau distanţa principală) care este egală icircn principiu cu distanţa focală calibrată f) poziţia punctului principal exprimată prin coordonatele xp yp (icircn raport cu sistemul definit de indicii de

referinţă) parametrii care exprimă caracteristicile geometrice ale distorsiunii obiectivului (icircn raport cu punctul

principal)Orientarea exterioară a unei fotograme constă icircn reconstituirea fasciculului de raze (orientat

interior) icircn raport cu sistemul de referinţă din spaţiul-obiect Parametrii care definesc această orientare se numesc elemente de orientare exterioară şi se pot grupa icircn două categorii

parametri (elemente) care precizează poziţia centrului de perspectivă Xo Y0 Zo) şi parametri (elemente) care definesc direcţia şi rotirea axei de fotografiere icircn raport cu sistemul de

referinţă (ω ϕ κ )Icircn ceea ce priveşte orientarea exterioară a perechilor de fotograme (fig 12) necesară exploatării icircn

cazul terenurilor accidentate aceasta se realizează icircn două etape

orientarea relativă prin care se reconstituie poziţia reciprocă a celor două fascicule (respectiv fotograme) la intersecţiile razelor corespondente rezultacircnd modelul stereoscopic şi

orientarea absolută a stereomodelului prin aducerea icircn scară rotirea şi orizontalizarea acestuia icircn raport cu sistemul de coordonate al spaţiului-obiect(incluzacircnd aici şi translaţiile)

Icircn esenţă orientarea exterioară constă icircn rezolvarea retrointersecţiei spaţiale (icircn cazul exploatării independente a fotogramelor) sau a dublei retrointersecţii spaţiale (icircn cazul exploatării stereofotogrammetrice)

7 Sistemul de coordonate al fotogramei

Principala caracteristică a unei fotograme (fotografie metrica) este aceea că permite măsurători precise ale punctelor-imagine icircn raport cu un sistem de coordonate definit icircn funcţie de elementele de orientare interioară şi de cei 4 indici de referinţă (fig 21)

Orice cameră fotogrammetrică permite icircnregistrarea pe fiecare imagine fotografică preluată a 4 indici de referinţă dispuşi la mijloacele laturilor sau icircn colţurile fotogramei

Teoretic la intersecţia liniilor care unesc indicii de referinţă opuşi ar trebui să se afle punctul principal Definirea punctului principal se poate face icircn diferite moduri

15 ORIENTAREA EXTERIOARĂ A UNEI FOTOGRAMECondiţia de coliniaritateAvacircnd icircn vedere că icircn momentul preluării unei fotograme fiecare punct din teren imaginea sa pe fotogramă şi centrul de perspectivă sunt coliniare (icircn cazul unei proiecţii centrale riguroase) această condiţie va trebui icircndeplinită şi la exploatare (consideracircnd coordonatelendashimagine corectate)

Avacircnd icircn vedere că orientarea exterioară a unei fotograme este definită de 6 parametri icircn cazul unei stereograme numărul parametrilor de orientare va fi (evident) 12 Determinarea acestora se poate face mai convenabil icircn două etape şi anume

1 orientarea relativă sau reciprocă a celor două fotograme implicacircnd 5 parametri şi icircn urma căreia se poate obţine modelul stereoscopic (corespunzător zonei de dublă acoperire) la o scară arbitrară şi icircntr-o poziţie arbitrară2 orientarea absolută a stereomodelului icircn raport cu sistemul de coordonate-teren implicacircnd 7 parametri

2

17 Orientarea relativăProblema care se pune aici constă icircn esenţă icircn reconstituirea poziţiei reciproce a celor două fotograme astfel icircncacirct perechile de raze conjugate să se intersecteze rezultacircnd modelul stereoscopic corespunzător zonei comune celor două fotograme (fig 51) Pentru aceasta va trebui asigurată intersecţia a cel puţin 5 perechi de raze corespondente astfel alese icircncacirct din punctele rezultate 4 să nu fie coplanare şi 3 să nu fie coliniare icircn această situaţie toate celelalte perechi de raze se vor intersecta şi se va obţine stereomodelul care icircn cazul exploatării analitice va fi un model numeric Trebuie precizat că icircn cazul aplicării metodei pătratelor minime numărul de puncte va trebui să fie ngt5 şi se recomandă utilizarea celor 6 puncte caracteristice (fig 51) ca dispunere minimală fiind posibilă evident şi folosirea unor puncte suplimentare sau chiar a tuturor punctelor măsurate din stereograma respectivă Această ultimă soluţie prezintă avantajul determinării simultane a coordonatelor compensate ale tuturor punctelor clin stereomodelPe de altă parte se poate remarca faptul că orientarea relativă se realizează doar pe baza unor puncte corespondente identificate pe cele două imagini conjugate icircn această etapă ne fiind necesare puncte de sprijin din teren

3

Tema 6 AEROTRIANGULAŢIA ANALITICĂMetoda de determinare a punctelor de triangulatie cu ajutorul fotogramelor aeriene

Aerotriangulaţie - procesul de laborator de determinare a coordonatelor-teren X Y Z ale punctelor de icircndesire necesare exploatărilor fotogrammetrice folosind coordonatele-model măsurate la aparat şi coordonatele-teren ale unui număr restracircns de puncte de sprijin icircn cadrul unor transformări spaţiale icircntre spaţiul-imagine sau model şi spaţiul-teren

Aerotriangulaţie analitică - presupune identificarea marcarea numerotarea pe fotograme a punctelor de icircndesire şi de sprijin măsurarea coordonatelor ndash imagine aplicarea corecţiilor necesare Calculul parametrilor transformării icircn sistemul-teren şi compensarea coordonatelor-teren ale punctelor de aerotriangulaţie se face pe baza coordonatelor-teren şi imagine ale punctelor de sprijin icircn cadrul modelului matematic utilizat

Icircn funcţie de unitatea de lucru se deosebesc următoarele metode

bull Aerotriangulaţia prin incluziune care reprezintă problema de bază a aerotriangulaţiei şi constă icircn utilizarea fotogramelor la scară mică pentru determinarea punctelor de icircndesire necesare exploatării stereogramelor la scară mare

bull Aeorotriangulaţia icircn benzi constă icircn legarea modelelor adiacente prin asigurarea transferului elementelor de orientare icircn scopul formării benzii de aerotriangulaţie Transformarea acesteia icircn sistemul-teren şi compensare se efectuează pe baza punctelor de sprijin şi de control pe cale analitică

bull Aerotriangulaţia icircn bloc constă icircn formarea blocului de aerotriangulaţie din modele independente triplete benzi sau secţiuni de bandă fiecare constituind unitatea de lucru icircn cadrul compensării

Aerotriangulaţia icircn bloc pe benzi

Arotriangulaţia icircn bloc cu modele independente

Icircn funcţie de modul de culegere şi prelucrare a datelor se deosebesc metodele

bull Aerotriangulaţia analogică care utilizează aparatele de stereorestituţie pentru etapele de reconstituire a fasciculelor fotogrammetrice formarea stereomodelului legarea modelelor adiacente şi pentru formarea benzilor de aerotriangulaţie

bull Aerotriangulaţie analitică care utilizează fotogramele independente sau stereogramele drept unitate de lucru După măsurarea fotogramelor sau stereogramelor toate etapele procesului de aerotriangulaţie se desfăşoară analitic

62 Aerotriangulaţia pe benzi Principalele etape pe care le comportă aerotriangulaţia pe benzi sunt

orientarea relativă şi formarea stereomodelelor individuale (simple săi duble) conexiunea (legarea) modelelor orientarea absolută a stereomodelului general al benzii compensarea benzii de aerotriangulaţie

4

2 Fotogrammetria terestră este o ramură a fotogrammetriei Specificul său constă icircn preluarea fotogramelor din staţii terestre cu camere fotogrammetrice avacircnd axul optic al obiectivului orizontal

-----Cazuri de preluare a fotogramelor icircn fotogrammetria terestră cazul normal b)cazul deviat la stacircnga c)cazul deviat la dreapta d)cazul paralel deviat la dreapta e)cazul paralel deviat la stacircnga f)cazul normal convergent i)cazul convergent

----Exploatarea stereogramelor terestreExploatarea stereogramelor terestre este mult simplificată faţă de exploatarea

stereogramelor aeriene datorită condiţiilor particulare de preluare a acestora Exploatarea se poate realiza analogic analitic sau digital Exploatarea analitică sau digitală sunt de preferat atunci cacircnd se doreşte o precizie ridicată utilizacircnd şi tehnica de calcul disponibilă la ora actuală

-----Precizia in fotogrammetria terestra

Tipurile de erori cărei afectează precizia sunt

bull erori ale elementelor de orientare interioară

- erori icircn determinarea poziţiei originii axelor de coordonate- erori icircn determinarea distanţei focale a camerei fotogrammetrice- erori produse de distorsiunile obiectivului- erori datorate contracţiei afine a filmuluibull erori ale elementelor de orientare exterioară

- erori de orientare a axelor de fotografiere- erori de icircnclinare a axelor de fotografiere- erori de măsurare a bazei fotogrammetrice81 ----- Camere fotogrammetrice terestre1 Camere fotogrammetrice individuale au icircn componenţă camera fotografică propriu-zisă şi un sistem de orientare a acesteia faţă de direcţia bazei De aceea se mai numesc şi fototeodolite

2 Camerele stereofotogrametrice sunt formate din două camere fotogrammetrice identice montate pe o bază fixă

811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena

Face pane din categoria camerelor stereofotogrametrice cu bază medie (fig V 7) Este formată dintr-un corp rigid al bazei la extremităţile căruia sunt fixate camerele fotogrammetrice cu axele de fotografiere paralele icircntre ele şi perpendiculare pe bază Icircn partea centrală pe un panou sunt plasate dispozitivele de comandă şi control

811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena

Este o cameră fotogrammetrică individuală universală cu diafragma reglabilă (figV5) Se compune din fotocameră sistemul de orientare sistemul de alimentare cu energie electrică şi o serie de accesorii

812 Organizarea lucrarilor de fotografiereProiectul de fotografierePunctele de reper pentru control Amplasarea bazelor fotogrammetrice Fotografierea Prelucrarea fotografica

5

101 Fotogrammetria arhitecturală

11 Fotogrammetria arhitecturală - este o aplicație a fotogrammetriei cu privire la icircntocmirea documentațiilor

păstrarea (stocarea) de informații referitoare la mărimea forma și detaliile arhitectonice ale clădirilor și

monumentelor

102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice

Fotogrammetria arhitecturală a icircnceput să fie utilizată prin metodele analogice ale fotogrammetriei care se pot grupa icircn trei grupe principale şi anume

ridicări rapide şi relativ simple ridicări de precizie ridicări de foarte mare precizie

1011 Filmul pentru razele X

O secţiune prin un film este următoarea

Figura 2 Secţiune prin caseta cu film

1012 Efectul dublei emulsii

Dubla emulsie a filmului cu raze X cauzează o neclaritate imaginii din cauza icircnregistrării duble imaginii pe cele două straturi

Acest lucru conduce la o slabă rezoluţie a imaginii

Dacă se consideră grosimea filmului dS care are componentele sale dSx şi dSy Aceste componente pot fi calculate cu relaţiile următoare

Icircn mod normal grosimea unui film este de 175 iar radiograma - este făcută de la 1 m + l5 m Componentele dSx şi dSy icircn acest caz au o mărime de 25 la 40

Dacă radiografia se efectuează icircn mod convergent atunci aceste deplasări ajung la 200

La măsurarea coordonatelor se cumulează cele două deformaţii ale neplanietăţii filmului şi efectului dublei emulsii astfel

6

TEMA 11 FOTOGRAMMETRIA DIGITALaFotogrammetria digitalatilde are ca avantaj principal faptul catilde imaginea este digitalatilde icircnlocuindu-se astfel fotografiile Icircn acest fel se reduc costurile filmului şi a developatilderii de asemenea se reduc şi 2 operaţii esenţiale din lanţul tehnologic şi anume developarea şi scanarea care introduceau şi anumite eroriCamerele digitale sunt echipamente speciale care au rolul de a achiziţiona stoca prelucra şi analiza imaginili digitale utilizacircnd informaţii geometrice radiometrice şi semantice ale spaţiului obiectului

Prelucrarea imaginilor icircn cazul utilizatilderii staţiilor fotogrametrice digitale necesitatilde tehnologii speciale de software şi hardware specializate precum şi sisteme de matildesurare performante

Etapele de prelucare a imaginilor fotogrametrice determinarea centrului fiecărei fotograme (orientarea interioară)orientarea fotogramelor icircntre ele prin procedee de corelaţie automată şi semiautomată (orientarea relativă) determinarea poziţiei şi orientării absolute icircn spaţiu a fiecărei fotograme (orientarea absolută) Aceste etape au ca drept rezultat creerea de modele stereoscopice orientate (perechi de fotograme orientate) care pot fi exploatate independentIcircmbunatildetatildeţirea imaginilor digitale prin accentuarea contrastului = se realizeazatilde icircn cazul imaginilor care au un contrast scatildezutreducerea zgomotului = aceastatilde metodatilde pune icircn evidenţatilde imaginile greu accesibile şi limiteazatilde culorile imaginiibinarizarea imaginii = metodatilde prin care se obţin imaginile alb-negru dintr-o imagine care are şi imagini nedorite provenite din motive tehnice nedoriterestaurarea imaginii = eliminarea distorsiunilor care afecteazatilde imagineasegmentarea imaginii = separarea regiunilor uniforme de interes din imagineextragerea de contur = asiguratilde la ieşire un contur icircnchis deci o imagine de clasatilde 3

TEMA 12 REALIZAREA MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC PRIN TEHNOLOGII FOTOGRAMETRICE STADIUL ACTUAL

Tipuri de senzori Surse de imagini

bull Camerele fotogrametrice tradiţionale

bull Sistemele satelitare comerciale

bull Sistemele (camerele) aeropurtate digitale

Consideraţii privind proiectarea preluării imaginilor Proiectarea culegerii tuturor tipurilor de date fotogrametrice include consideraţii care privesc următoarele aspecte

bull Scara imaginii comparativ cu scăra produsului final

bull Consideraţii privind sezonul (perioada) din an de preluare (icircnregistrare)

a imaginilor legată de starea fenologică a vegetaţiei (icircnfrunzit des ndash frunzit)

bull Numărul şi distribuţia punctelor de sprijin sau reper respectiv a punctelor de verificare

bull Consideraţii legate de GPS aeropurtat (ABGPS)

bull Condiţii atmosferice

Abordările bazate pe camerele clasice care operază cu film fotografic sunt foarte bine parametrizate

7

Rezoluţia imaginii

Rezoluţia imaginii este legată de tipurile de produse solicitate şi preciziile impuse acestora Icircn cazul sistemelor care operază cu film fotografic diferitele clase de precizie specifice fiecărui tip de produs sunt

Condiţii atmosferice

Icircn general condiţiile atmosferice se referă la zilele lipsite de acoperire cu nori şi preferabil fără condiţii de ceaţă josă cauzată de nivelul ridicat al umidităţii Pentru generarea MDA preluarea de imagini sub acoperirea cu nori poate fi considerată că oferă o iluminare icircncă suficientă pentru a se măsura şi interpreta zonele cu contrast scăzut

Icircn cazul imaginilor satelitare acoperirea cu nori nu trbuie să depăşească 10 icircn marea majoritate a situaţiilor Aşa cum sndasha specificat anterior acesta este poate factorul cel mai limitativ pentru imaginile satelitare din multe zone ale lumii

TEMA 13 TEHNOLOGIA FOTOGRAMETRICĂ

Acest paragraf cuprinde tehnologiile fotogrametrice utilizate icircn practica actuală accentul fiind pus pe extragerea datelor altimetrice şi planimetrice Este inclusă o scurtă trecere icircn revistă a echipamentelor

(aparaturii) şi a procedurilor subliniindundashse abordările noi Ca referinţe pentru cartarea cu camerele fotoaeriene

clasice au fost utilizate specificaţiile şi liniile directoare internaţionale

Aerotriangulaţia

Progresele din aerotriangulaţia automată au influenţat foarte mult icircntregul flux tehnologic al prelucrării digitale Implementările robuste reduc masiv proiectele prin generarea punctelor de legătură (pass points ndash icircntre imaginile unei benzi şi tie points ndash icircntre benzi) lăsacircnd numai ordonarea şi măsurarea punctelor de reper pentru cei ce execută aerotriangulaţia Cu fiecare creştere de icircncredere bazată pe echipamentele ABGPSUMI aerotriangulaţia automată pune la dispoziţie costuri eficiente ale controlului calităţii prin verificarea rezultatelor icircnainte ca ele să fie produse Aşa după cum viteza şi robusteţea aerotriangulaţiei automate cresc abilitatea pentru controlul calităţii rezultatelor culegerii şi prelucrării datelor ABGPS UMI devine critică atacirct pentru producător cacirct şi pentru satisfacerea utilizatorului final cu produsele livrate La un nivel minim această capabilitate poate fi folosită pentru a aprecia orientarea relativă a imaginillor de la una la alta icircnaintea cercetării detaliate a zonelor suspecte cerută operatorului La nivel complet ea poate stabili dacă se scade cadrul de timp şi icircn consecnţă preţul de cost

8

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

5Orientarea fotogrammelor

O fotograma poate fi considerată ca o icircnregistrare (pe film - de ex) a unui fascicul de raze provenind din spaţiul-obiect Prin urmare din punct de vedere geometric fotograma este o perspectivă centrală

Orientarea interioară constă icircn reconstituirea fasciculului de raze din interiorul camerei de la preluarea imaginii Parametrii care definesc această orientare poartă denumirea de elemente de orientare interioară şi sunt

constanta camerei (sau distanţa principală) care este egală icircn principiu cu distanţa focală calibrată f) poziţia punctului principal exprimată prin coordonatele xp yp (icircn raport cu sistemul definit de indicii de

referinţă) parametrii care exprimă caracteristicile geometrice ale distorsiunii obiectivului (icircn raport cu punctul

principal)Orientarea exterioară a unei fotograme constă icircn reconstituirea fasciculului de raze (orientat

interior) icircn raport cu sistemul de referinţă din spaţiul-obiect Parametrii care definesc această orientare se numesc elemente de orientare exterioară şi se pot grupa icircn două categorii

parametri (elemente) care precizează poziţia centrului de perspectivă Xo Y0 Zo) şi parametri (elemente) care definesc direcţia şi rotirea axei de fotografiere icircn raport cu sistemul de

referinţă (ω ϕ κ )Icircn ceea ce priveşte orientarea exterioară a perechilor de fotograme (fig 12) necesară exploatării icircn

cazul terenurilor accidentate aceasta se realizează icircn două etape

orientarea relativă prin care se reconstituie poziţia reciprocă a celor două fascicule (respectiv fotograme) la intersecţiile razelor corespondente rezultacircnd modelul stereoscopic şi

orientarea absolută a stereomodelului prin aducerea icircn scară rotirea şi orizontalizarea acestuia icircn raport cu sistemul de coordonate al spaţiului-obiect(incluzacircnd aici şi translaţiile)

Icircn esenţă orientarea exterioară constă icircn rezolvarea retrointersecţiei spaţiale (icircn cazul exploatării independente a fotogramelor) sau a dublei retrointersecţii spaţiale (icircn cazul exploatării stereofotogrammetrice)

7 Sistemul de coordonate al fotogramei

Principala caracteristică a unei fotograme (fotografie metrica) este aceea că permite măsurători precise ale punctelor-imagine icircn raport cu un sistem de coordonate definit icircn funcţie de elementele de orientare interioară şi de cei 4 indici de referinţă (fig 21)

Orice cameră fotogrammetrică permite icircnregistrarea pe fiecare imagine fotografică preluată a 4 indici de referinţă dispuşi la mijloacele laturilor sau icircn colţurile fotogramei

Teoretic la intersecţia liniilor care unesc indicii de referinţă opuşi ar trebui să se afle punctul principal Definirea punctului principal se poate face icircn diferite moduri

15 ORIENTAREA EXTERIOARĂ A UNEI FOTOGRAMECondiţia de coliniaritateAvacircnd icircn vedere că icircn momentul preluării unei fotograme fiecare punct din teren imaginea sa pe fotogramă şi centrul de perspectivă sunt coliniare (icircn cazul unei proiecţii centrale riguroase) această condiţie va trebui icircndeplinită şi la exploatare (consideracircnd coordonatelendashimagine corectate)

Avacircnd icircn vedere că orientarea exterioară a unei fotograme este definită de 6 parametri icircn cazul unei stereograme numărul parametrilor de orientare va fi (evident) 12 Determinarea acestora se poate face mai convenabil icircn două etape şi anume

1 orientarea relativă sau reciprocă a celor două fotograme implicacircnd 5 parametri şi icircn urma căreia se poate obţine modelul stereoscopic (corespunzător zonei de dublă acoperire) la o scară arbitrară şi icircntr-o poziţie arbitrară2 orientarea absolută a stereomodelului icircn raport cu sistemul de coordonate-teren implicacircnd 7 parametri

2

17 Orientarea relativăProblema care se pune aici constă icircn esenţă icircn reconstituirea poziţiei reciproce a celor două fotograme astfel icircncacirct perechile de raze conjugate să se intersecteze rezultacircnd modelul stereoscopic corespunzător zonei comune celor două fotograme (fig 51) Pentru aceasta va trebui asigurată intersecţia a cel puţin 5 perechi de raze corespondente astfel alese icircncacirct din punctele rezultate 4 să nu fie coplanare şi 3 să nu fie coliniare icircn această situaţie toate celelalte perechi de raze se vor intersecta şi se va obţine stereomodelul care icircn cazul exploatării analitice va fi un model numeric Trebuie precizat că icircn cazul aplicării metodei pătratelor minime numărul de puncte va trebui să fie ngt5 şi se recomandă utilizarea celor 6 puncte caracteristice (fig 51) ca dispunere minimală fiind posibilă evident şi folosirea unor puncte suplimentare sau chiar a tuturor punctelor măsurate din stereograma respectivă Această ultimă soluţie prezintă avantajul determinării simultane a coordonatelor compensate ale tuturor punctelor clin stereomodelPe de altă parte se poate remarca faptul că orientarea relativă se realizează doar pe baza unor puncte corespondente identificate pe cele două imagini conjugate icircn această etapă ne fiind necesare puncte de sprijin din teren

3

Tema 6 AEROTRIANGULAŢIA ANALITICĂMetoda de determinare a punctelor de triangulatie cu ajutorul fotogramelor aeriene

Aerotriangulaţie - procesul de laborator de determinare a coordonatelor-teren X Y Z ale punctelor de icircndesire necesare exploatărilor fotogrammetrice folosind coordonatele-model măsurate la aparat şi coordonatele-teren ale unui număr restracircns de puncte de sprijin icircn cadrul unor transformări spaţiale icircntre spaţiul-imagine sau model şi spaţiul-teren

Aerotriangulaţie analitică - presupune identificarea marcarea numerotarea pe fotograme a punctelor de icircndesire şi de sprijin măsurarea coordonatelor ndash imagine aplicarea corecţiilor necesare Calculul parametrilor transformării icircn sistemul-teren şi compensarea coordonatelor-teren ale punctelor de aerotriangulaţie se face pe baza coordonatelor-teren şi imagine ale punctelor de sprijin icircn cadrul modelului matematic utilizat

Icircn funcţie de unitatea de lucru se deosebesc următoarele metode

bull Aerotriangulaţia prin incluziune care reprezintă problema de bază a aerotriangulaţiei şi constă icircn utilizarea fotogramelor la scară mică pentru determinarea punctelor de icircndesire necesare exploatării stereogramelor la scară mare

bull Aeorotriangulaţia icircn benzi constă icircn legarea modelelor adiacente prin asigurarea transferului elementelor de orientare icircn scopul formării benzii de aerotriangulaţie Transformarea acesteia icircn sistemul-teren şi compensare se efectuează pe baza punctelor de sprijin şi de control pe cale analitică

bull Aerotriangulaţia icircn bloc constă icircn formarea blocului de aerotriangulaţie din modele independente triplete benzi sau secţiuni de bandă fiecare constituind unitatea de lucru icircn cadrul compensării

Aerotriangulaţia icircn bloc pe benzi

Arotriangulaţia icircn bloc cu modele independente

Icircn funcţie de modul de culegere şi prelucrare a datelor se deosebesc metodele

bull Aerotriangulaţia analogică care utilizează aparatele de stereorestituţie pentru etapele de reconstituire a fasciculelor fotogrammetrice formarea stereomodelului legarea modelelor adiacente şi pentru formarea benzilor de aerotriangulaţie

bull Aerotriangulaţie analitică care utilizează fotogramele independente sau stereogramele drept unitate de lucru După măsurarea fotogramelor sau stereogramelor toate etapele procesului de aerotriangulaţie se desfăşoară analitic

62 Aerotriangulaţia pe benzi Principalele etape pe care le comportă aerotriangulaţia pe benzi sunt

orientarea relativă şi formarea stereomodelelor individuale (simple săi duble) conexiunea (legarea) modelelor orientarea absolută a stereomodelului general al benzii compensarea benzii de aerotriangulaţie

4

2 Fotogrammetria terestră este o ramură a fotogrammetriei Specificul său constă icircn preluarea fotogramelor din staţii terestre cu camere fotogrammetrice avacircnd axul optic al obiectivului orizontal

-----Cazuri de preluare a fotogramelor icircn fotogrammetria terestră cazul normal b)cazul deviat la stacircnga c)cazul deviat la dreapta d)cazul paralel deviat la dreapta e)cazul paralel deviat la stacircnga f)cazul normal convergent i)cazul convergent

----Exploatarea stereogramelor terestreExploatarea stereogramelor terestre este mult simplificată faţă de exploatarea

stereogramelor aeriene datorită condiţiilor particulare de preluare a acestora Exploatarea se poate realiza analogic analitic sau digital Exploatarea analitică sau digitală sunt de preferat atunci cacircnd se doreşte o precizie ridicată utilizacircnd şi tehnica de calcul disponibilă la ora actuală

-----Precizia in fotogrammetria terestra

Tipurile de erori cărei afectează precizia sunt

bull erori ale elementelor de orientare interioară

- erori icircn determinarea poziţiei originii axelor de coordonate- erori icircn determinarea distanţei focale a camerei fotogrammetrice- erori produse de distorsiunile obiectivului- erori datorate contracţiei afine a filmuluibull erori ale elementelor de orientare exterioară

- erori de orientare a axelor de fotografiere- erori de icircnclinare a axelor de fotografiere- erori de măsurare a bazei fotogrammetrice81 ----- Camere fotogrammetrice terestre1 Camere fotogrammetrice individuale au icircn componenţă camera fotografică propriu-zisă şi un sistem de orientare a acesteia faţă de direcţia bazei De aceea se mai numesc şi fototeodolite

2 Camerele stereofotogrametrice sunt formate din două camere fotogrammetrice identice montate pe o bază fixă

811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena

Face pane din categoria camerelor stereofotogrametrice cu bază medie (fig V 7) Este formată dintr-un corp rigid al bazei la extremităţile căruia sunt fixate camerele fotogrammetrice cu axele de fotografiere paralele icircntre ele şi perpendiculare pe bază Icircn partea centrală pe un panou sunt plasate dispozitivele de comandă şi control

811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena

Este o cameră fotogrammetrică individuală universală cu diafragma reglabilă (figV5) Se compune din fotocameră sistemul de orientare sistemul de alimentare cu energie electrică şi o serie de accesorii

812 Organizarea lucrarilor de fotografiereProiectul de fotografierePunctele de reper pentru control Amplasarea bazelor fotogrammetrice Fotografierea Prelucrarea fotografica

5

101 Fotogrammetria arhitecturală

11 Fotogrammetria arhitecturală - este o aplicație a fotogrammetriei cu privire la icircntocmirea documentațiilor

păstrarea (stocarea) de informații referitoare la mărimea forma și detaliile arhitectonice ale clădirilor și

monumentelor

102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice

Fotogrammetria arhitecturală a icircnceput să fie utilizată prin metodele analogice ale fotogrammetriei care se pot grupa icircn trei grupe principale şi anume

ridicări rapide şi relativ simple ridicări de precizie ridicări de foarte mare precizie

1011 Filmul pentru razele X

O secţiune prin un film este următoarea

Figura 2 Secţiune prin caseta cu film

1012 Efectul dublei emulsii

Dubla emulsie a filmului cu raze X cauzează o neclaritate imaginii din cauza icircnregistrării duble imaginii pe cele două straturi

Acest lucru conduce la o slabă rezoluţie a imaginii

Dacă se consideră grosimea filmului dS care are componentele sale dSx şi dSy Aceste componente pot fi calculate cu relaţiile următoare

Icircn mod normal grosimea unui film este de 175 iar radiograma - este făcută de la 1 m + l5 m Componentele dSx şi dSy icircn acest caz au o mărime de 25 la 40

Dacă radiografia se efectuează icircn mod convergent atunci aceste deplasări ajung la 200

La măsurarea coordonatelor se cumulează cele două deformaţii ale neplanietăţii filmului şi efectului dublei emulsii astfel

6

TEMA 11 FOTOGRAMMETRIA DIGITALaFotogrammetria digitalatilde are ca avantaj principal faptul catilde imaginea este digitalatilde icircnlocuindu-se astfel fotografiile Icircn acest fel se reduc costurile filmului şi a developatilderii de asemenea se reduc şi 2 operaţii esenţiale din lanţul tehnologic şi anume developarea şi scanarea care introduceau şi anumite eroriCamerele digitale sunt echipamente speciale care au rolul de a achiziţiona stoca prelucra şi analiza imaginili digitale utilizacircnd informaţii geometrice radiometrice şi semantice ale spaţiului obiectului

Prelucrarea imaginilor icircn cazul utilizatilderii staţiilor fotogrametrice digitale necesitatilde tehnologii speciale de software şi hardware specializate precum şi sisteme de matildesurare performante

Etapele de prelucare a imaginilor fotogrametrice determinarea centrului fiecărei fotograme (orientarea interioară)orientarea fotogramelor icircntre ele prin procedee de corelaţie automată şi semiautomată (orientarea relativă) determinarea poziţiei şi orientării absolute icircn spaţiu a fiecărei fotograme (orientarea absolută) Aceste etape au ca drept rezultat creerea de modele stereoscopice orientate (perechi de fotograme orientate) care pot fi exploatate independentIcircmbunatildetatildeţirea imaginilor digitale prin accentuarea contrastului = se realizeazatilde icircn cazul imaginilor care au un contrast scatildezutreducerea zgomotului = aceastatilde metodatilde pune icircn evidenţatilde imaginile greu accesibile şi limiteazatilde culorile imaginiibinarizarea imaginii = metodatilde prin care se obţin imaginile alb-negru dintr-o imagine care are şi imagini nedorite provenite din motive tehnice nedoriterestaurarea imaginii = eliminarea distorsiunilor care afecteazatilde imagineasegmentarea imaginii = separarea regiunilor uniforme de interes din imagineextragerea de contur = asiguratilde la ieşire un contur icircnchis deci o imagine de clasatilde 3

TEMA 12 REALIZAREA MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC PRIN TEHNOLOGII FOTOGRAMETRICE STADIUL ACTUAL

Tipuri de senzori Surse de imagini

bull Camerele fotogrametrice tradiţionale

bull Sistemele satelitare comerciale

bull Sistemele (camerele) aeropurtate digitale

Consideraţii privind proiectarea preluării imaginilor Proiectarea culegerii tuturor tipurilor de date fotogrametrice include consideraţii care privesc următoarele aspecte

bull Scara imaginii comparativ cu scăra produsului final

bull Consideraţii privind sezonul (perioada) din an de preluare (icircnregistrare)

a imaginilor legată de starea fenologică a vegetaţiei (icircnfrunzit des ndash frunzit)

bull Numărul şi distribuţia punctelor de sprijin sau reper respectiv a punctelor de verificare

bull Consideraţii legate de GPS aeropurtat (ABGPS)

bull Condiţii atmosferice

Abordările bazate pe camerele clasice care operază cu film fotografic sunt foarte bine parametrizate

7

Rezoluţia imaginii

Rezoluţia imaginii este legată de tipurile de produse solicitate şi preciziile impuse acestora Icircn cazul sistemelor care operază cu film fotografic diferitele clase de precizie specifice fiecărui tip de produs sunt

Condiţii atmosferice

Icircn general condiţiile atmosferice se referă la zilele lipsite de acoperire cu nori şi preferabil fără condiţii de ceaţă josă cauzată de nivelul ridicat al umidităţii Pentru generarea MDA preluarea de imagini sub acoperirea cu nori poate fi considerată că oferă o iluminare icircncă suficientă pentru a se măsura şi interpreta zonele cu contrast scăzut

Icircn cazul imaginilor satelitare acoperirea cu nori nu trbuie să depăşească 10 icircn marea majoritate a situaţiilor Aşa cum sndasha specificat anterior acesta este poate factorul cel mai limitativ pentru imaginile satelitare din multe zone ale lumii

TEMA 13 TEHNOLOGIA FOTOGRAMETRICĂ

Acest paragraf cuprinde tehnologiile fotogrametrice utilizate icircn practica actuală accentul fiind pus pe extragerea datelor altimetrice şi planimetrice Este inclusă o scurtă trecere icircn revistă a echipamentelor

(aparaturii) şi a procedurilor subliniindundashse abordările noi Ca referinţe pentru cartarea cu camerele fotoaeriene

clasice au fost utilizate specificaţiile şi liniile directoare internaţionale

Aerotriangulaţia

Progresele din aerotriangulaţia automată au influenţat foarte mult icircntregul flux tehnologic al prelucrării digitale Implementările robuste reduc masiv proiectele prin generarea punctelor de legătură (pass points ndash icircntre imaginile unei benzi şi tie points ndash icircntre benzi) lăsacircnd numai ordonarea şi măsurarea punctelor de reper pentru cei ce execută aerotriangulaţia Cu fiecare creştere de icircncredere bazată pe echipamentele ABGPSUMI aerotriangulaţia automată pune la dispoziţie costuri eficiente ale controlului calităţii prin verificarea rezultatelor icircnainte ca ele să fie produse Aşa după cum viteza şi robusteţea aerotriangulaţiei automate cresc abilitatea pentru controlul calităţii rezultatelor culegerii şi prelucrării datelor ABGPS UMI devine critică atacirct pentru producător cacirct şi pentru satisfacerea utilizatorului final cu produsele livrate La un nivel minim această capabilitate poate fi folosită pentru a aprecia orientarea relativă a imaginillor de la una la alta icircnaintea cercetării detaliate a zonelor suspecte cerută operatorului La nivel complet ea poate stabili dacă se scade cadrul de timp şi icircn consecnţă preţul de cost

8

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

17 Orientarea relativăProblema care se pune aici constă icircn esenţă icircn reconstituirea poziţiei reciproce a celor două fotograme astfel icircncacirct perechile de raze conjugate să se intersecteze rezultacircnd modelul stereoscopic corespunzător zonei comune celor două fotograme (fig 51) Pentru aceasta va trebui asigurată intersecţia a cel puţin 5 perechi de raze corespondente astfel alese icircncacirct din punctele rezultate 4 să nu fie coplanare şi 3 să nu fie coliniare icircn această situaţie toate celelalte perechi de raze se vor intersecta şi se va obţine stereomodelul care icircn cazul exploatării analitice va fi un model numeric Trebuie precizat că icircn cazul aplicării metodei pătratelor minime numărul de puncte va trebui să fie ngt5 şi se recomandă utilizarea celor 6 puncte caracteristice (fig 51) ca dispunere minimală fiind posibilă evident şi folosirea unor puncte suplimentare sau chiar a tuturor punctelor măsurate din stereograma respectivă Această ultimă soluţie prezintă avantajul determinării simultane a coordonatelor compensate ale tuturor punctelor clin stereomodelPe de altă parte se poate remarca faptul că orientarea relativă se realizează doar pe baza unor puncte corespondente identificate pe cele două imagini conjugate icircn această etapă ne fiind necesare puncte de sprijin din teren

3

Tema 6 AEROTRIANGULAŢIA ANALITICĂMetoda de determinare a punctelor de triangulatie cu ajutorul fotogramelor aeriene

Aerotriangulaţie - procesul de laborator de determinare a coordonatelor-teren X Y Z ale punctelor de icircndesire necesare exploatărilor fotogrammetrice folosind coordonatele-model măsurate la aparat şi coordonatele-teren ale unui număr restracircns de puncte de sprijin icircn cadrul unor transformări spaţiale icircntre spaţiul-imagine sau model şi spaţiul-teren

Aerotriangulaţie analitică - presupune identificarea marcarea numerotarea pe fotograme a punctelor de icircndesire şi de sprijin măsurarea coordonatelor ndash imagine aplicarea corecţiilor necesare Calculul parametrilor transformării icircn sistemul-teren şi compensarea coordonatelor-teren ale punctelor de aerotriangulaţie se face pe baza coordonatelor-teren şi imagine ale punctelor de sprijin icircn cadrul modelului matematic utilizat

Icircn funcţie de unitatea de lucru se deosebesc următoarele metode

bull Aerotriangulaţia prin incluziune care reprezintă problema de bază a aerotriangulaţiei şi constă icircn utilizarea fotogramelor la scară mică pentru determinarea punctelor de icircndesire necesare exploatării stereogramelor la scară mare

bull Aeorotriangulaţia icircn benzi constă icircn legarea modelelor adiacente prin asigurarea transferului elementelor de orientare icircn scopul formării benzii de aerotriangulaţie Transformarea acesteia icircn sistemul-teren şi compensare se efectuează pe baza punctelor de sprijin şi de control pe cale analitică

bull Aerotriangulaţia icircn bloc constă icircn formarea blocului de aerotriangulaţie din modele independente triplete benzi sau secţiuni de bandă fiecare constituind unitatea de lucru icircn cadrul compensării

Aerotriangulaţia icircn bloc pe benzi

Arotriangulaţia icircn bloc cu modele independente

Icircn funcţie de modul de culegere şi prelucrare a datelor se deosebesc metodele

bull Aerotriangulaţia analogică care utilizează aparatele de stereorestituţie pentru etapele de reconstituire a fasciculelor fotogrammetrice formarea stereomodelului legarea modelelor adiacente şi pentru formarea benzilor de aerotriangulaţie

bull Aerotriangulaţie analitică care utilizează fotogramele independente sau stereogramele drept unitate de lucru După măsurarea fotogramelor sau stereogramelor toate etapele procesului de aerotriangulaţie se desfăşoară analitic

62 Aerotriangulaţia pe benzi Principalele etape pe care le comportă aerotriangulaţia pe benzi sunt

orientarea relativă şi formarea stereomodelelor individuale (simple săi duble) conexiunea (legarea) modelelor orientarea absolută a stereomodelului general al benzii compensarea benzii de aerotriangulaţie

4

2 Fotogrammetria terestră este o ramură a fotogrammetriei Specificul său constă icircn preluarea fotogramelor din staţii terestre cu camere fotogrammetrice avacircnd axul optic al obiectivului orizontal

-----Cazuri de preluare a fotogramelor icircn fotogrammetria terestră cazul normal b)cazul deviat la stacircnga c)cazul deviat la dreapta d)cazul paralel deviat la dreapta e)cazul paralel deviat la stacircnga f)cazul normal convergent i)cazul convergent

----Exploatarea stereogramelor terestreExploatarea stereogramelor terestre este mult simplificată faţă de exploatarea

stereogramelor aeriene datorită condiţiilor particulare de preluare a acestora Exploatarea se poate realiza analogic analitic sau digital Exploatarea analitică sau digitală sunt de preferat atunci cacircnd se doreşte o precizie ridicată utilizacircnd şi tehnica de calcul disponibilă la ora actuală

-----Precizia in fotogrammetria terestra

Tipurile de erori cărei afectează precizia sunt

bull erori ale elementelor de orientare interioară

- erori icircn determinarea poziţiei originii axelor de coordonate- erori icircn determinarea distanţei focale a camerei fotogrammetrice- erori produse de distorsiunile obiectivului- erori datorate contracţiei afine a filmuluibull erori ale elementelor de orientare exterioară

- erori de orientare a axelor de fotografiere- erori de icircnclinare a axelor de fotografiere- erori de măsurare a bazei fotogrammetrice81 ----- Camere fotogrammetrice terestre1 Camere fotogrammetrice individuale au icircn componenţă camera fotografică propriu-zisă şi un sistem de orientare a acesteia faţă de direcţia bazei De aceea se mai numesc şi fototeodolite

2 Camerele stereofotogrametrice sunt formate din două camere fotogrammetrice identice montate pe o bază fixă

811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena

Face pane din categoria camerelor stereofotogrametrice cu bază medie (fig V 7) Este formată dintr-un corp rigid al bazei la extremităţile căruia sunt fixate camerele fotogrammetrice cu axele de fotografiere paralele icircntre ele şi perpendiculare pe bază Icircn partea centrală pe un panou sunt plasate dispozitivele de comandă şi control

811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena

Este o cameră fotogrammetrică individuală universală cu diafragma reglabilă (figV5) Se compune din fotocameră sistemul de orientare sistemul de alimentare cu energie electrică şi o serie de accesorii

812 Organizarea lucrarilor de fotografiereProiectul de fotografierePunctele de reper pentru control Amplasarea bazelor fotogrammetrice Fotografierea Prelucrarea fotografica

5

101 Fotogrammetria arhitecturală

11 Fotogrammetria arhitecturală - este o aplicație a fotogrammetriei cu privire la icircntocmirea documentațiilor

păstrarea (stocarea) de informații referitoare la mărimea forma și detaliile arhitectonice ale clădirilor și

monumentelor

102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice

Fotogrammetria arhitecturală a icircnceput să fie utilizată prin metodele analogice ale fotogrammetriei care se pot grupa icircn trei grupe principale şi anume

ridicări rapide şi relativ simple ridicări de precizie ridicări de foarte mare precizie

1011 Filmul pentru razele X

O secţiune prin un film este următoarea

Figura 2 Secţiune prin caseta cu film

1012 Efectul dublei emulsii

Dubla emulsie a filmului cu raze X cauzează o neclaritate imaginii din cauza icircnregistrării duble imaginii pe cele două straturi

Acest lucru conduce la o slabă rezoluţie a imaginii

Dacă se consideră grosimea filmului dS care are componentele sale dSx şi dSy Aceste componente pot fi calculate cu relaţiile următoare

Icircn mod normal grosimea unui film este de 175 iar radiograma - este făcută de la 1 m + l5 m Componentele dSx şi dSy icircn acest caz au o mărime de 25 la 40

Dacă radiografia se efectuează icircn mod convergent atunci aceste deplasări ajung la 200

La măsurarea coordonatelor se cumulează cele două deformaţii ale neplanietăţii filmului şi efectului dublei emulsii astfel

6

TEMA 11 FOTOGRAMMETRIA DIGITALaFotogrammetria digitalatilde are ca avantaj principal faptul catilde imaginea este digitalatilde icircnlocuindu-se astfel fotografiile Icircn acest fel se reduc costurile filmului şi a developatilderii de asemenea se reduc şi 2 operaţii esenţiale din lanţul tehnologic şi anume developarea şi scanarea care introduceau şi anumite eroriCamerele digitale sunt echipamente speciale care au rolul de a achiziţiona stoca prelucra şi analiza imaginili digitale utilizacircnd informaţii geometrice radiometrice şi semantice ale spaţiului obiectului

Prelucrarea imaginilor icircn cazul utilizatilderii staţiilor fotogrametrice digitale necesitatilde tehnologii speciale de software şi hardware specializate precum şi sisteme de matildesurare performante

Etapele de prelucare a imaginilor fotogrametrice determinarea centrului fiecărei fotograme (orientarea interioară)orientarea fotogramelor icircntre ele prin procedee de corelaţie automată şi semiautomată (orientarea relativă) determinarea poziţiei şi orientării absolute icircn spaţiu a fiecărei fotograme (orientarea absolută) Aceste etape au ca drept rezultat creerea de modele stereoscopice orientate (perechi de fotograme orientate) care pot fi exploatate independentIcircmbunatildetatildeţirea imaginilor digitale prin accentuarea contrastului = se realizeazatilde icircn cazul imaginilor care au un contrast scatildezutreducerea zgomotului = aceastatilde metodatilde pune icircn evidenţatilde imaginile greu accesibile şi limiteazatilde culorile imaginiibinarizarea imaginii = metodatilde prin care se obţin imaginile alb-negru dintr-o imagine care are şi imagini nedorite provenite din motive tehnice nedoriterestaurarea imaginii = eliminarea distorsiunilor care afecteazatilde imagineasegmentarea imaginii = separarea regiunilor uniforme de interes din imagineextragerea de contur = asiguratilde la ieşire un contur icircnchis deci o imagine de clasatilde 3

TEMA 12 REALIZAREA MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC PRIN TEHNOLOGII FOTOGRAMETRICE STADIUL ACTUAL

Tipuri de senzori Surse de imagini

bull Camerele fotogrametrice tradiţionale

bull Sistemele satelitare comerciale

bull Sistemele (camerele) aeropurtate digitale

Consideraţii privind proiectarea preluării imaginilor Proiectarea culegerii tuturor tipurilor de date fotogrametrice include consideraţii care privesc următoarele aspecte

bull Scara imaginii comparativ cu scăra produsului final

bull Consideraţii privind sezonul (perioada) din an de preluare (icircnregistrare)

a imaginilor legată de starea fenologică a vegetaţiei (icircnfrunzit des ndash frunzit)

bull Numărul şi distribuţia punctelor de sprijin sau reper respectiv a punctelor de verificare

bull Consideraţii legate de GPS aeropurtat (ABGPS)

bull Condiţii atmosferice

Abordările bazate pe camerele clasice care operază cu film fotografic sunt foarte bine parametrizate

7

Rezoluţia imaginii

Rezoluţia imaginii este legată de tipurile de produse solicitate şi preciziile impuse acestora Icircn cazul sistemelor care operază cu film fotografic diferitele clase de precizie specifice fiecărui tip de produs sunt

Condiţii atmosferice

Icircn general condiţiile atmosferice se referă la zilele lipsite de acoperire cu nori şi preferabil fără condiţii de ceaţă josă cauzată de nivelul ridicat al umidităţii Pentru generarea MDA preluarea de imagini sub acoperirea cu nori poate fi considerată că oferă o iluminare icircncă suficientă pentru a se măsura şi interpreta zonele cu contrast scăzut

Icircn cazul imaginilor satelitare acoperirea cu nori nu trbuie să depăşească 10 icircn marea majoritate a situaţiilor Aşa cum sndasha specificat anterior acesta este poate factorul cel mai limitativ pentru imaginile satelitare din multe zone ale lumii

TEMA 13 TEHNOLOGIA FOTOGRAMETRICĂ

Acest paragraf cuprinde tehnologiile fotogrametrice utilizate icircn practica actuală accentul fiind pus pe extragerea datelor altimetrice şi planimetrice Este inclusă o scurtă trecere icircn revistă a echipamentelor

(aparaturii) şi a procedurilor subliniindundashse abordările noi Ca referinţe pentru cartarea cu camerele fotoaeriene

clasice au fost utilizate specificaţiile şi liniile directoare internaţionale

Aerotriangulaţia

Progresele din aerotriangulaţia automată au influenţat foarte mult icircntregul flux tehnologic al prelucrării digitale Implementările robuste reduc masiv proiectele prin generarea punctelor de legătură (pass points ndash icircntre imaginile unei benzi şi tie points ndash icircntre benzi) lăsacircnd numai ordonarea şi măsurarea punctelor de reper pentru cei ce execută aerotriangulaţia Cu fiecare creştere de icircncredere bazată pe echipamentele ABGPSUMI aerotriangulaţia automată pune la dispoziţie costuri eficiente ale controlului calităţii prin verificarea rezultatelor icircnainte ca ele să fie produse Aşa după cum viteza şi robusteţea aerotriangulaţiei automate cresc abilitatea pentru controlul calităţii rezultatelor culegerii şi prelucrării datelor ABGPS UMI devine critică atacirct pentru producător cacirct şi pentru satisfacerea utilizatorului final cu produsele livrate La un nivel minim această capabilitate poate fi folosită pentru a aprecia orientarea relativă a imaginillor de la una la alta icircnaintea cercetării detaliate a zonelor suspecte cerută operatorului La nivel complet ea poate stabili dacă se scade cadrul de timp şi icircn consecnţă preţul de cost

8

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

Tema 6 AEROTRIANGULAŢIA ANALITICĂMetoda de determinare a punctelor de triangulatie cu ajutorul fotogramelor aeriene

Aerotriangulaţie - procesul de laborator de determinare a coordonatelor-teren X Y Z ale punctelor de icircndesire necesare exploatărilor fotogrammetrice folosind coordonatele-model măsurate la aparat şi coordonatele-teren ale unui număr restracircns de puncte de sprijin icircn cadrul unor transformări spaţiale icircntre spaţiul-imagine sau model şi spaţiul-teren

Aerotriangulaţie analitică - presupune identificarea marcarea numerotarea pe fotograme a punctelor de icircndesire şi de sprijin măsurarea coordonatelor ndash imagine aplicarea corecţiilor necesare Calculul parametrilor transformării icircn sistemul-teren şi compensarea coordonatelor-teren ale punctelor de aerotriangulaţie se face pe baza coordonatelor-teren şi imagine ale punctelor de sprijin icircn cadrul modelului matematic utilizat

Icircn funcţie de unitatea de lucru se deosebesc următoarele metode

bull Aerotriangulaţia prin incluziune care reprezintă problema de bază a aerotriangulaţiei şi constă icircn utilizarea fotogramelor la scară mică pentru determinarea punctelor de icircndesire necesare exploatării stereogramelor la scară mare

bull Aeorotriangulaţia icircn benzi constă icircn legarea modelelor adiacente prin asigurarea transferului elementelor de orientare icircn scopul formării benzii de aerotriangulaţie Transformarea acesteia icircn sistemul-teren şi compensare se efectuează pe baza punctelor de sprijin şi de control pe cale analitică

bull Aerotriangulaţia icircn bloc constă icircn formarea blocului de aerotriangulaţie din modele independente triplete benzi sau secţiuni de bandă fiecare constituind unitatea de lucru icircn cadrul compensării

Aerotriangulaţia icircn bloc pe benzi

Arotriangulaţia icircn bloc cu modele independente

Icircn funcţie de modul de culegere şi prelucrare a datelor se deosebesc metodele

bull Aerotriangulaţia analogică care utilizează aparatele de stereorestituţie pentru etapele de reconstituire a fasciculelor fotogrammetrice formarea stereomodelului legarea modelelor adiacente şi pentru formarea benzilor de aerotriangulaţie

bull Aerotriangulaţie analitică care utilizează fotogramele independente sau stereogramele drept unitate de lucru După măsurarea fotogramelor sau stereogramelor toate etapele procesului de aerotriangulaţie se desfăşoară analitic

62 Aerotriangulaţia pe benzi Principalele etape pe care le comportă aerotriangulaţia pe benzi sunt

orientarea relativă şi formarea stereomodelelor individuale (simple săi duble) conexiunea (legarea) modelelor orientarea absolută a stereomodelului general al benzii compensarea benzii de aerotriangulaţie

4

2 Fotogrammetria terestră este o ramură a fotogrammetriei Specificul său constă icircn preluarea fotogramelor din staţii terestre cu camere fotogrammetrice avacircnd axul optic al obiectivului orizontal

-----Cazuri de preluare a fotogramelor icircn fotogrammetria terestră cazul normal b)cazul deviat la stacircnga c)cazul deviat la dreapta d)cazul paralel deviat la dreapta e)cazul paralel deviat la stacircnga f)cazul normal convergent i)cazul convergent

----Exploatarea stereogramelor terestreExploatarea stereogramelor terestre este mult simplificată faţă de exploatarea

stereogramelor aeriene datorită condiţiilor particulare de preluare a acestora Exploatarea se poate realiza analogic analitic sau digital Exploatarea analitică sau digitală sunt de preferat atunci cacircnd se doreşte o precizie ridicată utilizacircnd şi tehnica de calcul disponibilă la ora actuală

-----Precizia in fotogrammetria terestra

Tipurile de erori cărei afectează precizia sunt

bull erori ale elementelor de orientare interioară

- erori icircn determinarea poziţiei originii axelor de coordonate- erori icircn determinarea distanţei focale a camerei fotogrammetrice- erori produse de distorsiunile obiectivului- erori datorate contracţiei afine a filmuluibull erori ale elementelor de orientare exterioară

- erori de orientare a axelor de fotografiere- erori de icircnclinare a axelor de fotografiere- erori de măsurare a bazei fotogrammetrice81 ----- Camere fotogrammetrice terestre1 Camere fotogrammetrice individuale au icircn componenţă camera fotografică propriu-zisă şi un sistem de orientare a acesteia faţă de direcţia bazei De aceea se mai numesc şi fototeodolite

2 Camerele stereofotogrametrice sunt formate din două camere fotogrammetrice identice montate pe o bază fixă

811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena

Face pane din categoria camerelor stereofotogrametrice cu bază medie (fig V 7) Este formată dintr-un corp rigid al bazei la extremităţile căruia sunt fixate camerele fotogrammetrice cu axele de fotografiere paralele icircntre ele şi perpendiculare pe bază Icircn partea centrală pe un panou sunt plasate dispozitivele de comandă şi control

811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena

Este o cameră fotogrammetrică individuală universală cu diafragma reglabilă (figV5) Se compune din fotocameră sistemul de orientare sistemul de alimentare cu energie electrică şi o serie de accesorii

812 Organizarea lucrarilor de fotografiereProiectul de fotografierePunctele de reper pentru control Amplasarea bazelor fotogrammetrice Fotografierea Prelucrarea fotografica

5

101 Fotogrammetria arhitecturală

11 Fotogrammetria arhitecturală - este o aplicație a fotogrammetriei cu privire la icircntocmirea documentațiilor

păstrarea (stocarea) de informații referitoare la mărimea forma și detaliile arhitectonice ale clădirilor și

monumentelor

102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice

Fotogrammetria arhitecturală a icircnceput să fie utilizată prin metodele analogice ale fotogrammetriei care se pot grupa icircn trei grupe principale şi anume

ridicări rapide şi relativ simple ridicări de precizie ridicări de foarte mare precizie

1011 Filmul pentru razele X

O secţiune prin un film este următoarea

Figura 2 Secţiune prin caseta cu film

1012 Efectul dublei emulsii

Dubla emulsie a filmului cu raze X cauzează o neclaritate imaginii din cauza icircnregistrării duble imaginii pe cele două straturi

Acest lucru conduce la o slabă rezoluţie a imaginii

Dacă se consideră grosimea filmului dS care are componentele sale dSx şi dSy Aceste componente pot fi calculate cu relaţiile următoare

Icircn mod normal grosimea unui film este de 175 iar radiograma - este făcută de la 1 m + l5 m Componentele dSx şi dSy icircn acest caz au o mărime de 25 la 40

Dacă radiografia se efectuează icircn mod convergent atunci aceste deplasări ajung la 200

La măsurarea coordonatelor se cumulează cele două deformaţii ale neplanietăţii filmului şi efectului dublei emulsii astfel

6

TEMA 11 FOTOGRAMMETRIA DIGITALaFotogrammetria digitalatilde are ca avantaj principal faptul catilde imaginea este digitalatilde icircnlocuindu-se astfel fotografiile Icircn acest fel se reduc costurile filmului şi a developatilderii de asemenea se reduc şi 2 operaţii esenţiale din lanţul tehnologic şi anume developarea şi scanarea care introduceau şi anumite eroriCamerele digitale sunt echipamente speciale care au rolul de a achiziţiona stoca prelucra şi analiza imaginili digitale utilizacircnd informaţii geometrice radiometrice şi semantice ale spaţiului obiectului

Prelucrarea imaginilor icircn cazul utilizatilderii staţiilor fotogrametrice digitale necesitatilde tehnologii speciale de software şi hardware specializate precum şi sisteme de matildesurare performante

Etapele de prelucare a imaginilor fotogrametrice determinarea centrului fiecărei fotograme (orientarea interioară)orientarea fotogramelor icircntre ele prin procedee de corelaţie automată şi semiautomată (orientarea relativă) determinarea poziţiei şi orientării absolute icircn spaţiu a fiecărei fotograme (orientarea absolută) Aceste etape au ca drept rezultat creerea de modele stereoscopice orientate (perechi de fotograme orientate) care pot fi exploatate independentIcircmbunatildetatildeţirea imaginilor digitale prin accentuarea contrastului = se realizeazatilde icircn cazul imaginilor care au un contrast scatildezutreducerea zgomotului = aceastatilde metodatilde pune icircn evidenţatilde imaginile greu accesibile şi limiteazatilde culorile imaginiibinarizarea imaginii = metodatilde prin care se obţin imaginile alb-negru dintr-o imagine care are şi imagini nedorite provenite din motive tehnice nedoriterestaurarea imaginii = eliminarea distorsiunilor care afecteazatilde imagineasegmentarea imaginii = separarea regiunilor uniforme de interes din imagineextragerea de contur = asiguratilde la ieşire un contur icircnchis deci o imagine de clasatilde 3

TEMA 12 REALIZAREA MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC PRIN TEHNOLOGII FOTOGRAMETRICE STADIUL ACTUAL

Tipuri de senzori Surse de imagini

bull Camerele fotogrametrice tradiţionale

bull Sistemele satelitare comerciale

bull Sistemele (camerele) aeropurtate digitale

Consideraţii privind proiectarea preluării imaginilor Proiectarea culegerii tuturor tipurilor de date fotogrametrice include consideraţii care privesc următoarele aspecte

bull Scara imaginii comparativ cu scăra produsului final

bull Consideraţii privind sezonul (perioada) din an de preluare (icircnregistrare)

a imaginilor legată de starea fenologică a vegetaţiei (icircnfrunzit des ndash frunzit)

bull Numărul şi distribuţia punctelor de sprijin sau reper respectiv a punctelor de verificare

bull Consideraţii legate de GPS aeropurtat (ABGPS)

bull Condiţii atmosferice

Abordările bazate pe camerele clasice care operază cu film fotografic sunt foarte bine parametrizate

7

Rezoluţia imaginii

Rezoluţia imaginii este legată de tipurile de produse solicitate şi preciziile impuse acestora Icircn cazul sistemelor care operază cu film fotografic diferitele clase de precizie specifice fiecărui tip de produs sunt

Condiţii atmosferice

Icircn general condiţiile atmosferice se referă la zilele lipsite de acoperire cu nori şi preferabil fără condiţii de ceaţă josă cauzată de nivelul ridicat al umidităţii Pentru generarea MDA preluarea de imagini sub acoperirea cu nori poate fi considerată că oferă o iluminare icircncă suficientă pentru a se măsura şi interpreta zonele cu contrast scăzut

Icircn cazul imaginilor satelitare acoperirea cu nori nu trbuie să depăşească 10 icircn marea majoritate a situaţiilor Aşa cum sndasha specificat anterior acesta este poate factorul cel mai limitativ pentru imaginile satelitare din multe zone ale lumii

TEMA 13 TEHNOLOGIA FOTOGRAMETRICĂ

Acest paragraf cuprinde tehnologiile fotogrametrice utilizate icircn practica actuală accentul fiind pus pe extragerea datelor altimetrice şi planimetrice Este inclusă o scurtă trecere icircn revistă a echipamentelor

(aparaturii) şi a procedurilor subliniindundashse abordările noi Ca referinţe pentru cartarea cu camerele fotoaeriene

clasice au fost utilizate specificaţiile şi liniile directoare internaţionale

Aerotriangulaţia

Progresele din aerotriangulaţia automată au influenţat foarte mult icircntregul flux tehnologic al prelucrării digitale Implementările robuste reduc masiv proiectele prin generarea punctelor de legătură (pass points ndash icircntre imaginile unei benzi şi tie points ndash icircntre benzi) lăsacircnd numai ordonarea şi măsurarea punctelor de reper pentru cei ce execută aerotriangulaţia Cu fiecare creştere de icircncredere bazată pe echipamentele ABGPSUMI aerotriangulaţia automată pune la dispoziţie costuri eficiente ale controlului calităţii prin verificarea rezultatelor icircnainte ca ele să fie produse Aşa după cum viteza şi robusteţea aerotriangulaţiei automate cresc abilitatea pentru controlul calităţii rezultatelor culegerii şi prelucrării datelor ABGPS UMI devine critică atacirct pentru producător cacirct şi pentru satisfacerea utilizatorului final cu produsele livrate La un nivel minim această capabilitate poate fi folosită pentru a aprecia orientarea relativă a imaginillor de la una la alta icircnaintea cercetării detaliate a zonelor suspecte cerută operatorului La nivel complet ea poate stabili dacă se scade cadrul de timp şi icircn consecnţă preţul de cost

8

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

2 Fotogrammetria terestră este o ramură a fotogrammetriei Specificul său constă icircn preluarea fotogramelor din staţii terestre cu camere fotogrammetrice avacircnd axul optic al obiectivului orizontal

-----Cazuri de preluare a fotogramelor icircn fotogrammetria terestră cazul normal b)cazul deviat la stacircnga c)cazul deviat la dreapta d)cazul paralel deviat la dreapta e)cazul paralel deviat la stacircnga f)cazul normal convergent i)cazul convergent

----Exploatarea stereogramelor terestreExploatarea stereogramelor terestre este mult simplificată faţă de exploatarea

stereogramelor aeriene datorită condiţiilor particulare de preluare a acestora Exploatarea se poate realiza analogic analitic sau digital Exploatarea analitică sau digitală sunt de preferat atunci cacircnd se doreşte o precizie ridicată utilizacircnd şi tehnica de calcul disponibilă la ora actuală

-----Precizia in fotogrammetria terestra

Tipurile de erori cărei afectează precizia sunt

bull erori ale elementelor de orientare interioară

- erori icircn determinarea poziţiei originii axelor de coordonate- erori icircn determinarea distanţei focale a camerei fotogrammetrice- erori produse de distorsiunile obiectivului- erori datorate contracţiei afine a filmuluibull erori ale elementelor de orientare exterioară

- erori de orientare a axelor de fotografiere- erori de icircnclinare a axelor de fotografiere- erori de măsurare a bazei fotogrammetrice81 ----- Camere fotogrammetrice terestre1 Camere fotogrammetrice individuale au icircn componenţă camera fotografică propriu-zisă şi un sistem de orientare a acesteia faţă de direcţia bazei De aceea se mai numesc şi fototeodolite

2 Camerele stereofotogrametrice sunt formate din două camere fotogrammetrice identice montate pe o bază fixă

811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena

Face pane din categoria camerelor stereofotogrametrice cu bază medie (fig V 7) Este formată dintr-un corp rigid al bazei la extremităţile căruia sunt fixate camerele fotogrammetrice cu axele de fotografiere paralele icircntre ele şi perpendiculare pe bază Icircn partea centrală pe un panou sunt plasate dispozitivele de comandă şi control

811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena

Este o cameră fotogrammetrică individuală universală cu diafragma reglabilă (figV5) Se compune din fotocameră sistemul de orientare sistemul de alimentare cu energie electrică şi o serie de accesorii

812 Organizarea lucrarilor de fotografiereProiectul de fotografierePunctele de reper pentru control Amplasarea bazelor fotogrammetrice Fotografierea Prelucrarea fotografica

5

101 Fotogrammetria arhitecturală

11 Fotogrammetria arhitecturală - este o aplicație a fotogrammetriei cu privire la icircntocmirea documentațiilor

păstrarea (stocarea) de informații referitoare la mărimea forma și detaliile arhitectonice ale clădirilor și

monumentelor

102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice

Fotogrammetria arhitecturală a icircnceput să fie utilizată prin metodele analogice ale fotogrammetriei care se pot grupa icircn trei grupe principale şi anume

ridicări rapide şi relativ simple ridicări de precizie ridicări de foarte mare precizie

1011 Filmul pentru razele X

O secţiune prin un film este următoarea

Figura 2 Secţiune prin caseta cu film

1012 Efectul dublei emulsii

Dubla emulsie a filmului cu raze X cauzează o neclaritate imaginii din cauza icircnregistrării duble imaginii pe cele două straturi

Acest lucru conduce la o slabă rezoluţie a imaginii

Dacă se consideră grosimea filmului dS care are componentele sale dSx şi dSy Aceste componente pot fi calculate cu relaţiile următoare

Icircn mod normal grosimea unui film este de 175 iar radiograma - este făcută de la 1 m + l5 m Componentele dSx şi dSy icircn acest caz au o mărime de 25 la 40

Dacă radiografia se efectuează icircn mod convergent atunci aceste deplasări ajung la 200

La măsurarea coordonatelor se cumulează cele două deformaţii ale neplanietăţii filmului şi efectului dublei emulsii astfel

6

TEMA 11 FOTOGRAMMETRIA DIGITALaFotogrammetria digitalatilde are ca avantaj principal faptul catilde imaginea este digitalatilde icircnlocuindu-se astfel fotografiile Icircn acest fel se reduc costurile filmului şi a developatilderii de asemenea se reduc şi 2 operaţii esenţiale din lanţul tehnologic şi anume developarea şi scanarea care introduceau şi anumite eroriCamerele digitale sunt echipamente speciale care au rolul de a achiziţiona stoca prelucra şi analiza imaginili digitale utilizacircnd informaţii geometrice radiometrice şi semantice ale spaţiului obiectului

Prelucrarea imaginilor icircn cazul utilizatilderii staţiilor fotogrametrice digitale necesitatilde tehnologii speciale de software şi hardware specializate precum şi sisteme de matildesurare performante

Etapele de prelucare a imaginilor fotogrametrice determinarea centrului fiecărei fotograme (orientarea interioară)orientarea fotogramelor icircntre ele prin procedee de corelaţie automată şi semiautomată (orientarea relativă) determinarea poziţiei şi orientării absolute icircn spaţiu a fiecărei fotograme (orientarea absolută) Aceste etape au ca drept rezultat creerea de modele stereoscopice orientate (perechi de fotograme orientate) care pot fi exploatate independentIcircmbunatildetatildeţirea imaginilor digitale prin accentuarea contrastului = se realizeazatilde icircn cazul imaginilor care au un contrast scatildezutreducerea zgomotului = aceastatilde metodatilde pune icircn evidenţatilde imaginile greu accesibile şi limiteazatilde culorile imaginiibinarizarea imaginii = metodatilde prin care se obţin imaginile alb-negru dintr-o imagine care are şi imagini nedorite provenite din motive tehnice nedoriterestaurarea imaginii = eliminarea distorsiunilor care afecteazatilde imagineasegmentarea imaginii = separarea regiunilor uniforme de interes din imagineextragerea de contur = asiguratilde la ieşire un contur icircnchis deci o imagine de clasatilde 3

TEMA 12 REALIZAREA MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC PRIN TEHNOLOGII FOTOGRAMETRICE STADIUL ACTUAL

Tipuri de senzori Surse de imagini

bull Camerele fotogrametrice tradiţionale

bull Sistemele satelitare comerciale

bull Sistemele (camerele) aeropurtate digitale

Consideraţii privind proiectarea preluării imaginilor Proiectarea culegerii tuturor tipurilor de date fotogrametrice include consideraţii care privesc următoarele aspecte

bull Scara imaginii comparativ cu scăra produsului final

bull Consideraţii privind sezonul (perioada) din an de preluare (icircnregistrare)

a imaginilor legată de starea fenologică a vegetaţiei (icircnfrunzit des ndash frunzit)

bull Numărul şi distribuţia punctelor de sprijin sau reper respectiv a punctelor de verificare

bull Consideraţii legate de GPS aeropurtat (ABGPS)

bull Condiţii atmosferice

Abordările bazate pe camerele clasice care operază cu film fotografic sunt foarte bine parametrizate

7

Rezoluţia imaginii

Rezoluţia imaginii este legată de tipurile de produse solicitate şi preciziile impuse acestora Icircn cazul sistemelor care operază cu film fotografic diferitele clase de precizie specifice fiecărui tip de produs sunt

Condiţii atmosferice

Icircn general condiţiile atmosferice se referă la zilele lipsite de acoperire cu nori şi preferabil fără condiţii de ceaţă josă cauzată de nivelul ridicat al umidităţii Pentru generarea MDA preluarea de imagini sub acoperirea cu nori poate fi considerată că oferă o iluminare icircncă suficientă pentru a se măsura şi interpreta zonele cu contrast scăzut

Icircn cazul imaginilor satelitare acoperirea cu nori nu trbuie să depăşească 10 icircn marea majoritate a situaţiilor Aşa cum sndasha specificat anterior acesta este poate factorul cel mai limitativ pentru imaginile satelitare din multe zone ale lumii

TEMA 13 TEHNOLOGIA FOTOGRAMETRICĂ

Acest paragraf cuprinde tehnologiile fotogrametrice utilizate icircn practica actuală accentul fiind pus pe extragerea datelor altimetrice şi planimetrice Este inclusă o scurtă trecere icircn revistă a echipamentelor

(aparaturii) şi a procedurilor subliniindundashse abordările noi Ca referinţe pentru cartarea cu camerele fotoaeriene

clasice au fost utilizate specificaţiile şi liniile directoare internaţionale

Aerotriangulaţia

Progresele din aerotriangulaţia automată au influenţat foarte mult icircntregul flux tehnologic al prelucrării digitale Implementările robuste reduc masiv proiectele prin generarea punctelor de legătură (pass points ndash icircntre imaginile unei benzi şi tie points ndash icircntre benzi) lăsacircnd numai ordonarea şi măsurarea punctelor de reper pentru cei ce execută aerotriangulaţia Cu fiecare creştere de icircncredere bazată pe echipamentele ABGPSUMI aerotriangulaţia automată pune la dispoziţie costuri eficiente ale controlului calităţii prin verificarea rezultatelor icircnainte ca ele să fie produse Aşa după cum viteza şi robusteţea aerotriangulaţiei automate cresc abilitatea pentru controlul calităţii rezultatelor culegerii şi prelucrării datelor ABGPS UMI devine critică atacirct pentru producător cacirct şi pentru satisfacerea utilizatorului final cu produsele livrate La un nivel minim această capabilitate poate fi folosită pentru a aprecia orientarea relativă a imaginillor de la una la alta icircnaintea cercetării detaliate a zonelor suspecte cerută operatorului La nivel complet ea poate stabili dacă se scade cadrul de timp şi icircn consecnţă preţul de cost

8

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

101 Fotogrammetria arhitecturală

11 Fotogrammetria arhitecturală - este o aplicație a fotogrammetriei cu privire la icircntocmirea documentațiilor

păstrarea (stocarea) de informații referitoare la mărimea forma și detaliile arhitectonice ale clădirilor și

monumentelor

102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice

Fotogrammetria arhitecturală a icircnceput să fie utilizată prin metodele analogice ale fotogrammetriei care se pot grupa icircn trei grupe principale şi anume

ridicări rapide şi relativ simple ridicări de precizie ridicări de foarte mare precizie

1011 Filmul pentru razele X

O secţiune prin un film este următoarea

Figura 2 Secţiune prin caseta cu film

1012 Efectul dublei emulsii

Dubla emulsie a filmului cu raze X cauzează o neclaritate imaginii din cauza icircnregistrării duble imaginii pe cele două straturi

Acest lucru conduce la o slabă rezoluţie a imaginii

Dacă se consideră grosimea filmului dS care are componentele sale dSx şi dSy Aceste componente pot fi calculate cu relaţiile următoare

Icircn mod normal grosimea unui film este de 175 iar radiograma - este făcută de la 1 m + l5 m Componentele dSx şi dSy icircn acest caz au o mărime de 25 la 40

Dacă radiografia se efectuează icircn mod convergent atunci aceste deplasări ajung la 200

La măsurarea coordonatelor se cumulează cele două deformaţii ale neplanietăţii filmului şi efectului dublei emulsii astfel

6

TEMA 11 FOTOGRAMMETRIA DIGITALaFotogrammetria digitalatilde are ca avantaj principal faptul catilde imaginea este digitalatilde icircnlocuindu-se astfel fotografiile Icircn acest fel se reduc costurile filmului şi a developatilderii de asemenea se reduc şi 2 operaţii esenţiale din lanţul tehnologic şi anume developarea şi scanarea care introduceau şi anumite eroriCamerele digitale sunt echipamente speciale care au rolul de a achiziţiona stoca prelucra şi analiza imaginili digitale utilizacircnd informaţii geometrice radiometrice şi semantice ale spaţiului obiectului

Prelucrarea imaginilor icircn cazul utilizatilderii staţiilor fotogrametrice digitale necesitatilde tehnologii speciale de software şi hardware specializate precum şi sisteme de matildesurare performante

Etapele de prelucare a imaginilor fotogrametrice determinarea centrului fiecărei fotograme (orientarea interioară)orientarea fotogramelor icircntre ele prin procedee de corelaţie automată şi semiautomată (orientarea relativă) determinarea poziţiei şi orientării absolute icircn spaţiu a fiecărei fotograme (orientarea absolută) Aceste etape au ca drept rezultat creerea de modele stereoscopice orientate (perechi de fotograme orientate) care pot fi exploatate independentIcircmbunatildetatildeţirea imaginilor digitale prin accentuarea contrastului = se realizeazatilde icircn cazul imaginilor care au un contrast scatildezutreducerea zgomotului = aceastatilde metodatilde pune icircn evidenţatilde imaginile greu accesibile şi limiteazatilde culorile imaginiibinarizarea imaginii = metodatilde prin care se obţin imaginile alb-negru dintr-o imagine care are şi imagini nedorite provenite din motive tehnice nedoriterestaurarea imaginii = eliminarea distorsiunilor care afecteazatilde imagineasegmentarea imaginii = separarea regiunilor uniforme de interes din imagineextragerea de contur = asiguratilde la ieşire un contur icircnchis deci o imagine de clasatilde 3

TEMA 12 REALIZAREA MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC PRIN TEHNOLOGII FOTOGRAMETRICE STADIUL ACTUAL

Tipuri de senzori Surse de imagini

bull Camerele fotogrametrice tradiţionale

bull Sistemele satelitare comerciale

bull Sistemele (camerele) aeropurtate digitale

Consideraţii privind proiectarea preluării imaginilor Proiectarea culegerii tuturor tipurilor de date fotogrametrice include consideraţii care privesc următoarele aspecte

bull Scara imaginii comparativ cu scăra produsului final

bull Consideraţii privind sezonul (perioada) din an de preluare (icircnregistrare)

a imaginilor legată de starea fenologică a vegetaţiei (icircnfrunzit des ndash frunzit)

bull Numărul şi distribuţia punctelor de sprijin sau reper respectiv a punctelor de verificare

bull Consideraţii legate de GPS aeropurtat (ABGPS)

bull Condiţii atmosferice

Abordările bazate pe camerele clasice care operază cu film fotografic sunt foarte bine parametrizate

7

Rezoluţia imaginii

Rezoluţia imaginii este legată de tipurile de produse solicitate şi preciziile impuse acestora Icircn cazul sistemelor care operază cu film fotografic diferitele clase de precizie specifice fiecărui tip de produs sunt

Condiţii atmosferice

Icircn general condiţiile atmosferice se referă la zilele lipsite de acoperire cu nori şi preferabil fără condiţii de ceaţă josă cauzată de nivelul ridicat al umidităţii Pentru generarea MDA preluarea de imagini sub acoperirea cu nori poate fi considerată că oferă o iluminare icircncă suficientă pentru a se măsura şi interpreta zonele cu contrast scăzut

Icircn cazul imaginilor satelitare acoperirea cu nori nu trbuie să depăşească 10 icircn marea majoritate a situaţiilor Aşa cum sndasha specificat anterior acesta este poate factorul cel mai limitativ pentru imaginile satelitare din multe zone ale lumii

TEMA 13 TEHNOLOGIA FOTOGRAMETRICĂ

Acest paragraf cuprinde tehnologiile fotogrametrice utilizate icircn practica actuală accentul fiind pus pe extragerea datelor altimetrice şi planimetrice Este inclusă o scurtă trecere icircn revistă a echipamentelor

(aparaturii) şi a procedurilor subliniindundashse abordările noi Ca referinţe pentru cartarea cu camerele fotoaeriene

clasice au fost utilizate specificaţiile şi liniile directoare internaţionale

Aerotriangulaţia

Progresele din aerotriangulaţia automată au influenţat foarte mult icircntregul flux tehnologic al prelucrării digitale Implementările robuste reduc masiv proiectele prin generarea punctelor de legătură (pass points ndash icircntre imaginile unei benzi şi tie points ndash icircntre benzi) lăsacircnd numai ordonarea şi măsurarea punctelor de reper pentru cei ce execută aerotriangulaţia Cu fiecare creştere de icircncredere bazată pe echipamentele ABGPSUMI aerotriangulaţia automată pune la dispoziţie costuri eficiente ale controlului calităţii prin verificarea rezultatelor icircnainte ca ele să fie produse Aşa după cum viteza şi robusteţea aerotriangulaţiei automate cresc abilitatea pentru controlul calităţii rezultatelor culegerii şi prelucrării datelor ABGPS UMI devine critică atacirct pentru producător cacirct şi pentru satisfacerea utilizatorului final cu produsele livrate La un nivel minim această capabilitate poate fi folosită pentru a aprecia orientarea relativă a imaginillor de la una la alta icircnaintea cercetării detaliate a zonelor suspecte cerută operatorului La nivel complet ea poate stabili dacă se scade cadrul de timp şi icircn consecnţă preţul de cost

8

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

TEMA 11 FOTOGRAMMETRIA DIGITALaFotogrammetria digitalatilde are ca avantaj principal faptul catilde imaginea este digitalatilde icircnlocuindu-se astfel fotografiile Icircn acest fel se reduc costurile filmului şi a developatilderii de asemenea se reduc şi 2 operaţii esenţiale din lanţul tehnologic şi anume developarea şi scanarea care introduceau şi anumite eroriCamerele digitale sunt echipamente speciale care au rolul de a achiziţiona stoca prelucra şi analiza imaginili digitale utilizacircnd informaţii geometrice radiometrice şi semantice ale spaţiului obiectului

Prelucrarea imaginilor icircn cazul utilizatilderii staţiilor fotogrametrice digitale necesitatilde tehnologii speciale de software şi hardware specializate precum şi sisteme de matildesurare performante

Etapele de prelucare a imaginilor fotogrametrice determinarea centrului fiecărei fotograme (orientarea interioară)orientarea fotogramelor icircntre ele prin procedee de corelaţie automată şi semiautomată (orientarea relativă) determinarea poziţiei şi orientării absolute icircn spaţiu a fiecărei fotograme (orientarea absolută) Aceste etape au ca drept rezultat creerea de modele stereoscopice orientate (perechi de fotograme orientate) care pot fi exploatate independentIcircmbunatildetatildeţirea imaginilor digitale prin accentuarea contrastului = se realizeazatilde icircn cazul imaginilor care au un contrast scatildezutreducerea zgomotului = aceastatilde metodatilde pune icircn evidenţatilde imaginile greu accesibile şi limiteazatilde culorile imaginiibinarizarea imaginii = metodatilde prin care se obţin imaginile alb-negru dintr-o imagine care are şi imagini nedorite provenite din motive tehnice nedoriterestaurarea imaginii = eliminarea distorsiunilor care afecteazatilde imagineasegmentarea imaginii = separarea regiunilor uniforme de interes din imagineextragerea de contur = asiguratilde la ieşire un contur icircnchis deci o imagine de clasatilde 3

TEMA 12 REALIZAREA MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC PRIN TEHNOLOGII FOTOGRAMETRICE STADIUL ACTUAL

Tipuri de senzori Surse de imagini

bull Camerele fotogrametrice tradiţionale

bull Sistemele satelitare comerciale

bull Sistemele (camerele) aeropurtate digitale

Consideraţii privind proiectarea preluării imaginilor Proiectarea culegerii tuturor tipurilor de date fotogrametrice include consideraţii care privesc următoarele aspecte

bull Scara imaginii comparativ cu scăra produsului final

bull Consideraţii privind sezonul (perioada) din an de preluare (icircnregistrare)

a imaginilor legată de starea fenologică a vegetaţiei (icircnfrunzit des ndash frunzit)

bull Numărul şi distribuţia punctelor de sprijin sau reper respectiv a punctelor de verificare

bull Consideraţii legate de GPS aeropurtat (ABGPS)

bull Condiţii atmosferice

Abordările bazate pe camerele clasice care operază cu film fotografic sunt foarte bine parametrizate

7

Rezoluţia imaginii

Rezoluţia imaginii este legată de tipurile de produse solicitate şi preciziile impuse acestora Icircn cazul sistemelor care operază cu film fotografic diferitele clase de precizie specifice fiecărui tip de produs sunt

Condiţii atmosferice

Icircn general condiţiile atmosferice se referă la zilele lipsite de acoperire cu nori şi preferabil fără condiţii de ceaţă josă cauzată de nivelul ridicat al umidităţii Pentru generarea MDA preluarea de imagini sub acoperirea cu nori poate fi considerată că oferă o iluminare icircncă suficientă pentru a se măsura şi interpreta zonele cu contrast scăzut

Icircn cazul imaginilor satelitare acoperirea cu nori nu trbuie să depăşească 10 icircn marea majoritate a situaţiilor Aşa cum sndasha specificat anterior acesta este poate factorul cel mai limitativ pentru imaginile satelitare din multe zone ale lumii

TEMA 13 TEHNOLOGIA FOTOGRAMETRICĂ

Acest paragraf cuprinde tehnologiile fotogrametrice utilizate icircn practica actuală accentul fiind pus pe extragerea datelor altimetrice şi planimetrice Este inclusă o scurtă trecere icircn revistă a echipamentelor

(aparaturii) şi a procedurilor subliniindundashse abordările noi Ca referinţe pentru cartarea cu camerele fotoaeriene

clasice au fost utilizate specificaţiile şi liniile directoare internaţionale

Aerotriangulaţia

Progresele din aerotriangulaţia automată au influenţat foarte mult icircntregul flux tehnologic al prelucrării digitale Implementările robuste reduc masiv proiectele prin generarea punctelor de legătură (pass points ndash icircntre imaginile unei benzi şi tie points ndash icircntre benzi) lăsacircnd numai ordonarea şi măsurarea punctelor de reper pentru cei ce execută aerotriangulaţia Cu fiecare creştere de icircncredere bazată pe echipamentele ABGPSUMI aerotriangulaţia automată pune la dispoziţie costuri eficiente ale controlului calităţii prin verificarea rezultatelor icircnainte ca ele să fie produse Aşa după cum viteza şi robusteţea aerotriangulaţiei automate cresc abilitatea pentru controlul calităţii rezultatelor culegerii şi prelucrării datelor ABGPS UMI devine critică atacirct pentru producător cacirct şi pentru satisfacerea utilizatorului final cu produsele livrate La un nivel minim această capabilitate poate fi folosită pentru a aprecia orientarea relativă a imaginillor de la una la alta icircnaintea cercetării detaliate a zonelor suspecte cerută operatorului La nivel complet ea poate stabili dacă se scade cadrul de timp şi icircn consecnţă preţul de cost

8

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

Rezoluţia imaginii

Rezoluţia imaginii este legată de tipurile de produse solicitate şi preciziile impuse acestora Icircn cazul sistemelor care operază cu film fotografic diferitele clase de precizie specifice fiecărui tip de produs sunt

Condiţii atmosferice

Icircn general condiţiile atmosferice se referă la zilele lipsite de acoperire cu nori şi preferabil fără condiţii de ceaţă josă cauzată de nivelul ridicat al umidităţii Pentru generarea MDA preluarea de imagini sub acoperirea cu nori poate fi considerată că oferă o iluminare icircncă suficientă pentru a se măsura şi interpreta zonele cu contrast scăzut

Icircn cazul imaginilor satelitare acoperirea cu nori nu trbuie să depăşească 10 icircn marea majoritate a situaţiilor Aşa cum sndasha specificat anterior acesta este poate factorul cel mai limitativ pentru imaginile satelitare din multe zone ale lumii

TEMA 13 TEHNOLOGIA FOTOGRAMETRICĂ

Acest paragraf cuprinde tehnologiile fotogrametrice utilizate icircn practica actuală accentul fiind pus pe extragerea datelor altimetrice şi planimetrice Este inclusă o scurtă trecere icircn revistă a echipamentelor

(aparaturii) şi a procedurilor subliniindundashse abordările noi Ca referinţe pentru cartarea cu camerele fotoaeriene

clasice au fost utilizate specificaţiile şi liniile directoare internaţionale

Aerotriangulaţia

Progresele din aerotriangulaţia automată au influenţat foarte mult icircntregul flux tehnologic al prelucrării digitale Implementările robuste reduc masiv proiectele prin generarea punctelor de legătură (pass points ndash icircntre imaginile unei benzi şi tie points ndash icircntre benzi) lăsacircnd numai ordonarea şi măsurarea punctelor de reper pentru cei ce execută aerotriangulaţia Cu fiecare creştere de icircncredere bazată pe echipamentele ABGPSUMI aerotriangulaţia automată pune la dispoziţie costuri eficiente ale controlului calităţii prin verificarea rezultatelor icircnainte ca ele să fie produse Aşa după cum viteza şi robusteţea aerotriangulaţiei automate cresc abilitatea pentru controlul calităţii rezultatelor culegerii şi prelucrării datelor ABGPS UMI devine critică atacirct pentru producător cacirct şi pentru satisfacerea utilizatorului final cu produsele livrate La un nivel minim această capabilitate poate fi folosită pentru a aprecia orientarea relativă a imaginillor de la una la alta icircnaintea cercetării detaliate a zonelor suspecte cerută operatorului La nivel complet ea poate stabili dacă se scade cadrul de timp şi icircn consecnţă preţul de cost

8

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

Metode fotogrametrice aplicate pentru generarea modelelor digitale altimetrice (MDA)Metodele fotogrametrice pentru extragerea datelor utilizate la costrucţia MDA pot fi grupate icircn treiclasea) Metode bazate pe stereocompilareb) Culegerea automată a datelor de cotă prin corelare digitalăc) Aplicarea pentru culegerea datelor altimetrice a unei proceduri hibride

Rectificarea şi georeferenţierea imaginilorImaginile georeferenţiate sunt definite ca fiind acele imagini icircn care coordonatele teren 3D pot fi reprezentate (cartate) matematic icircn spaţiul imagine 2D şi invers Toate imaginile trebuiesc legate de cadrul de referinţă al terenului Icircn multe cazuri această operaţie solicită efectuarea unui proces de aerotriangulaţie dar pentru unele situaţii poate fi realizată cu ajutorul datelor culese de GPS aeropurtat (ABGPS ndash Air Borne GPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI)Imaginile georeferenţiate solicită icircntotdeauna un model geometric al senzorului care să modeleze foarte precis următoarele componente1048680 Orientarea interioarăMetode fotogrametrice de obtinere a modelului digital altimetric1048680 Transformarea imaginilor din format analogic (hardcopy) icircn format digital prin scanare icircn cazul folosirii camerelor clasice (cu film) la preluare1048680 Orientarea exterioară1048680 Efectele atmosferice care afecteză coordonatele imagine şi corectarea lor1048680 Efectul de curbură a Pămacircntului şi sistemul de corectare a coordonatelor pentru acest efectDistorsiunile obiectivului sunt modelate icircn general ca fiind alcătuite din componente radiale şi tangenţiale faţă de punctul principalTehnologii complementarePrezentarea abordărilor fotogrametrice necesită icircntotdeauna o trecere icircn revistă a tehnologiilor care evoluează rapid manifestacircnd un puternic impact asupra procesului de producţie Aceste tehnologii sunt bull sistemele de scanare (digitizare sau transpunere icircn format digital) a imaginiibull aerotriangulaţia efectuată automat

Dispozitivul GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială UMIINS

Fotogrametriştii au icircnceput să utilizeze GPS aeropurtat pentru a icircntări rezultatele aerotriangulaţiei prin icircnregistrarea precisă a poziţiilor spaţiale ale tuturor punctelor de staţie de preluare a imaginilor cu aproximativ 15 ani icircn urmă Cu datele culese de GPS aeropurtat sunt necesare mai puţine puncte de sprijin (reperi la sol) deoarece coordonatele XYZ aferente staţiilor pot funcţiona efectiv ca puncte de sprijin icircn procesul de aerotriangulaţie

Echipamentele reprezentate de GPS aeropurtat (ABGPS) şi unitatea de măsurare inerţială (UMI) integrate pot pune la dispoziţie suficientă precizie fără aerotriangulaţie pentru a se icircndeplini aproape toate specificaţiile ASPRS din clasa a II ndash a şi multe din clasa I ndash a pentru unele produse icircn care sunt incluse şi modelele digitale altimetrice Icircn plus aerotriangulaţia bazată pe GPS aeropurtat şi unitatea inerţială de măsurare va necesita numai numărul minim de puncte de reper pentru a se atinge clasa I ndash a pentru toate proiectele Această tehnologie este de asemenea extrem de critică pentru operarea corespunzătoare a sistemelor LIDAR şide preluare aeropurtată a imaginilor

Sisteme de scanare a imaginii

9

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

Cu sistemele de icircnaltă precizie şi viteză superioară de operare disponibile acum companiile şi firmele pot continua să utilizeze atacirct extragerea de date din imaginile analogice (hardcopy) cacirct şi digitale (softcopy)pentru a satisface cerinţele de cost precum şi termenele solicitate icircn proiecte Practic aceste sisteme continuă să asigure că echipamentele clasice de preluare a imaginilor (camerele ce operează cu film) au o perioadă de viaţă extinsă

Sistemele de scanare au progresat icircn ultimii 10 ndash 15 ani icircn următoarele direcţii criticebull timpul de bull acţionarea automată a bobinelor de film bull preciziile de ordinul 02 pixeli

bull progresele din domeniul subsistemelor de senzori digitali asigură

culegerea informaţiei de pe film (emulsia fotografică) la cel puţin

8 biţi pe pixel

bull creşterea continuă a raportului eficienţă preţ de cost

Metode de culegere a datelor 3D

Stereorestituitoare analitice

Proliferarea acestor sisteme s-a bazat icircn primul racircnd pe utilizarea zilnică şi nivelul icircnalt de precizie atins pentru realizarea aerotriangulaţiei generarea modelelor digitale altimetrice şi a datelor planimetrice Icircn structura lor includ sisteme puternice de calcul (hardware) iar pachetele de programe (software) utilizate la culegerea şi prelucrarea datelor sunt icircn general similare cu cele folosite de sistemele staţiilor fotogrametrice digitale ceea ce asigură utilizarea combinată icircn cadrul unui proiect Avantajele primare ale acestui tip de sisteme rezidă icircn proliferarea lor şi marea cantitate de proceduri şi specificaţii publicate referitore la tehnicile de utilizare Obţinerea de personal calificat şi experimentat esteoarecum uşoară pentru firmele şi companiile de producţie

Principale lor dezavantaje se referă la

bull Lipsa graficii stereoscopice suprapuse (superimposed) ceea ce face reactualizarea datelor mai dificilăbull Setarea (orientarea interioară relativă şi absolută) manuală a fiecărui stereomodelbull Discutabil mult mai multe cerinţe pentru instruire decacirct cele solicitate pentru sistemele staţiilor fotogrametrice digitale bull Calibrarea continuă şi cerinţe generale de operare icircn condiţii de lumină diminuată (semi-icircntuneric) şi fixarea rigidă (fermă) a echipamentului de podea

bull Inabilitatea pentru utilizarea imaginilor preluate direct icircn format digital (softcopy)

Staţii fotogrametrice digitale

Sistemele digitale au fost pentru prima dată introduse icircn mediul de producţie digital la icircnceputul anilorlsquo90 După o perioadă de verificare a preciziei şi cacircştigarea acceptanţei operaţoinale ele au icircnceput să icircnlocuiască masiv echipamentele (aparatele) analitice Principale avantaje ale exploatării digitale la staţiile fotogrametrice de lucru se referă la

bull Suprapunerea steroscopică grafică (grafics superimposition) a tuturor tipurilor de date geospaţiale peste imagine

bull Abilitatea de a utiliza fie imagini digitizate (scanate) de pe film cacirct şi imagini culese direct icircn format digital

10

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

bull Abilitatea de realiza culegerea cu uşurinţă a datelor detaliilor planimetrice din produsele ortofoto digitale sau utilizarea produselor ortofoto digitale drept cadru al activităţii de culegerebull Abilitatea de a se utiliza icircn comun mediul de lucru al biroului cu toate că lumina redusă icircncă este preferată sau chiar cerută icircn unele cazuribull Ţinerea la zi (upgrading) cu uşurinţă a sistemului de calcul al staţiei şi a programelor de operare (hardware and software) cu progresele din tehnologiebull Poziţia relativ liberă a capului operatorului icircn timpul operării comparativ cu cea de la sistemele staţiilor analiticeIcircn privinţa dezavantajelor se pot menţiona următoarele aspectebull Trecerea prin faza de instruire ca operator icircn exploatarea fotogra grametrică stereoscopică familiară operării la sistemele staţiilor de lucru analiticebull Discutabil calitatea mai scăzută a obsevării stereoscopice decacirct cea oferită de sistemele analitice şi analogice unde este folosită observarea directă a imaginilor icircnregistrate pe filmPoate cel mai mare avantaj al staţiilor de lucru digitale este abilitatea lor de a suprapune grafic datele icircn mediul stereoscopic Icircn contextul generării unui model digital altimetric aceasta icircnseamnă că toate punctele de cotă şi chiar curbele de nivel pot fi suprapuse peste imaginea efectivă a formei terenului Abilitatea de a revedea datele existente datele noi şi datele modificate (schimbate) este facilă dacă toate acestea pot fi revăzute selectiv icircn aceeaşi afişare stereoscopicăTEMA 14 METODE DE OBŢINERE A MODELULUI GENERAL AL SUPRAFEŢEI DE REFLECTANŢĂ

ŞI A MODELULUI DIGITAL ALTIMETRIC AL TERENULUI SURSE DE DATE

- Introducere Definiţii Clasificarea modelelor 3DModel digital (numeric) al terenului (MDT) sau (MNT) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei terestre icircn scopul editării cartografice automate

bull Model digital (numeric) altimetric al terenului (MDAT) sau (MNAT)

Structuri de date altimetrice şi algoritmii necesari pentru descrierea altimetrică a suprafeţei topografice a terenului

bull Model digital al obiectului (MDO) Structuri de date digitale şi funcţiile modelului matematic utilizat pentru descrierea planimetrică şi altimetrică a suprafeţei unui obiect

Icircn principiu modelele 3D se icircmpart icircn trei clase independente funcţie de modul de reprezentare a datelor de bază icircn calculator precum şi de domeniul de utilizare a acestor modele

- Modele 3D reprezentate prin puncte- Modele 3D reprezentate prin suprafeţe- Modele 3D reprezentate prin elemente de volum- Modele 3D reprezentate prin metode hibride

14Utilizarea Tehnologiilor PAMSEvoluţia metodelor fotogrammetrice de culegere a datelor Fotogrammetria ca şi toate disciplinele legate de măsurătorile terestre a cunoscut icircn acest sfacircrşit de secol transformări esenţiale atacirct din punct de vedere al echipamentului de măsurare a tehnologiilor de

11

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii

prelucrare a măsurătorilor efectuate dar şi icircn ceea ce priveşte produsul final cerut de utilizator Definiţia fotogrammetriei a evoluat şi ea odată cu stadiul său de dezvoltare ştiinţifică şi tehnologică

Larga utilizare a fotogrammetriei s-a impus din următoarele considerenteicircnalta precizie de măsuraremarea productivitate a lucrărilor măsuracircnd nu obiecte ci imagini ale acestora operaţiile executacircndu-se icircn laboratormarea fidelitate a măsurătorilorposibilitatea de a obţine icircn timp scurt informaţii referitoare la obiectul de reprezentat indiferent de mărimea suprafeţeiposibilitatea de a studia obiecte şi fenomene fixe sau care se află icircn mişcare cercetarea obiectelor şi fenomenelor fără a fi icircn contact cu eleLucrări de cadastru executate cu ajutorul sistemelor fotogrammetriceRealizarea planurilor cadastrale digitale sistemelor fotogrammetriceRealizarea planului cadastral după orfofotoplanAerofotografiere are ca scop obţinerea de fotografii ale suprafeţei terestre care face obiectul studiilor şi cercetărilor de fotogrammetrie şi teledetecţie Pentru executarea acestor lucrări este necesar un echipament compus din camere pentru aerofotografiere diferite aparate şi instrumente anexe care se instalează pe platforme aeropurtate icircn majoritatea cazurilor avioane special amenajateUtilizarea tehnologiilor PAMS la executarea lucrarilor cadastraleO imagine vopseşte o mie de cuvinteldquo - imaginile preluate de pe pămacircntul nostru sunt suprafaţele nu numai care icircmbogăţesc cunoştinţele noastre actuale despre locul icircn cauză ci de cele mai multe ori ne reprezintă informaţii geospaţiale baza fundamentală pentru planificarea sarcinilor multiple şi procesele decizionaleCOMPONENTESmartOneC UAV (Unmanned Aircraft System)

motor electric (cca 45 minutes)pilot automat echipat cu sistem GPSde navigare

IMU (inertial measurement unit)modem radio bi-directionalcamera calibrata 10 Mpix (RGB)optional camera infrarosu

Echipamente terestre sistem telemetric bidirectional telecomandanotebook

SOFTWARE SmartOneC UAV pilot automat(declanseaza captura de imagini in functie de locatie)

Echipament terestru planificarea zboruluicontrolul misiuniiprocesare automata a imaginilorgeoreferentiere automata a imaginilor mozaicare

PAMS deschide noi posibilităţi pentru aplicaţii multiple şi ajută să sensibilizeze opinia publică sau private că are nevoie de date geospaţialeSe lărgeşte domeniul aplicaţiilor datelor geospaţiale imagini aeriene şi se pare că ldquoTehnologia PAMSldquo va da in mod firesc o ridicare suplimentară pentru industria geospaţialăRezultatele obţinute contribuie la cresterea serviciilor asigurate de angajatii din administratia publica si imbunatatirea procesului decizional oferind date corecte si la obiect in materie de amenajare durabila a teritoriului si care sa poată fi transferate si altor servicii publice cum ar fi electricitate furnizare de apa si canalizare distributie gaze si produse petroliere transport protectia mediului protectie civila

12

• 1 Consideraţii generale
• 4Problema generală şi problemele de bază ale fotogrammetriei analitice
• 7 Sistemul de coordonate al fotogramei
• ----Exploatarea stereogramelor terestre
• 81 ----- Camere fotogrammetrice terestre
• • 811 Camera stereofotogrametrică SMK-550808120 Carl Zeiss Jena
  • 811 Camera fotogrammetrică universală UMK-101318 Carl Zeiss Jena
  • • 101 Fotogrammetria arhitecturală
    • 102 Ridicările arhitecturale prin metode analogice
    • 1011 Filmul pentru razele X
    • 1012 Efectul dublei emulsii