luento 1 fotogrammetria prosessina.fotogrammetria –2005 maa-57.1010 maa-57.1030 maa-57.2050...

2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 1

Luento 1Fotogrammetria prosessina.


Maa-57.1030

• Fotogrammetrian perusteet (3 op)– Sisältyy geomatiikan koulutusohjelman

perusmoduuliin A1.

• Kurssin kuvaus– Stereofotogrammetria. Stereoskooppinen

kuvankäsittely. Geometriset perusteet:keskusprojektio, stereokuvaus, parallaksimittaus,stereomallien muodostaminen, 3Dkoordinaattimittaus stereomallilla. Kartoitus- jamittaussovellukset.


Ohjelma 2007

• Luennot– Henrik Haggrén, Petri Rönnholm, Anita Laiho-

Heikkinen ja Nina Heiska

• Harjoitukset– Hanne Junnilainen– Milka Nuikka, Heikki Kauhanen

• Tentti• Aikataulu

– Kurssi sisältyy 3. periodiin, 15.1-2.3.2007


Opetustavoitteet

• Kaikki se,– mitä jokaisen geomatiikan koulutusohjelman

opiskelijan vähintään tulee tietäästereofotogrammetrian kartoituskäytöstä,

– mitä fotogrammetriaa ja kaukokartoitustapääaineinaan opiskelevien tulee omaksuastereofotogrammetrian teoriasta ennenyleiskurssia, ja

– mitä mm. tieto- ja viestintätekniikan opiskelijattarvitsevat hyödyntäessään stereofotogrammetriaa3D kuvankäsittelyssä.


Luennot 2007

I. Fotogrammetria prosessinaII. StereokuvausIII. OrientoinnitIV. GeoreferointiV. Stereokuvauksen tarkkuusVI. IlmakuvausVII. StereokartoituskojeetVIII. KartoitussovelluksetIX. Muut sovelluksetX. Visualisointi


Harjoitusaiheet

1. Stereokuvan piirto2. Stereoelokuvan tekeminen3. Laskuharjoitukset4. Kuvauksen simulointi5. Ekskursio Espoon kaupungille


Luentoajat

• Luennot– maanantaisin 12-14, sali M1– keskiviikkoisin 8-10, Sali M1

• Aikataulu

PRNHPRHHALHHHHHPRHHHH

Ke14.2

Ma12.2

Ke7.2

Ma5.2

Ke31.1

Ma29.1

Ke24.1

Ma22.1

Ke17.1

Ma15.1

10987654321


Kirjallisuus

• Karl Kraus: Photogrammetry, Volume 1, Fundamentals andstandard processes, Dümmler, Bonn 1993– Luku 1. Introduction, s. 1-3– Luku 2. Preliminary mathematics, s. 4-28– Luku 3. Cameras, photography and planning in photogrammetry, s.

29-113– Luku 4. Stereo-restitution, s. 114-246– Luku 6. Orthophotography, s. 291-343

• Luennot 2007• Luentomonisteet 2005, soveltuvin osin, viitteet luennoilla

– Maa-57.300 Fotogrammetrian peruskurssi– Maa-57.301 Fotogrammetrian yleiskurssi


Luento 1

• Kurssin asema koulutusohjelmissa– fotogrammetria prosessina

• koulutusohjelmana• oppimispolkuna• toimintoketjuna• sovelluksena

– palautetaan mieliin fotogrammetrianperuskäsitteitä


Geomatiikan perusmoduuli

• A1– Teoriaa.– Yhteenveto, esim. kartoitusprosessista:

• ”Mitä jokaisen geomatiikan opiskelijan tulee vähintääntietää….?”

– Opiskelija valitsee joko geoinformatiikan taigeodesian ja fotogrammetrian, tai molemmat.


Ydinaines

Tiedot– Fotogrammetrinen mittausprosessi– Stereokuvan laskeminen– Stereokuvien mittatarkkuus ja kuvausten

suunnittelu– Perusteet kuvien ja 3D mallien orientoinneista– Fotogrammetriset mittauslaitteistot (analyyttiset,

digitaaliset)– Ilmakuvaus ja sopivan kuvamateriaalin hankinta– Stereomallin mittaus– Johdanto kartoitusprosessiin


Ydinaines

Taidot

– Stereokuvauksen suunnittelu– Stereokuvausten virhetarkastelu– Stereomittaus– Ilmakuvauksen suunnittelu

– Kuvan orientointien laskeminen (erikoistapaukset)


Täydentävä tietämys

Tiedot– Näyttötekniikat– Laserkeilaus– Kaksoissuhde

Taidot– Stereokuvien piirtäminen


• Theory• Insight to mapping processes

– ”What every geomatics student must know atleast from photogrammetry, remote sensing,cartography, and geoinformation techniques …?

• Students will choose either geoinformatics,or geodesy and photogrammetry, or both.

Geomatiikan perusmoduuli

A1


• Completing the candidate’s degree. Additionaltheory, introduction to applications.

• A candidate has a good insight on essential tasksof surveying. He has not detailed knowledge onsurveying expertise, but he is capable in findingout necessary information to carry out the tasks.

• The professional competence at this stagedepends also on chosen B1 and on freely chosencourses.

Geomatiikan jatkomoduuli

A2


• Real-estate economics– ”A land surveyors competence for ….”– will provide the parallel to proceed to general

application of real-estate economics (B2).

• Other options for B1-modules– media technology, information technology,

computer science…..

Geomatiikka ja kiinteistötalous

B1


Progressiivinen oppiminen

• Theory of constructive learning


Fotogrammetria 2006–

Maa-57.1010

Maa-57.1030

Maa-57.2050

Maa-57.3100

Johdanto

Perusteet

Yleiskurssi

Käytännönfotogrammetria

Digitaalinenkuvankäsittely

Maa-57.2060

Maa-57.3100

Digitaalinenfotogrammetria

I

Maa-57.3100

Analyyttinenfotogrammetria

I

Maa-6.xxx

Tasoituslasku

– piirteiden irroitus

– kuvien yhtensovitus

– 3D kohteen rekonstruointi

– matemaattiset mallit

– estimointiteoria

– koordinaattimuunnokset

– kartoitusprosessi

– ilmakuvaus ja laserkeilaus

– 3D ympäristön mallintaminen

– kameramalli

– kuvajoukko

– 3D kohdekoordinaattien laskeminen

– stereomalli

– stereoskooppinen esittäminen

– 3D mallikoordinaattienlaskeminen

– keskusprojektio

– valokuvaus

– kuvan tulkinta


Fotogrammetria –2005

Maa-57.1010

Maa-57.1030

Maa-57.2050

Maa-57.3100

Johdanto

Peruskurssi

Yleiskurssi

Käytännönfotogrammetria

Digitaalinenkuvankäsittely

Maa-57.2060

Maa-57.3100

Digitaalinenfotogrammetria

I

Maa-57.3100

Analyyttinenfotogrammetria

I

Maa-6.xxx

Tasoituslasku


Fotogrammetrian kursseista I

• Fotogrammetrian opintojaksoilla opitaantekniikat, joita käytetään kolmiulotteisenympäristön kolmiulotteiseen mallintamiseensovellusalueista riippumatta.

• Fotogrammetrian perusteissa ja yleiskurssillahankitaan fotogrammetrian tieteenalalleominaiset fysiikan ja matematiikanperustiedot, jotka liittyvät erityisestiympäristötiedon kolmiulotteiseen käsittelyyn.


Fotogrammetrian kursseista II

• Digitaalisen kuvankäsittelyn opintojaksotarjoaa perustiedot kuvamuotoisensignaalinkäsittelyn tekniikoihin.– Vastaava opintojakso voidaan suorittaa myös

lääketieteellisen fysiikan ja informaatiotekniikankoulutusohjelmissa.

• Fotogrammetrian käytännön jaerikoissovellusten kursseissa pääpaino onajankohtaisissa mittaus- jakartoitustehtävissä.


Geomatiikan jatkomoduuli

• A2– Kandidaattitutkinnon pää. Lisäteoriaa, mutta myös

sovellukset kulkevat mukana.– Kandidaatti suoriutuu maanmittausalan keskeisistä

tehtävistä ja on sisäistänyt niiden yleiskuvan.– Kandidaatille ei ole opetettu ammatillisia

yksityiskohtia, mutta hän pystyy hankkimaantarpeellisen tiedon tehtävän suorittamiseksi.

– Ammattitaito riippuu myös B1-valinnasta sekävapaasti valittavista opinnoista.


Geomatiikan syventävämoduuli

• A3 Fotogrammetria ja kaukokartoitus– Sovelluksia lisää.

• Tämän jälkeen voi tehdä bisnestä.

– Insinöörin taidot.• Projektin läpivieminen.

– Tutkijan alku• Kiinnostus tieteen tekemiseen.


Fotogrammetrian kursseista III

• Analyyttisen fotogrammetrian ja digitaalisenfotogrammetrian kurssit antavat syvällisettiedot– kolmiulotteista ympäristöä kuvaavien geometristen

ja radiometristen suureiden määrittämiseen, ja– kohteen mallintamiseen, sekä– havaintoihin sisältyvän epävarmuuden

hallitsemiseen, ja– tämän epävarmuuden arvioimiseen kohdemallilla.


Erikoismoduuli

• C Fotogrammetria– Tutkija

• Syventyminen teoriaan ja sovelluksiin.

– Diplomi-insinööri• Valmius tuotekehitykseen ja tutkimukseen.

– Bisnes-ihminen• Taloudellisten lainalaisuuksien sisäistäminen

maanmittausalan tuotantosovelluksissa jaliiketoiminnassa.

– ???


Fotogrammetriaajohdantokurssista

• Mitä tietoa kuvaamalla kyetään hankkimaan? Geometria jaradiometria?

• Milloin kuva on oikea tapa tiedonhankintaan?• Ortokuvaa voidaan käyttää mittapohjana, oikaisematonta kuvaa

ei! Miksi?!• Kuvien georeferointi käsitteenä.• Parallaksimittaus oikaistulta kuvalta?• Rakennuksen korkeuksia voidaan mitata myös yhdeltä kuvalta?

Milloin ei?• Stereokuvien yhdistäminen ja parallaksin mittaaminen

stereokuvalta.• Muutosten tulkinta: Nuuksion ilmakuva - GoogleEarth.• 2D-kuvamuunnokset ja kuvalta mittaaminen: Perusteisiin?• Mittakaava kuvilla.


Fotogrammetrinenmittausprosessi I

• Fotogrammetrinen mittausprosessi onvalokuvaamiseen perustuva peräkkäistentoimintojen ketju, jolla 3D kohteestatuotetaan geometrialtaan tulkittu 3D malli.

• Sen vaiheita ovat– kohteen kuvaaminen,– kuvien esikäsittely,– kuvien 3D tulkinta, ja– kohteen ja näkymän esittäminen 3D mallina.


Fotogrammetrinenmittausprosessi II

• Fotogrammetrian menetelmien kannaltatärkeimmät osatehtävät sisältyvätkuvien geometriseen käsittelyyn eliorientointeihin, joilla hallitaankoordinaatistomuunnokset kohteestakuville ja kuvilta edelleen 3D mallille.

• Soveltaminen– Off-line: Scene Reconstruction– On-line: Dimensional control


Orientoinnit

• Yhden kuvan– Sisäinen orientointi– Ulkoinen orientointi

• Kahden kuvan eli kuvaparin– Sisäinen orientointi– Keskinäinen orientointi– Absoluuttinen orientointi


Näkymän rekonstruointi


Fotogrammetrinen prosessi I


Fotogrammetrinen prosessi II


Fotogrammetrinen prosessi III


Ilmakuvaus

Laserkeilaus

Stereokuvaus

(Uwe Lohr, TopoSys)


Kuvien orientointi


Stereokartoitus

(Hannu Hyyppä, Petri Rönnholm, TKK)


3D mallinnus

(Arzu Çöltekin, TKK)

(Katri Koistinen, TKK)

luento 1 fotogrammetria prosessina.fotogrammetria –2005 maa-57.1010 maa-57.1030 maa-57.2050...

Documents