Αναλυτική Φωτογραμμετρία

Σχετικά έγγραφα
Αναλυτική Φωτογραμμετρία

ΦΩΤΟΓΡΑΜΜΕΤΡΙΑ ΙΙ ΕΠΑΝΑΛΗΨΗ. Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Φωτογραμμετρία ΙΙ Προσανατολισμοί φωτογραμμετρικώνεικόνων (Υπενθύμιση βασικών εννοιών- Αλγοριθμική προσέγγιση)

Αναλυτική Φωτογραμμετρία

Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Αναλυτική Φωτογραμμετρία

Στην ουσία η Φωτογραµµετρία: Χ, Υ, Ζ σηµείων Γραµµικό σχέδιο Εικονιστικό προϊόν

Απόλυτος Προσανατολισµός

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Χ, Υ, Ζ σηµείων. Εικονιστικό προϊόν

Ηδηµιουργία του στερεοσκοπικού µοντέλου περιλαµβάνει:

Φωτογραμμετρία II Άσκηση 3-Αεροτριγωνισμός Ανδρέας Γεωργόπουλος Σχολή Αγρονόμων & Τοπογράφων Μηχανικών

Φωτογραμμετρία II Ψηφιακή εικόνα. Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Τοπογραφικά Δίκτυα & Υπολογισμοί

5/3/2010. A. Στη δηµιουργία του στερεοσκοπικού µοντέλουέ B. Στη συσχέτισή του µε το γεωδαιτικό σύστηµα

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

Τοπογραφικά Δίκτυα & Υπολογισμοί

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

Φωτογραμμετρία II Το κυνήγι μιας ακτίνας. Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ Η ΣΥΝΟΡΘΩΣΗ ΤΩΝ ΟΡΙΖΟΝΤΙΩΝ ΔΙΚΤΥΩΝ (ΤΟ ΣΥΣΤΗΜΑ ΤΩΝ ΚΑΝΟΝΙΚΩΝ ΕΞΙΣΩΣΕΩΝ)

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Τηλεπισκόπηση - Φωτοερμηνεία

Λογισμός 3. Ενότητα 19: Θεώρημα Πεπλεγμένων (γενική μορφή) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Τοπογραφικά Δίκτυα & Υπολογισμοί

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Τοπογραφικά Δίκτυα & Υπολογισμοί

Αεροτριγωνισµός. Το βασικό πρόβληµα 13/4/2010

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

Μαθηματικά Και Στατιστική Στη Βιολογία

ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ. Λογισμός ΙΙ. Χρήστος Θ. Αναστασίου Τμήμα Μηχανικών Πληροφορικής ΤΕ

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Μέθοδος Ελαχίστων Τετραγώνων & Φωτογραµµετρία

Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης. Λογισμός 3 Ασκήσεις. Μιχάλης Μαριάς Τμήμα Α.Π.Θ.

ΜΑΘΗΜΑΤΙΚΑ ΓΙΑ ΟΙΚΟΝΟΜΟΛΟΓΟΥΣ

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ - ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ

Λογισμός 3. Ενότητα 18: Θεώρημα Πεπλεγμένων (Ειδική περίπτωση) Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Παράδειγμα συνόρθωσης οριζόντιου δικτύου

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπόλογιστές

Παράδειγμα συνόρθωσης οριζόντιου δικτύου

Εξισώσεις παρατηρήσεων στα τοπογραφικά δίκτυα

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 9: Ιδιότητες της κλίσης. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Τοπογραφικά Δίκτυα & Υπολογισμοί

Ιόνιο Πανεπιστήμιο - Τμήμα Πληροφορικής

Σχηματισμός κανονικών εξισώσεων δικτύου και το πρόβλημα ορισμού του συστήματος αναφοράς

Μαθηματικά και Φυσική με Υπολογιστές

ΕΛΛΗΝΙΚΗ ΔΗΜΟΚΡΑΤΙΑ Ανώτατο Εκπαιδευτικό Ίδρυμα Πειραιά Τεχνολογικού Τομέα. Συστήματα Αυτομάτου Ελέγχου. Ενότητα Α: Γραμμικά Συστήματα

Η έννοια και χρήση των εσωτερικών δεσμεύσεων

Θεωρία Πιθανοτήτων & Στατιστική

Κλασική Hλεκτροδυναμική

Υπολογιστικά & Διακριτά Μαθηματικά

Αριθμητική Ανάλυση. Ενότητα 1: Εισαγωγή Βασικές Έννοιες. Φραγκίσκος Κουτελιέρης Πολυτεχνική Σχολή Τμήμα Χημικών Μηχανικών

Σχεδίαση με Ηλεκτρονικούς Υπολογιστές

Μοντελοποίηση δικτύου μέσω εξισώσεων παρατήρησης

Η έννοια και χρήση των εσωτερικών δεσμεύσεων

ΒΟΗΘΗΤΙΚΕΣ ΣΗΜΕΙΩΣΕΙΣ

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

Σχολή Αγρονόµων Τοπογράφων Μηχανικών ΕΜΠ. Αποτυπώσεις Μνηµείων Υπεύθυνος Διδάσκων: Γεωργόπουλος Ανδρέας. Περί φωτογραµµετρίας

Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο

Λογισμός 3. Ενότητα 17: Απόδειξη Θεωρήματος Αντιστροφής. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Ειδικά Θέματα Γεωδαισίας- Μετατροπή τοπογραφικών διαγραμμάτων σε διαφορετικά συστήματα συντ/νων

Κλασική Ηλεκτροδυναμική Ι

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 9: Κίνηση Σε Πολικές Συντεταγμένες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑΔΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Λογισμός 3. Ενότητα 10: Παραγώγιση Διανυσματικών Συναρτήσεων. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΑ ΔΙΚΤΥΑ ΚΑΙ ΥΠΟΛΟΓΙΣΜΟΙ ΑΝΑΣΚΟΠΗΣΗ ΘΕΩΡΙΑΣ ΣΥΝΟΡΘΩΣΕΩΝ

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

ΣΥΝΑΡΤΗΣΕΙΣ ΠΟΛΛΩΝ ΜΕΤΑΒΛΗΤΩΝ- ΜΕΘΟΔΟΣ ΕΠΙΛΥΣΗΣ ΠΡΟΒΛΗΜΑΤΩΝ

Λογισμός 3. Ενότητα 8: Ιδιότητες της κλίσης, Κανόνας της αλυσίδας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

Αποτυπώσεις Μνημείων και Αρχαιολογικών Χώρων

Αυτοματοποιημένη χαρτογραφία

Οικονομετρία. Συστήματα συναληθευουσών εξισώσεων Το πρόβλημα της ταυτοποίησης. Τμήμα: Αγροτικής Οικονομίας & Ανάπτυξης. Διδάσκων: Λαζαρίδης Παναγιώτης

ΦΑΙΝΟΜΕΝΑ ΜΕΤΑΦΟΡΑΣ ΙΙ ΜΕΤΑΦΟΡΑ ΘΕΡΜΟΤΗΤΑΣ ΚΑΙ ΜΑΖΑΣ

Διεθνείς Οικονομικές Σχέσεις και Ανάπτυξη

Γενικά Μαθηματικά Ι. Ενότητα 13: Ακτίνα Σύγκλισης, Αριθμητική Ολοκλήρωση, Ολοκλήρωση Κατά Παράγοντες. Λουκάς Βλάχος Τμήμα Φυσικής

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΠΑΡΑΓΩΓΗΣ - ΡΟΜΠΟΤΙΚΗ

Ενότητα 8: Συναρτησιακά καμπύλων οι οποίες υπόκεινται σε δεσμούς. Νίκος Καραμπετάκης Τμήμα Μαθηματικών

Εφαρμογές Συστημάτων Γεωγραφικών Πληροφοριών

Μιγαδικός λογισμός και ολοκληρωτικοί Μετασχηματισμοί

ΤΕΧΝΟΛΟΓΙΑ, ΚΑΙΝΟΤΟΜΙΑ ΚΑΙ ΕΠΙΧΕΙΡΗΜΑΤΙΚΟΤΗΤΑ 9 Ο εξάμηνο Χημικών Μηχανικών

Εως τώρα εξοικειωθήκαµε (λίγο ως πολύ) µε τις παρακάτω έννοιες στη Φωτογραµµετρία:

Λογισμός 3. Ενότητα 12:Οι κλασικοί μετασχηματισμοί και ο κανόνας της αλυσίδας. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ

ΓΕΝΙΚΗ ΚΑΙ ΑΝΟΡΓΑΝΗ ΧΗΜΕΙΑ

ΑΝΟΙΚΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΪΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ. Λογισμός 3. Ενότητα 13: Τύπος του Taylor. Μιχ. Γ. Μαριάς Τμήμα Μαθηματικών

Στατιστική. 5 ο Μάθημα: Βασικές Έννοιες Εκτιμητικής. Γεώργιος Μενεξές Τμήμα Γεωπονίας ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ

Μηχανολογικό Σχέδιο Ι

ΣΥΣΤΗΜΑΤΑ ΗΛΕΚΤΡΙΚΗΣ ΕΝΕΡΓΕΙΑΣ ΙΙ

ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΣΤΟ ΣΧΕΔΙΑΣΜΟ ΤΟΥ ΧΩΡΟΥ. ΑΣΚΗΣΗ 3 η ΜΕΘΟΔΟΣ ELECTRE II ΠΑΡΑΔΕΙΓΜΑ ΕΦΑΡΜΟΓΗΣ. Υπεύθυνη μαθήματος Αναστασία Στρατηγέα Αναπλ. Καθηγ. Ε.Μ.Π.

Υπόγεια Υδραυλική και Υδρολογία

Transcript:

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Αναλυτική Φωτογραμμετρία Ενότητα # 6: Βασικά Φωτογραμμετρικά προβλήματα II Καθηγήτρια Όλγα Γεωργούλα Τμήμα Αγρονόμων & Τοπογράφων Μηχανικών

Άδειες Χρήσης Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons. Για εκπαιδευτικό υλικό, όπως εικόνες, που υπόκειται σε άλλου τύπου άδειας χρήσης, η άδεια χρήσης αναφέρεται ρητώς. 2

Χρηματοδότηση Το παρόν εκπαιδευτικό υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο «Ανοικτά Ακαδημαϊκά Μαθήματα στο Πανεπιστήμιο» έχει χρηματοδοτήσει μόνο τη αναδιαμόρφωση του εκπαιδευτικού υλικού. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του Επιχειρησιακού Προγράμματος «Εκπαίδευση και Δια Βίου Μάθηση» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκή Ένωση (Ευρωπαϊκό Κοινωνικό Ταμείο) και από εθνικούς πόρους. 3

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Βασικά Φωτογραμμετρικά προβλήματα II Ενότητα 6

Περιεχόµενα 6 ης ενότητας Το πρόβληµα του Σχετικού και του Απόλυτου προσανατολισµού σε βήµατα i. Γεωµετρία λήψης στερεοζεύγους ii. Επεξεργασία ζεύγους λήψεων iii. Το πρόβληµα του Σχετικού και απόλυτου προσανατολισµού σε βήµατα Σχετικός προσανατολισµός Απόλυτος προσανατολισµός iv. Αναλυτική επίλυση του προβλήµατος του Σχετικού προσανατολισµού ζεύγους εικόνων Προσδιορισµός παραµέτρων Σχετικού προσανατολισµού Προσδιορισµός συν/νων στερεοµοντέλου v. Αναλυτική επίλυση του προβλήµατος του Απόλυτου προσανατολισµού µοντέλου Προσδιορισµός παραµέτρων 3D µετασχηµατισµού Μετασχηµατισµός του στερεοµοντέλου 5

Στόχοι ενότητας Η κατανόηση του βασικού προβλήµατος του σχετικού προσανατολισµού ζεύγους επικαλυπτόµενων εικόνων (στερεοζεύγους) µέσω διαδικασίας συνόρθωσης Η κατανόηση του βασικού προβλήµατος του απόλυτου προσανατολισµού µοντέλου µέσω διαδικασίας συνόρθωσης 6

Λέξεις κλειδιά Σχετικός προσανατολισµός εικόνων Απόλυτος προσανατολισµός µοντέλου 7

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ i. Γεωµετρία λήψης στερεοζεύγους

Γεωµετρία λήψης στερεοζεύγους (1/2) Όπως ήδη αναφέρεται στην 4 η Ενότητα κατά τη λήψη στερεοζεύγους: Σε κάθε φωτογραφούµενο σηµείο P του χώρου δηµιουργείται το επιπολικό επίπεδο (Ο α Ο β Ρ), το οποίο τέµνει τις εικόνες κατά τις επιπολικές ευθείες (e α ) και (e β ) Z e α Y α p 1 p 2 P(X,Y,Z) e β ΕΠΙΠΟΛΙΚΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ X 9

Γεωµετρία λήψης στερεοζεύγους Κατά τη λήψη στερεοζεύγους: 1. Από σηµείο του χώρου P δύο ακτίνες, µέσω των κέντρων προβολής K 1 και K 2, δίνουν τα οµόλογα σηµεία p 1 και p 2 στα επίπεδα των εικόνων, 2. Τα σηµεία P, K 1, K 2 είναι συνεπίπεδα και ορίζουν το επιπολικό επίπεδο (e) Το επιπολικό επίπεδο (e) τέµνει τις εικόνες κατά τις επιπολικές ευθείες e 1 και e 2 ΕΠΙΠΟΛΙΚΗ ΓΕΩΜΕΤΡΙΑ 3. Οι δύο λήψεις πραγµατοποιούνται: (2/2) µε συγκεκριµένους εξωτερικούς προσανατολισµούς ως προς ένα ορισµένο σύστηµα αναφοράς, π.χ επίγειο σύστηµα µε ένα συγκεκριµένο σχετικό προσανατολισµό (= θέση και προσανατολισµό της 2 ης λήψης σε σχέση µε την 1 η ) 10

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ii. Επεξεργασία ζεύγους λήψεων

ii. Επεξεργασία ζεύγους λήψεων Ζητούµενο η αποκατάσταση της γεωµετρίας λήψης µε σκοπό τον προσδιορισµό σηµείων στο χώρο W α Ο α V α p α U α Ο β p β W β V β U β 1 Z p 1 Y p 2 P(X,Y,Z) X Εικόνες σε τυχαία θέση στο χώρο αδυναµία προσδιορισµού σηµείου στο χώρο Εικόνες στην ίδια σχετική και απόλυτη θέση που είχαν κατά τη στιγµή της λήψης (αποκατάσταση της γεωµετρίας λήψης του ζεύγους των εικόνων) δυνατότητα προσδιορισµού σηµείου στο χώρο 12

Αποκατάσταση της Γεωµετρίας λήψης στερεοζεύγους(1) 1.1 Οι απόλυτοι εξωτερικοί προσανατολισµοί των δύο λήψεων ως προς το εδαφικό σύστηµα αναφοράς είναι δυνατό να προσδιορισθούν µέσω φωτογραµµετρικών οπισθοτοµιών, εφόσον διατίθενται γνωστά σηµεία 1.2 Ο σχετικός προσανατολισµός των δύο λήψεων είναι δυνατό να προσδιοριστεί χωρίς να απαιτούνται γνωστά σηµεία ΣΥΝΘΗΚΗ ΣΥΝΕΠΙΠΕ ΟΤΗΤΑΣ- ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΣΧΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 1.3. Όταν οι εικόνες αποκατασταθούν στην ίδια σχετική θέση και προσανατολισµό, που είχαν κατά τη στιγµή των λήψεων δηµιουργείται το ΣΤΕΡΕΟΜΟΝΤΕΛΟ. η υπό κλίµακα και σε τυχαίο σύστηµα αναφοράς 3D αναπαράσταση-αναπαραγωγή του αντικειµένου, το οποίο απεικονίζεται σε ζευγάρι επικαλυπτόµενων εικόνων 1.4. Το στερεοµοντέλο µετασχηµατίζεται από το (x, y, z) σύστηµα µοντέλου σε επίγειο σύστηµα (Χ,Υ,Ζ) µε τη διαδικασία του ΑΠΟΛΥΤΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 13

Προσδιορισµός σηµείου P στο έδαφος (Χ,Υ,Ζ) σε βήµατα Οπισθοτοµίες (απαίτηση για γνωστά σηµεία εδάφους, τουλάχιστον 4 σε κάθε λήψη) Εµπροσθοτοµία Κατά τον εµπροσθοτοµικό προσδιορισµό σηµείου, ουσιαστικά υλοποιείται το επιπολικό επίπεδο (Ο 1 Ο 2 P) W O 1 V U O 2 V Z Οι δύο λήψεις πραγµατοποιούνται: Y µε συγκεκριµένους εξωτερικούς προσανατολισµούς ως προς ένα ορισµένο σύστηµα αναφοράς, π.χ επίγειο σύστηµα (Οπισθοτοµίες) µε ένα συγκεκριµένο σχετικό προσανατολισµό (= θέση και προσανατολισµό της 2 ης λήψης σε σχέση µε την 1 η ) X P 14

Αποκατάσταση της Γεωµετρίας λήψης στερεοζεύγους (2) 1.1 Οι απόλυτοι εξωτερικοί προσανατολισµοί των δύο λήψεων ως προς το εδαφικό σύστηµα αναφοράς είναι δυνατό να προσδιορισθούν µέσω φωτογραµµετρικών οπισθοτοµιών, εφόσον διατίθενται γνωστά σηµεία 1.2 Ο σχετικός προσανατολισµός των δύο λήψεων είναι δυνατό να προσδιοριστεί χωρίς να απαιτούνται γνωστά σηµεία ΣΥΝΘΗΚΗ ΣΥΝΕΠΙΠΕ ΟΤΗΤΑΣ- ΠΡΟΒΛΗΜΑ ΣΧΕΤΙΚΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 1.3. Όταν οι εικόνες αποκατασταθούν στην ίδια σχετική θέση και προσανατολισµό, που είχαν κατά τη στιγµή των λήψεων δηµιουργείται το ΣΤΕΡΕΟΜΟΝΤΕΛΟ. η υπό κλίµακα και σε τυχαίο σύστηµα αναφοράς 3D αναπαράσταση-αναπαραγωγή του αντικειµένου, το οποίο απεικονίζεται σε ζευγάρι επικαλυπτόµενων εικόνων 1.4. Το στερεοµοντέλο µετασχηµατίζεται από το (x, y, z) σύστηµα µοντέλου σε επίγειο σύστηµα (Χ,Υ,Ζ) µε τη διαδικασία του ΑΠΟΛΥΤΟΥ ΠΡΟΣΑΝΑΤΟΛΙΣΜΟΥ 15

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ iii. Το πρόβληµα του Σχετικού και Aπόλυτου προσανατολισµού σε βήµατα

Σχετικός και Απόλυτος Προσανατολισµός σε βήµατα Σχετικός και Απόλυτος προσανατολισµός σε βήµατα µε τελικό ζητούµενο τον προσδιορισµό σηµείου P(X,Y,Z) 1. Σχετικός προσανατολισµός Η επίλυση του προβλήµατος του Σ.Π αφορά σε ένα ζευγάρι επικαλυπτόµενων λήψεων και ολοκληρώνεται σε δύο βήµατα. 1.1 Υπολογισµός των απαραίτητων παραµέτρων για την αποκατάσταση της γεωµετρίας λήψης που ίσχυε κατά τη φωτογράφιση 1.2 ηµιουργία του στερεοµοντέλου 2. Απόλυτος προσανατολισµός Η επίλυση του προβλήµατος του Α.Π, αφορά σε ένα στερεοµοντέλο και ολοκληρώνεται σε δύο βήµατα. 2.1 Προσδιορισµός παραµέτρων 3D µετασχηµατισµού από το σύστηµα (x,y,z) του µοντέλου στο εδαφικό σύστηµα (X,Y,Z) 2.2 Μετασχηµατισµός του στερεοµοντέλου στο έδαφος βάσει του γνωστού πλέον µετασχηµατισµού 17

Σχετικός προσανατολισµός 1 p 1 p 2 Πρόβληµα σχετικού προσανατολισµού : προσδιορισµός της σχετικής θέσης και προσανατολισµού των δύο εικόνων όπως ήταν τη στιγµή της λήψης Z Y P(X,Y,Z) X Όταν προσδιορισθούν οι παράµετροι σχετικού προσανατολισµού οι ακτίνες Ο 1 p 1 και O 2 p 2 είναι συνεπίπεδες και εποµένως τέµνονται στο σηµείο P στο χώρο Το σηµείο Ρ είναι σηµείο του στερεοµοντέλου 18

1. Υπολογισµός των απαραίτητων 2 3 1 2 2 4 5 6 3 2 1 παραµέτρων Προκειµένου να αποκατασταθεί ο σχετικός προσανατολισµός ζεύγους εικόνων, οι προβαλλόµενες ακτίνες µέσω ζευγών οµολόγων σηµείων εξαναγκάζονται να τµηθούν στο χώρο δηµιουργώντας τα επιπολικά επίπεδα (ικανοποίηση συνθήκης συνεπιπεδότητας) 6 5 4 Υπολογισµός των απαραίτητων παραµέτρων για την αποκατάσταση της γεωµετρίας λήψης που ίσχυε κατά τη φωτογράφιση Ζεύγη οµολόγων σηµείων, τα οποία παρατηρούνται για την επίλυση του προβλήµατος του Σχετικού προσανατολισµού W R T β V β p α x b b x Ο β b bz y p β U β Όταν αυτό συµβεί, τότε οι δύο εικόνες τοποθετούνται στο χώρο µε την ίδια σχετική θέση και προσανατολισµό, που είχαν τη στιγµή της λήψης P 19

2. ηµιουργία του στερεοµοντέλου Φωτογραµµετρική εµπροσθοτοµία z y x p 1 p 2 Έχοντας αποκαταστήσει το σχετικό προσανατολισµό των δύο λήψεων, δηµιουργείται το στερεοµοντέλο, δηλαδή το αντίστοιχο 3D αντικείµενο, σε τυχαία κλίµακα, θέση και προσανατολισµό P i (x,y,z) 1.Για το κάθε σηµείο P i του στερεοµοντέλου, είναι δυνατός ο υπολογισµός των συντεταγµένων (x, y, z) στο σύστηµα αναφοράς του µοντέλου 2. Το στερεοµοντέλο είναι δυνατό να παρατηρηθεί στερεοσκοπικά µε τη βοήθεια των κατάλληλων διατάξεων 20

Απόλυτος προσανατολισµός 1. Προσδιορισµός παραµέτρων 3D µετασχηµατισµού από το σύστηµα (x,y,z) του µοντέλου στο εδαφικό σύστηµα (X,Y,Z) z y x 2. Μετασχηµατισµός του στερεοµοντέλου στο έδαφος βάσει του γνωστού πλέον µετασχηµατισµού z y x Z X Z X P(Χ,Υ,Ζ) 21

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ iv. Αναλυτική επίλυση του προβλήµατος του Σχετικού προσανατολισµού ζεύγους εικόνων Προσδιορισµός παραµέτρων Σχετικού προσανατολισµού Προσδιορισµός συν/νων στερεοµοντέλου

Επίλυση (1/2) Η επίλυση του προβλήµατος του σχετικού προσανατολισµού αφορά ένα ζεύγος λήψεων και ορίζεται ως εξής: Από τις παρατηρήσεις των συντεταγµένων (x, y ) των εικόνων Ν σηµείων του εδάφους σε στερεοζεύγος, προσδιορίζονται οι παράµετροι του σχετικού προσανατολισµού (β y, β z, κ, φ, ω) των δύο λήψεων Μαθηµατικό µοντέλο: εξίσωση συνεπιπεδότητας Επίλυση µέσω συνόρθωσης µε τη µέθοδο των µικτών εξισώσεων T T T wi + ai x - bαi vαi - bαi vαi= 0 Για Ν 6 δηµιουργούνται αντίστοιχα εξισώσεις 6 5 αγνώστους αυξάνονται δηλαδή οι βαθµοί ελευθερίας 23

Επίλυση (2/2) 1 2 1 2 Σηµεία Gruber : Τυπική διάταξη 6 σηµείων (ελάχιστος αριθµός) σε επικαλυπτόµενες εικόνες, τα οποία παρατηρούνται κατά τον Σχετικό Προσανατολισµό. Συνήθως παρατηρούνται Ν>6 σηµεία, στις θέσεις του σχήµατος 24

εδοµένα εισόδου ΣΧ εδοµένα εισόδου για τον προσδιορισµό των παραµέτρων σχετικού προσανατολισµού Παρατηρήσεις y b = j=1,2 i=1,2,.,n N Προσεγγιστικές τιµές παραµέτρων σχετικού προσανατολισµού x 0 Θεωρούµε επίσης ότι είναι γνωστά τα στοιχεία εσ. προσανατολισµού (x o, y o, f) της µηχανής λήψης και έχει προηγηθεί η αποκατάσταση του εσ. προσανατολισµού 25

Υπολογίζονται (1/2) 1. Με βάση τις τιµές των παρατηρήσεων y b = x y σηµείου στις λήψεις α και β και των προσεγγιστικών τιµών των παραµέτρων Σχ. Π. υπολογίζονται: 2. W i 3. Τα στοιχεία των πινάκων a it, b αi T και b βi T 4. m i = b αi T C αi b αi + b βi T C βi b βi 5. Τα στοιχεία των υποπινάκων N i και u i σύµφωνα µε τις σχέσεις N i = a i a i T και u i = a i 6. Η τελική κανονική εξίσωση -N x= u -(A T M -1 A) x = (A T M -1 w) σχηµατίζεται µε το θεώρηµα άθροισης των κανονικών εξισώσεων N=N 1 + N 2 +.+ N N u=u 1 + u 2 +.+ u N Eπανάληψη των βηµάτων 1,2,3,4,5 και 6 για όλες τις παρατηρήσεις και ολοκλήρωση του σχηµατισµού των όρων της εξίσωσης - Nx= u 7. Επίλυση x = -N -1 u 5x1 5x5 5x1 26

Υπολογίζονται (2/2) 8. Εκτίµηση = δβ y δβ z δκ δφ δω των διορθώσεων των αρχικών προσεγγιστικών τιµών x 0 β β κ 0 φ 0 ω 0 9. Προκύπτει ένα νέο διάνυσµα προσεγγιστικών τιµών παραµέτρων x 0 δβy β δβz β δκ κ 0 δφ φ 0 δω ω 0 και πραγµατοποιείται η 2 η επανάληψη (βήµατα 1-8) 10. Οι επαναλήψεις τελειώνουν όταν ικανοποιηθεί το κριτήριο σύγκλισης το οποίο αρχικά έχει τεθεί 11. Υπολογίζεται το διάνυσµα των εκτιµήσεων των αγνώστων παραµέτρων σχετικού προσανατολισµού β y β z κ φ ω 27

Προσδιορισµός συν/νων στερεοµοντέλου W β V β Λήψη Ο α Λήψη Ο β Ο α p α x b bx by p β bz U β Χο α =Υο α =Ζο α =0 ω α =φ α =κ α =0 Θέτοντας bx =1= Χο β by= β y by = βy=υο β bz= β z bz = βz=ζο β P i ω= ω β φ=φ β κ= κ β Οι συν/νες µοντέλου (x,y,z) i ενός σηµείου P i προσδιορίζονται µε εφαρµογή εµπροσθοτοµίας από τις παρατηρήσεις p αi, p βi και τις γνωστές τιµές παραµέτρων εξ.προσανατολισµού των λήψεων Ο α και Ο β ως προς το σύστηµα (x,y,z), οι οποίες αναλυτικά είναι: 28

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ v. Αναλυτική επίλυση του προβλήµατος του Σχετικού προσανατολισµού ζεύγους εικόνων Προσδιορισµός παραµέτρων 3D µετασχηµατισµού Μετασχηµατισµός του στερεοµοντέλου

Επίλυση προβλήµατος Η επίλυση του προβλήµατος του απόλυτου προσανατολισµού αφορά ένα στερεοµοντέλο και ολοκληρώνεται σε δύο βήµατα. Z z y x i. Προσδιορισµός παραµέτρων 3D µετασχηµατισµού από το σύστηµα (x,y,z) του µοντέλου στο εδαφικό σύστηµα (X,Y,Z) ii. Μετασχηµατισµός του στερεοµοντέλου στο έδαφος βάσει του γνωστού πλέον µετασχηµατισµού X 30

Το πρόβληµα (1/2) Η επίλυση του προβλήµατος του απόλυτου προσανατολισµού αφορά ένα στερεοµοντέλο j και ορίζεται ως εξής: Από τις παρατηρήσεις των συντεταγµένων (x, y,z ) i για i=1,2, N σηµείων στο µοντέλο των οποίων οι συν/νες (Χ, Υ, Ζ) i είναι απόλυτα γνωστές στο έδαφος να υπολογιστούν οι παράµετροι µετασχηµατισµού k, θ x, θ y, θ z, x o, y o z o των συντεταγµένων µοντέλου σε εδαφικές συν/νες Μαθηµατικό µοντέλο: 3D µετασχηµατισµός οµοιότητας x y z i = k R 1(-θx) R 2(-θy) R 3(-θz) X Y Ζ i + x o y o z o Επίλυση µέσω συνόρθωσης µε τη µέθοδο των εξισώσεων παρατηρήσεων βάσει της γραµµικοποιηµένης εξίσωσης b ji = A ji x j + v ji 3x1 3x7 7x1 3x1 Για Ν 3 δηµιουργούνται αντίστοιχα εξισώσεις 9> 7 αγνώστους 31

Το πρόβληµα (2/2) Οι όροι της εξίσωσης b ji = A ji x + v ji αναλυτικά είναι x x y y z z 0 i = x x ji δk δθ x δθ y δθ z δx o δy o δz o j + v x v y v z i H παραγώγιση των εξισώσεων του 3D µετασχηµατισµού οµοιότητας και η αναλυτική έκφραση όλων των στοιχείων του πίνακα A ji δίνονται στο ερµάνης A. (1990) Ενδεικτικά δίνεται το στοιχείο y = sinθ x y i yo cos θ x zi zo 32

εδοµένα εισόδου ΑΠ εδοµένα εισόδου για τον προσδιορισµό των παραµέτρων απόλυτου προσανατολισµού 1. Παρατηρήσεις y b = x y i=1,2, N 2. Απόλυτα γνωστές συν/νες (Χ, Υ, Ζ) i i=1,2, N 3. Προσεγγιστικές τιµές παραµέτρων απόλυτου προσανατολισµού x 0 = k 0 θ θ θ x o y o z o T 33

Υπολογίζονται (1/3) 1. Με βάση τις προσεγγιστικές τιµές των παραµέτρων του Α.Π. υπολογίζεται ο προσ. πίνακας στροφής R 0 2. Με βάση τις τιµές των παρατηρήσεων y b = x y του σηµείου p i στο µοντέλο j και των γνωστών εδαφικών συν/νων Χ,Υ,Ζ του σηµείου P i στη βασική εξίσωση παρατήρησης b ji = A ji j + v ji υπολογίζονται 1. Ανηγµένες παρατηρήσεις b ji = (y b -y 0 ) ji 2. Πίνακας σχεδιασµού A ji = x x j 3. Υπολογίζονται τα αντίστοιχα στοιχεία = T P και = T Pb ji των πινάκων της τελικής κανονικής εξίσωσης j j j 34

Υπολογίζονται (2/3) 4. Η τελική κανονική εξίσωση j j j σχηµατίζεται µε το θεώρηµα άθροισης των κανονικών εξισώσεων j = N j1 + N j2 +..N jn j = u j1 + u j2 +..u jn 5. Eπανάληψη των βηµάτων 2,3,4 για όλα τα σηµεία και ολοκλήρωση του σχηµατισµού των όρων της εξίσωσης j j j 6. Επίλυση x j = j 7x1 7x7 7x1 7. Εκτίµηση x j = δk δθ δθ δθ δx o δy o δz o T των διορθώσεων των αρχικών προσεγγιστικών τιµών x 0 = k 0 θ θ θ x y z j T 35

Υπολογίζονται (3/3) 8. Προκύπτει ένα νέο διάνυσµα προσεγγιστικών τιµών x 0 δk k 0 δθ θ δθ θ δθ θ δx o x δy o y δz o z και πραγµατοποιείται η 2 η επανάληψη (βήµατα 1 8) 9. Οι επαναλήψεις τελειώνουν όταν ικανοποιηθεί το κριτήριο σύγκλισης, το οποίο µπορεί να αφορά: στον αριθµό των επαναλήψεων ή/και στην τάξη µεγέθους των διορθώσεων 10. Υπολογίζεται το διάνυσµα των εκτιµήσεων των αγνώστων x = k θ θ θ x y z j T 36

Μετασχηµατισµός z y x Μετασχηµατισµός του στερεοµοντέλου στο έδαφος βάσει του γνωστού πλέον µετασχηµατισµού Z X P(Χ,Υ,Ζ) 37

Ερωτήσεις 6 ης ενότητας (1/2) 1. ώστε τον ορισµό του προβλήµατος του Σχετικού Προσανατολισµού 2. Σε ποιά συνθήκη βασίζεται η επίλυση του προβλήµατος του Σ.Π. Ποιά η φυσική σηµασία 3. Ποιές είναι οι φωτογραµµετρικές παράµετροι οι οποίες εµπλέκονται στην εξίσωση συνεπιπεδότητας 4. Πόσα ζεύγη οµολόγων σηµείων παρατηρούνται για την επίλυση του Σ.Π και γιατί 5. Έχοντας προσδιορίσει τα στοιχεία του ΣΠ, µε ποιά διαδικασία υπολογίζονται οι συν/νες σηµείων στο στερεοµοντέλο 6. Πώς καθορίζεται η κλίµακα του στερεοµοντέλου 7. Ποια είναι τα δεδοµένα εισόδου προκειµένου να εκτελεστεί ένα λογισµικό επίλυσης Σ.Π 8. Τι ονοµάζουµε επιπολικό επίπεδο, επιπολικές ευθείες και επίπολα. ώστε σχήµα 9. Ποιά η χρησιµότητα της επιπολικής γεωµετρίας στη Φωτογραµµετρία 10. Ποιά είναι η σχέση η οποία συνδέει τον πίνακα R T του Σ.Π µε τους πίνακες R Kα και R Κβ των Ε.Π των δύο λήψεων ως προς το εδαφικό σύστηµα αναφοράς 38

Ερωτήσεις 6 ης ενότητας (2/2) 11. ώστε τον ορισµό του προβλήµατος του Απόλυτου Προσανατολισµού 12. Ποιές παράµετροι προσδιορίζονται κατά την επίλυση του Απόλυτου προσανατολισµού µοντέλου 13. Ποιό είναι το µαθηµατικό µοντέλο βάσει του οποίου επιλύεται το πρόβληµα του Α.Π 14. Ποιός είναι ο ελάχιστος αριθµός Ν γνωστών σηµείων (Χ,Υ,Ζ) ο απαραίτητος για την επίλυση του προβλήµατος του Α.Π και γιατί 15. Ποιά διαδικασία ακολουθεί την επίλυση του Α.Π 16. Ποιά είναι τα δεδοµένα εισόδου προκειµένου να εκτελεστεί ένα λογισµικό επίλυσης Α.Π 39

ΑΡΙΣΤΟΤΕΛΕΙΟ ΠΑΝΕΠΙΣΤΗΜΙΟ ΘΕΣΣΑΛΟΝΙΚΗΣ ΑΝΟΙΧΤΑ ΑΚΑ ΗΜΑΙΚΑ ΜΑΘΗΜΑΤΑ Τέλος Ενότητας Επεξεργασία: Βασιλική Φραγκουλίδου Θεσσαλονίκη, Χειμερινό Εξάμηνο 2013-14