fbpx

Фотограмметрия – всё, что нужно знать

Название происходит от греческих слов photos (свет), gramma (запись) и metreo (измеряю), что в вольном переводе означает измерение изображений объектов, записанных с помощью света. Если хотят подчеркнуть, что при измерении использовалось объёмное изображение объекта, то на основе греческого слова stereo (пространственный) такие измерения называют стереоскопическими или стереофотограмметрическими.

В наше время трехмерные технологии стали весьма востребованы в самых разных областях деятельности. 3D­моделирование является неотъемлемой частью современного мира и используется в

– Сельском хозяйстве
– Лесном хозяйстве
– Разведке и добыче полезных ископаемых
– Геодезии и картографии
– Инфраструктуре и транспорте
– Строительстве
– Экологии
– Энергетике и нефтегазе
– Безопасность дорожного движения

И многих других областях

Как это работает

Упрощенно  фотограмметрия – это процесс создания 3D-моделей из нескольких изображений одного объекта, сфотографированного с разных углов.

Эта техника совсем не нова, она намного старее современного процесса, и она широко использовалась в картографии и геодезии.

В 1852 году французский инженер Эмме Лосседа в процессе  создания плана местности Парижа получил первые перспективные снимки. Съемка была проведена с воздушного шара.

Фотограмметрия стала более популярной благодаря доступности из-за увеличения мощности компьютеров, возможности делать аэрофотоснимки местности с помощью беспилотников с камерой, и это позволило ей быстро распространиться в другие области.

Описание технологии

Большинство современных цифровых устройств имеющих камеру умеют сохранять дополнительную информацию в файл фотографии. Например координаты места съёмки полученные с приёмника GPS, тип камеры, условия и способы его получения и т. п.

Программой для получения карт или 3D модели эта информация извлекается и записывается в специальный файл где указывается: высота, угол поворота камеры, данные долготы и широты. Программа использует технологии машинного зрения и фотограмметрии для нахождения общих точек на фотографиях. В результате каждому пикселю на фотографии находится соответствие на других снимках.

Каждое соответствие становится ключевой точкой. Если точка найдена на трех фотографиях и более, программа вычисляет координаты этой точки в пространстве и сохраняет их. Чем больше таких точек, тем точнее определяются координаты точки в пространстве. Чем больше совпадений на разных фотографиях, тем точнее будет модель. Наложение снимков от 60 до 80% является оптимальным.

Пространственные координаты каждой точки вычисляются методом триангуляции: от каждой точки съемки к выбранной точке автоматически проводится линия зрения, и их пересечение дает искомое значение.

Кроме того, в фотограмметрии применяются алгоритмы, целью которых является минимизирование суммы квадратов множества ошибок. Обычно для решения используют алгоритм Левенберга — Марквардта — метод оптимизации, направленный на решение задач о наименьших квадратах. Являющимся альтернативой методу Ньютона. Может рассматриваться как комбинация последнего с методом градиентного спуска или как метод доверительных областей.

В процессе обработки фотографий создается облако точек (совокупность всех пространственных координат фотографируемой поверхности), которое может использоваться для генерирования полигональной сетки (жарг. меш от англ. polygon mesh) – совокупности вершин, рёбер и граней, которые определяют форму многогранного объекта.

В заключение вычисляется разрешение и определяется, какие пиксели на фотографии соответствуют какому полигону. Для этого 3D­ модель развертывается в плоскость и затем пространственное положение точки ставится в соответствие оригинальной фотографии для задания цвета.

Перспективы

Как и у всякой инновационной отрасли, у трехмерной фотограмметрии есть огромный потенциал для развития: строительство, социально­культурная сфера, компьютерные игры.

В данный момент мониторинг процесса строительства — весьма актуальная проблема. Уже несколько лет 3D­модель объекта строительства используют для отображения прогресса стройки. Например, готовая в срок часть объекта на модели отображается зеленым, находящаяся в процессе — желтым, к строительству которой еще не приступили — серым (или скрыта вовсе), а просроченная — красным. Однако эти данные могут быть необъективны, так как не показывают непосредственно строительную площадку, а определить общий прогресс по фотографиям, как правило, довольно тяжело.

Фотограмметрия предлагает инновационное решение этой проблемы. Используется БЛА, который по заданной траектории облетает строительную площадку и производит аэрофотосъемку объекта. Далее массив фотографий выгружается в один из программных комплексов и производится сборка актуальной модели. Установив период облета, будь то неделя или месяц, удается отследить объективный прогресс строительства, который можно использовать для отчетов начальству. С помощью ПО Pix4D можно даже сравнивать эти две модели и подсвечивать разницу в них.

Бесплатно скачать Pix4D

Чтобы получить ссылку на бесплатное скачивание программы Pix4D необходимо заполнить поле с Вашим e-mail. На указанный адрес мы отправим ссылку на бесплатное скачивание Pix4D. 

yuneecПолучать информацию о распродажах
и скидках YUNEEC Россия