fotogrametrie

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Fotogrammetria I

Conf. univ. dr. Vasile Grama

TEMA

Introducere, conceptul disciplinei

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Fotogrammetria I

Structura cursului

45 ore de curs (prelegeri) – 3 ore in saptamina

15 ore de aplicatii / siminar - 1 ora saptamina

30 ore laborator - 2 ore saptamina

Ponderea disciplinei - 6 c

Forma de evaluare – Examen

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Lectia 1 Continutul

•Notiuni, Definitii

•Scurt istoric

•Baze ale Fotogrammetriei

Lumina

Lentile

Fotografii, Imagini

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Lectia 1 Scopul

• Cunoasterea Profesorului (nume,

prenume, grad stiintific);

• Crearea ideiei generale despre

disciplina FOTOGRAMMETRIA;

• Structura Cursului;

• Obligatii, Exigente

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

Etnimologia cuvintului - FOTOGRAMMETRIE

Photogrammetry

Din greacă:

photos – lumină,

gramma – îngeristrare,

metron – masurare.

Definitie:

FOTOGRAMMETRIA – ştiinţa şi tehnologia care se

ocupă cu determinarea formei, dimensiunelor şi poziţiei

obictelor fizice şi a spaţiului înconjurător prin intermediul

imaginilor fotografice ale acestora.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

Definition - engleza

“Photogrammerty” - includes all those processes

concerned with the abstraction of numerical data from

photographs of all kinds.

Fotografia a inceput acum 200 ani.

Consta, include:

Ridicare aeiana: balon, platforme aeriene,

satellite etc

Inregistrare: grafica, fotografica, teledetectie,

digital etc.

Masurare: grafica, analogica, analitica,

digitala.

Principiu – prin doua fotograme, ce cuprind/contin

aceaisi suprafata de teren se poate determina pozitia

spatiala a fiecarui punct de pe suprafata.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

TELEDETECŢIE

complexul activităţilor legate de perceperea de la

distanţă a informaţiilor de către un senzor, de

transformare a acestora în imagine fotografică

convenţională (analogică, semnale digitale),

prelucrarea si vizualizarea cu ajutorul tehnicii de

calcul.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

Etape tehnologice ale fotogrammetriei:

• inregistrarea grafică, analogică, sau digitală folosind

radiatia electromagnetică sau alte forme de energie drept

purtător de informaţii;

• prelucrarea geometrică şi radiometrică ale imaginilor;

• interpretarea înregistrărilor sau rezultatelor obţinute

(formă numerică, grafică, digitală etc)

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

Fotogrammetrie si teledetectie

Photogrammetry and Remote Sensing

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

Fotogrammetria modernă acopera multiple domenii:

Imagini pasive – fotografii

Imagini active - imagini radar, ce provin din propria sursă

SCOPUL fundamental al Fotogrammetriei –

definirea riguroasă a relaţiilor geometrice dintre imagine

(fotograma) si spatiul obiect.

Odata determinat acest lucru, se poate deriva informaţia

integrală de pe aceasta imagine.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

Exista mai multe metode:

anologice - folosind aparatură si componente optice,

mecanice, si electronice;

analitice - aici se foloseşte modelarea matematică

procesarea digitală, metodă in creştere la zi;

Digitala – sisteme automatizate prin prisma tehnicii de

calcul

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

În funcţie de anumite criterii putem distinge

următoarele diviziuni ale fotogrametriei:

a)din punctul de vedere al tipului de aplicaţii

realizate:

Fotogrametria topografică – având drept scop

principal realizarea de hărţi şi planuri;

Fotogrametria netoporafică – cuprinde o sferă

largă de aplicaţii în cercetare, construcţii de maşini,

studiul comportării construcţiilor şi utilajelor în

exploatare, medicină, fizică, artă, arheologie, etc.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

b) din punctul de vedere al modului de preluare

al fotogramelor:

Fotogrametria terestră – axa de fotografiere este

orizontală, iar camerele fotogrametrice sunt

amplasate pe sol;

Fotogrametria aeriană – axa de fotografiere este

verticală sau înclinată, iar camerele fotogrametrice

sunt amplasate la bordul unor platforme aeriene.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

c) din punctul de vedere al modului de exploatare a

fotogramelor:

Fotogrametria planimetrică – determină dimensiunile şi

poziţia planimetrică a obiectelor, prin exploatarea individuală a

fotogramelor. Produse de bază – fotoplanul şi fotoschema.

Fotogrametria stereoscopică (Stereofotogrametria)-

permite măsurarea şi poziţionarea tridimensională a

obiectelor, prin exploatarea unui model stereoscopic virtual,

realizat în procesul de exploatare a unei stereograme (un

cuplu de fotograme succesive cu acoperire longitudinală de

aproximativ 66%). Principalele produse sunt: planul restituit,

ortofotoplanul, modelul digital al terenului sau al obiectului

studiat, etc.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Notiuni, Definitii

d) din punctul de vedere al modului de prezentare al

fotogramelor şi al tehnologiilor aplicate pentru

exploatarea acestora:

Fotogrametria analogică – exploatează şi prelucrează

imagini înregistrate sub formă analogică, pe un suport

material (sticlă, hîrtie, film) utilizând aparatură şi tehnici de

exploatare analogice.

Fotogrametria digitală – exploatează imagini digitale,

înregistrate direct pe suport electro-magnetic cu sisteme opto-

electronice sau obţinute prin scanarea unor fotograme

analogice. Prelucrarea şi exploatarea fotogramelor se

realizează digital, cu ajutorul staţiilor fotogrametrice digitale.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Scurt ISTORIC

Primele preocupari LEONARDO-da VINCI 1452-1519,

Henry Lambret – 1728 – 1777 conceptul intersectiei directiilor

conjugate in spatiu.

Dupa 100 ani – FOTOGRAMMETRIE

Louis Jaques Daguerre 1839 - prima fotografie, pe o placa de

metal.

Laussedat Aime 1851 – prima camera fotogrammetrică

1859 la Paris prima ridicare fotogammetrica

1884 primul fototeodolit

Ernnest Abbe (1840-1905) – legea lentilei,

Conditia Scheimpflug - principiu important la realizarea aparaturii

fotogrammetrice

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Scurt ISTORIC

Carl PULFRICH – metoda de masurare a celor trei dimensiuni din

stereomodel cu marca de masurare,

1901 – primul stereocomparator uzina Zeiss.

Henry Fourcade de origene Britanica -1904 prima harta intocmita

prin metode fotogrammetrice

1909 – s-a fondat prima asociatie de fotogrammetrie internationala,

profesorul austriac Eduard Dolezal,

1932 bazele fotogrammetriei analitice.

1923 uzina Zeiss – Stereoplanigraf – primul aparat analogic de

stereorestituie

Heinrich Wild (1877-1951) – fondeaza in Elvetia uzina Wild,

(aparatura geodezica, topografica, proiectia mecanica si ortogonala)

Kern – 1930 - stereoautograf

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Scurt ISTORIC

1931 Rusia – primul obiectiv de catre Russinov,

II razboi mondial – se dezvolta tehnologii

fotogrammtrice de navigatie

Divizare zona de est, si de vest a Europei.

Centrul de cercetare trece in SUA

1970 – FOTOGRAMETRIA ANALITICA, calculator.

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Scurt ISTORIC

1988, la Kyoto Japonia a foost prezentata prima statie

fotogrammetrica digitala de firma KERN (sistemul de

digitiyare aimaginii, sistemul de observare, interfata

utilizator, sistem de vizualizare grafica.

RM institul INGEOCAD, institutie specializata in

fotogammetrie.

BOLM – INFO

Cantemir – 1711 prima harta a Moldovei “Descriptio

Moldavia”. S-a tiparit 1937 in Olanda prin grija lui Antioh

Cantemir (51 X 38,5 cm)

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Scurt ISTORIC

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II Scurt ISTORIC

1860 - James

Black fototograf,

a realizat

imaginea Boston

Harbor prin

fotografiere din

balloon

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Fotogrammetria I

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Lumina – Light

Optica Geometrica (Lentilele) – Lens

Imaginea - Image

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

LUMINA

Reprezinta o forma de transmitere a energiei

aemenea unei vibratii, ce formeaza raza ondulatorie

de lumina

Unda de lumina se caracterizeaza prin LUNGIMEA de

unda si prin FRECVENTA

Viteza = Lungimea de Unda x Freventa

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

ENERGY SOURCE

Procesul in NATURA

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

VITEZA Luminii 299 000 km/s (constant)

Spectru vizibil al luminii este considerat cu

lungimea de unda - 0.40µm and 0.70µm

(µm este a milliona parte de metru)

Variatia lungimii de unda exprima cresterea

deferintierii COLORII

Ziua – lumina alba ce contine intreaga gama a

lungimilor de unda a luminii vizibile

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Legi ale opticii (referitoare la lumina):

Lumina traverseaza mediul prin linie dreapta.

Lumina se reflecta de pe suprafta plana neteda

astfel ca unghiul de incidenta este egal cu

unghiul de reflectie

Suprafta neteda

Raza reflectata Raza incidenta

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Devierea (refractie ) luminii are loc la trecere ei dintr-un

mediu in altul

Raza refrectata

Raza incidenta

Mediul

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Lentile

Lentila Simpla – disc circular cu suprafete optice

(sticla)

Axia lentile – linia care este normala la planul

lentillei (suprafetele ei) si trece prin centrul lentilei

Planul Focal

Axa Lentilei

Lentila

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Punctul de proiectie

Axa Optica

Distanta focala

Imaginea /Plan focal

Lentile

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Fotografii /Imagini

Traditional fotografiile/ imaginile se obtineau prin

intermediul emulsiei fotografice

Exista o gama larga de emulsii cu grad variat de

sensibilitate functie de lungimea de unda

Exemplu: Vegetatia agricola exprima tonuri deschise

pe fotografii

Coniferile exprima tonuri intunecate

Apa, conturarea apelor se exprima prin

tonuri intunecate pronuntate.

Tehnologia actuala colecteaza datele in format digital

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Ce este o imagine ?

Date organizate in retea de rinduri si coloane.

La vedere reprezinta suprafete geografice

X-axis

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Cum imaginile se obtin?

Este nevoie de a intelege unle concepte

teoretice:

Lumina de la soare se reflecta de pe

suprafata pamintului

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

A. Radiatia in atmosfera

B. Interactiv cu obiectul

C. Energia inregistratat si convertita de sensor

D. Receptia si procesarea E. Interpretarea si analizele

A

A

B

D

E

C

12

65

28

33

76

O schema a procesului de

fotogrammetrie/Teledetectie

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Intrebari ???

Fall 2005 Yongwei Sheng FEG 464 Photogrammetry II

Baze ale Fotogrammetriei

Necesar de a cunoaste raspunsurille la intrebarile

1. Etnimologia cuvintului - FOTOGRAMMETRIE?

2. Definitia fotogrametriei

3. Din ce consta si care e Principiul Fotogrammetriei

4. Ce este Teledetectia

5. Numiti etapele tehnologivce ale fotogrammetriei

6. Care este scopul fundamental al Fotogrammetriei

7. Numiti metodele fotogrammetrice aplicate

8. Diviziunile fotogrametriei din punctul de vedere al tipului de aplicatii executate.

9. Diviziunile fotogrametriei din punctul de vedere al preluarii fotogramelor.

10. Diviziunile fotogrametriei din punctul de vedere al exploatarii fotogramelor.

11. Scurte date din evolutia fotogrammetrie

12. Caracteristici din optica geometrica