C1: IntroducereDefinitia Fotogrammetriei:Termenul de fotogrammetrie: -photo = lumina -gram = grafica -metry = masuraSocietatea Americana de fotogrammetrie si teledetectie (ASPRS) defineste fotogrammetria ca fiind:Stiinta si tehnica de obtinere a informatiei despre obiecte fizice si despre mediul inconjurator prin procesele de inregistrare, masurare si interpretare a imaginilor si a tipurilor de energie la diota electromagnetica si de alte fenomene.Pe de-a lungul vremii diversi autori au dat in functie de evolutia fotogrammetriei mai multe definitii. In contextul dezvoltarii componentelor hard si soft din grafica computerizata a domeniilor informaticii , analizei imaginilor, prelucrarii imaginilor, producere a hartilor digitale, sisteme GIS. Se foloseste tot mai mult termenul de Geoinformatica care este si in fotogrammetrie.Geoinformatica se refera la toate tehnicile si metodele de culegere, prelucrare si redare a informatiilor terestre.Diferenta dintre metodele de culegere a datelor topografice si fotogrammetrice este aceea ca in fotogrammetrie masuratorile se fac pe fotograme , prelucrarea acestor ducand la obtinerea planului sau hartii.Geoinformatica este stiinta si tehnologia care se ocupa cu structurarea si caracterul informatiilor spatiale, de preluare de clasificare si stocare , de afisare incluzand infrastructura necesara pentru asigurarea folosirii acestor informatii sau este arta, stiinta si tehnologia care se ocupa cu achizitia, stocarea, procurarea geoinformatiilor.Fotogrammetria este stiinta si tehnica de determinare a formelor si dimensiunilor obiectelor pe baza imaginilor acestora. Aceste imagini se numesc fotograme.Fotogramele sunt inregistrari succesive ale obiectelor sau suprafetei terestre din puncte diferite ale spatiului astfel incat intre 2 fotograme alaturate sa existe zone de acoperire comune.

Doua fotograme cu zona de acoperire comuna se unesc ?stereopesedu?.Stereofotogrametria poate fi aeriana atunci cand inregistrarile se fac cu camere montate pe avion sau terestra atunci cand imaginile sunt preluate de la nivelul solului.Initial fotogrammetria a fost folosita pentru obtinerea planurilor si hartilor din fotograme aeriene dar in ultimult timp aceasta tehnologie este aplicata la masurarea si determinarea obiectelor de pe suprafata pamantului cum ar fi: -obiecte cu : -forma regulata -in miscare -dimensiune mare -in zone inaccesibileExista 3 metode de masurare a fotogramelor: -Analogica -Analitica -DigitalaFotogrammetria analogica se bazeaza pe proiectia imaginilor prin masurarea stereoplanelor.In fotogrammetria analogica stereoploterele se utilizeaza pentru masurarea de fotograme, aparate cu constructie mecanica la care pentru orientarea fotogramelor alaturate, in vederea extragerii de masuratori din continutul acestora, se actioneaza miscarea ?parghiei manivele? in care sa asezam fotogramele.O pereche de imagini este plasata in stereoplottere sub forma dispozitivelor. Ambele imgaini sunt proiectate, iar razele corespondente sun intersectate astfel in cat sa formeze un stereomodel. Dezvoltarea calculatoarelor a permis dezvoltarea fotogrametriei cu ajutorul softurilor speciale destinate fotogrammetriei, se pot masura pante , imagini care se pot determina in coordonate reale in spatiul obiect.Pornind de la aceasta idee Fotogrammetria este stiinta si tehnica care realizeaza obtinerea fotogramelor central-perspective asupra obiectelor de masurat si apoi extragerea din aceste imagini a proiectiilor ortogonoale ca de exemplu : lacuri, balti; sub forma grafica sau sub forma:

C2: Bazele geometrice ale fotogrammetriei

Fotointerpretarea este un procedeu complex de recunoastere a formelor diverselor detalii care se face de specialisti in diverse domenii.Interpretarea se face in functie de natura specializarii si din acest motiv se poate spune ca nu este posibil de a instrui specialisti de fotointerpretare in domeniu.Fotointeroretarea unei zone este un efort de echipa unde fiecare specialist isi aduce contributia sa. Rezultatele finale ale masuratorilor fotogrametrice pot fi coordonate ale punctelor obiect masurate, harti tematice sau topografice, ortofoto imagini, ortofotoharti.In evolutia fotogrammetriei se poate spune ca este vorba de un decalaj tehnologic intre cele mai recente dezvoltari ale tehnologiei si punere in aplicare a acestei tehnologii pentru obtinerea produselor fotogrammetrice. O serie de institutii sunt implicate in procesul de dezvoltare a echipamentelor necesare prelucrarilor fotogrametrice.Noile descoperiri au fost facute de diversi specialisti in acest domeniu care au dezvoltat sisteme functionale care au fost aplicate in diverse domenii. Intre cercetare si dezvoltare exista unele similitudini, diferenta majora este faptul ca rezultatele activitatii de cercetare nu sunt cunoscute dinainte, in schimbul obiectelor de dezvoltare sunt precis definite din punc de vedere al specificatiilor produsului, timp de obtinere si costuri.Fotogrammetria si teledetectia sunt 2 domenii anexe. Acest lucru este specificat si reflectat in cadrul organizatiilor nationale si internationale.Societatile internationale de fotogrammetrie si teledetectie ASPRS este o ogranizatie dedicata dezvoltarii fotogrammetriei si teledetectiei.Diferentele de principiu dintre fotogrammetrie si teledetectie se refera la tipul de produse, in timp ce fotogrammetristul face determinari de harti si punctele tridimensionale, specialistii in teledetectie analizeaza si interpretaza imagini pentru pentru obtinerea de informatii despre suprafata pamantului. Ambele discipline sunt legate de sisteme de informare geografice in care aceste discipline ofera date GIS, punctele de detaliu sunt obtinute sub forma de harta digitala:Clasigicarea fotogramelor: In functie de evolutia ei , se clasifica: fotograma analogica, analitica si digitala. In functie de distanta la care se preia imaginea: fotograme de la mare distanta sau mica distanta. In functie de preluarea imaginii: fotograma aeriana si terestra.Fotograma aeriana are aplicatii in obtinerea de ortofotoharti.Fotograma terestra utila pentru obtinerea de modele spatiale, modele de elevatie pentru inginerii civili, arhitecti, geologi, etc.Dupa continutul efectiv al fotogramei se disting aspecte catitative si calitative. Cele cantitative se refera la precizia de masurare, iar cele calitative se refera la fotointerpretare (interpretarea datelor ).Fotograma analogica foloseste componente, aparate cu constructie optico-mecanica si permit obtinerea de modele pentru masurat.Fotograma analitica determinarile se fac prin calcul matematica prin folosirea masuratorilor imagine calate initial. Datele initiale de baza in cadrul fotogramei analitice si analogice sunt fotocoordonatele (x,y); datele finale sunt coordonate geodezice, x,y,z ale punctelor masurate, elementele de orientare, harti tematice, modele digitale, ortofotoharti.Fotograma digitala aplica solutiile analitice pe imagini digitale, poate folosii si tehnici de procesare digitala precum si cele de computer vision, foloseste asa numita statie fotogrametrica. Societatea ASPRS defineste statia fotogrametrica ca totalitatea compnentelor hard si soft pentru obtinerea unui produs fotogrametric din imaginile digitale folosind tehnici automate sau manuale. 2. Definite. Procese. ProduseScopul de a simplifica intelegerea unei diferente abstracte si pentru o intelegere rapida a domeniului fotogrametriei.Datele de intrare sunt caracterizate de procesul de inregistrare a energiei radiante sub forma radianta. Datele de iesire sunt generate de procesul fotogrammetric.Achizita datelorPrelucrarea fotogramelorProduse

-Camera fotogrammetrica-> fotograma-> scanarea-> senzor-> imagine digitala-rectificarea-> ortofotoproiectia-> comparator-> stereoplotter-> plotter analitic-> statia de lucru fotogrammetrica- imagini rectificate-> ortofotoimagini->puncte->DEM (model digital al terenului, profile, harti, suprafete )

3. Culegerea datelor

Se refera la obtinerea de informatii fiabile despre proprietatile suprafetelor obiectelor. Acest lucru se realizeaza fara contact cu obiectele prin masurarea pe imaginea obiectului. Inregistrarile fotogramei contin diverse tipuri de informatii: geometrice, fizice, semantice si temporare. Cele geometrice implica pozitia spatiala si forma obiectelor, aspectul cel mai important in fotogrammetrie. Informatiile fizice se refera la proprietatile fizice ale radiatiilor: radiatia cu energie, lungimea de unda stabileste in functie de metoda fotogrametrica folosita si intocmirea unor schite de repreaj pentru a putea fi usor identificate pe imagini.Produsele fotogrammetriei se impart in 3 categorii: fotograme, harti, produse.Produsele fotogrammetriei sunt derivate din imaginile unice sau mozaicuri de imagini ce se suprapun. Pentru a putea fi utilizate in scopuri fotogrammetrice, fotograma trebuie rectificata. Fotomozaicurile sunt frecvent utilizate ca baza de studii de planificare generala. Ortofotohartile sunt din ce in ce mai folosite, exista posibilitatea obtinerii prin fotograme digitale (cea mai utilizata metoda ).Aerotriangulatia care permite determinarea pozitiei spatiale ale punctelor determinate prin imagini in sistemul de coordonate ale punctelor de reper.Profilele si sectiunile transversale sunt produse tipice pentru proiecte in cazul determinarilor pentru constructii unde este necesara calcularea cantitativa sau volumul excavatiilor.Cea mai utilizata metoda este reprezentarea pe DEM.Hartile- cel mai important produs al fotogrammetriei, sunt produse la diferite scari si anumite detalii pot contine elementele de planimetrie si date despre relief precum si harti tematice.

CURS 3Istoria fotogrametriei1 ) Fotogrametria aeriana :-A fost o idee conceputa si pusa in practica de catre Gaspard Felix , un journalist francez cunoscut sub pseudonimul de Nadar - in 1958 un francez Bois de Bologne realizeaza posibilitatile de aplicare a fotog. aeriene la realizarea hartilor si planurilor.-un alt pioneer al fotogrametriei si unul din cei mai importanti este Aime Loussedat , a conceput metoda grafica pt intersectiile linilor de vizare , din fotograme , principiu numit iconometria, pp. imbunatatit adaugand la un aparat foto si un teodolit .

Etapa I de realizare a fotogrametriei a fost numita experiment cu realizari in fotogrametria terestra , preluarea imaginilor din balon , zmee si alte platform de zbor.-1827 Niepce prima fotografie-1839 Dagnerre inventeaza un aparat care l a botezat dupa numele lui ,, dagerotipul care se folosea pt fixarea imaginii.-1849 Laussedat foloseste fotografiile terestre pt cartografiere-1851 prima metoda fotogrametrica ( Laussedat )-1858 primele fotografii aeriene din balon de catre Nadar -1858 Labrecht Maydeubaner dezvolta tehnicile fotogrametrice pt obtinerea releveelor de arhitectura si infinteaza primul institutfotogrametric ,, Royal Prussion Photogrametric Institute -1889 primul manual de fotogrametrie publicat de Koppe 1896 Eduard Gaston si Daniel Devil prezinta primul instrument stereotopic pt realizarea hartilor;1897 Feodor Scheimpflug inventeaza dubla proiectie

A doua generatie de dezvoltare a fotogrametriei este denumita Fotogrametrie analogicaSe caracterizeaza prin stereofotogrametriei de catre pulfrich 1901 -dezvoltarea stereofotog. A dus la construirea celor mai importante aparate care s-au utilizat stereoplotere ;-primul stereoploter fiind construit in 1908 de catre Orel;-principalele metode si tehnici ce s au utilizat si inca se utilizeaza in fotogrametria aeriana au fost dezvoltate in perioada celor 2 razboaie mondiale -instrumentele de rectificare analogical si stereoploterele s au dezv si au fost utilizate pe scara larga a i fotogrametria s a impus ca si topografia si devine eficienta prin dezvoltarea metodelor de cartografiere.-teoria matematica de baza pt redresarea fotogramelor , mozaicarea, extragerea coord punctelor de detaliu topografice a fost cunoscuta , dar cantitatea de calcul necesara a presupus solutii numerice si prin urmare toate eforturile au fost orientate spre metodele analitice .

Principalele realizari ale etapei analitice au fost :-1901 Pulfrich creaza primul stereocomparator , revolutioneaza cu acest aparat obtinerea hartilor din stereoperechi de imagini -1910 se infinteaza ISPRS ( International society for Photogrametry and remote sensing ) de catre Eduard Dolezer-1913 primul congres -1964 primul test architectural cu camera stereometrica inventata de catre Carl Zeiss-1968 primul simpozion internat pt aplicatii fotogrametrice la monumentele istorice 1970 se infinteaza CIPA ( Comitetul international de fotogrametrie arhitecturala ) in cooperare cu ISPRS

Odata cu aparitia calculatorului , fotogrametria analitica permite rezolvarea tuturor problemelor fotogrametrice, cu singura observatie ca extragerea , masurarea pe fotograme se facea cu aparate massive.- Primul program de compensare a blocurilor de fotograme bazat pe fascicule ,, met fasciculelor a fost dezvoltat de Bromen .- o alta metoda de compensare bazata pe modele independente sub forma unui program de calculator de catre Ackermann - ploterul analitic este o alta inventie a acestei etape - ploterele analitice au fost folosite prima data de catre Uki Helava- in anii 70 ploterele analitice revolutioneaza fotogrametria , permit aplicarea metodelor complexe cum ar fi : aerotriangulatia , compensarea in bloc , utilizarea camerelor ermetice ;

- In anii 80 apar inbunatatiri ale componentelor hard si soft , putandu se vorbi de urmatoarea etapa digitala ;-primul system commercial dezvoltat pt fotogrametria digitala : Kern DSP 1 in 98 -7780 $-dezvoltarile recente in fotogrametria digitala se refera la dezvoltarea senzorilor digitali : scanere , lucru ce a dus la inbunatatirea camerelor fotogrametrice , - se folosesc imagini de mare rezolutie satelitare , se dezvolta statiile de lucru fotogrametrice , platformele intergrate de scanare .

A IV generatie de fotogrametrie digitala este in curs de dezvoltare , diferenta fata de celelalte este aceea ca imaginile utilizate sunt imagini digitale preluate sub forma digitala sau preluate prin scanare .-statiile fotogrametrice au dispositive de stocare a fotogramelor de mari dimensiuni si de prelucrare in timp real a imaginilor digitale .-trecerea de la fotogrametria analogical la cea analitica si la cea digitala nu a avut ca rezultat principia noi , chiar in cazul celor mai evaluate imbunatatiri , schimbandu se tehnologia .

Istoricul fotogrametriei digitale este istoricul a 3 domenii : senzori digitali , calculatoare electronice si softuri fotogrametrice ;

A ) Dezv senzorilor digitali :- trecerea de la fotogrametria analitica la cea digitala s a facut cu dezvoltarea senzorilor digitali , folositi la construirea camerelor fotogrametrice digitale- preluarea imaginilor se poate face in mod direct si stoca pe un mediu de stocare si transferal in calculatoare pt prelucrari ulterioare .-imaginile analogice pot fi transformate sau convertite in imagini digitale tot cu ajutorul senzorilor digitali ;- cei mai cunoscuti senzori folositi la camerele fotogrametrice :CCD Charge compled deviceCMOS - Complementary metal oxid semiconductor

B) Dezv calculatoarelor :- Referat !!!!

C) Dezvoltarea softurilor fotogrametrice :1955-1981 perioada de concept;1981-1988 prototip de testare ;1988-1992 sisteme comerciale cu hardware si sofwarededicat fotogrametriei 1992 dezvoltarea mai multor sisteme fotogrametrice : Socet Set , Image Station , Espa - ulterior s au dezvoltat si aplicatii pt integrarea prelucrarilor fotogrametrice in GIS- intocmirea planurilor si hartilor este una din functiile de baza ale fotogrametriei si functii de baza pt analiza imaginilor -d.p.d.v. a softurilor de prelucrare aceste functii pot fi inpartite in : -manipulari de imagine se fac prin observarea la statiile de lucru datele cu system de observare stereoscopic obtinerea modelului mathematic in timp real este o functie ce corecteaza mouse ul 3D cu cele 2 cursoare 2S ale monitorului stereoscopic ; prelucrarea coordonatelor cuprinde orientarea fotogrametrica interioara relativa si absoluta , generarea valorilor aproximative , compensarea in bloc , etc. module grafice culegerea de date tip punct linie digitizarea simbolurilor , adica interfete GIS , CAD prelucrarea modelului digital al terenului sa permita culegerea datelor , verificarea , realizarea curbelor de nivel, vizualizarea si editarea module de automatizare pt calibrarea imaginii , urmarirea liniilor redresarea imaginii prin crearea de puncte nodale pe modelul digital al terenului reesantionarea imaginii adica obtinerea unei ortofoto -prelucrarea imaginii sau modificarea pt a corespunde mai bine afisarii sau analizeiFotogrametria digitala conduce la 3 schimburi principale : costul sistemului de prelucrare poate fi scazut pt rezolvarea problemelor fotogrametrice prin adaugarea unui soft la un calc. si realizarea unor legaturi minime. tehnologiile analitice si digitale beneficiaza de folosirea sistemului de pozitionare globala ,,AB GPS exista cel putin 2 ratiuni importante pt folosirea unui GPS aeromontat :- obtinerea unei precizii de navigatie aeriana rectilinie- obtinerea pozitiilor camerei fotogrametrice in momentul expunerii in vederea aerotriangulatieiAvantaje si aplicatii ale fotogrametriei :-obtinerea de ortofoto planuri , modelului digital al terenului, profile- aplicatii in fizica : inregistrari ale fenomenelor tranzitorii rapide urmarite putand fi urmarite impulsurile socurilor mecanice , fenomene vibratorii , etc.- inregistrari spectrale folosite la analiza incercarii materialelor - aplicatii stroboscopice parametrii unei miscari ( traiectori , vitaza , sens ) , la stabilirea regimului stationar al proceselor continue : curgeri laminare ;- aplicatii in stiintele naturii : - inregistrarea de virusi sau structuri mecanice ;- aplicatii in geologie :-detectarea zacamintelor de minerale prin inregistrarea flourescentei rocilor de suprafata cu ajutorul inreg.cu ultraviolet ; Prezinta o lumina caractereistica in functie de compozitia chimica-inregistrarile cu inflarosu folosite ca mijloc de masurare a golurilor subterane- studiul deformatiilor rocilor cu ajutorul fotogrametriei aeriene pt intocmirea hartilor geologice;- aplicatii in astronomie :- determinarea magnitudinii si pozitiei stelelor;- astrofotogrametria stiinta utilizata la obtierea hartilor boltii ceresti-cosmofotogrametria fotogrtametria cosmica/spatiala , permite inreg. Din spatiu de pe satelitii artificiali sau pe nave cosmice ale diversilor corpuri ceresti ;- pt supravegherea activitatii vulcanilor , deplasarii ghetarilor , dunelor de nisip , invazii de insecte , curenti maritime , etc.- aplicatii in meteorologie : - evolutia in timp a starii vremii- aplicatii in industrie : - observarea modului de functionare a utilajelor ;- in metalurgie prin inreg. Inflarosu se pot diferentia pe zone cu temperature diferite- controlul calitatii produselor prin cercetarea efectoscopica in ultraviolet producandu se flourescenta diverselor piese ;- aplicatii in electronica -aplicatii in industria alimentara determinari privind cercetarea colorantilor si conservantilor- aplicatii in agricultura mas fotogrametrice pt urmarirea eroziunii solurilor , masurarea cursurilor de apa- aplicatii in domeniul forestier :- la inventarea fondului forestier , evaluarea materialului lemnos , identificarea terenurilor degradate , delimitarea zonelor afectate de daunatori - aplicatii in constructii si arhitectura :- pt studii de cercetare la masurarea deformatiilor , la proiectare , la obtinerea releveelor , la det trasarilor- pt obtinerea releveelor de arhitectura , inventarierea monumentelor- urbanism : studii de localizare , reconstituirea vechilor orase istorice;

(Referat : Elemente de geometrie proiectata )Curs 4Cu scopul de a obtine rezultate fotogrametrice este important sa gasim metode care convertesc datele de intrare in rezultatul dorit.In scopul unei fotograme aeriene ca data de intrare si o harta ca date de iesire , exista urm diferente :

FotogramaHartaObtinerea

ProiectieCentrataOrtoplanaTransformarii

Dateaprox 0.56KB

DetaliiExpliciteImpliciteidentificari

Proiectarea sistemului este diferita , una din problemele fotogram este de a stabili transformarile corespunzatoare a i dintro proiectie central( fotograma ) sa se ajunga la o proiectie dreapta ortogonala care este harta .In fotogrametria clasica aceasta transformare din proiectia centrala in proiectia dreapta se face prin metode si cu ajutorul unor aparate mecanice .In fotogrametria digitala transformarile de la proiectia central la proiectia ortogonala dreapta se fac cu ajutorul softurilor.O alta diferenta intre o fotograma si o harta este cantitatea de date de continut.Pt a putea aprecia acest lucru ca o fotograma aeriana contine cele mai multe date referitare la zona la care ne intereseaza , si din acest p.d.v orice ortofoto , harta , va contine mai multe detalii decat o harta obtinuta classic.OBS : detaliile depind de scara !- dintre aparatele care se folosesc pt obtinerea ortofotohartilor este redresorul.- un redresor este un fel de copiator care serveste pt rectificari plane.-comparatorul este un instrument de masurare precisa care permite masurarea punctelor .- se foloseste de obicei in aerotriangulatie -aerotriangulatia este o metoda de indesire;- se bazeaza pe principiul coliniaritatii , punct teren , centru de perspectiva si punct imagine .- la aceasta metoda centrele de proiectie ale fiecarei fotograme vor fi folosite in determinarile pt obtinerea punctelor din teren.- pt a masura pozitii spatiale ale punctelor intr-un model stereo este stereoploterul cu care se efectueaza trasnformarea proiectiei central in proiectie ortogonala- un plotter .. analitic stabileste transformarea prin calculi fotogrametrice ..- stereoploterele se folosesc in principal pt producerea de harti , modele digitale ale terenului , etc.- in fotogrametria digitala toate transformarile pt obtinerea de ortofoto se fac cu ajutorul statiilor fotogrametrice -d.p.d.v. mathematic fotograma este o perspectiva central , acest lucru inseamna ca fiecare fascicul de raza inregistrat trece prin obiectivul camerei fotogrametrice printr-un singur punct numit centru de perspectiva ;- in scopul determinarii coordonatelor din spatiul obiect, fasciculul de raze din momentul preluarii imaginii trebuie reconstruit , pozitia camerei fotogrametrice fiin cunoscuta.- dupa determinarea distantei focale constanta camerei , dupa det punctului principal , det distorsiunilor obiectivului si det pozitiei camereifotogrametrice in momentul preluarii fiecarei imagini se .. si orientarea exterioara adica determinarea coord punctelor din spatial obiect.- in fotogrametrie se diverse camera fotogrametrice;Camerele fotogrametrice metrice : - sunt camere la care geometria interna este cunoscuta.-are distorsiuni ale camerei foarte mici dar foarte costisitoare.- distanta focala este constanta- pot fi folosite intr-un interval de distanta limitata ;- are un system de coord. propriu definit de indicii de referinta .-exista camera fotogrametrice aeriene terestre care se folosesc cu trepied si teodolitCamerele fotogrametrice stereo :- sunt compuse din 2 camere metrice care sunt montate pe un support fix cu o lungime determinate foarte prcis;-ambele camera au aceliasi proprietati geometrice, imaginile preluate corespund cu precizie ;- daca un obiect este fotografiat din 2 pozitii diferite , distanta dintre cele 2 pozitii se numeste baza de ortofotografiere.- cele 2 distante sunt paralele, prelucrarea imaginilor se face in asa numitul caz natural - pt cazul normal cele 2 imagini se preiau cu zone de acoperire pt obtinerea efectului stereoscopic care se bazeaza pe principiul vederii commune.- in fotogrametrie efectul stereoscopic poate fi obtinut cu o singura camera fotogrametrica din 2 pozitii diferite sau cu o camera stereoscopica;Camerele de amatori :- sunt acele tipuri de camere la care nu este cunoscuta geometria asa cum sunt majoritatea camerelor comerciale obisnuite.- echipamentele fotogrametrice sunt de foarte mare precizie si pot fi utilizate pt orice fel de aplicatii.- datorita faptului ca echipamentele fotogrametrice sunt costisitoare , uneori pt unele aplicatii pot fi utilizate camerele de amatori cu conditia ca aceste camera sa fie calibrate si desi au system de coord propriu , coord colturilor fiecarei imagini trebuie cunoscut.Pentru intocmirea indicilor de referinta de la camerele profesionale.In functie de echipamentele folosite si de rezultatele care se cer, se pot aplica diferite metode de lucru fotogrametrice.Exploatarea unei singure fotograme se foloseste pentru determinari plane in spatiul obiect. Cele mai bune rezultate in acest caz se obtin daca obiectul este plin. Rectificarea fotogramei nu este necesara daca obiectul sau terenul este plan. In acest caz fotograma va avea un factor de scara ce poate fi determinat, daca se cunoaste o distanta din spatiul obiect. Rectificarea fotogramei se face prin tehnici diferite, se bazeaza pe determinarea a 4 puncte din spatiul obiect si spatiul imagine. In functie de tehnologia care o avem la dispozitie, rectificarea este fotomecanica, numerica sau digitala.Exploatarea a 2 fotograme sau stereofotograme..............imaginile sunt prelucrate in conditiile cazului normal cu camere fotogrametrice simple. Pe fiecare stereograma, se fac determinari de puncte de reper, puncte de detaliu.Metoda analogica de exploatare a fotogramelor s`a folosit pana in anii 70 si presupunea obtinerea fasciculului de raze din momentulexpunerii cu ajutorul unor perate cu constructie optico`mecanica. Se foloseau la aceste aparate, 2 proiectoare care aveau aceleasi proprietati geometrice cu cele ale camerei fotogrametrice care proiectau. Erau astfel construite incat sa fie aduse in aceeasi pozitie pe care au avut in momentul preluarii imaginilor.Pe baza punctelor de reper se determina scara modelului translatata fata de sistemul de referinta, si se determina orientarea absoluta. Pe fiecare fotograma se masoara punctele corespondente. Cele 2 marimi de _________________________________. Miscarea _____ de masurare este transmisa unui sistem de desenare pe modelul spatial format din cele 2 fotograme.Metoda analitica presupune utilizarea _______ analitice, metoda de masurare este aceeasi ca si la metoda analogica, doar ca legatura dintre spatiul imagine si spatiul obiect se face cu ajutoarul calculatorului. Restitutia sau redresarea fotogramelor se face in 3 etape.1. Orientarea interioara a fotogramelor care presupune determinarea prin calcul a distantei focale si a coordonatelor punctului principal.

2. Orientarea relativa, in care fotogramele se orienteaza una fata de cealalta

Presupune determinarea a 3 unghiuri de rotatie f,w,k si a 3 plasatii, deplasari pe directia celor 3 axe, a celor 2 fotograme una fata de cealalta. Rezolvarea orientarii relative permite observarea si masurarea pe modelul format a celor 2 fotograme.3. Orientarea absoluta se face pe baza transformarii spatiale cu ajutorul punctelor de perer pentru care se cunosc atat coordonatele pe fotograme, cat si coordonatele din teren. Rezolvarea orientarii absolute presupune adunarea fotogramelor in sistemul de coordonate spatiului obiect (teren). Orice punct de detaliu poate fi masurat pe fotograme dupa ce a fost rezolvata orientarea absoluta. Principala diferentelor dintre ploterele analitice si a celor analogice, este aceea ca modelele analitice folosesc calculatorul pentru determinarea coordonatelor care se pot stoca in format ascii sau pot fi.......... Modelele digitale presupun masuratori pe imagine digitale precum elementele de.............de coordonate cunoscute............_____________.Masurarea si prelucrarea fotogramelor se face cu ajutorul statiilor fotogrametrice.Metoda exploatarii fotogramelor multiple se poate face analitic sau digital, de obicei nu sunt sificiente 2 imagini pentru obtinerea unui model obiect sau harti. In special pentru fotograma terestra sunt necesare mai multe fotograme preluate de jur`imprejurul obiectului, iar in cazul fotogramelor aeriene, o harta se obtine din mai mult de 2 imagini ________________ puncte de control si puncte de reper.

Un bloc de fotograme este format din mai multe benzi de fotograme cu mai multe zone de acoperire intre ele.Elemente de geometrie proiectata

proprietati, relatii si teoreme din geometria proiectata utilizata in fotograme.Formele fundamentale de ordin 1, 2 si 31. punctuale, totalitatea punctelor Fascicolele de drepteplane2. Planul punctarreglat ste. de drepte plane3. Spatiul punctatplenat

Curs 5Elementele de baz ale fotogrammetrieiFotograma ca perspectiv central Din punct de vedere matematic, la baza fotogrammetriei st perspectiva central la care punctele din spaiul obiect sunt reprezentate pe un plan de proiectie cu ajutorul razelor priectiei Razele de proiectie trec printr-un punct situate in sfera planului proiectie care se numeste central proiectiei

Fiecrui punct din spaiul obiect i corespunde un singur punct n spaiul imagine.Dreptele .. cu exceptia celor care trec prin centrul de proiectie, le corespund in spatiul imagine tot niste drepte. Dac se face abstracie de factorii fizici (refracia atmosferic, eventualele distorsiuni ale camerei aeriene, relieful) fotogramma (imagine) poate fi asimilat cu proiecia central a punctelor terenului fotografiat. Dac axa de fotografiere este perfect vertical (perpendicular pe teren) si terenul este plan si orizontal, fotograma se poate asimila cu proiecia ortogonal central. Pot rezulta imagini positive sau negative. Reprezentarea pozitiva, sau pozitivul (diapozitivul) se obine dac obiectul i planul de proiecie se afl pe aceeai parte a obiectului. n cazul folosirii . centrale in fotogrammetrie, atunci cand spaiul obiect este terenul, pot fi evideniate urmatoarele linii, plane i puncte caracteristice.

Pe planul orizontal sau planul terenului sau planul ______ care este ales la o nlime oarecare i trece printr-un punct oarecare al terenuluiO = centrul proiectieiF = planul fotogrammei, inclinat fa de planul terenului cu un unghi V = planul vertical care trece prin punctual O si este perpendicular pe T si F VN = linia vericalei principaleN = punct nadiral care reprezinta urma perpendicularei in planul orizontal (H)H = punctul principal al fotogrammeiC = punctul focalF = punctul de fug = punctul .. al dreptelor paralele cu planele V si T P = punct din spaiul obiectElemente de orientare ale fotogrammeriDeterminarea complet i univoc a perspectivei centrale este realizat atunci cnd se cunosc elementele care determin pe drepte pozitia centrului de perspectiv fa de planul fotogrammei si poziia si orientarea in spaiu a ansamblului format din centrul de perspectiv si fotogramm. n fotogrammetrie elementele de orientare se impart in 2 categorii Elemente de orientare interioar Elemente de orientare exterioar

Elementele de orientare interioarPe fotogramm in momentul inregistrarii punctelor se inregistreaz fotografic si imaginile indicilor de referin ale camerei care definesc in planul fotogramei sistemul rectangular de coordonate al fotogramei. Coordonatele pentru aceste puncte, distana focal i coordonatele centrului de perspectiv n planul fotogramei, se numesc elemente de orientare interioar. Elementele de orientare ale fotogramei permit reconstituirea fasciculului fotogrammetric cunoscnd distana focal, coordonatele punctului principal i distorsiunile obiectivului fotogrammetric.Sistemul de coordonate al fotogramei este x,y, definit de indicii de referin ai fotogrammei.Sistemul de coordonate fotogrammetric, cel in care msurm orice punct din cuprinsul fotogramei, este un sistem de coordonate spaial la care originea sistemului este in punctul de perspectiv , axa x si axa y sunt paralele cu axele x si y ale fotogrammei, axa z perpendicular pe planul fotogramei. Orice punct msurat pe fotogram va avea coordonate n sistemul spaial fotogrammetric x,y, -f Toate punctele din planul fotogrammei se gsesc la aceeasi distan fa de planul sistemului fotogrammetric (distana -f) Pentru reconstituirea fascicolului respectiv din momentul prelurii imaginii, este necesara cunoaterea unor elemente numite elemente de orientare exterioar. Cunoaterea acestor elemente permite ???????????? in raport cu sistemul de coordonate al terenului. Elementele de orientare exterioar se refer la cunoaterea a 3 unghiuri de rotaie , , k, n jurul celor 3 axe, 3 translaii, deplasri ale centrului proieciei fa de originea sistemului de coordonate terestru i factorul de scar Fiecare fotogram are 10 elemente de orientare: 3 elemente de orientare interioare (x, y, f), 7 elemente de orientare exterioare: 3 rotaii 3 translaii factor de scardac nu inem cont de deformaiile obiectivului ???? Ecuaiile de baz ale fotogrammeiEcuaiile care stau la baza ???? exprima legtura dintre coordonatele punctului corespondent pe planul imagine x, y, f. n funcie de elementele de orientare interioar si exterioar ale fotogramei.

ntre cele 2 sisteme de coordonate ale fotogrammei si cel al spaiului obiect exist o relaie de coresponden care se poate exprima: = ( = T( )?? nu m-am descurcat cu parantezele astea la matrice A, b, c sunt cosinuii directori ai axelor sistemului fotogrammetric fa de sistemul din planul fotogramei. T = transformareaPunctele O P si P sunt coliniare. ntre coordonatele lor se pot scrie

Sub forma matricial relaiile dintre spaiul obiect si spaiul imagine, ?? se scrie: () = () * () = () Aceste relaii sunt cu ecuaiile de baz ale perspective central i exprim faptul c orice punct din teren, imaginea sa pe fotogram si central de perspectiv se gsesc pe aceeai raz de proiecie. Dac eliminm factorul de scar din aceste relaii se obin relaiile de legtur dintre spaiul obiect i spaiul teren. Dac se cunosc coordonatele fotogramei i nu se cunosc coordonatele din teren, ele se determin cu cu relaiile:

Daca cunoatem coordonatele din teren si cele fotogrametrice nu:

Se observ c folosind aceste ecuaii ale perspective centrale, se pot calcula univoc coordonatele imagine ale punctelor, pe baza cunoaterii elementelor de orientare ale fotogrammei i a coordonatelor spaiale x, y, z din spaiul obiect (spaiul teren)Invers, problema nu are soluie unic deoarece pentru determinarea a 3 necunoscute x, y, z se dispune de doar 2 ecuaii. n consecin nu se pot determna coordonatele spaiale x, y, z din spaiul obiect doar pe baza imaginilor si a elementelor de orientare.Se observa c o preche de puncte corespondente pentru ca se pot scrie 2 relaii ale perspectivei centrale ????? Pentru determinarea celor 6 parametri, pentru orientarea unei fotograme sunt necesare 3 puncte cu coordonate spaiale cunoscute, ale cror imagini sunt cuprinse pe fotograme, cu condiia ca punctele s nu fie coliniare.

Curs 6Ecuatiile fotogramei in cazuri speciale

Exist cteva cazuri de baz ale perspectivei generale pentru care relatiile dintre coordonatele teren si coordonatele imagine se pot folosi in forma simplificatI. cazul terenului plan si orizontal

x0 , y0 - coordonatele centrului de proiectie

a11 , a12 - elementele matricei spatiale in functie de axele unghiului de rotatie; se afla intre axele sistemului de coordonate

II. cazul fotogramei radialeUnghiurile de nclinare n jurul celor 3 axe sunt egale cu 0 Relatiile dintre coordonatele teren si coordonatele imagine sunt:

(1)

(2)(cand se cunosc coordonatele imagine)

din (1) si (2) rezult coordonatele imagine cand se cunosc coordonatele terenIII. cazul terenului verticalDac orientarea sistemului de coordonate in planul fotogrammei si in planul terenului se alege astfel ca = k = 0 adica axele y si y sa fie cuprinse in planul vertical principal, se folosesc relatiile

n lucrarile fotogrametrice, n majoritatea cazurilor fotogramelor aeriene sunt aproape nadirale (nu au nclinaii mari). La rezolvarea unor serii de probleme, se pot folosi relaiile aproximative care se folosesc n form diferenial prin metode interative

n aceste relaii consideram , , ca fiind aproximative, iar coreciile lor sunt cantitile difereniale , , nlocuind n relaii si neglijnd termenii de ordinul 2, obinem:

Scara fotogrammei

D distanta din terend distanta din plann mod obinuit scara hrii este un raport ntre o distan msurat pe hart i distana corespunztoare msurat pe teren. Scara unei fotogramme este n mod similar un raport ntre o distan msurat pe fotogram i o distan msurat n teren. Datorit faptului c fotograma este o perspectiv central, scara variaz cu denivelrile terenului.

n cazul fotogramelor nadirale si terenuri drepte (nu exist diferene de nivel. cu planul orizontal drept), scara se calculeaza cu relaia

Dac terenul aerofotografiat variaz n nlime, distanele obiect sau numitorul relaiei va fi variabil, prin urmare scara fotogramei va fi diferit n funcie de zon. Scara de fotografiere, altitudinea H a punctelor A si B este egal cu raportul dintre ab de pe fotogram i distana AB din teren, adica este egal cu Segmentul ab se va calcula cu relaia:

Sau dac vrem s calculm cota medie a terenului vom avea o scar minim, o scar maxim si o scar medie

Curs nr 7Pregatirea si masurarea coordonatelor fotogrametrica

Pregatirea in vederea efectuarii masuratorilor fotogram. reprezinta o faza importanta in procesul tehnologic,analitic sau digital. Conditia esentiala la masurarea fotogrametrica este ca fiecate pct. care trebuie masurat sa fie identificat fiecare fotograma pe care apare imagina sa. Pe fotog. Analogice, masuratorile se fac cu ajutorul unor aparate cu proiectie optico-mecanica care se numeste monocomparatoare sau stereocomparatoare . Masuratorile se pot face fotog. cu fotograme la monocomparator sau pe cuple de fotograme, respective pe model stereofotografic in cazul stereocomparatoarelor. La mas-le digitale, masurarea pct.lor se poate face fotog. cu fotograme sau masuratori pe modelul stereo in functie de tipul statiei de lucru fotog. digitale(calculatorului).A Transformarea coordonatelor masurate in sistem de coordinate fotogrametricMasuratorile pe fotograme incep ci identificarea si masurarea indicilor de referinta care defines sist. de coordinate al fotogramei. Pe baza masuratorilor indicilor de referinta si a coord-lor indicilor de referinta de la calibrarea camerei se rezolva orientarea interioara a fiecarei fotograme adica aducerea coord. pct.lor masurate pe fotograma in sist. de coord. a camerei aeriene, sist. de coord. din momentul preluarii imaginilor.Coordonatele masurate pe fotograme trebuie corectate pt toate erorile care se presupun cunoscute. Pct.le masurate pe fotograme sunt:indicia de referinta, pct de reper, pct de legatura intre fotogramele alaturate sau intre benzi de fotograme. Corectiile care se aplica coord pct masurate sunt:corectia de contractie a filmului fotoaerian, corectia de distorsiune a obiectului la toate tipurile de fotograme , corectii de curbura a P, corectia de refractive atmosferica. Dupa ce coord fotogram au fost corectate , aceste coord sunt supuse unor serii de transformarii pt rezolvarea orientarii relative absoluta aducerea fotog orientate rel in sist de coord geodesic si determinarea coord pct.lor masurate pe fotograme in sist de coord al spatiului obiect. Intersectiile spatial presupun transformarea coord pct.lor din spatiu imaginii in spatial obiect, sau din spatiu obiect in spatial imaginii. Axa x a sist de coord fotogrametrice este data der sensul directiei de zbor si nu coincide cu axa x a sist de coord din spatial obiect. Originea sist de coord fotogrametrice este in pct.ul principal al fotogrametriei si este definite de relatia in care = x,y - coord fotogram.f - distant focala x`y`z` - coord model

Originea sist de coord din spatiu obiect este data de relatia: = Pt rezolvarea orientarii absolute,aducerea coord fotogrametrice in coord geodezice presupune ca cele 2 originii ale sist de coord fotog si sist de coord geodezice sa fie aceleasi. Cea mai importanta transformare folosita in fotogrametrie este transformarea conforma spatial.B Transformarea conforma liniara in spatial bidimensionalTermenul de bidimensional se refera la faptul ca sist de coord este plan. Transormarea este conforma daca pastreaza forma dupa transformare , nu se deformeaza. Transf. plana intre 2 sist de coord se poate face daca cel putin 2 pct cu coord cunoscute in ambele sist. Daca mai multe pct cu coord cunoscute in ambele sist, determinarea se face prin metoda celor mai mici patrate. Transformarea conforma plana comporta 3 etape: factorul de scara, rotatia, translatia. = +

- factorul de scara - unghiul de rotatie intre cele 2 sist de coord

- matrice de rotatie plana X,y - coord. fotogram.(masurate) , - translatiile intre sist.

Se mai poate utiliza: = + a ,b parametric de transformarea= cosb=sin = Ecuatiile trnsformarii sunt liniare din pct de vedere matematic si include 4 parametri de transformare, a,b,,, doua pct cu coord cunoscute pt fiecare pct se poate scrie o ecuatie in x si una in y: 2 pct cunoscute, 4 ecuatii necunoscute permite rezolvarea transformarii.Un caz special al transformarii conforme in spatiu 2 D este transformarea afina. Transformarea afina propriu zisa exista urmatorii parametric: deformanta rectangular, deformatia diferentiala de scara , rotatia si translatiile Ecuatiile transf. se pot scrie:X= + Y= x+

= +

Ecuatiile au 6 parametrii de transformare indepedenti si este nevoie de minim 3 pct cu coord cunoscute in sist pt determinarea parametrilor. Daca avem mai multe pct cunoscute se rezolva cu metoda celor mai mici patrate.Deformatia rectangulara transforma m patrat intr-un paralel.cu aceasi suprafata pe cele 2 directii x si y : Pt directia x , ec. sunt de forma: =Pt directia y, ec. sunt de forma: =d = tg x=d = tg y=*y Deformatiile de scara : = Rotatia plana: =Transe: =+

Aplicatia fotogrametrica a transformarii plane, ortogonale sau affine este orientarea interioara care se face pe baza coord indicilor de referinta care se cunosc in ambele sist ,atat in sist aparatului in care s-au masurat fotogrametric, cat si in sist de la calibrarea camerei foto aeriene . Prin metoda celor mai mici patrate se obtine urmatoarele expresii pt parametriivde transformare. La orientarea interioara a fotogram. 4indicii de referinta, se scriu ecuatiile transformarii pt 4pct , se determina parametrii transformarii si dupa determinarea parametrilor se scriu aceiasi ecuatii pt celelalte pct masurate pe fotog.(cu parametric cunoscuti),necunoscutele vor fii parametrii x si yExpresiile pt parametrii transformarii:= = = =

=Cu aceste ecuatii se pot forma ecuatii de corectie care se normalizeaza si se rezolva cu ajutorul metodei celei mai mici patrate.

Transformarea conforma spatialTransformarea spatial se foloseste in fotogrametrie pt transformarea coord fotogram in coord geodezice, adica rezolvarea absolute . se mai foloseste la formarea modelelor banda ,la benzile de fotogrametrie din modele indepedente (alcatuit 2 cate 2). Ecuatiile de transformare se exprima in termenii a 7 parametrii indepedenti si anume: -3 rotatii: (-3 translatii:( )-1 factor de scara: () Rotatia spatial este definite de 3 parametri indepedenti . In fotogrametrie reprezinta unghiurile derotatie in jurul celor 3 axe de coord. vor exista 2 sist de coord , spatial si anume : un sist de referinta considerat fix (din spatial obiect):x,y,z si un sist spatial concretizat in sist de coord al unui fascicul fotogrametric sau al unui stereomodel (pt 2 fotog alaturate) pt care acest sist se poate rotii, translate, modifica in scara. Cele 3 rotatii se pot considera rotatia primara in jurul axei x,roatia secundara in jurul axei y si rotatia tertiala k in jurul axei z.

Luand ca exemplu rotatia in jurul axei x care se transforma axeley si z in pozitia coord unui pct in sist de rotatie se vor scrie: Transformarea spatial se scrie:x= = = -matrice de rotatie intre 2 sist.Similar se vor obtine pt celelalte rotatii relatiile: X=Luand in considerare si rotatia tertiara k se scrie : X=Cele 3 matrice de rotatie sunt multiplicate in 2 etape. In prima etapa imultirea A doua etapa =Matricea de rotatie spatial folosita cel mai mult in fotogrametrie este:R=R=

Substituind elementele matricei de rotatie cu notatiile ecuatiile transformarilor spatiale referitoare la rotatiile dintre cele2 sist se scriu:X=Y=Z=Sau sub forma matriciala: Luand in considerare factorul de scara si translatiile ecuatiilor de transformare vor fii: Pt rezolvarea acestor ecuatii sunt necesare cel putin 2 pct cu coord planimetrice x,y cunoscute in ambele sist si 3 pct necol. cunoscute in ambele sist. Daca mai multe pct cu coordinate cunoscute rezolvarea se face prin metoda celor mai mici patrate. Parametri necunoscutii se determina printr-o metoda iterative,prin folosirea unor ecuatii liniarizate.Matricea de transformare spatial este o matrice de transformare ortogonale: ,iar elementele matricelorrespecta conditiile: Pt. fotogr. Aeriana unde axa camerei este aproape vertical se foloseste R.Pt matricea terestra axa camerei este aproape orizontala si se foloseste matricea Rk.Algoritmi de calcul pt transformarea planaSe aplica ecuatiile transf plane a caror date de intrare sunt coord x,y;x,y in cele 2 sist , nr de pct trebuie sa fie ,succesiunea de calcul este urmatoarea:1.etapa: Calculul centrelor de greutate pt cele 2 sist: 2.etapa: Reducerea coord la central de greutate pt ambele sist:X`=x-Y`=y-X`=x-Y`=y-3.etapa:Calcularea termenilor: 4.etapa:Calcularea coeficientilor a si b:5.etapa:Calcularea translatiilor : 6.etapa:Calc. coord transf. pt toate pct masurate:Xy=transl+a fotog.+b fotog. ecuatie de transf.(ortogonala,afina)7.etapa:Calcularea erorilor :

35