Fotogrametria

• Druk: Warszawa, 2014
• Autor: Zdzisław Kurczyński
• Wydawca: Wydawnictwo Naukowe PWN

Fotogrametria jest dziedziną nauki i techniki zajmującą się pomiarem położenia, rozmiaru i kształtu obiektów na podstawie ich zdjęć fotograficznych (tzw. fotogramów).

Książka jest podzielona na 3 części. Pierwsza z nich dotyczy pozyskiwania danych fotogrametrycznych. Są w niej opisane kamery analogowe i skanowanie zdjęć otrzymanych za ich pomocą, kamery cyfrowe, kalibracja kamer, realizacja lotów fotogrametrycznych, obrazowanie lotnicze i satelitarne przy użyciu mikrofal i promieniowania laserowego.

W części 2 są przedstawione metody opracowania zdjęć i obrazów (w tym transformacje geometryczne, pomiar współrzędnych tłowych, stereoskopia, dopasowanie obrazów, opracowanie zdjęć analogowych na instrumentach fotogrametrycznych, fotogrametryczna stacja robocza).

Część 3 zawiera opis najważniejszych cyfrowych technologii fotogrametrycznych: aerotriangulacji, numerycznego modelu terenu, wykonywania ortofotomap oraz tzw. prawdziwych ortofotomap zarówno ze zdjęć lotniczych, jak i obrazów satelitarnych. Są w niej opisane obecnie stosowane technologie i obowiązujące standardy produktów.

Książka zawiera liczne odniesienia do obecnych krajowych i europejskich uwarunkowań technicznych, organizacyjnych i ekonomicznych prowadzenia prac fotogrametrycznych. Jest adresowana do studentów kierunku geodezja i kartografia; może również stanowić wiodący podręcznik z zakresu fotogrametrii na innych kierunkach, na których jest wykładany ten przedmiot. Może być przydatna fotogrametrom praktykom oraz specjalistom włączonym w proces zamawiania prac fotolotniczych i produktów fotogrametrycznych (we właściwych urzędach rządowych i samorządowych).

• Kategorie:
  1. Ebooki i Audiobooki »
  2. Ebooki »
  3. Ebooki popularnonaukowe i specjalistyczne »
  4. Geografia
• Język wydania: polski
• ISBN: 978-83-01-19135-1
• ISBN druku: 978-83-01-17560-3
• Liczba stron: 696

Przedmowa            11

1. Przedmiot fotogrametrii i rys historyczny jej rozwoju      15

1.1. Definicja i przedmiot fotogrametrii      15
1.2. Rozwój fotogrametrii na świecie        23
1.3. Rozwój fotogrametrii w Polsce          32

CZĘŚĆ I. POZYSKIWANIE ZDJĘĆ, OBRAZÓW I INNYCH DANYCH POCZĄTKOWYCH            37

2. Wpływ oświetlenia słonecznego i atmosfery na fotografowanie powierzchni Ziemi               39

3. Lotnicza kamera topograficzna na film zwojowy      51

3.1. Charakterystyka ogólna lotniczych analogowych kamer topograficznych i ich podzespołów            53
3.2. Migawki kamer lotniczych         58
3.3. Ładownik kamery i wypłaszczanie filmu         60
3.4. Systemy kompensacji rozmazania obrazu. Kamery FMC     62
3.5. Przyrządy sterujące pracą kamery i cykl pracy kamery      65
3.6. Techniki podwieszania kamer lotniczych         69
3.7. Współczesne analogowe kamery topograficzne     72

4. Lotnicza kamera cyfrowa          80

4.1. Koncepcje konstrukcji kamer cyfrowych      80
4.2. Komercyjne kamery cyfrowe           86
4.2.1. Modułowa kamera cyfrowa DMC         86
4.2.2. Lotnicza kamera cyfrowa ADS40, ADS80      90
4.2.3. Kamera UltraCam         93
4.2.4. Kamery fotogrametryczne średnioformatowe    96
4.2.5. Nowa generacja kamer cyfrowych         99

5. Obiektyw kamery            101

5.1. Elementy geometryczne obiektywu i realizacja rzutu środkowego     101
5.2. Odległość ogniskowa obiektywu a odległość obrazowa kamery. Kąt rozwarcia             104
5.3. Zdolność rozdzielcza obiektywu        106
5.3.1. Teoretyczna zdolność rozdzielcza         106
5.3.2. Określenie praktycznej zdolności rozdzielczej układu obiektyw–film   111
5.3.3. Funkcja przenoszenia kontrastu przez obiektyw      116

6. Kalibracja kamer pomiarowych        122

6.1. Elementy orientacji wewnętrznej kamery. Dystorsja obiektywu   122
6.2. Metody kalibracji            136

7. Jakość współczesnych zdjęć lotniczych       142

7.1. Jakość zdjęć analogowych         142
7.2. Pojęcie zdolności rozdzielczej obrazu cyfrowego       149
7.3. Porównanie jakości zdjęć wykonywanych kamerami analogowymi i cyfrowymi. Techniczne, organizacyjne i ekonomiczne uwarunkowania wprowadzenia do produkcji lotniczej kamery cyfrowej     155

8. Skanowanie zdjęć analogowych         168

9. Projektowanie topograficznych zdjęć lotniczych do zadań pomiarowych  178

9.1. Rodzaje zdjęć i ich parametry geometryczne       178
9.2. Projektowanie skali zdjęć          183
9.3. Wybór stożka kamery         188
9.4. Projektowanie wysokości fotografowania         191
9.5. Projektowanie pokrycia podłużnego i poprzecznego zdjęć    192
9.6. Specyfika projektowania zdjęć celowanych        195
9.7. Opracowanie projektu lotu w postaci graficznej    199

10. Realizacja lotów fotogrametrycznych        202

10.1. Sygnalizacja punktów polowej osnowy fotogrametrycznej    202
10.2. Warunki meteorologiczne umożliwiające misję fotolotniczą. Wybór pory fotografowania             205
10.3. Dokładność realizacji zaprojektowanych parametrów zdjęć. Tolerancje nawigacyjne            208
10.4. Systemy nawigacyjne oparte na GPS. Systemy zarządzania misją fotolotniczą             210

11. Pomiar wartości elementów orientacji zewnętrznej kamery w locie. Georeferencja wprost            216

11.1. Pomiar położenia kamery w locie       216
11.2. Integracja danych GPS/INS. Georeferencja wprost      224

12. Techniki skanerowe obrazowania           231

13. Lotniczy skaning laserowy – LiDAR        241

13.1. Zasada działania i uwarunkowania sprzętowe      241
13.2. Blokowe wyrównanie szeregów LiDAR      256
13.3. Produkty i zastosowania           260

14. Obrazowanie lotnicze i satelitarne w zakresie mikrofalowym   267

14.1. Podstawy obrazowania        267
14.2. Obrazowanie satelitarne w zakresie mikrofalowym     275

15. Obrazowanie satelitarne w zakresie optycznym       283

15.1. Rozwój technik obrazowania satelitarnego        283
15.2. System LANDSAT           289
15.3. System SPOT           292
15.4. Systemy obrazowania satelitarnego o bardzo dużej rozdzielczości – VHRS   298
15.5. Trendy obrazowania satelitarnego w zakresie optycznym     306

CZĘŚĆ II. PODSTAWY FOTOGRAMETRYCZNEGO OPRACOWANIA ZDJĘĆ I OBRAZÓW              315

16. Transformacje geometryczne stosowane w fotogrametrii       317

16.1. Transformacje płaskie (2D)         317
16.2. Transformacje przestrzenne (3D). Macierz obrotu zdjęcia    322
16.3. Rzut środkowy w przestrzeni 3D. Warunek kolinearności    328
16.4. Transformacje oparte na geometrii rzutowej       335

17. Właściwości pomiarowe zdjęcia lotniczego       339

17.1. Zniekształcenia zdjęcia lotniczego       339
17.2. Elementy orientacji zewnętrznej zdjęcia      345
17.3. Geometria zdjęcia ściśle pionowego. Wpływ deniwelacji terenu   348
17.4. Elementy geometrii zdjęcia nachylonego      349

18. Stereoskopia. Obserwacje stereoskopowe         353

18.1. Widzenie przestrzenne naturalne        353
18.2. Warunki obserwacji stereoskopowej zdjęć        356
18.3. Metody obserwacji stereoskopowej zdjęć analogowych i cyfrowych    361

19. Pomiar współrzędnych tłowych zdjęć        367

20. Podstawy analitycznego opracowania stereogramu zdjęć lotniczych  378

20.1. Wprowadzenie do analitycznego opracowania stereogramu zdjęć lotniczych 378
20.2. Fotogrametryczne wcięcie w przód      380
20.3. Fotogrametryczne wcięcie wstecz       382
20.4. Orientacja wzajemna pary zdjęć. Warunek komplanarności   385
20.5. Orientacja bezwzględna modelu         398

21. Opracowanie zdjęć analogowych na instrumentach fotogrametrcznych   402

21.1. Wprowadzenie do opracowania zdjęć lotniczych na instrumentach fotogrametrycznych            402
21.2. Autograf analityczny         405
21.3. Przebieg procesu opracowania zdjęć lotniczych na autografie analitycznym na przykładzie autografu Planicomp P3       412

22. Dopasowanie obrazów           423

22.1. Podstawy dopasowania obrazów        423
22.2. Metody dopasowania obrazów          430
22.2.1. Dopasowanie powierzchniami – ABM     430
22.2.2. Dopasowanie cechami – FBM        431
22.2.3. Dopasowanie symboliczne i relacyjne      433
22.3. Przekształcenie zdjęć do zdjęć znormalizowanych      435
22.4. Hierarchiczna strategia dopasowania obrazów     439

23. Cyfrowa fotogrametryczna stacja robocza – DPW     444

23.1. Rys historyczny          444
23.2. Budowa, komponenty i podstawowe funkcje DPW. Automatyzacja procesów na DPW            447
23.3. Przebieg podstawowych etapów opracowania zdjęć na DPW  456
23.4. Współczesne fotogrametryczne stacje robocze     460
23.4.1. Cyfrowa fotogrametryczna stacja robocza ImageStation (Intergraph)          461
23.4.2. Cyfrowy fotogrametryczny system INPHO     465
23.4.3. DPW a autograf analityczny      468
23.5. Przebieg opracowania zdjęć lotniczych na fotogrametrycznej stacji cyfrowej na przykładzie ImageStation           470
23.5.1. Założenie projektu         471
23.5.2. Orientacja wewnętrzna          477
23.5.3. Orientacja wzajemna           480
23.5.4. Orientacja bezwzględna         482

CZĘŚĆ III. CYFROWE TECHNOLOGIE FOTOGRAMETRYCZNE  485

24. Aerotriangulacja             487

24.1. Uwagi wstępne. Klasyfikacja aerotriangulacji      487
24.2. Propagacja błędów w bloku zdjęć. Polowa osnowa fotogrametryczna w bloku zdjęć – przypadek klasyczny           491
24.3. Aerotriangulacja blokowa z parametrami dodatkowymi (samokalibracja)   . 503
24.4. Aerotriangulacja wspomagana GPS      509
24.5. Aerotriangulacja wspomagana GPS/INS      522

25. Numeryczne modele wysokościowe          530

25.1. Rodzaje modeli wysokościowych. Definicje. Terminologia   531
25.2. Struktury geometryczne NMT – GRID i TIN      535
25.3. Źródła danych wysokościowych         544
25.3.1. Budowa NMT na bazie dostępnych opracowań kartograficznych    545
25.3.2. Budowa NMT na bazie fotogrametrycznego opracowania zdjęć lotniczych            550
25.4. Lotniczy skaning laserowy (LiDAR) jako źródło danych wysokościowych   565
25.5. Interferometria radarowa – InSAR jako źródło danych wysokościowych    572
25.5.1. Podstawy interferometrii radarowej        572
25.5.2. Produkty lotniczej interferometrii radarowej    575
25.5.3. Satelitarna interferometria radarowa       577
25.5.4. Radarowa Misja Topograficzna Promu Kosmicznego – SRTM  578
25.5.5. Koncepcja TanDEM-X          581
25.6. Produkty pochodne, wizualizacja i zastosowania NMT      585
25.6.1 Wizualizacja NMT          586
25.6.2. Produkty pochodne NMT       589
25.6.3. Zastosowania NMT do modelowania procesów środowiskowych    592
25.7. Standardy i stan pokrycia NMT w Polsce         597

26. Cyfrowa ortofotomapa            602

26.1. Przetwarzanie zdjęcia lotniczego. Fotomapa       602
26.2. Aspekty technologiczne tworzenia cyfrowej ortofotomapy   608
26.2.1. Idea cyfrowej ortorektyfikacji zdjęcia      608
26.2.2. Algorytm ortorektyfikacji       611
26.2.3. Ponowne przepróbkowanie       614
26.2.4. Korekcja radiometryczna ortofotomapy     618
26.2.5. Mozaikowanie ortozdjęć        624
26.3. Jakość geometryczna cyfrowej ortofotomapy      626
26.4. Projektowanie zdjęć lotniczych do produkcji cyfrowej ortofotomapy    629
26.5. Standardy i stan pokrycia kraju ortofotomapą      632

27. Korekcja geometryczna i ortorektyfikacja wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych            639

27.1. Specyfika geometrii wysokorozdzielczych obrazów satelitarnych  639
27.2. Metody korekcji geometrycznej         645
27.3. Ortorektyfikacja obrazów satelitarnych       651

28. True-ortofotomapa           656

28.1. Definicja true-ortho. Ortofotomapa a true-ortho    656
28.2. Schemat technologiczny generowania true-ortho       660
28.3. Ocena reprezentacji i formatów numerycznych modeli pokrycia terenu (NMPT) pod kątem potrzeb wytwarzania true-ortho    663
28.3.1. Modelowanie budynków        663
28.3.2. Generowanie true-ortho na bazie NMPT z manualnego pomiaru stereoskopowego. Modelowanie kształtu dachów       665
28.3.3. Generowanie true-ortho na bazie NMPT opracowanego z automatycznego dopasowania obrazów       666
28.3.4. Generowanie true-ortho na bazie NMPT z danych skaningu laserowego (LiDAR)        667
28.4. Określenie specyficznych warunków wykonawstwa zdjęć na potrzeby tworzenia true-ortho             668
28.4.1. Planowanie nalotów na potrzeby wytwarzania true-ortho – aspekt techniczny            668
28.4.2. Planowanie nalotów na potrzeby wytwarzania true-ortho – aspekt ekonomiczny          672
28.5. Obrazowanie satelitarne o bardzo dużej rozdzielczości (VHRS) a wytwarzanie true-ortho           673
28.6. Generowanie true-ortho w środowisku Inpho      674
28.7. Ocena true-ortofotomapy jako produktu kartograficznego i jego perspektywy              677

Literatura              681
Skorowidz             688