Was ist Photogrammetrie?

Photogrammetrie ist die Kunst, Wissenschaft und Technologie, zuverlässige Informationen über physikalische Objekte und die Umwelt durch Verfahren zum Aufzeichnen, Messen und Interpretieren von fotografischen Bildern zu erhalten.

Viele der heute verwendeten Karten werden mit Photogrammetrie und Fotografien von Flugzeugen erstellt. Diese Disziplin kann verwendet werden, um Messungen von festen Punkten zu erfassen, um Messungen des fotografierten Objekts selbst in 3D schätzen zu können.

Grundsätzlich ist die Photogrammetrie die Sammlung von Messungen in der physikalischen Welt durch eine rechnerische Analyse von Fotografien. Diese Disziplin ist als wissenschaftliches Instrument und Studienfach anerkannt.

Wie in anderen Bereichen, in denen auch Elemente der realen Welt mit der digitalen Welt vermischt werden, kann mit Hilfe der Photogrammetrie die Bewegung eines Organismus in 3D geschätzt werden (z. B. Fahrzeuge in Bewegungen oder biologische Organismen).

Die fotografischen Bilder werden analysiert und können je nach dem vom Computer geforderten Zweck anhand von Referenzpunkten ein 3D-Modell erstellen oder eine Kombination aus Referenzpunkten, Bewegungseffekten, physischen oder biomechanischen Werten verwenden.

Nachdem die gesammelten Informationen mithilfe von Algorithmen verarbeitet wurden, können die Ergebnisse sehr präzise sein.

Die Genauigkeit der Photogrammetrie kann auch verwendet werden, um die Genauigkeit von Computeralgorithmen zu überprüfen, die zur Vorhersage von Fahrzeugbewegungen verwendet werden, sowie von Algorithmen, die aus physikalischen Simulationen oder aus der Biomechanik entwickelt wurden.

Eigenschaften der Photogrammetrie

Wie der Name schon sagt, handelt es sich um eine koordinierte 3D-Messtechnik, die Fotografien als grundlegendes Mittel für ihre Metrologie (oder Messung) verwendet.

Das Grundprinzip dieser Disziplin ist die Triangulation, genauer gesagt die Lufttriangulation.

Bei der Aufnahme von mindestens zwei verschiedenen Orten können in jeder Kamera einige "Sichtlinien" zu Punkten des betreffenden Objekts entwickelt werden. Diese Sichtlinien werden mathematisch abgefangen, um 3D-Koordinaten der interessierenden Punkte zu erzeugen.

Der Architekt Albrecht Meydenbauer verwendete diesen Ausdruck erstmals 1867; Meydenbauer war der erste, der topografische Karten und Zeichnungen älterer Ansichten erstellte.

Die Verwendung der Photogrammetrie bei der topografischen Kartierung ist seit vielen Jahren etabliert, aber in jüngster Zeit wurde diese Technik in den Bereichen Architektur, Industrie, Ingenieurwesen, Forensik und Hydrografie in großem Umfang angewendet unter anderem in der Medizin und in der Geologie.

Die genaue Informationsproduktion in 3D gewinnt in mehreren Bereichen zunehmend an Bedeutung.

Zweige der Photogrammetrie

Diese Technik kann auf verschiedene Arten klassifiziert werden; Die gebräuchlichste Methode ist die Unterteilung nach der Position der Kamera während des Fotos.

Unter metrischer Photogrammetrie versteht man das Erzeugen präziser Messungen anhand von Fotos, während unter interpretativer Photogrammetrie das Erkennen und Identifizieren von Objekten und das anschließende Beurteilen ihrer Wichtigkeit durch systematische und sorgfältige Analyse verstanden wird.

Es wird auch zwischen gedruckter oder analoger Fotogrammetrie und digitaler Fotogrammetrie unterschieden. Das gedruckte ist die Arbeit, die mit gedruckten fotografischen Produkten ausgeführt wird und verwendet im Allgemeinen optische und mechanische Systeme.

Auf der anderen Seite ist digital, wenn das Bild in digitaler Form vorliegt und alle Manipulationen vom Computer in einer virtuellen Domäne ausgeführt werden. Für alle Formen dieser Wissenschaft gelten jedoch die gleichen geometrischen Grundprinzipien.

Luftbildmessung

In dieser Disziplin ist die Kamera an einem Flugzeug montiert und zeigt normalerweise senkrecht zum Boden. Viele überlappende Fotos des Bodens werden aufgenommen, während das Flugzeug eine Flugbahn durchfliegt.

Traditionell waren die verwendeten Flugzeuge klassische Flugzeuge, aber derzeit werden viele Projekte mit Drohnen und anderen unbemannten Luftfahrzeugen durchgeführt.

Außerdem wurden diese Fotos zuvor in einem Stereoplotter verarbeitet (ein Instrument, mit dem der Bediener zwei Fotos gleichzeitig in einer stereoskopischen Ansicht sehen kann), aber jetzt werden sie häufig von automatisierten Desktopsystemen verarbeitet.

Terrestrische und Kurzstreckenphotogrammetrie

Hierbei befindet sich die Kamera auf dem Boden und wird von Hand gehalten, auf einem Stativ oder Mast montiert.

Normalerweise ist diese Art der Photogrammetrie nicht topografisch. Dies bedeutet, dass das Ergebnis kein topografisches Modell wie Geländemodelle oder Bodenkarten ist. Es entstehen vielmehr Zeichnungen, 3D-Modelle, Messungen oder Punktwolken.

Mit herkömmlichen Kameras werden Gebäude, Ingenieurbauwerke, Gerichts- und Unfallszenen, Minen, Erdbewegungen, archäologische Artefakte, Filmsets usw. modelliert und vermessen.

In der Computer Vision-Community wird diese Art von Disziplin oft als Image Based Modeling bezeichnet.

Metrische Photogrammetrie

Dieser Zweig ist verantwortlich für die genaue Messung und Berechnung in Fotografien gemäß der Größe, Form und Position der fotografischen Elemente und / oder für die Erlangung anderer Informationen wie der relativen (koordinierten) Position von Elementen, Bereichen oder Volumina.

Diese Fotos werden mit einer metrischen Kamera aufgenommen und hauptsächlich in technischen Bereichen wie der Topografie verwendet.

Interpretierende Photogrammetrie

Es geht um das Erkennen und Identifizieren von fotografischen Elementen in einer Fotografie, wie Form, Größe, Schatten und Muster, um den bereits in der Fotografie beobachteten Informationen Wert und Intelligenz zu verleihen.

Verwendung der Photogrammetrie

Diese Disziplin kann die mühsame Modellierung von Hintergründen und 3D-Spielen und -Filmen vereinfachen, insbesondere wenn ein realistisches Ergebnis erzielt werden soll.

Sie können die Farben des Objekts auch erfassen, indem Sie sie in der Texturübersicht des Modells verschieben. Dank dessen können Sie Zeit sparen, wenn Sie Elemente für Spiele erstellen.

Die Photogrammetrie kann auch als Ausgangspunkt für die Erstellung stilisierter Elemente verwendet werden. Weil dies schnell und bequem ist, kann diese Wissenschaft (wie andere Formen der Realitätserfassung) den Bedarf an menschlichen Arbeitskräften verringern. Dies automatisiert die Prozesse.