Fotogrammetri nedir ve Nasıl Çalışıyor?

Photogrammetri, güvenilir ölçümler ve üç boyutlu bilgileri fotoğraflardan elde etmenin bilimidir.Farklı açılardan yakalanan görüntüleri analiz ederek, fotogrammetri yazılımı, bir sahnenin derinliğini, şeklini ve dokusunu hesaplar.Bu teknik, arkeoloji ve inşaattan filme görsel ve çevresel izlemeye kadar kullanılmaktadır.

Fotogrammetri, tüketici sınıfı kameraları, telefonlar veya drone ile yapılabilir, her zamankinden daha erişilebilir hale getirir. Son 3D haritasının kalitesi doğrudan görüntülerinizin kalitesine ve kapsamına bağlıdır, böylece her bir akış adımını anlamak doğru, ayrıntılı sonuçlar üretmek için gereklidir.

Adım 1: Fotoğraf Yöntem Projenizi Planlamak

Perdeye basından önce, planlama zamanı yatırım yapın. İyi yapılandırılmış bir proje işlem hataları azaltır ve doğru verileri yakalamanızı sağlar. Alanın haritalanmış ve istenen çözümü açıkça tanımlamak için başlayın. Örneğin, küçük bir arkeolojik sich, santimetre seviyesindeki detay gerektirir, erozyon çalışmaları için bir tepeyi anket yaparken, daha düşük karara izin verebilir.

Doğru Ekipmanı Seçin

  • [FONT:0]Camera: [DÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜ:0) A DSLR veya aynasız kamera size bir görüntüyü, panjur hızını ve ISO'yı kontrol etmenizi sağlar, ancak, hesaplamalı fotoğrafçılık ile modern akıllı telefonlar da küçük projeler için kullanılabilir sonuçlar üretebilir.
  • [FONT:0)Drone (UAV): [Dönetici için, geniş alanlarda veya ulaşılamaz bir arazi için, bir gimbal-stabilized kamera ile donatılmış bir drone paha biçilemez. drone'unuz tutarlı bir şekilde uçabilir.
  • [FONT:0)Tripod/Monopod:[Döneticileri vuran zaman, bir tripod hareket bulanıklaşır, özellikle de düşük ışıkta.
  • [FONTS/RTK: 0[Dönetici: 0,8|Dönetici:0)GPS/RTK: [Dönetici: 0,8|Dönetici: 0,5|D) Eğer son haritanız gerçek dünya koordinatlarına ihtiyaç duyarsa, bir GPS cihazı veya RTK (Real-Time Kinematic) görüntü yerlerini etiketlemek için sistem kullanın. Ground kontrol noktaları (GCPs) yüksek çözünürlükte daha doğruyu geliştirir.
  • [FONT:0)Bilgisayar: [Dönetici:0) Fotoğrafgrammetri işlemi, modern multi-core CPU, 32 GB RAM veya daha fazla ve özel bir GPU (NVIDIA ile CUDA desteği) ile bir sistem, işlemden dramatik bir şekilde hızlanacak.

Siteyi Değerlendirmek

Siteyi önceden ziyaret edin veya uydu görüntülerini okuyun. Not potansiyel zorluklar: yansıtıcı yüzeyler (su, cam), tekrarlanan desenler (sand, çim), hareketli nesneler (insanlar, araçlar), ve derin gölgelerdeki alanlar. Ekstra kapsama için çekim planınızı ayarlama.

Hava ve Aydınlatma Koşulları

Ekleyici, dağınık aydınlatma fotogrammetri için en iyisidir - aşırı bir gün düşünün. Harsh güneş, uygun bir şekilde eşleşen güçlü gölgeler yaratırken, yağmur veya fog görüntü kalitesini bozabilir.Eğer parlak güneşte ateş etmek zorunda kalırsanız, uzun gölgeleri en aza indirmek için resimler yakalamaya çalışın veya izin verirseniz kutuplu bir filtre kullanın.

Daha ayrıntılı planlama rehberliği için, [[GÖRÜSÜ:0)USGS 3D Elevation Program Belgeleri).

2. Adım: Yüksek kaliteli Görüntüler

Görüntü yakalama en kritik aşamadır. başparma kuralı: sahnenin her bölümünü en az üç görüntüde tutar, aynı uçuş hattı boyunca (veya yürüyüş yolu boyunca) ve algFLT:260% yanlap[DDD) arasında.

Başarı için Kamera Ayarları

  • [FONT:0)Manual mode:[Dönemli:[Dönemli, perdeli hız, ISO ve beyaz denge. Otomatik ayarlar görüntüler arasındaki maruziyet farklılıklarına neden olur, algoritmayı karıştırır.
  • [FONT:0)Focus:[[Dönetici: 1) Uygulamalı kılavuzluk (veya tüm konu keskinliğini koruyan bir mesafe) Autofocus, çekimler arasında değişebilir, bulanıklaşabilir.
  • [FONT=0]Shutter hız:[Dönetici:[Dönetici: 1/500 s for hand, 1/1000 s veya daha hızlı bir dronedan.
  • [FONT:0)ISO:[Dönetici: [Dönetici:0) Mümkün olduğunca düşük tutun (ISO 100-400) gürültüyü en aza indirmek için. Gürültü degrads özelliği eşleştirme.
  • [FONT:0)Aperture:[Dönetici:[Dönetici:[Dönetici: · 1 ) F / 8'e kadar, görüntüyü yumuşatmadan iyi bir alan sağlar.

Uçan veya Sistematik bir Grid

Hava fotogrammetrisi için, bir uçuş planlama uygulaması kullanın (örneğin Pix4Dcapture, DJI Pilot veya Map Pilot) istediğiniz zemin örneği mesafeye göre ekranını otomatikleştirir (GSD). Aşağı yükseklik = ince ayrıntılı ama daha fazla resim için.Yer tabanlı bir haritalama için, her özelliği bir şekilde ekrana doğru çevirdiğiniz gibi.Her zaman kamerayı istediğiniz yere işaret eder.

Kompleks Özellikler

Dikey rahatlama ile nesneler veya arazi için (kiffler, binalar, heykeller), birden fazla açıdan ek oblique görüntüler yakalamalıdır. Yazılımın her yüzü birkaç bakış açısıyla görmesi gerekir. Ortak bir hata sadece yukarıdakilerden ateş eder - bu doğru şekilde yeniden inşa etmek başarısız olur.

Common Pitfalls'tan Kaçınmak

  • [FONT:0)Moving element:[Dönetici:[Dönetici: 0) İnsanlar, arabalar veya hayvanlar çerçeveden hareket etmeyi bekleyin.Eğer kaçınılmaz olursa, ekstra görüntüler yakalayabilirsiniz, böylece onları daha sonra maskeleyebilirsiniz.
  • [FONT:0)Reflective yüzeyler: [Döntgen: 1) Su, cam ve parlak metal, fotogrammetriyi karıştıran spektralleri ortaya koyar.Eğer dahil olmak gerekirse, kutuplama filtre veya yansımaları en aza indiren bir açıya ateş edin.
  • [FONT:0]Textureless alanlar:[[Dönetici:[Dönetici: 0,0)) Sert beton, taze kar veya üniformalı kum, uyumlu anahtarlar (örneğin, çizilmiş taşlar veya kaset) mümkünse, zemin kontrol noktaları için bir kodlanmış hedef sistemi kullanın.

Daha derin bir şekilde görüntü satın alma en iyi uygulamaları, [[Agisoft Metashape başlangıç öğreticileri[Dönemli: 1) atıfta bulun.

Adım 3: 3D Modeline İşleme

Çizgileri çakışmanın bir klasörüne sahipseniz, yazılım onları bir boru hattı aracılığıyla gerçekleştirir: özellik algılama, görüntü hizalama, yoğun nokta bulut nesli, ağ oluşturma ve doku haritalama. Farklı araçlar çeşitli otomasyon ve kalite seviyeleri sunar.

Photogrammetri Software

  • [FONT=0]Agisoft Metashape: Endüstri işhorse - güçlü, açık bir iş akışı ve mükemmel bir doğrulukla, ancak ücretsiz bir deneme var.
  • [Üye Olmayanlar İçin Tıklayınız:0)Meshroom (AliceVision):). Açık kaynak ve ücretsiz. Öğrenme ve daha küçük projeler için mükemmel. Node-based arayüz.
  • [FONT:0)RealityCapture:[Dönemli hızlı işlem, büyük veri setlerini iyi idare eder. Ücretli, bir ödeme-per- ⁇ modeli ile.
  • [FONT:0)OpenDroneMap (Kredi): Free, open-source, komut satırı ve GUI (Web multivitamin). drone görüntü ve büyük alan haritası için büyük.
  • [FONT:0)Pix4Dmatic: [DFLT:1] Enterprise-grad büyük ölçekli haritalama projeleri için dereceler.

Adım-byStep Processing Workflow

1. İthalat Görselleri ve Kaliteyi Kontrol

Tüm görüntüleri yazılıma yükler. Çoğu uygulama bir ayar önizleme gösterecektir. Yavaşlama veya altmış görüntüler hemen. Ayrıca, GPS etiketleri kullandıysanız, koordinatların doğru bir şekilde okunduğunu kontrol edin.

2. Align Images (Sparse Point Cloud)

Yazılım anahtar noktaları algılar ( köşeler, kenarlar, dokular gibi özellikler) her görüntüde ve onları çakışan fotoğraflarla eşleştirir.Bu, sahnenin kaba bir 3D gösterimi oluşturur.You can testing quality by look for baded Images (often shown in red or with high error Commoneks problems include not failing, replica dokular, or large aydınlatma değişiklikleri.

3. Kamera Paylaşımı

Zemin kontrol noktaları veya bilinen mesafeleri varsa, onları şimdi uyum ve georeference modeli geliştirmek için uygulayın. Bu adım özellikle ölçümler ve GIS entegrasyonu için doğrulukları büyük ölçüde geliştirir.

4. Dense Point Cloud Oluştur

Yaygın kamera pozisyonları kullanarak, yazılım her piksel için derinliği hesaplamak için yoğun bir bulut yaratır. Bu adım daha fazla puan verir, ancak daha uzun sürer. Haritalar için bir bina veya küçük arazi parçası, “High” veya “Ultra Yüksek” ayarı tavsiye edilir.

5. Genrate Me

Yoğun nokta bulutundan, yazılım 3D yüzeysel bir ağ oluşturur (genellikle triangated düzensiz ağ). Seçenekleri derinlik harita tabanlı ağ içerir (fast ancak düzgün ayrıntıları olabilir) veya Poisson yüzey yeniden yapılandırması (smoother, sutight).

6. Texture

Texture, orijinal görüntülerin ağ yüzeyinde gerçekçi bir renk overlay oluşturmak için haritalar. son kullanım için uygun bir doku boyutu seçin - UV karo başına 4096x4096 piksel yaygındır. Yazılıma bağlı olarak, hatta renk için birden fazla görüntü oluşturabilirsiniz.

7. 3D Modelini İhracat

İhracat biçimleri:0)OBJ, FBX, PLY[DDD görselleştirme için ; [[DÜSÜDÜSÜSÜSÜDÜDÜSÜSÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜDÜSÜDÜDÜDÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜSÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜNÜŞÜN

İş boru hatlarının kapsamlı bir karşılaştırması, açıkDroneMap belgeleri) bulunabilir.

Adım 4: 3D Modeli'ni Usable Map'a Dönüştürmek

Tek başına 3D ağ, ihtiyacınız olan şey olmayabilir. Çoğu haritalama uygulamaları veyatofotofotofotofotofotofotos, dijital yükseklik modelleri (DEM), veya kontra hatları. İşte bu ürünleri fotoğrafgrammetri çıktınızdan nasıl elde edeceğiniz.

Orthophoto Generation

Bir ortophoto, her pikselin bir harita koordinat sistemine uyumlu olduğu geometrik olarak düzeltilmiş bir görüntüdür (örneğin UTM) Bu adım için doğru bir georeferencinginiz yoktur. Agisoft ve Plus gibi yazılımlar kamera kalibrasyonlarını kullanarak 3D dokuya kadar üreterek veyatofolar üretebilir.Bu adım için doğru georeferencing sağlar.

Dijital Seçim Modelleri (DEM/DSM/DTM)

  • [DSM (Dijital Yüzey Modeli): Yerdeki her şeyin yüksekliğini içerir - binalar, ağaçlar, altyapı.
  • [DTM (Dijital Terrain Modeli): ), Yukarıda yer alan özellikleri ortadan kaldırmaktan sonra çıplak dünyayı temsil eder. DTM, zemin sınıflandırma algoritmaları gerektirir (örneğin, CloudCompare veya LAS aletlerinde nokta filtreleme).
  • [FONT:0)DEM (genel terim): [DÜDÜDÜDÜDÜ:0) DTM ile GIS bağlamlarında sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık sık kullanılır.

GeoTIFF olarak bunları ve GIS yazılımına kondüktör nesli, eğim analizi veya hacim hesaplamaları için ihracat.

Contour Lines ve Map Tiers

QGIS veya ArcGIS kullanarak, önceden kıyasladığınızda kontratür hatları oluşturabilirsiniz.

GIS Entegrasyon En İyi Uygulamaları

  • Her zaman işleme sırasında bir koordinat referans sistemi (CRS) tanımlayın, böylece mevcut haritalarla bu ihracat hizasını.
  • Google Earth veya bir temel haritadaki ortofotofotofotofotofotofotoferansını aşırı kontrol edin.
  • Büyük projeler için, kağıt büyüklüğü sınırlarından kaçınmak için çinli GeoTIFF'leri ihraç etti.

İş işleme veya stiller ve DEM'ler üzerinde pratik bir kılavuz için, bkz.ENQGIS Belgeleri[Dönem: 1).

Adım 5: Fotogrammetri Maping ve Uygulamanızı Analiz et

Bir fotogrammetri-derived 3D haritası çok yönlü bir veri kaynağıdır. İşte anahtar uygulamalar ve analitik akışlar.

Volumetrik Ölçümler

Madencilikte, inşaat veya stok yönetimi, bir DSM'yi temel bir yüzeye kıyasla ölçebilirsiniz.Agisoft, CloudCompare veya GIS yazılımı bu basit hale getirir. Cilt doğruluğu, nokta yoğunluğu ve georeferencing hassaslığı bağlıdır.

Değiştirin

Farklı zamanlarda fotogrametri akışını tekrarlayarak (örneğin, bir topraklının aylık anketleri), erozyonu, ayrıştırmayı veya yapısal hareketi vurgulayan farklı haritalar oluşturabilirsiniz.QGIS veya M3C2 algoritmasında, CloudCompare'de hesaplayıcı kullanın.

Görselleştirme ve İletişim

3D modeller oyun motorlarına (Üretim, Gerçek) veya web izleyicilere (CesiumJS, Three.js) interaktif sunumlar için ithal edilebilir. Arkeolojik sitelerin Sanal Turları veya önerilen bina konumları, konumsuz uzaysal ilişkileri anlamalarına yardımcı olur.

Diğer Data ile entegrasyon

Diğer GIS katmanları ile ortofotofo ve DEM'inizi birleştirin - toprak haritaları, sellik sınırları, altyapı - uzaysal analiz gerçekleştirmek için. Örneğin, yüksek çözünürlüklü DSM'ye bir sel model aşırı yüklemesi, binaların 100 yıllık bir sel senaryoda tam olarak etkileneceğini gösterebilir.

Ortak Hatalar ve Them'dan Nasıl Kaçırmak

Deneyimli fotogrammetri kullanıcıları pitfalls ile karşılaşırlar. İşte sık sık sorunlar ve çözümler:

  • [FONT:0) Savaşmış veya eğri çıktı: Genellikle yakalama sırasında küçük kamera hareketlerinden kaynaklanan küçük kamera hareketleri. Bir tripod ve uzaktan panjur veya zamanlayıcı gecikme kullanın.
  • [FONT:0]Geçmişler:[Döneticiler:[Döneticiler) Yerinden Çıkarılabilir veya eksik görüntüler. Geri dönün ve özellikle koncave bölgelerindeki boşlukların daha fazla fotoğraflarını ele alalım.
  • [FONT:0]Blurry dokular:[Döntilmiş:[Döncükler:0)Elli odak ve hızlı bir panjur hızı.Her görüntünün işlemeden önce keskinliğini kontrol edin.
  • [FONT:0)Misession of image:[Dönetici:[Dönetici] Eğer yazılım uyumlu değilse, ihracat sırasında görüntü çözünürlüğü azaltmayı deneyin (örneğin, ilk ayar için 1⁄2 veya 1⁄4 ölçeği kullanın, sonra rafineriye ihtiyaç duyulursa daha fazla kravat puan ekleyin.
  • [FONT:0)Poor georeferencing: Her zaman en az üç iyi dağıtımlı zemin kontrol noktası kullanır.If you eksikliği GCPs, at least record the drone's GPS koordinats and apply a simple changes after processing.

Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç Sonuç

Fotogrammetri kullanarak ayrıntılı 3D haritalar oluşturmak, çevresel etki çalışması için tekrarlanabilir bir süreçtir, burada belirtilen iş akışı sağlam bir temel sağlar ve profesyonel sınıf haritalarının üretilmesi için son derece doğru dijital ikizler olur.Eğer bir inşaat sitesi için üstografik bir harita üretseniz, üç boyutta dünyayı anlamak veya ölçmek için bir görselleştirme.

Daha fazla okuma ve topluluk desteği için, [[0)RealityCapture topluluk forum[Dönetici:0) ve [FONTD:2)Meshroom GitHub sayfası[Dönkaynak kaynakları için).