Digitális Fotogrammetria - Áttekintés

Fotogrammetria (FG): „művészet, tudomány és technológia, melynek segítségével fizikai objektumokról, tárgyakról, a környezetről megbízható információk nyerhetők hagyományos fénykép-, műhold- és egyéb felvételek készítése, mérése és interpretálása által.” (ASP 1980)

Digitális fotogrammetria (DFG): digitális felvételeket használ, amelyek tárolása és feldolgozása számítógépen történik. A digitális felvételek előállíthatók fotogrammetriai szkennerekkel hagyományos légifényképekből, vagy közvetlenül digitális kamerákkal készíthetők. A DFG-ban több fotogrammetriai folyamat jelentősen automatizált: pl. automatikus DDM kinyerés, vagy ortofotó generálás). DFG-át gyakran softcopy fotogrammetriának is nevezik (SOCET SET elnevezése is utal erre). A kimeneti termékek digitális formátumúak, mint pl. digitális térképek, DDM, digitális ortofotó…stb. A DFG fejlődésével a fotogrammetriai eljárások jelentősen hatékonyabban és egyszerűbben integrálhatók a Távérzékelés és a GIS eszköztárába.

A fotogrammetriai lehet ún.

• metrikus fotogrammetria: amikor a felvételekről méréssel határozunk meg információkat, mint pl. magasságmérés, DDM előállítás, térbeli vektorizálás, építészeti FG …stb.

• interpretációs fotogrammetria: pl. területhasználat, vegetáció-borítás térképezése, fafajta meghatározás stb.

A DFG alapanyagainak forrásai lehetnek:

• hagyományos légifilmek negatívjainak, vagy kontaktmásolatainak szkennelése,

• digitális kamerák,

• műholdszenzorok: SPOT, IKONOS.

Miért DFG?

Ismert, hogy a nyers légifotók és műholdképek kisebb-nagyobb mértékben geometriai értelemben torzultak, amelyet különböző szisztematikus és/vagy véletlenszerűen jelentkező tényezők okoznak. Fotogrammetriai modellezéssel, amely kollinearitási egyenletek megoldásán alapul, hatékonyan kiküszöbölhetőek ezek a hibák és a nyers felvételekből pontos ortofotók kaphatók. Ebben az esetben speciálisan beszélhetünk képalapú geometriáról, amikor is az átfedő felvételekből (sztereo modellek) nyerhető információkat  különösen a raszteres GIS-ben korábbiakban kevéssé felhasznált harmadik dimenzió, a magasság értékeit  használjuk ki. Bármely mérés, amelyet a FG-i értelemben feldolgozott (tájékozott) felvételeken hajtunk végre megfeleltethető az adott terepen történő mérésnek. Időt, pénzt, munkát spórolunk, ha a földrajzi információkat DFG-i módszerekkel szerezzük meg, ahelyett, hogy terepi munkával határoznánk meg a szükséges távolságokat, szögeket, területeket, térfogatokat(!), pozíciókat stb.

FG  Hagyományos geometriai korrekció

A hagyományos geometriai transzformációs eljárások (síktranszformáció), pl. a polinomiális transzformáció alapját olyan „általános függvények” képezik, amelyeket nem közvetlenül az adott felvételezésnél fellépő torzulások, hibák forrása alapján határozunk meg. A síktranszformáció eredményes lehet olyan távérzékelési, térinformatikai alkalmazásoknál, ahol kis felbontású, keskeny látószöggel készült műholdképeket (Landsat, SPOT) dolgozunk föl. Az „általános függvények” előnye az egyszerűségük. Valós alternatívát jelentenek a geometriai modellezés során, ha a képi adatállomány geometriai jellemzőiről keveset tudunk.

A hagyományos geometriai transzformációval általában egyszerre egy képet korrigálhatunk. A korrekció során még nagyszámú felszíni illesztőpont (GCP) felhasználásával is rendkívül nehéz, szinte lehetetlen megfelelő pontosságot elérnünk, főként azokban az esetekben, ha élénk domborzatról készült nagyfölbontású, szisztematikus és véletlenszerűen hibákkal terhelt felvételekkel dolgozunk. A hibák hangsúlyozottan jelentkeznek, ha a korrigált felvételekből fotómozaikot készítünk. A hagyományos technikákkal továbbá nem lehetséges térbeli sztereomodell előállítása és ebből a magassági és más, pontos geometriai információk kinyerése.

DFG: tömbkiegyenlítés, légiháromszögelés

Fotogrammetriai eljárással az előbbiekben felsorolt problémákra nagy pontosságú, gyors és részben automatizált megoldást adhatunk. A DFG-i rendszerek akár több tucat (száz!?) felvételből álló tömböket (block) tudnak egyszerre kezelni rendkívül kevés (a síktranszformációhoz viszonyítva) GCP felhasználásával.

A légi-, vagy tömbhárömszögelés során matematikai kapcsolatot keresünk

1. a projektben tárolt felvételek,

2. a kamara-, vagy szenzormodell és

3. a felszín között.

A légiháromszögelés eredményét használjuk:

• sztereopárok térbeli megjelenítéséhez,

• DDM generálásához és

• ortofotó előállításához.

A légiháromszögelés kifejezést légifelvételek, a tömbháromszögelés, vagy egyszerűen háromszögelés terminust műholdképek földolgozásakor használjuk általában, amely nemcsak elnevezésbeli eltérést takar, hanem az alkalmazott számítási módszer is kissé különbözik a felvételek fajtájától függően.