Fotogrammetrie

Photogrammetry

Architectuurfotogrammetrie

Architecturalphotogrammetry

A. de Waal

Inleiding Fotogrammetrie is een opmetings- techniek die gebaseerd is op het verrichten van metingen in foto’s met behulp van gespecialiseerde apparatuur. Als gevolg van de snelle ontwikkelingen en toepassingen van specifieke meet- en computer- apparatuur is ‘fotogrammetrie’ de benaming en dekmantel geworden voor verschillende meetwijzen: meten uit monofoto’s, uit stereo- foto’s en uit digitale beelden. In de fotogrammetrie worden twee bewerkingsfasen onderscheiden: - De fotodocumentatie. Deze

omvat het fotografisch vast- leggen van alle gewenste gegevens ter ondersteuning van de bestudering van het object en te zijner tijd de fotogramme- trische tekeningvervaardiging van het object.

- De tekeningvervaardiging. Deze is niet gekoppeld aan de foto- documentatie maar kan verschoven worden naar het tijdstip waarop de tekeningen daadwerkelijk nodig zijn.

De toepassingsgebieden van de fotogrammetrie zijn talrijk, zoals - luchtkartering; - op medisch gebied, bijvoorbeeld

in de orthodontie; - in de industrie, bijvoorbeeld de

auto- en vliegtuigindustrie; - bij de politie, bijvoorbeeld bij de

vastlegging van een ongeval; - documentatie van roerende

goederen: - archeologie: - architectuur. Dit artikel is gericht op de laatste drie gebieden en wil de verschil- lende benaderingswijzen onder- scheiden en waarderen. Het meten uit digitale beelden wordt in het kader van dit artikel’hiet behan- deld.

I UDC 528.7

RVblad 01 - 1

1. Gravure van Albrecht Durer (1471 - 1528): het weergeven van een ruimtelijk voorwerp in een plat vlak.

Historie Met de ontdekking van het perspectief en de toepassing hier- van in de schilderkunst door onder andere Leonardo da Vinci (1452 - 1519) en Albrecht Dürer (1471 - 1528) begonnen mathe- matici zich bezig te houden met de wetten van het weergeven van ruimtelijke objecten in het platte vlak afb. 1.

De Zwitserse natuuronderzoeker Kappeler is vermoedelijk de eerste geweest die de mogelijkheden daarvan voor topografische doel- einden heeft gebruikt. Uit twee getekende perspectieven maakte hij in 1726 het ontwerp voor een landkaart van het Pilatusmassief. Laussedat bouwde in 1850 de eerste terrestrische meetcamera, een Camera clara afb. 2; dit procédé

ROM2 RV 1998/40 8

Fotogrammetrie

RVblad 01-2

3. Optisch onthoekingsapparaat uit hetmidden van de 1Ydc eruwmc~i weergave van de werking daarvan.

4. Camera uit 1867 van architect Albrecht Meylenbauer voor fotogrammetri.schr opmeting.

noemde hij ‘metrografie’. Uit onge- veer dezelfde tijd dateert een op- tisch onthoekingsapparaat afb. 3. In 1867 werd door architect Albrecht Meydenbauer voor het eerst een object fotogrammetrisch vastgelegd met een door hemzelf ontworpen camera afb. 4, namelijk de stadskerk van Freiburg. Hij deed dit op glasnegatieven van 25xZ5cm. Tijdens de Tweede Wereldoorlog werden onder leiding van prof. ir. W. Schermerhorn van de Meetkundige Dienst van Rijks- waterstaat in Delft twaalf monu- mentale objecten en twee gevel- wanden met een luchtkarterings- camera vastgelegd en vervolgens fotogrammetrisch uitgewerkt. Het betrof objecten in het kustgebied van Zuid- en Noord-Holland waar men in het bijzonder beducht was voor oorlogsschade. In het Verdrag van ‘s-Gravenhage

Fotogrammetrie

(1954) werd door de deelnemende landen besloten tot de documen- tatie van de belangrijkste cultuur- goederen. Drie jaar later stelde het Oostenrijkse Bundesdenkmalamt dr. Hans Foramitti aan voor het treffen van rationaliseringsmaat- regelen op dit gebied. Maurice Carbonell van het Institut Géographique National te Parijs en Foramitti zijn voorvechters gewor- den van de toepassing van foto- grammetrie volgens de normen waardoor volkomen waarheids- getrouwe tekeningen geleverd kunnen worden. Het Landesdenkmalamt Baden- Württemberg heeft in 1990 voor opmetingstekeningen van gebouwen vier graden van nauw- keurigheid vastgesteld; in Duits- land worden deze normen door diverse instanties bij het geven van opdrachten voorgeschreven. In 1970 werd door het ICOMOS als afdeling van de UNESCO het Comité International de Photogrammétrie Architecturale (CIPA) opgericht, dat inmiddels 17 symposia heeft georganiseerd. In het eind van de 20ste eeuw werd

RDMZRV 1998/40 - 9

door Zeiss Oberkochen de Planicomp Pl ontwikkeld, een analytisch uitwerkapparaat, dat in gebruik werd genomen voor de architectuurfotogrammetrie afb. 5.

Mono- en stereofotogrammetrie De huidige technische ontwikkelin- gen zijn nog niet zover gevorderd dat met monofotogrammetrie een verantwoorde getekende weergave van objecten te realiseren is. Dat wil niet zeggen dat monofoto’s niet van belang zijn. In geval van onvoorziene schade door oorlogs- handelingen, aardbevingen, illegale sloop of anderszins is elke foto van belang. Ook nieuw foto- materiaal van elke fase van de beschadiging kan belangrijk zijn. Een beschrijving van maten tussen verscheidene goed herkenbare punten in het beeld is gewenst. De stereofotogrammetrie biedt wèl de mogelijkheden voor het produce- ren van betrouwbare documentatie afb. 6, mits aan enkele primaire eisen wordt voldaan: - Er dient gebruik gemaakt te

worden van meetcamera’s met vertekeningsvrije lenzen of van

RVblad 01-3

semi-meetcamera’s met verwis- selbare gecalibreerde reseau- platen (zie de volgende paragraaf):

- Er dienen voldoende opnamen gemaakt te worden, waarbij rekening gehouden moet wor- den met een aantal factoren: - de schaal van de te maken

tekening(en), - de schaal van eventuele

detailtekeningen, - eventuele gewenste horizon-

tale en/of verticale profielen, - eventueel gewenste inschrij-

ving van maatvoering op de tekeningen,

- uitwerking van de tekening- (en) op folie en/of diskette.

Opname-apparatuur Voor het maken van de foto’s bestaat een scala van opname- apparatuur: - meetcamera’s, zowel mono als

stereo. Dit zijn camera’s met vertekeningsvrije lenzen. Zij zijn nog steeds te prefereren boven andere camera’s. Zij werden geproduceerd door onder andere Zeiss en Wild, firma’s die deze apparatuur echter uit de productie hebben genomen. Een stereomeetcamera bestaat uit twee monomeetcamera’s, die op een balk vast gemonteerd en uitgelijnd zijn.

- camera’s met verwisselbare zogenaamde reseauplaten, dat wil zeggen transparante platen voorzien van gecalibreerde kruizen, die zich voor het negatiefvlak bevinden en die de vertekeningsvrije lenzen vervangen. Fabrikanten zijn onder andere Hasselblad, Rollei en Leica.

- digitale CCD-camera’s en video- camera’s.

- overige camera’s (waaronder kleinbeeld).

Voor de inzet van de soort appara- tuur is men afhankelijk van het assortiment van het bedrijf dat men voor de fotogrammetrische docu- mentatie heeft uitgekozen.

Fotogrammetrie

Deiotof De opnamen van een te documen- teren object moeten in principe zoveel mogelijk parallel met het projectievlak gemaakt worden, dat wil zeggen met het denkbeeldige (verticale) vlak, waarop het gewens- te aanzicht van het object geprojec- teerd wordt. De fotogrammeter aan de tekenmachine kan dan het ruim- telijke beeld vlotter en met minder inspanning van zijn ogen aftasten. Een stereobeeld wordt gevormd door twee monofoto’s. Stereo- opnamen worden dan ook steeds per paar gemaakt; zo’n paar wordt een model genoemd. Eén model bestaat uit twee elkaar bij voorkeur meer dan 60% overlappende foto’s van hetzelfde te tekenen onderdeel afb. 15. Elke volgende opname, zowel erboven, eronder als ernaast, dient steeds overlappend te zijn en wel zodanig, dat hij met de voor- gaande een bruikbaar model vormt. Voor een stereomeetbeeld kan met een monomeetcamera de tweede (de eerste overlappende) foto gemaakt worden door de camera na het maken van de eerste foto iets te verplaatsen.

Paspun ten Op de opnamen dienenpaspunten zeer nauwkeurig vastgelegd te worden in x-, y- en z-coördinaten (dat wil zeggen respectievelijk hori- zontaal evenwijdig aan het projec- tievlak, verticaal en loodrecht op het projectievlak). Per overlapping zijn tenminste drie paspunten no-

dig. Als paspunten kunnen naast vaste, aangebrachte meetmerken ook natuurlijke punten ingemeten worden. Voor het inmeten van paspunten is eveneens een scala van meet- apparatuur aanwezig. Bij gebruik van stereomeetcamera’s was het inmeten van paspunten in het algemeen niet of slechts in geringe mate nodig als gevolg van het mee- fotograferen van een baak(dit in combinatie met de zogenaamde analoge uitwerkapparatuur, appara- tuur die eveneens uit de productie

RVblad 01-4

6. Replica von het VOC-.schip Amsterdam bij het Scheepvaartmuseum in Amsterdam en een fotogrammetrische tekening van het model van dit schip, aanwezig in het museum.

is genomen). Bij het uitwerken uit stereobeelden is het gewenst over minimaal drie paspunten in het ruimtelijke beeld te beschikken. Een goede inmeting van de pas- punten vormt de basis voor de kwaliteit van de te maken tekening. Bij het gebruik van stereomeet- camera’s is een continue controle in het ruimtelijke beeld mogelijk; dit vergt echter onnodige tijd. Ervaring heeft geleerd, dat geodeti- sche metingen in het algemeen niet van die kwaliteit zijn die voor architectuurfotogrammetrie

gewenst is, zelfs als die metingen vanaf zeer solide vloeren zijn verricht. De kwaliteit van de metin- gen loopt sterk terug naarmate de ingemeten punten hoger liggen, bijvoorbeeld bij kerken en speciaal daar waar natuurlijke punten wor- den ingemeten. In combinatie met andere problemen kan de fout van zeer steil ingemeten punten al gauw tot 80% oplopen. Kleine meetfouten blijken echter in de massa te verdwijnen; zij worden in de vereffening meegenomen en verdeeld over de andere paspunten.

Fotogrammetrie

De fout blijft dus bestaan. De kwali- teit van de paspuntinmeting kan in het algemeen pas beoordeeld worden bij het uitwerken van de betreffende onderdelen van het object, wat maanden nà het maken van de foto’s kan zijn. Het is bijzon- der vervelend als men er dan pas achter komt dat de verzamelde gegevens onbruikbaar zijn.

Monofotogrammetrische mogelijk- heden Een monofoto bestaat uit een oneindig aantal punten, waarvan alle kritische punten extern inge- meten moeten worden, uitgedrukt in x-, y- en z-coördinaten, teneinde een verantwoorde maatvoering te kunnen realiseren bij het uitwerken van de foto’s. Er zijn momenteel tal- loze computer-uitwerkprogram- ma’s voor deze soort fotogramme- trie beschikbaar. Of ze voldoende juiste en exacte informatie kunnen produceren, zal in de praktijk beoordeeld moeten worden.

Stereofotogrammetrische mogelijk- heden Een ruimtelijk beeld, opgebouwd uit stereomeetfoto’s, bestaat ook uit talloze punten. Met het inmeten van tenminste drie punten, die alle binnen het overlappende deel van

een model liggen, zijn echter alle andere punten ook bepaald en uit te drukken in x-, y- en z-coördina- ten. Bij een groot object met aan- zichten, horizontale en verticale doorsneden kunnen alle punten in de coördinaten van het op te bouwen meetnet worden uitge- drukt. Afhankelijk van de gebruikte uitwerkapparatuur kunnen de gewenste onderdelen in tekening worden weergegeven door de hoofdpunten met een lijn te verbin- den. Men onderscheidt hierbij puntkartering en lijnkartering. Bij de puntkartering worden de ken- merkende punten in gevel, deur of venster vastgelegd en bij de uitwer- king tot tekening met elkaar ver- bonden; bij de lijnkartering wordt de in tekening te brengen lijn tijdens het aftasten van het stereo- beeld continu gevolgd. Een rechte lijn (juister gezegd: lijn- stuk) evenwijdig aan het projectie- vlak heeft overal dezelfde z-coördi- naat; uit de x- en y-coördinaten van de eindpunten kan de lengte exact worden bepaald. Een rechte lijn, die niet evenwijdig aan het projectie- vlak loopt, heeft een variabele z-coördinaat; op het projectievlak wordt hij verkort weergegeven. Een gebogen lijn die evenwijdig aan het projectievlak loopt, heeft

RVblad 01-5

ook overal dezelfde z-coördinaat. Een gebogen lijn die niet evenwij- dig aan het projectievlak loopt, is op tekening sterk strijdig met het visuele beeld. Misschien is het aardig om ter illus- tratie hiervan te vermelden dat, toen de koepel van de Dom te Passau in tekening was gebracht, door de opdrachtgever als bezwaar naar voren werd gebracht: Al 25 jaar zie ik de koepel dagelijks, maar de tekening geeft een andere vorm aan!. De koepel werd namelijk door de opdrachtgever van de straatzijde af bekeken, maar de tekening was een exacte projectie van de koepel in het verticale vlak. Eén en ander leek dus niet juist, maar na een controletekening gemaakt te heb- ben, bleek de tekening toch correct te zijn en ging men wèl akkoord. Elk te tekenen aanzicht van een object kan uit driedimensionale (of: ruimtelijke) beelden exact worden geprojecteerd, eventueel aange- vuld met de maatvoering. Ter on- dersteuning kan het gewenst zijn ook horizontale en verticale profie- len (respectievelijk met constante y- en x-coördinaat) uit te werken. Hierbij valt op te merken, dat: - Een gevel of wand, fotogramme-

trisch gezien, nimmer geheel vlak is. Afb. 7 geeft een fragment

% ‘HetLaatste Avondmaal’van Leonardo da Vinc! j 1-12 l;iU) JII 111lao11 III(‘I daarnaoct wn ye~rkendfragment wourop dcdlept~- verschillen zijn aangegeven in tienden van millimeterc ten opzichte van een theoretisch vlak (bepaald door de drie punten met het cijfer O}, op basis van fotogrammetrischemeting.

RDMZRV 1998140 10

Fotogrammetrie

weer van het fresco ‘Het Laatste Avondmaal’ van Leonardo da Vinci in Milaan. In 1976 werd door de Italiaanse monumen- tendienst het verzoek gedaan de diepteverschillen in de stuc- wand te onderzoeken. In de tekening zijn op basis van de fotogrammetrische metingen de afwijkingen ten opzichte van een theoretisch vlak (0,O) in tienden van millimeters in rastervorm aangegeven.

- Een venster of een deur ten ge- volge van de lichte golving van de gevel een fractie te smal of te klein weergegeven kan zijn. Hiervoor kan, indien gewenst, een horizontaal en/of verticaal profiel uitkomst brengen.

- Gevelonderdelen in de loop der tijd aan weersinvloeden en slij- tage onderhevig kunnen zijn geweest, waardoor de scherpe vormen vervaagd zijn.

- De fotogrammeter slechts de herkenbare details mag weer- geven, opdat er geen fantasie ingebouwd wordt, wat tot on- juiste interpretaties zou kunnen leiden.

- De nauwkeurigheid van de foto- grammetrische tekening erg hoog is. Deze nauwkeurigheid is echter noodzakelijk om de uit te werken meetfoto’s op elkaar te kunnen in- en aanpassen.

Voor het uitwerken van de beelden bestaan er verscheidene methoden en typen apparatuur, waarvan echter een deel verouderd is zie schematisch overzicht. Verouderd is de orthofototechniek (een orthofoto is een foto gemaakt met een meetcamera, waarbij het perspectief in een projectievlak is teruggebracht). Hierbij wordt het ruimtelijke beeld van een monofoto van een stereopaar afgetast; de x- en y-functies zijn geblokkeerd, terwijl de z-functie (de diepte) continu gecorrigeerd wordt, zodat er een reële projectie, de orthofoto, ontstaat. Dit systeem wordt niet meer toegepast.

foto’s:

uitwerk-

RVblad 01-6

stereomeetfoto’s I \‘\

1-1 [j

I , I 1

product:

bruikbaar-

verklaring van de tekens: +++ hoge kwaliteit ++ goede kwaliteit + bruikbaar - niet exact ._ oneconomisch ___ ongeschikt

Schematisch overzicht van de toepassingsmogelijkheden van de verschillende vervaardi- gingswijzen van fotogrammetrische tekeningen in het kader van de architectuurfoto- grammetrie.

De orthofoto is de voorloper van de digitale orthofoto die vervaardigd wordt met het imagestation. Door het projecteren van het stereobeeld via een speciale bril op het netvlies met een zeer gering tijdsinterval tussen twee beelden wordt een ruimtelijk beeld gesuggereerd. De digitale orthofoto verkeert echter nog in een experimenteel stadium. Een andere, minder te prefereren werkwijze is die, waarbij een meet- foto, een schaalvergroting wordt vervaardigd van een negatief dat met een meetcamera (d.i. een camera met vertekeningsvrije lens) is gemaakt. De foto, in het alge- meen van de gevel van een gebouw, is slechts naar één projec-

tievlak te vergroten. Men speelt dan in op de maatvoering van bijvoor- beeld de vensters, waarbij men accepteert, dat een gevel nooit geheel vlak is, maar enigszins golft vgl. afb. 7, waardoor een exacte maatvoering niet mogelijk is. De perspectivische vertekening blijft bestaan. Dit systeem is in het voor- malige Oostblok op grote schaal toegepast wegens kostenbesparing. Ook nu nog wordt daar de meetfoto boven een exacte tekening geprefe- reerd. Tot de oudere uitwerkapparatuur behoort ook de analoge teken- apparatuur van onder andere Zeiss en Wild. Deze apparatuur realiseert de tekening naar het voorbeeld,

Fotogrammetrie

namelijk de foto; het is dus een direct uitwerkprocédé. Hierbij wor- den opnamen gebruikt van stereo- meetcamera’s (met een vaste basis) en ook opnamen van twee (mono)- meetcamera’s (met variabele basis) die samen een stereobeeld opleve- ren. Een stereopaar (model), inge- bouwd in een analoog apparaat, geeft het beeld voor ca. 60% ruim- telijk weer (in perspectief). De ana- loge uitwerkapparatuur is zo geconstrueerd, dat met een licht- straalprojectie de x-, y- en z- coör- dinaten in de twee beelden kunnen samenvallen. Door het samenvallen in één punt te gebruiken - en waar nodig te corrigeren - worden de in tekening te brengen lijnen van het object via een plotter direct weer- gegeven, en wel zodanig dat via het perspectivische gegeven een pro- jectievlak ontstaat. Tot de nieuwe typen behoort de analytische tekenapparatuur afb. 5. Deze apparatuur realiseert de tekening op basis van voorafgaan- de ontleding van de foto’s; het is dus een indirect uitwerkprocédé. De ontleding bestaat uit het op- slaan van een groot aantal coördi- naten in het geheugen van de aan- gekoppelde computer. Op basis van deze coördinaten kan de tekening in lijnen weergegeven worden, maar ook kunnen de coördinaten op diskette geleverd worden. De maatvoering is gekoppeld aan een extern in te voeren meetnet. De uit- werking kan in elke gewenste schaal geschieden. Toch is het gewenst te weten welke schalen gevraagd worden. Veel bedrijven prefereren dit systeem in verband met de bij hen in gebruik zijnde computersystemen. Voor de personal computer zijn speciale uitwerkprogramma’s ont- wikkeld, gericht op architectuur. De weergave in tekening is bij orna- mentering echter beperkt in nauw- keurigheid.

De fotogrammeter De kwaliteit van het getekende product is altijd afhankelijk van degene die de uitwerkapparatuur

bedient, de fotogrammeter. De bediening van de apparatuur voor de analytische uitwerking, het imagestation en de uitwerking met de personal computer is in redelijk korte tijd onder de knie te krijgen. Voor bouwkundige onderwerpen heeft een operateur met een bouw- kundige opleiding de voorkeur. Naast tenminste de MTS-bouw- kunde opleiding dient hij of zij geïnteresseerd te zijn in de historie van de bouwkunst, een zekere ken- nis van o.a. de kerkgeschiedenis te bezitten en zichzelf steeds af te vragen en uit te zoeken wat de bete- kenis is van bepaalde details. Een fotogrammetrisch bedrijf, dat aan zijn fotogrammeters dergelijke eisen niet stelt, is niet geschikt voor het in tekening brengen van histo- rische architectuur. De fotogrammeter mag nooit lijnen tekenen die hij of zij denkt te zien; er mag geen fantasie ingebracht worden, bijvoorbeeld bij dode hoeken. Eventueel kan wel een onderbroken lijn worden getekend. Ter voorkoming van problemen met dode hoeken dient voldoende fotomateriaal aanwezig te zijn.

De schaal van de tekeningen Voor zowel de analoge als de analy- tische uitwerking kan over de te tekenen schaal het volgende wor- den opgemerkt: Schaal 1 : 200 is in het algemeen niet economisch. Schaal 1 : 100 is vaak zinvol bij stedenbouwkun- dige objecten (gevelwanden); de tekeningen kunnen desgewenst vergroot worden naar de schalen 1:50enl:ZO. Schaal 1 : 50 is een ideale schaal voor georna- menteerde objecten. Bij verkleining tot schaal 1 : 100 blijft de ornamen- tering duidelijk. Schaal 1 : 20 is een ideale schaal voor rijk geor- namenteerde objecten. Nuttig als aanvulling bij tekeningen op schaal 1 : 100; er kan dan van repeterende onderdelen één exemplaar uitge- werkt worden.

Wblad 01-7

Schaal 1 : 10 is zeer geschikt voor interieur- onderdelen als orgels, altaren en beelden. In dergelijke tekeningen kan ook worden aangegeven welke delen reeds gerestaureerd zijn. Schaal 1 : 5 is goed bruikbaar voor een contourentekening die door een restaurateur of andere deskundige verder gedetailleerd kan worden. Overigens zijn deze schaal en grotere schalen zeer tijdrovend in de uitwerking en niet economisch.

Alle tekeningen kunnen worden geleverd met gewenste extra gegevens, zoals horizontale en verticale profielen, maatgegevens, enzovoorts.

RDMZ RV 1998140 11

Fotogrammetrie

Praktijkvoorbeelden

De Dokwerker te Amsterdam afb. 8.

Dit beeld is van vier zijden fotogra- fisch in stereobeelden gedocumen- teerd met een stereomeetcamera. De maatvoering werd vastgelegd door het meefotograferen van een maatlat. De vraag was hier om aan te tonen hoe nauwkeurig een beeld gedocumenteerd kan worden, dit als bijdrage aan een onderdeel van de Nederlandse inzending voor de tentoonstelling ‘Twee eeuwen revo- lutie’ in Parijs (1989). Afb. 8a is de visualisering van het ruimtelijke beeld op basis van een hoogte- lijnen-uitwerking, terwijl afb. 8b de (tweedimensionale) weergave is zoals de fotogrammeter het beeld via de plotter beleeft.

RVblad 01-8

b

s. liet l’~‘r~l’ls/llo/liiilll~lll ‘Ik LlI)/,lwI-/\(‘I- ,‘Ul, ,llcll-i/l/lt//-ic’.~sc~ll tc’. Tekening a geeft het vooraanzicht in hoogtelijnen, terwijl teken ir i de weergave is zoals de fotogrammeterhet beeld via de plotter beleeft.

Fotogrammetrie

RVblad 01-9

De kerk van Körbelitz afb. 9.

Korbelitz is een plaatsje in Duitsland tussen Magdeburg en Burg ten zuiden van de autosnel- weg. In 1989 is de kerktoren

P gedeeltelijk ingestort en in de kerk gevallen. De oorzaak hiervan waren waarschijnlijk de trillingen ten gevolge van passerende tanks en het doorbreken van de geluidsbar- rière door overvliegende militaire vliegtuigen bij oefeningen. De fotogrammetrische tekening geeft een projectie weer van alle zichtbare delen van de zuidzijde van de toren, het schip, het koor en de absis in februari 1990. Aan deze tekening kunnen de maten in hori- zontale (x-) en verticale (y-) richting ontleend worden. Van de achter het x-y-projectievlak gelegen informa- tie kunnen alleen de verticale (y-) maten gerelateerd worden aan een peilmaat. Ter ondersteuning van deze tekening werden ook horizontale (x-z-) en verticale (y-z-) profielen uitgewerkt. Kerk en toren zijn inmiddels gerestaureerd.

Fotogrammetrie

-..... .-

.- = t- I’

noord

scheurpatroon in de fotogrammetrische tekening

scheurpatroon in de schets van de binnenzijde van de toren

I kritiek muurdeel

luidrich ting klok

/ vermoedelijk doorgaande scheur

,,i, .

RVblad 01-10

I

-SE gipsmerk van 22.12.93 met haarscheur van 09.06.94

10. De kerk te Stücken (Duitsland). Doorsneden en fotogrammetrisch opgemeten aanzichten met aanduiding van scheuren in het metselwerk.

Fotogrammetrie

I

RVblad 01-11

ll. De kerk te Stücken (Duitsland). Fotogrammetrisch vervaardigde verticale en horizontale profielen van de westgevel (die samen het silhouette van die gevel vormen).

De kerk van Stücken afb. 10.

Stücken ligt ten zuiden van Berlijn aan de autosnelweg bij Michendorf. Een deel van de westmuur boven de ingang van de kerk dreigt er uit te vallen, wat ter plaatse duidelijk zichtbaar is. De noord-, zuid- en westgevel (met ingebouwde toren) zijn in 1993 fotogrammetrisch in tekening gebracht, inclusief de stenen voor zover die niet door een boom waren afgedekt voor de camera. Ook zijn er horizontale en verticale profielen uitgewerkt afb. ll. Vervolgens zijn er continu-bewe- gingsmetingen uitgevoerd. Hierbij werden gedurende tien weken om de tien minuten de gegevens

geregistreerd van twaalf sensoren betreffende de scheurbreedten (met een nauwkeurigheid van 0,Ol mm), hoekverdraaiingen (met een nauw- keurigheid van 0,Ol arc sec) en de relatieve vochtigheid en tempera- tuur. De scheurvorming toonde een beweging aan die varieerde van 0,4 tot 2,l mm. De toren beweegt zich blijvend in noordwestelijke richting. Wegens geldgebrek moest het onderzoek worden stilgelegd. Hier wordt weergegeven hoe een statische fotogrammetrische meting aangevuld kan worden met een dynamische meting.

RDMZRV 1998140 - 13

Fotogrammetrie

Burgdorf (Zwitserland), Metzgergasse 18 t/m 8 afb. 12.

Bij de uitwerking van de fotogram- metrische tekening van de voor- gevels van deze huizen bleek dat verscheidene raamkozijnen verschoven zijn ten opzichte van de openingen in de gevel; de dag- kanten staan dus niet loodrecht op de voorgevel. Bij nr. 8, het rechter hoekhuis, betreft dit alleen de drie linker vensters van de eerste en tweede verdieping. Misschien is hierin een jongere uitbreiding van het huis te herkennen: de verhoging met een verdieping en de verbreding naar rechts met twee vensters die bovendien verder van elkaar af staan.

RVblad 01 - 12

12. G~JIYJ/IWI~I~ ~l/el/qeryn~ 1S r.m S IC’ i:qticiri ii~i,il\c’i-ici/rt/i. / i~io:c en fotogrammetrische tekening (1979) meteen detail opgrotere schaal, waarop de verschuiving van deraamk-ozijnen ten opzichte van degevelopeningen duidelijk uitkomt.

Fotogrammetrie

RVblad 01-13

Dordrecht, gevels Voorstraatshaven afb. 13.

In het kader van het Deltaplan werden over een lengte van ca 1500 m’ de achtergevels van hui- zen aan de Voorstraat uitgewerkt tot fotogrammetrische tekeningen op de schaal 1 : 100. Dit werd in vier fasen uitgevoerd in de jaren 1982 tot 1991, ten behoeve van funderingsversterking en de aan- leg van riolering langs de gevel- wand.

RDMZRV 1998140 14

Fotogrammetrie

Magdeburg, gravure op de kloostergang van de Dom atb. 14.

Boven de bogen van de klooster- gang waren in de pleisterlaag omstreeks het jaar 1000 18 of 19 aartsbisschoppen gegraveerd met

in het midden Keizer Otto 1 met zijn twee vrouwen, Adelheit (links) en Edith (rechts). Door het inbreken van vensters en het aanbrengen van muurgrafstenen zijn helaas belang- rijke delen van de voorstelling ver- loren gegaan.

RVblad 07 -74

Hattem, opgraving van de slotpoort afb. 15.

In 1990 werd in het oostelijke einde van de Koestraat, waar die uitkomt op de Markt en de Adelaarshoek, de fundering van de 15de-eeuwse slot- poort opgegraven, die toegang gaf tot het ca 60 m zuidwestelijk daar- van gelegen kasteel. De poort, die uit twee delen van verschillende ouderdom bestond, oversneed de oudere, ongeveer noord-zuid lopende vermoedelijk 14de-eeuwse westelijke stadsmuur en de oost- west lopende zuidmuur van een jongere stadsuitbreiding.

Conclusie De fotogrammetrie kan wegens zijn zeer grote nauwkeurigheid en maatgetrouwheid een belangrijke bijdrage leveren aan betrouwbare documentatie van cultuurgoederen, mits op verantwoorde wijze uitgevoerd. De methode loont voor- al voor de opmeting van gevelwan- den afb. 12,13 en ingewikkelde of moeilijk op te meten objecten. Zij is eveneens zeer geschikt voor schade- beoordeling (bij rampen) en voor het maken van studies en plannin- gen voor onderhoud en restauratie en voor de registratie van dergelijke

14. Kloostergang van de Dom te Magdeburg (Duitsland). Overzicht en detail (in foto en fotogrammetrische tekening, 1990) van de boven de spitsbogen in de pleisterlaag gegraveerde voorstellingen.

Fotogrammetrie

\ \ _....--------17 RVblad 01 - 15

werkzaamheden. Ook voor de vast- legging van archeologische vond- sten (plattegronden, doorsneden, profielen afb. 15) kan de fotogram- metrie goede diensten bewijzen.

-- -- -- -- -- -- -- -- - _ __ --,’

‘(/+q ‘I; / ---- I

------’ \ /’

’ ‘1 \I \ ’

15. Hattem, funderingen van de 15de-eeuw- se slotpoort in het oostelqk einde van de Koestraat: stereomodel en fotogrammetri- sche tekeningen van het bovenaanzicht (ge- completeerd met onderbroken lijnen, schaal 7 : 200) en een profiel (gezien naar het noordoosten, schaal 1: 100). Rechts op de foto’s de oudere, ongeveer noord-zuid lopende vermoedelijk 14de-eeuwse stads- muur:

RDMZRV 1998/40 - 15

1 Fotogrammetrie

Summary

Photogrammetry is a measurement technique which is based on making measurements in photos with the aid of special instruments. As a consequente of the rapid developments of specific measuring and computer equipment, the concept ‘photogrammetry’ has become the name and the cover for different methods of measurement, monophoto as wel1 as stereophoto. There are two treatment phases: the photographic recording of the object to be documented and the photogrammetric manufacture of a drawing. Photogrammetry is used i.a. for the documentation of personal proper& archaeological discoveries and architecture. At this time it is not yet possible to get a reliable, drawn representation with monophotogrammetry. A monophoto consists of an infinite number of points, of which al1 the critical points have to be externally measured, in order to be able to get a reliable measurement in the plotting of the photos. Presently numerous computer plotting programs are available for this kind of photogrammetry; whether they can produce sufficiently correct and precise information wil1 have to be proved in practice. A reliable documentation is possible with stereophoto- grammetry, if metric cameras or semi-metric cameras are used and one takes into consideration the nature and the scale of the desired drawings. Metric cameras, both mono and stereo, are cameras with deformation-free lenses. These are stil1 preferable to other cameras; however, they are no longer in production. A stereo metric camera consist of two cameras mounted on a beam and aligned. Semi-metric cameras have exchangeable reseau sheets with calibrated crosses which replace the distortion-free lenses. Shots must be taken as parallel as

possible to the imaginary (vertical) plane, on which the desired view of the object is to be projected. The stereo shots are always made in pairs, two preferably more than 60% overlapping photos of the same part. Every following shot, above, beneath and alongside, should be continuously overlapping. Controlpoints (applied measuring marks or natura1 points) should be exactly determined on the shots in three co-ordinates: for each overlap at least three control points are necessary. The control points must be measured as well. When the images are plotted into drawings, there is a distinction between point-plotting and line- tracing. In point-plotting, the characteristic points in facade, door or window are connected by a line; in line-plotting, the line to be drawn is continuously followed during the scanning of the stereo image. There are different types of plotting equipment, some of which are obsolete (see diagram on page 6). Analogue drawing equipment, in which the drawing is realised from the example, namely the photo, is no longer manufactured. Shots from mono and stereo metric cameras are used for this. A stereo pair, put into an analogue equipment, reproduces the image spatially (in perspective) for about 60%. The analogue plotting equipment is constructed so that the x, y and z co-ordinates can converge in the two images with a projected ray of light. By using the convergente in one point -and correcting where necessary- the lines of the object to be drawn are directly reproduced by a plotter, and in such a way that a projection plane is created via the perspective data. The analytical drawing equipment (ill. 5) is one of the new types. This instrument makes the drawing on the basis of pre-dissection of the photos; it is thus an indirect plotting procedure. The dissection is made up of a great number of co- ordinates stored in the memory of

RVblad 01-16

an attached computer. On the basis of these co-ordinates, the drawing can be reproduced in lines, but the co-ordinates can also be delivered on diskette. The measurement is coupled to an externally introduced metric net. The digital orthophoto, made with the imagestation, is stil1 in an experimental stage. A spatial image is suggested by projecting the stereo image via special spectacles onto the retina with a minuscule time interval between the two images. A less preferred working method is the one in which a metric photo, an enlargement scale is created from a negative made with a metric camera. The photo, generally of the facade of a building, can only be enlarged onto one projection plane. It is adapted to the measurement of the windows, accepting that a facade is never entirely flat, but rather somewhat undulating, making an exact measurement impossible. The perspective deformation continues to exist. This system was widely used in the former East Black owing to the tost factor. Photogrammetry is especially worthwhile for the measurement of facade walls, objects which are complicated or difficult to measure. It is also highly suitable for damage assessment (in disasters), for making studies and plans for maintenance and restoration and for the registration of similar activities, as wel1 as for recording archaeological discoveries.

Herkomst afbeeldingen

Uit Informatieblad UNESCO-CIPA: 1,2,3 Uit IOOJahre Architekturim A4essbild, Jena Optik 1984: 4 A. de Waal: 5 tlm 15