ContentsStructura cursului de Fotogrammetrie Digitala:.....................................................................................2

CURS 1 02.10.2013...............................................................................................2

Curs 2 23 oct 2013........................................................................................................................4

CURS 3 Curs 30 oct 2013.................................................................................................................4

Curs 4 6 nov –.........................................................................................................................................6

Curs -?....................................................................................................................................................8

curs 5 Curs 20 nov. 13..........................................................................................................................10

Curs 6 11 decembrie 2013...................................................................................................................12

Curs 6 ? 11 dec. 13........................................................................................................................15

curs 7 - 8 ianuarie 2014........................................................................................................................17

Structura cursului de Fotogrammetrie Digitala: 1) Elemente introductive: definitie, istoric

2) Etapele procesului fotogrametric: prezentare

3) Zborul fotogrametric

4) Imagini: fotograme aeriene (caracteristici, elemente componente)

5) Elemente? de procesare a fotogramelor aeriene

6) Modelul numeric al terenului

7) Aplicatii ale fotogrammetriei digitale

CURS 1 02.10.2013ELEMENTE DE FOTOGRAMETRIE DIGITALA

Obiectivul cursului:

• prezentarea elementelor teoretice care stau la baza procesului fotogrametric, dezvoltat in mediul digital

Procesul fotogrametric:

• totalitatea proceselor de la obtinerea fotogramei pana la generarea produsilor fotogrametrici

Fotogrametria:

• ansamblu de aplicatii ale imaginilor de teledetectie, care au ca scop obtinerea datelor metrice din structura acestora, in scopul extragerii precise a elementelor de planimetrie si de altimetrie utile realizarii de planuri si harti

Fotogramele contin:

Teledetectie:

• domeniu tehnic, care utilizeaza radiatiile electromagnetice, reflectate de diferite obiecte, in vederea inregistrarii acestora de la distanta cu ajutorul unor senzori si generarii unor imagini de teledetectie

• produce doar imagini care sunt exploatate in fotogrametrie in vederea extragerii sub forma diferitelor produse a datelor metrice, necesare diferitelor aplicatii( cartografie, topografie, GIS, urbanism, etc.)

Etapele procesului fotogrametric:

1 Zborul fotogrametric

• Imaginile –fotograme aeriene –caracteristici/ elemente componente

3 Elemente de procesare a fotogramelor aeriene

4 Modelul numeric al terenului

5 Aplicatii ale fotogramelor digitale

Produsele fotogrametriei digitale:

Fotogrametria digitala reprezinta ultima etapa a evolutiei fotogrametriei, care a debutat incepand cu anii 90, in conditiile in care principiile, metodele si algoritmii fotogrametriei analitice au fost transferate in mediul digital.

• setul de date in diferite formate digitale, care pot fi aplicate in diverse aplicatii SIG (GIS)

• fotograma aeriana digitala

• ortofotograma aeriana digitala ( fotograma generata in pr. Ortografica, scara unica, deplasarea radiala este aproape de 0)

• puncte necesare ridicarilor topografice

• modele digitale de teren

modele digitale ale diferitelor obiecte din teren

• harti topografice digitale

• harti cadastrale digitale

• harti tematice digitale

• harti de vegetatie

• harti pentru planurile de urbanism

• harti de risc si hazard

• baze de date SIG

• Fotogrametria este o parte a Geomaticii.

• Geomatica:

• -totalitatea domenilor tehnice care se ocupa cu obtinerea, procesarea, analiza si vizualizarea tuturor datelor si informatiilor cu localizare pe suprafata terestra

• - Se inscrie la limita dintre teledetectie si SIG, dar este strans legata de domenile cartografice si topografice

Curs 2 lipsa 23 oct 2013

CURS 3 Curs 30 oct 2013

Etapele de lucru in fotogrametria digitala

Zborul fotogrametric> Procesarea fotogramelor> Generarea produselor fotogrametriei> Date in GIS.

I

(proiect de zbor si zbor).

1)Etapa planificarii zborului – etapa in care specificatiile proiectului de aerofotografiere, respectiv acoperirea spatiala, scara si formatul imaginilor sunt integrate in diferite aplicatii digitale in scopul de a genera elementele de baza ale misiunii de aerofografiere.

Elemente de baza: *parametrii zborului de aeerofotrafiere – sunt legati de parametrii senzorilor si obiectelor folosite.

* realizarea hartii zborului de fotografiere aeriana.

2)Realizarea reperajului misiunii in teren – in urma intocmirii proiectului de zbor este necesara corelarea directiilor de zbor si a retelei punctelor de statie fotogrametrica.

- urmarirea cat mai stricta a proiectului misiunii.

-Reperajul presupune stabilirea unei retele de puncte in spatiul fotografiat care sa permita urmarirea cat mai precisa a traseelor de zbor prevazute in proiect.

-Reperajul ajuta la triangulatie.

-Punctele de reperaj sunt de obicei puncte fixe. Sunt puncte din reteaua geodezica (au borne).

-Exista si alte categorie de puncte care sunt fixe in teren –intersectii de drumuri, turla de biserica, o cladire mai mare etc..

-exista probleme mai mari in zona montana- este necesara deplasarea in teren pt reperaj.

3) Realizarea zborului propriu-zis –impune utilizarea unor echipamente foarte diverse, de la camera de fotografiere cu film(analogica) la cea digitala, la echipamente de scanare laser(LIDAR) samd..

-este important ca parametrii de zbor sa se afle in limitele tolerantelor stabilite prin proiectul de zbor.

4)Controlul calitatii imaginilor –se realizeaza in urma procesarii primare a datelor inregistrate in memoria camerelor la sistemele digitale sau pe pelicula de film la sistemele analogice.

- ori la imaginile analogice ori la cele digitale.

-analogic= imagine care se formeaza similar imaginii care se formeaza pe retina ochiului

-digital= imagine alcatuita din pixeli pe baza de matrice care are senzori speciali.

• Impune la inceput verificare4a modului in care s-a realizat acoperiarea spatiala prevazuta in proiect.

• Verificarea acoperirilor longitudinale si transversale intre fotograme ,respectiv intre benzile de fotograme.

5) Asamblarea imaginilor- se face prin tehnica de construire a aerotriangulatiei =tehnica care presupune legarea imaginilor, atat la nivel de banda de fotograme cat si la nivel de asamblaj de benzi

in scopul de a asigura o acoperire spatiala corespunzatoare scopului pt care s-a realizat obtinerea de imagini.

Blocul de fotograme= un asamblaj a mai multor benzi de fotograme destinat construirii unui mozaic folosind retele de puncte reper pentru aerotriangulatie.

Curs 4 6 nov –

Asamblarea imaginilor este obligatorie, deoarece produșii de fotogrammetrie au de obicei o acoperire spațială ce nu se limitează la o singura fotogramă sau la un dublet de fotograme. De obicei în exploatarea fotogramelor dubletul rămâne baza de plecare, deși în urma aerotriangulației numărul mare de fotograme impune un tratament adaptat noii acoperiri spațiale.

Dubletul de imagini stă la baza primei direcții de exploatare a fotogramelor, respectiv exploatarea stereoscopică a acestora. Are la baza dubletul, care la rândul lui poate fi folosit în interpretare tematică, folosind instrumente optice sau instrumente digitale. De exemplu extragerea din dublet folosind examinarea stereoscopica a unor clădiri, sau extragerea din dublet a străzilor, a copacilor dintr-un oraș.

Din exploatarea stereoscopică a dubletului rezultă diferite straturi de informație, vectori, sau raster, ce constituie mai târziu seturi de informații geospațiale ce vor fi integrate în diverse aplicații GIS. Exploatarea stereoscopică presupune atât extragerea entităților ca atare (puncte pentru copaci, poligoane pentru clădiri, arce pentru drumuri), dar și extragerea unor elemente cantitative (atribute) legate de aceste entități.

2. generarea din dublete a modelelor digitale de elevație – presupune că modelele se vor genera doar pentru zona de suprapunere comună dintre cele două fotograme care alcătuiesc dubletul. MNA este generat doar pentru zona comună.

Cea de-a doua direcție urmărește procesarea prin ortocorecție a imaginilor în vederea reeșantionării acestora pe baze geometrice noi. Direcția urmărită presupune mai întâi înlocuirea proiecției centrale (proiecției perspective) a imaginilor cu o proiecție ortografică sau ortogonală în condițiile utilizării pentru acest proces a modelului digital al terenului. În ortorectificare se produce de fapt reproiectarea imaginii din zona comună a dubletului folosind puncte de control cu parametrii bine precizați x, y și z și modelul digital al terenului. Rezultă o imagine corespunzătoare zonei comune dintre fotogramele dubletului în care scara este aproximativ aceeași în orice punct, iar deplasarea radială este teoretic eliminată (limitată)

În urma fotorectificării prin mozaicarea imaginilor corectate pot rezulta diferite produse foogrammetrice de la ortofotograe, ortofotoplanuri, ortofotohărți. Punctul comun al acestora îl reprezintă fondul de date reprezentat de asamblajele sau mozaicurile de imagini în proiecție ortografică pe care se suprapun și alte date. De exemplu: la ortofotohară în principal peste ortofotoplan se suprapun elementele unei hărți, inclusiv simboluri, toponimie șamd.

Operațiunea prin care elementele de planimetrie și altimetrie sunt extrase din dubletul de imagini folosind fie instrumente ortomecanice, analitice, die instrumente digitale este cunoscută sub numele de stereorestituție (restituirea informației din dublet pe hartă).

Elemente privind zborul fotogrammetric

Zborul fotogrammetric reprezintă componenta de bază a procesului de aerofotografiere și presupune cunoașterea mai multor caracteristici:

• Proiectul de zbor – harta de zbor este foarte importantă;

• Parametrii zborului;

• Echipamentele utilizate în misiunile de fotografiere aeriană.

Caracteristicile avioanelor de fotografiere aeriană

Teoretic orice aeronavă cu anumite calități poate transporta la bord echipament de fotografiere aeriană. Cu toate acestea, în prezent există doar anumite aparate recomandate și amenajate în acest scop, deoarece o astfel de aeronavă trebuie să îndeplinească o serie de condiții de bază:

• O stabilitate cât mai bună a aparatului în timpul misiunii de aerofotografiere, pentru că misiunea se bazează pe urmărirea cât mai exactă a unor trasee de zbor la o anumită altitudine și un confort cât mai riguros al parametrilor conform celor din proiect.

• Prezența la bordul avionului a unei aparaturi de bord suficiente pentru a permite pe de-o parte monitorizarea parametrilor, dar mai ales realizarea sistemului integrat de conducere a zborului în care este cuprinsă camera, sau senzorii în general și echipamentele anexe ale acestora.

În urma unui zbor se obțin 2 categorii: aerofotogramele și datele care însoțesc aerofotogramele și care sunt necesare exploatării acestora.

• Autonomia de zbor a aeronavei trebuie să fie suficientă pentru a permite acoperirea spațio-temporală a întregii misiuni în cele mai bune condiții, fără a fi necesară o reîntoarcere la bază pentru alimentare.

• Variația plafonului de zbor în timpul misiunii trebuie să se încadreze cât mai precis în limitele de toleranță specificate în proiectul de zbor. Abaterea mai mare de la aceste valori poate determina scări foarte diferite ale imaginilor în raport cu cele prestabilite în proiect de comun acord cu beneficiarul.

• Stabilitatea avionului în raport cu traseu din harta de zbor trebuie să se păstreze în limitele a 2-3° impuse de deriva laterală în condițiile respectării acoperirii la nivel de bandă de fotograme a terenului.

• Existența la bordul aeronavei a unui spațiu suficient pentru amplasarea senzorilor și echipamentelor anexe, respectiv pentru echipajul format de obicei din trei persoane: pilot, navigator și operator fotogrammetric.

• Amplasarea camerei sau a senzorului în general trebuie să se realizeze cât mai aproape de centrul de greutate al aeronavei, în condițiile asigurării unui câmp vizual fără obstacole.

La bordul aeronavelor folosite în aceste misiuni se pot afla echipamente foarte diverse active sau inactive, care trebuie să fie conectate la sistemul de alimentare al avionului și la aparatura de bord prin intermediul diferitelor echipamente auxiliare.

Curs -?

Stabilirea parametrului de zbor fotogrametric este necesară în ... aceasta cuprinde pe de o parte harta de zbor fotogrametric iar pe de altă parte, o documentație cu specificații tehnice și calcule privind misiunea. Harta de zbor fotogrametric este o reprezentare cartografică care cuprinde două categorii de elemente. Prima categorie o reprezintă elementele stricte ale zborului fotogrametric și anume direcțiile de zbor cu numerotarea acestora, punctlee de stație fotogrametrică ( se deschide camera), acoperirea longitudinală, respectiv acoperirea laterală la nivelul benzilor de imagini respectiv între benzile de imagini (reprezentare schematică). La acestea se adaugă de obicei și punctele de reperaj în teren, necesare controlului îndeplinirii misiunii la nivelul acoperirii spațiale și respectării direcțiilor de zbor prestabilite. A doua categorie de elemente sunt elementele de bază cartografică generală (elementele pe care se suprapun datele spațiale ce vizează zborul fotogrametric) de obicei se folosesc harți topografice în fundal deoarece aceste materiale cartografice oferă posibilitatea de a marca precis punctele de reperaj (punctele geodezice). De asemenea se mai utilizează si modele digitale de teren, imagini satelitare, mozaicuri de fotograme mai vechi cât mai bine normalizate. Harta de zbor fotogrametric este un document ce se întocmește frecvent în aplicații digitale în concordanță cu cerințele beneficiarului, acoperirea terenului cu fotograme și mai ales în concordanță cu numărul de imagini și costul total al misiunii. (topo flight – soft de proiectare a zborului)

Parametrii prezenți în proiectul de zbor fotogrametric: distanța focală a obiectivului camerei se noteaza cu f și corespunde distanței dintre punctul de proiecție al razelor de lumină pe film sau matricea de senzori și planul pe care se proiectează imaginea. Distanța focală se noteaza cu f și este specifică unui senzor care utilizează lumina în obținerea de imagini sub formă de fotograme. Distanța focală poate caracterzia atât un senzor fotografic analogic sau digital cât și un senzor multispectral. Misiunile de fotografiere aeriană pot integra mai multe tipuri de senzori având caracteristici tehnice bine precizate: camere analogice sau cu film, camere

digitale cu înregistrare de imagine cadru, senzori de scanare lineară sau camere cu fantă, sistemele de scanare laser.

Fov (field of wiew – dimensiunea vizuală – camerele cu fantă sau scanerele).

Alegerea senzorilor în funcție de distanța focală presupune o bună cunoaștere a particularității terenurilor ce urmează a fi înregistrată în fotograme. Pentru terenurile plane, cu devinelări mici distanța focală medie poate fi în jur de 50 mm în cazul terenurilor de dealuri joase, ea poate sa crească la 70 mm iar pentru zonele montane distanța focală se marește la 100 140 mm. În cazul localităților se specifică de regulă distanțe focale ce sunt cuprinse între 200 și 220 mm deoarece volumul detaliilor ce vor apărea în imagini este mult mai mare decât în cazul terenurilor extravilane. Pe măsură ce volumul detaliilor se mărește, este neovie ca să se adapteze obiective cu distanțe focale din ce în ce mai mari iar timpul de expunere și diafragma să fie stabilite în mod adecvat.

Întocmirea documentației de zobr fotogrametri .. - formatul și calitatea imaginii în funcție de cerințele beneficiarului, se stabilește formatul atât în cazul imaginilor analogice cât și a celor digitale deoarece în funcție de acesta se alege pelicula respectiv dimensiunea matricile senzori digitali ai camerei, în funcție de caz. De asemenea se specifică rezoluția spectrală a imaginii respectiv calitatea acestora sub raportul signaturilor spectrale (imagini alb negru spectro-zonale respectiv pancromatice, imagini color în culori naturale sau color inflaroșu).- calcularea timpului acordat misiunii- realizarea imaginilor prevăzute în proiect presupune ca misiunea să se adapteze pe de-o partea autonomiei de zobr a avionului precum și numărului de cadre care vor fi realizate pe unitate de timp. De acest aspect depinde însuși timpul sau intervalul de timp dintre două deschideri consecutive ale obiectivului între 2 puncte de stație fotogrametrică situate pe același traseu de zbor. - stabilirea punctelor de control în teren folosite ca reper pentru poziționarea traseelor de zbor și pentru schimbarea direcției de zbor între traseele învecinate. Aceste puncte numite și puncte de reperaj fotogrametric pot fi preluate din harți topografice dar de foarte multe ori ele necesită actualizări de coordonate ce se realizează prin preluarea unor puncte gps la nivelul terenului. - se stabilesc datele de calibrare ale camerei astfel încât aceasta să obțină imagini la un nivel calitativ de performanțele maxime. De obicei în documentația de zbor este cuprins și un raport de calibrare al camerei în fapt un document în care sunt prezentate numeric și grafic rezultatele ultimelor măsurători de laborator și ale reglajelor ce au fost întreprinse. În raportul de calibrare se urmărește ca poziția reală a punctelor cheie ale fotogramei să se apropie cât mai mult de poziția acestora obținută în urma imaginilor test realizate atât în laborator cât mai ales în cursul zborului de calibrare ce urmăresc inclusiv fotografierea în diferite condiții a liniilor-test. În funcție de aceste rezultate camera impune anumite reglaje astfel încât performanțele la orientarea interioară respectiv exterioară și absolută a viitoarelor imagini să fie cât mai bune.

Sistemul de coordonate al camerei sau coordonate aparat- este un sistem de coordonate exprimate de obicei în milimetrii având originea în centrul fotogramei respectiv în punctul

principal al acesteia, la intersecția diagonalelor care unesc mărcile fiduciale. Aceste coordonate sunt importante atât în procesul calibrării . (ppa- centru real al imaginii). - stabilirea materialelor fotosensibile utilizate la nivel de sensibilitate rugozitate etc. În stransă legatură cu diferitele filtre ce vor fi adaptate obiectivului camerei. - determinarea parametrilor expunerii și în special a tipmpului de expunere respectiv a diafragmei. Aceasta se realizează în mai multe variante în funcție de data la care va avea loc zborul și în strănsă legătură cu vremea sau condițiile meteo. Determinarea corectă a tipului de expunere și a combinației acestuia cu diafragma asigură respectarea unui element de calitate a fotogramelor ce vor fi obținute, în condițiilor diminuării probabilității ca imaginile să fie supraexpuse sau subexpuse, dincolo de anumite praguri ce nu mai permit realizarea unor corecții digitale de contrast. Determinarea efectivă a acestor parametrii, se realizează defapt pe parcursul zborului cu ajutorul exponometrului camerei care analizează lumina primită și arată ce variante de reglaj permite. ( 1/400 sec, f/4-cât de mult s-a deschis obiectivul) expunerea nu este egală pe toată suprafața imaginii deoarece deschiderea obiectivului se realizează de la interior către margini astfel încăt centrul imaginii este expus mai mult timp luminii comparativ cu părțile laterale ale acesteia.

Determiarea toleranței scării fotogramelor mai precis a limitelor ...scării imaginilor pot varia în funcție de variația plafonului de zbor. -52 mb (valoarea statoscopului) - determinarea precisă pe segmente bine localizate a suprapunerii laterale și longitudinale dint re imagini. - determinarea carecterului imaginii vertical, oblic înclinat sau panoramic prin specificarea valorii unghiulare, dintre axul camerei sau al obiectivului și verticala locului. Imaginea verticală sau nadirală presupune ca unghiul axului camerei cu verticala locului să fie de pănă la 3 grade. Între 3 și 15 grade imaginile se numesc înclinate iar la valori mai mari de 15 grade imaginile se numesc și oblice astfel încât atunci când se observă și linia orizonului fotogramele se numesc și panoramice.- determinarea elementelor de indexare ale imaginilor respectiv numerotarea imaginilor în raport cu toate fotogramele obținute în gradul zborului dar și în raport cu arhiva de imagini în care acestea vor fi mai tărziu integrate. De obicei la fotogramele mai noi se utilizează două elemente pentru indexare pe de-o parte coordonatele punctului principal și pe de altă parte numărul benzii sau serii de imagini respectiv numărul cadrului de pe film corespunzător. La acestea se mai adaugă și data la care s-a realizat zborul respectiv. - stabilirea unor norme calitative privind livrarea către beneficiar a imaginilor respectiv a produselor fotogrametrice. Se specifică în ce format vor fi datele și la ce format calitativ.

De citit principiile despre extragerea dem-ului din imaginile aeriene. (ce este dem, proprietățilemetode de interpolare, sursă, modelarea eroorilor).

curs 5 20 nov. 13

Presupune stablirea următoarelor elemente:

• Formatul și calitatea imaginilor - în funcție de cerințele beneficiarului se stabilește formatul atât în cazul imaginilor analogice, cât și în cazul imaginilor digitale, deoarece în funcție de acesta se alege pelicula, respectiv dimensiunea matricii de senzori digitali ai camerei. De asemenea se specifică rezoluția spectrală a imaginilor, respectiv calitatea acestora sub raportul signaturilor spectrale (imagini alb-negru spectrozonale, respectiv pancromatice, imagini color în culori naturale, sau color infraroșu).

• Calcularea timpului acordat misiunii – realizarea imaginilor prevăzute în proiect presupune ca misiunea să se adapteze pe de-o parte autonomiei de zbor a avionului, precum și numărului de cadre care vor fi realizate pe unitatea de timp. De acest aspect depinde însuși timpul sau intervalul de timp dintre două deschideri consecutive ale obiectivului între două puncte de stație fotogrammetrică situate pe același traseu de zbor.

• Stabilirea punctelor de control în teren folosite ca reper pentru poziționarea traseelor de zbor și frecvent pentru schimbarea direcției de zbor între traseele învecinate. Aceste puncte numite și puncte de reperaj fotogrammetric pot fi preluate din hărți topografice, dar de foarte multe ori ele necesită actualizări de coordonate ce se realizează prin preluarea unor puncte GPS la nivelul terenului.

• Se stabilesc datele de calibrare ale camerei, astfel încât aceasta să obțină imagini la un nivel calitativ cât mai apropiat de performanțele maxime. De obicei în documentația de zbor este cuprins și un raport de calibrare al camerei, în fapt un document în care sunt prezentate numeric și grafic rezultatele ultimelor măsurători de laborator și ale reglajelor ce au fost întreprinse.

În raportul de calibrare se urmărește ca poziția reală a punctelor cheie ale fotogramei să se apropie cât mai mult de poziția acestora obținută în urma imaginilor test realizate atât în laborator, cât mai ales în cursul zborurilor de calibrare ce urmăresc inclusiv fotografierea în diferite condiții a mirelor-test. În funcție de aceste rezultate camera impune anumite reglaje, astfel încât performanțele la orientarea interioară respectiv exterioară și absolută a viitoarelor imagini să fie cât mai bune.

Sistemul de coordonate al camerei sau coordonatele aparat – este un sistem de coordonate exprimate de obicei in mm, având originea în centrul fotogramei, respectiv în punctul principal al acesteia, la intersecția diagonalelor care unesc mărcile fiduciale. Aceste coordonate sunt importante atât în procesul calibrării.

• Stabilirea materialelor fotosensibile utilizate la nivel de sensibilitate, rugozitate etc. în strânsă legătură cu diferitele filtre ce vor fi adaptate obiectivului camerei.

• Determinarea parametrilor expunerii și în special a timpului de expunere, respectiv a diafragmei. Aceasta se realizează în mai multe variante în funcție de data la care va avea loc zborul și în strânsă legătură cu vremea sau condițiile meteo. Determinarea corectă a timpului de expunere și a combinației acestuia cu diafragma asigură respectarea unui element de calitate a fotogramelor ce vor fi obținute în condițiile diminuării probabilității ca imaginile să fie supraexpuse sau subexpuse, dincolo de anumite praguri ce nu mai permit realizarea unor corecții digitale de contrast. Determinarea efectivă a acestor parametrii se realizează de fapt pe parcursul zborului cu ajutorul exponometrului camerei. Care analizează lumina primită și arată ce variante de reglaj ale expunerii există.

Expunerea nu este egală pe toată suprafața imaginii, deoarece deschiderea obiectivului se realizează de la interior către margini astfel încât centrul imaginii este expus mai mult timp luminii comparativ cu părțile laterale ale acesteia.

• Determinarea toleranței scărilor fotogramelor, mai precis a limitelor între care scările imaginilor pot să varieze în funcție de variația plafonului de zbor.

• Determinarea precisă pe segmente bine localizate a suprapunerii laterale și longitudinale dintre imagini.

• Determinarea caracterului imaginilor vertical, oblic, înclinat sau panoramic prin specificarea valorii unghiulare dintre axul camerei sau al obiectivului și verticala locului. imaginea verticală sau nadirală presupune ca unghiul axului camerei cu verticala locului să fie de până la 3 grade. Între 3-15 grade imaginile se numesc înclinate, iar la valori mai mari 15 grade imaginile se numesc și oblice, astfel încât atunci când se observă și linia orizontului fotogramele se numesc și panoramice.

• Determinarea elementelor de indexare ale imaginilor, respectiv numerotarea imaginilor în raport cu toate fotogramele obținute în cadrul zborului, dar și în raport cu arhiva de imagini în care acestea vor fi mai târziu integrate.

• De obicei la aerofotogramele mai noi se utilizează două elemente pentru indexare:

• Coordonatele punctului principal;

• Numărul benzii sau seriei de imagini, respectiv numărul cadrului de pe film corespunzător. La acestea se mai adaugă și data la care s-a realizat zborul respectiv.

• Stabilirea unor norme calitative privind livrarea către beneficiar a imaginilor, respectiv a produselor fotogrammetrice derivate din imagini. Se specifică în ce format vor fi datele și la ce nivel calitativ.

Curs 6 11 decembrie 2013Echipamente utilizate în zborul fotogrametric (camera sau senzorul respectiv echipamentele anexe ale camerei fotogrametrice).

Camera de fotogrametrie- reprezintă un senzor convențional de teledetecție care utilizează razele de lumină reflectată de obiecte, în vederea obținerii de imagini pe suport de film sau pe suport digital al obiectelor din teren, în limitele unui cadru standard prestabilit (expl. Cadrul de pe filmul fotogrametric).

Camerele fotogrametrice mai sunt cunoscute sub denumirea de camere metrice deoarece imaginile obținute cu ajutorul acestora, prezintă parametrii geometrici cunoscuți și controlabili, fapt ce permite restituirea în final a obiectelor din iamgine sub formă de reprezentări cartografice. Camerele fotogrametrice, sunt de mai multe tipuri însă principalul criteriu este suportul pe care se obține imaginea.

Camere analogice- imaginea obținută pe suport de film este analogă pe imaginea formată la nivelul ochiului uman (imaginea este formată din puncte-puncte-imagine)

Camera digitală- imaginea este formată din pixeli sau elemente imagine care conțin informație cuantificabilă în biți sau digiți. Fiecare element imagine conține o cantitate de informație în funcție de rezoluția radiometrică a imaginii ( 1pixel-8 biți)

După domeniul de utilizare al imaginilor – camere de mare precizie folosite în scop topografic și cartografic. -camere destinate aplicațiilor netopografice și necartografice care oferă și date de orientare însă utilizarea imaginilor, este legată de alte domenii ce necesită reprezentări cartografice mai puțin precise. Exemplu-arheologie, analiza stării mediului analiza vegetației, urbanismul și amenajarea teritoriului.

După formatul imaginii obținute- camere cu imagini de formă pătrată în funcție de lățimea peliculei utilizate 23X23, 18X18, 9x9, 40x40.Camere cu format dreptunghiular 18x20 cm.Camerele panoramice- imagini dreptunghiulare în care se observă linia orizontului.Camere cu imagini având alte formate decât cele menționate de exemplu camere cu imagini de format octogonal.

După deschiderea obiectivului- unghiul de câmp al camerei – Camere cu unghi mic sau câmp vizual sub 500 sau camere... 50-700, Camere cu unghi mare 70-1000 Camere cu unghi foarte mare peste 1000 camere panoramice care pot cuprinde linia orizontului și obiecte apropiate.

După sistemul de obținere al imaginii – camere clasice la care lamelele o... se deschid pe un spațiu circular de la centru către marginea cadrului expus luminii camere cu fantă la care deschiderea se face sub forma unei fante prin care pătrunde lumina imaginea rezultând din combinarea fășiilor în lungul direcțiilor de zbor.camera panoramică prezintă un obiectiv special cu deschidere foarte mare care permite

înregistrarea unui spațiu foarte larg în raport cu axa orizontală a imaginii...S-a utilizat în scopul datelor... pentru imaginile verticale obținute simultan.

Camera clasică- obiectivul camerei- poate fi întălnit la camera analogică și digitală. Obiectivul este un ansamblu de lentile de diferite tipuri în principal lentile biconvexe prin care lumina solarp reflectate de obiecte se proiectează pe suprafața plană a peliculei sau pe suprafața matricii de senzori digitali. Orice obiectiv prezintă ca parametru principal distanța focală (f)-distanța de la punctul focal integrat acestuia în care toate razele de lumină reflectate de obiectele din teren se întălnesc înainte de a fi proiectate pe planul filmului sau pe matricea de senzori (bayer). Punctul focal poate fi asimilat cu punctul de perspectivă al unei proiecții numită și proiecție centrală. Orice senzor chiar și neconvențional prezintă distanță focală. În interiorul obiectivului este integrat ob... camerei care este un ansamblu din lamele concentrice care se deschide la declanșarea camerei în funcție de timpul de expunere și de diafragmă. Ob... lasa lumina să intre în cameră. Reglarea timpului de declanșarea a ob.. în punctul de stație fotogrametrică se face cu ajutorul intervalometrului în funcție de datele prevăzute în proiectul și harta de zbor.

Conul obiectivului- este o piesă în formă de trunchi de con prin care razele de lumină ce au trecut prin obiectiv sunt proiectate pe planul filmului sau al matriciilor de senzori digitale, după ce au străbâtut distanța focală. Corpul camerei reprezită componenta ce integrează ansamblul obiectivului, având la partea superioară așanumita placă de presiune. Corpul camerei se sprijină la partea inferioară pe suportul camerei sau șasiul camerei care permite fixarea întregului ansamblu al camerei fotogrametrice, de podeaua fuselajului aeronavei. Placa de presiune este o placă din cristal groasă de câțiva centimetrii pe care se întinde pelicula de material fotosensibil în momentului deschiderii ob.. și expunerii acestuia. Placa de presiune este prevăzută cu o pompă care elimină aerul dintre peliculă și suprafața acesteia, eliminându-se astfel posibilele defecte ce ar rezulta din lipsa de planeitate a filmului. Filmul sau pelicula reprezitnă planul de proiecție.

La camera digitală nu mai există cutia filmului. Cutia filmului prezintă două bobine- o bobină pe care se rulează pelicula de film neexpus, de pe această bobină se preia cadrul de film ce se va suprapune plăcii de presiune în momentul premergâtor declanșării ob... (bobină debitoare). O rolă poate avea 60 m rezultând 260 fotograme și 120 – peste 500 cadre.

A doua bobină este cea pe care se rulează pelicula de film expus, se mai numește bobină receptoare și este acționată de un motor după expunerea filmului corespunzătoare fiecârui cadru. Ciclul camerei reprezitnă perioada dintre două deschideri consecutive ale ob... respectiv perioada în care avionul parcurge distanța dintre două puncte de stație consecutive. Prezintă mai multe etape: ruralea de pe bobina debitoare cu ajutorul unui sistem de role a unui cadru de film neexpus pănă la suprapunerea corectă pe placa de presiune.

A doua etapă este deschiderea ob.. camerei în funcție de parametrii expunerii reglați anterior și pătrunderea luminii către matrice....

A treia etapă- închiderea ob.. și rularea cadrului expus- (imagine la tentă și stabilă)cu ajutorul sistemului de role pe bobina receptoare.

A patra etapă este derularea de pe bobina debitoare a unui nou cadru neexpus pănă la suprapunerea corectă a acestuia pe placa de presiune. Camerele fotogrametrice analogice permit obținerea de imagini cu geometrie constantă determinată de caracteristicile obiectivului respectiv formatul peliculei utilizate. Camerele digitale permit obținerea de imagini având geometrie variabilă ce poate fi ajustată folosind diferite mijloace prevăzute în pachetele software. Funcționarea camerelor fotogrametrice și obținerea de imagini la un nivel calitativ corespunzător, este posibilă prin integrarea acestora în echipamentul fotogrametric de la bordul avionului. Înregistrarea de date necesare orientării este posibilă și cu aportul unor echipamente ce funcționează împreună cu camera (echipamente anexe).

Curs 6 ? 11 dec. 13Echipamente anexă ale camerelor fotogrammetrice reprezintă diferite instrumente sau

dispozitive ce au ca scop pe de-o parte monitorizarea parametrilor de zbor în concordanță cu proiectul și pe de altă parte înregistrarea simultană cu fotograma a datelor de orientare. Complexitatea acestor proiecte depinde de tipul de cameră utilizat, astfel încât camerele cu film (analogice) prezintă echipamente mai diversificate iar cele digitale prezintă echipamente mai simple, deoarece sistemul de conducere al zborului, inclusiv unitățile GPS-IMU înregistrează în format digital cele două seturi de date absolut necesare orientării.

În cazul camerelor analogice, cele mai cunoscute echipamente sunt:

• Luneta de navigație – este un dispozitiv optic care permite verificare periodică în timpul zborului a punctelor de reperaj, respectiv a acoperirii terenului, conform proiectului de zbor.

• Statoscopul camerei – reprezintă un barometru diferențiat care măsoară pe baza variațiilor de presiune atmosferică abaterile instantanee ale aeronavei de la plafonul de zbor prestabilit.

• Interbarometrul camerei – reprezintă dispozitivul care permite declanșarea camerei la intervale egale în concordanță cu proiectul de zbor pentru asigurarea unei acoperiri longitudinale corespunzătoare criteriilor de calitate prestabilite.

Între fotogramă și fotografie există diferențe

• Exponometrul camerei – dispozitiv atașat camerei care permite corectarea valorilor expunerii, adică timpul de expunere și diafragmei în funcție de cantitatea de lumină pe care o primește camera. Aceste valori ale expunerii apar înregistrate în mod simultan pe marginea fotogramei analogice împreună cu sensibilitatea peliculei de film utilizate.

• Sistemul de comandă al camerei / panoul de comandă – panoul cu butoane și comenzi care permit corectarea sau chiar întreruperea funcționării camerei în condițiile zborului fotogrammetric. Poate cuprinde și un panou suplimentar cu aparatură de bord având cadrane similare celor înregistrate în panoul de date al fotogramei. Acest panou permite cunoașterea ș urmărirea variației unor parametrii cum ar fi poziția punctului de stație, plafonul de zbor, indicațiile statoscopului, ora fotografierii și mai ales valorile derivei laterale, respectiv mișcării fuselajului în jurul propriei axe.

• Camerele orizont – camere fotogrammetrice care obțin imagini oblice sau chiar panoramice amplasate de obicei lateral stânga/dreapta față de camerele verticale. Acestea se pot declanșa în anumite condiții în punctul de stație folosit pentru preluarea imaginii verticale. Scopul este pe de-o parte legat de interpretare, dar mai ales datele acelor imagini pot sprijini orientarea absolută a fotogramelor verticale.

• Echipamentele GPS – se folosesc pentru poziționarea punctului de stație. De obicei un receptor obișnuit și unul diferențial calibrate cât mai precis.

Controlul calității imaginilor

În urma zborului fotogrammetric se obțin două categorii de date, respectiv imaginile și datele de orientare, respectiv metadatele imaginilor. Cele două categorii de date trebuie să se apropie dpdv calitativ de specificațiile existente în proiectul de zbor: parametrii, dar și harta de zbor.

Controlul calității imaginilor este etapa care urmează procesării în laborator a fotogramelor analogice sau digitale și precede predarea imaginilor către beneficiarul acestora sau către echipa de procesare digitală.

• Corectitudinea acoperirii spațiale a imaginii – în urma zborului de fotografie aeriană trebuie să rezulte un asamblaj de imagini care să acopere cât mai bine terenul prevăzut în proiectul de zbor. Exemplu: în realizarea de zboruri pentru obținerea de hărți topografice se are în vedere suprapunerea cât mai precisă a limitelor trapezului geodezic corespunzător pe mozaicul de fotograme rezultate.

• Verificarea gradului de acoperire pe direcția de zbor (acoperire longitudinală), respectiv între direcțiile de zbor (acoperire laterală). Standardele în această privință

presupun ca în lungul direcției de zbor acoperirea dintre două fotograme consecutive să fie între 56-75% pentru a fi posibilă realizarea de dublete pentru exploatare stereoscopică.

În contextul construirii aerotriangulației pe zona de suprapunere comună se aleg punctele de legătură dintre fotograme, atât la aerotriangulația în bandă, cât și la cea în bloc.

• Ortorectificarea necesită de asemenea respectarea calității din acest punct de vedere, deoarece producerea de modele digitale ale terenului cu erori rezonabile este posibilă atunci când s-a asigurat în medie o suprapunere de 60% între fotogramele dubletului.

• Se verifică de asemenea abaterea liniilor ce unesc centrele fotogramelor din mozaicul de imagini în raport cu liniile reprezentând traseele de zbor prestabilite. Din cauza derivei/abaterii și în mozaic se pot vedea anumite probleme. Abaterea de la direcția de zbor prestabilită nu trebuie să depășească un unghi de 5 grade. De obicei această problemă se poate rezolva de comun acord cu echipajul avionului în funcție de tăria vântului lateral.

• Modul de formare al imaginii – în acest caz se urmărește ca eventualele defecțiuni sau anomalii în funcționarea camerelor să fie sesizate pe imagini în cazul în care acestea există. Exemplu: neplaneitatea filmului pe placa de presiune a camerei determină ca în cadrul aceleiași fotograme să apară o alternanță de sectoare clare cu sectoare neclare, de sectoare deschise datorită supraexpunerii cu sectoare închise datorită subexpunerii. În cazul camerelor digitale defectele pot fi legate atât de lipsa informației la nivelul unor pixeli, sau chiar linii de pixeli, ori pot fi legate de diferite artefacte produse de zgomotul în imagine. De obicei la imaginile digitale remedierea acestor defecte este mai simplă decât la cele analogice.

• Controlul de detaliu al imaginilor. În primul rând imaginea este analizată în detaliu atât în ceea ce privește negativul, cât și în ceea ce privește copia-contact corespunzătoare. De obicei sunt căutate diferitele zgârieturi, pete sau alte defecțiuni ce pot fi remediate ulterior prin procesarea digitală. O altă problemă o reprezintă diferitele aberații optice, inclusiv cele cromatice care afectează obiectele din imagine ca rezultat al principiului fizic de funcționare al camerei.

curs 7 - 8 ianuarie 2014Procesul fotografic și obținerea fotogramelor pe film.

Obținerea fotogramelor aeriene folosind filmul color: spre deosebire de filmul alb negru care prezintă doar un strat de emulsie fotosensibilă, întins pe un suport de celuloid, pelicula color are o structură stratificată mai complexă. Principiul obținerii imaginilor se bazează pe

transformarea cu ajutorul reacțiilor fotochimice a culorilor aditive (rgb) în culori substractive (galben, purpuriu, azuriu). Ulterior culorile substractive sunt convertite în culori aditive rezultând imaginea pozitivă corespunzătoare fotogramei propriuzise. Reacția fotochimică se produce la nivelul fiecărui strat de emulsie sensibilă la radiații cu anumite lungimi de undă și presupune impresionarea grăunților de AgCl astfel încât aceștia să se disocieze în ioni de argin și ioni de clor. Informația din imagine se va concentra la nivelul ionilor de argint care trebuie fixați în urma procesului de developare pe fiecare strat corespunzător unor anumite radiații electromagnetice.

Structura filmului color conține următoarele strate: suportul filmului, stratul roșu al filmului (stratul sensibil la lumina cu lungime de undă ce corespunde roșului).stratul poate fi ușor impresionat si de albastru care difuzează prin atmosferă. El corespunde de asemenea porțiunilor de culoare azurie din negativul imaginii.

Stratul sensibil la verde este sensibil puțin și la albastru și corespunde în negativul imaginii color. stratul filtrant galben-filtrul de blocare al albastrului- strat care nu prezintă grăunți fotosensibili acționând ca un ecran ce blochează trecerea radiațiilor albastre sau chiar a celor ultraviolete. Stratul galben, se elimină la spălarea filmului după developare. Și în cazul camerelor digitale se folosesc filtre galbene adaptate matricilor de senzori.

Stratul albastru: corespunde în negativul imaginii cu zonele de culoare galbenă. În fotogrametrie se utilizează frecvent filmul color infraroșu unde lipsește stratul albastru însă există un strat sensibil la infraroșul apropiat. Vegetația apare cu roșu. În laboratorul de procesare se developează imaginea la tentă și stabilă obținută prin zborul de aerofotografiere, rezultând într-o primă etapă o imagine negativă în culori complemetare, instabilă. Negativul devine stabil prin aplicarea fixării grăunților de argint cu o soluție specială și îndepărtarea ionilor de clor respectiv a resturilor de filtru galben. Obținerea fotogramelor propriuzise în culorile aditive, se poate face în urma proiectării luminii albe în anumite cantități prin negativ și în urma impresionării materialului fotosensibil color, stratificat de la nivelul hărtiei fotografice sau peliculei diapozitive. Prin proiectarea luminii albe prin negativ rezultă imaginea pozitivă deoarece porțiunile în culori substracitve se vor transforma pe hartia fotografică sau pe pelicula diapozitivă în culori aditive. În cazul filmului color infraroșu structura este sensibilă cu excepția părții superioare în locul sensibil la albastru ... stratul fotosensibil infraroșul apropiat poate fi foarte puțin impresionat de lumina albastră însă nu necesită adăugarea unui filtru galben astfel încât în negativul imaginii rezultă porțiuni de culoare azurie.

Filtre folosite în fotografierea aeriană: reprezintă ecrane de diferite culori, incolore sau în tonuri de gri care se adaptează obiectivului camerei fotogrametrice în vederea obținerii în imaginea aeriană a unor signaturi spectrale cât mai reale ce pot sprijinii atât interpretarea imaginilor cât și procesarea acestora în vederea obținerii diferitelor informații despre obiecte. Filtrele sunt de mai multe tipuri si se adaptează obiectivului camerei însă la camerele digitale filtrele pot exista și sub formă de matrici atașate ... de senzori. Exemple de filtre: monocromatice- filtre care absorb o anumită culoare, filtre de bandă- filtre care absorb

radiațiile dintr-un întreg interval spectral, filtre de compensare- filtru de ultraviolet, filtre de compensare, filtre de gri- sunt folosite la obiectivele cu largă deschidere, filtre de tăiere care elimină radiațiile în funcție de un anumit prag spectral, filtre antivinietă- se folosesc pentru a compensa diferența de iluminare dintre centrul și marginea imaginii.

Filtrele pentru culori aditive si substractive.

În fotografierea aeriană se folosesc în mod obligatoriu filtre într o formulă combinată în funcție de filmul utulizat, în funcție de condițiile de teren din timpul fotografierii (data și ora), în funcție de plafonul de zbor, mai ales în funcție de aplicațiile imaginilor. Pentru silvicultură sau agricultură, sunt mai utile imaginile color infraroșu). Filtrele îmbunătățesc imaginile inclusiv la nivelul contururilor, crește acuratețea imaginii pe de altă parte imaginile devin ceva mai precise în etapa exploatării elementelor metrice pentru diferite produse.