сб-вс: Выходной
Фотограмметрия — это научно-техническая дисциплина, занимающаяся определением размеров, формы и пространственного положения объектов по их фотографическим изображениям. В буквальном переводе фотограмметрия – это измерения по светозаписи, т.е. по фотоизображению (фотоснимкам).
Фотограмметрические работы – в классическом понимании это процесс установления математической зависимости между координатами объектов и их изображениями, полученными различными съемочными системами (фотографическими, телевизионными, радиолокационными, оптико-электронными и др.), а также изучение особенностей обработки соответствующих изображений на основе классических методов фотограмметрии.
В фотограмметрических работах выделяют 2 классических метода:
- фотограмметрический – основанный на измерениях объектов по одиночному снимку;
- стереофотограмметрический – метод измерений по двум перекрывающимся фотоснимкам (стереопаре).
Фотограмметрия тесно связана с геодезией, авиацией, космонавтикой, точным приборостроением, физикой, химией, электронной техникой, математикой, картографией и другими областями, знаний и отраслями экономики.
В настоящее время фотограмметрию разделяют на две части фотограмметрической науки – общую и прикладную.
В общую фотограмметрию входят все теоретические основы, изучение методов и средств применения, классической трехмерной фотограмметрии и динамической четырехмерной, где в качестве четвертой координаты используется время.
К прикладной относятся все остальные области применения фотограмметрии – геодезическая, научно-техническая, топографическая, космическая, подводная, применение при использовании природных ресурсов, в горном деле и промышленности, в географических и геофизических исследованиях, в инженерной фотограмметрии при изысканиях, проектировании, строительстве, эксплуатации инженерных сооружений.
В фотограмметрии принято выделять три направления исследований:
- первое изучение и развитие методов картографирования земной поверхности по снимкам;
- второе связано с решением прикладных задач в различных областях науки и техники;
- третье развитие технологии получения информации об объектах Земли, Луны и планет солнечной системы.
Решаемые задачи
Основная задача современной фотограмметрии - получение по снимкам метрической информации о состоянии объектов, изображающихся на снимках и преобразования этой информации в заданный вид с заданной точностью.
Главной задачей фотограмметрии является преобразование изображений, полученных в результате наземной, аэро- и космической фотосъемок поверхности, в заданную проекцию с устранением искажений фотоснимков, обусловленных рельефом местности, отклонениями оси фотографирования от вертикали при фотосъёмке (отклонение от надира), атмосферной коррекции и других искажений, возникающих в момент фотографирования, что применяется для создания продукции при решении следующих заданий:
- в строительстве методами фотограмметрии выполняют контрольные измерения в процессе возведения зданий и изучают деформации различных сооружений и строительных материалов;
- в военно-инженерном деле создают топографические и специальные карты, составляют цифровые модели местности, фотодокументы, используют для сгущения опорных геодезических сетей, определения координат целей и своих войск, исследования траекторий и скоростей полёта снарядов, ракет и т.д.
Нужна консультация?
Оставьте заявку, и мы с вами свяжемся.
Примеры реализации
Поставка новой космической съемки сверхсверхвысокого разрешения и создание ортофотоплана на территорию Москвы масштаба 1:10 000
- Задачи:
-
- Поставка новой космической съемки сверхсверхвысокого разрешения согласно границе района работ;
- Создание цифровой ортомозаики на основе полученных материалов ДЗЗ;
- Произведение цветокоррекции фото, сшивка и выпуск продукции в заданном формате;
- Разбивка на трапеции в соответствии с используемыми системами координат;
- Составление схемы расположения листов на район работ.
- Решение:
- Заказ новой космосъемки сверхсверхвысокого разрешения, проверка полученных данных. Создание ортофотоплана по данным ДЗЗ, выполнение радиометрической цветокоррекции, цветосалансирование и приведение к натуральным тонам, уравнивание цвета на каждом изображении отдельно.
- Результат:
-
- Цифровая ортомозаика в рамках «трапеций» в двух системах координат;
- Космические снимки в естественном цвете и в цвете синтеза с ближним инфракрасным каналом;
- «Загрубленные» орто-изображения с пространственным разрешением 3–5 м;
- Карта-схема расположения листов космических фото.
Создание ортофотопланов на территорию трассы проектирования трубопровода из России в Китай масштаба 1:10 000
- Задачи:
-
Создание ортофотопланов с использованием данных ДДЗ на территорию трассы трубопровода в соответствии с требованиями действующих нормативных документов.
- Решение:
-
Сбор данных об изученности территории, разработка методики действий.
Были произведены просмотр, подборка и обработка цифровой информации с КА с пространственным разрешением 0,5 м в надире.
Архивные снимки были подобраны с соблюдением требуемого режима - комплект изображений - панхроматический канал и 4 мультиспектральных диапазона (RGB+NIR). Проекция - UTM, эллипсоид и система координат WGS84.
Определен порядок и технология по созданию цифровых ортофотопланов с подготовкой и утверждением у Заказчика «Методики выполнения работ».
Затем были на основе полученных данных были созданы ортофотопланы в соответствии с требованиями технического задания. Ортотрансформирование материалов выполнялось в проекции
UTM, WGS-84 с использованием RPC-коэффициентов и общедоступной цифровой модели рельефа SRTM-90. Готовый ортофотоплан был предоставлен единым массивом (без нарезки) с разрядностью 8 бит в естественных цветах (RGB).
- Результат:
-
Заказчик получил необходимые данные ДЗЗ, ортофотоплан с заданной точностью на территорию трубопровода.
Создание 3D модели Пальмиры (Сирия)
- Задачи:
-
Целью являлось применение методов фотограмметрии, создание виртуальной 3D модели развалин древнего города.
- Решение:
-
После того как древний город был освобожден от террористов ИГИЛ, которые практически полностью его уничтожили, было организовано две экспедиции с участием российских и сирийских специалистов.
В результате этих экспедиций была проведена детальная аэрофотосъемка всей территории древнего города Пальмира и прилегающих к нему некрополей с целью получения единой трехмерной модели всего памятника, признанным памятником Всемирного наследия ЮНЕСКО.
Аэрофотосъемка выполнялась с трех разных высот: с высоты 320 метров с разрешением 7 см/пиксел, с высоты 200 метров с разрешением 4 см/пиксел и центральная часть снималась с высоты 120 метров с разрешением 2,4 см/пиксел.
В результате было получено более 20 000 фото на общую площадь около 20 км2.
Кроме того, была выполнена наземная фотосъемка трех разрушенных объектов древнего города с целью последующего создания трехмерных моделей разрушенных участков для детального моделирования памятника в разрушенном состоянии и создания основы планирования реконструкции архитектурного объекта.
- Результат:
-
В результате фотограмметрической обработки всех материалов были созданы цифровой ортофотоплан сверхвысокого разрешения всей территории Пальмиры, построена детальная трехмерная ландшафтно-архитектурная модель всей территории объекта всемирного наследия ЮНЕСКО, создана высокоточная модель рельефа всей территории древнего города, созданы высокоточные 3D модели участков разрушения города, которые стали основой для архитекторов-реставраторов. Полученные результаты загружены в ГИС, которая включает в себя, а также планы раскопок, исторические и современные фотографии, библиографию, исторические описания, выполнение реставрации и др.
Создание цифровой модели рельефа (ЦМР) по материалам стереосъемки сверхвысокого разрешения масштаба 1:5000
- Задачи:
-
- Заказ стереосъёмки сверхвысокого разрешения на территорию интереса с разрешением 0,3;
- Создание цифровой модели рельефа соответствующих по точности масштабу 1:5000.
- Решение:
-
Первым этапом была выполнена стереофотограмметрическая обработка блока изображений сверхсверхвысокого разрешения.
Масштаб 1:5000 для ортофотоплана с разрешением 0,3 м иногда сложно достичь из-за точности. Необходимо измерять опорные точки. Измерено 20 таких точек. Соединяющие точки автоматически измерены. Использована технология объединения изображений с одного витка для увеличения эффективности обработки. Затем создана цифровая модель рельефа с разрешением 3 м. Некоторые участки, такие как развязки дорог, требуют уточнения вручную. Матрица высот преобразована в пикеты, редактированные вручную в сложных участках. Затем векторные объекты сконвертированы обратно в матрицу высот через сеть треугольников TIN.
- Результат:
-
- Цветобаланс выходного ортофотоплана был выполнен в автоматическом режиме. Конечным продуктом являлись прямоугольные листы размером 1×1 км на местности, полученные в результате автоматической нарезки ортофотоплана;
- Цифровая модель рельефа разрешением 3 м на местности была передана заказчику.
Создание цифровой модели местности (ЦММ) и создание цифрового топографического (ЦТП) плана масштаба 1:5000 с применением космических стереоснимков
- Задачи:
-
Создание цифровой модели местности (ЦММ) и создание цифрового топографического (ЦТП) плана масштаба 1:5000 с применением космических стереоснимков на территорию интереса, для выполнения плановых работ на подводных переходах магистральных трубопроводов и кабельных линий связи.
- Решение:
-
- Подбор и заказ космических стереоснимков, удовлетворяющих условиям Технического задания, контроль полученных данных;
- Фотограмметрическая обработка стереоснимков с использованием опорных точек, полученных от заказчика;
- Выполнение стереовекторизации рельефа местности;
- Создание ЦМР в виде TIN модели. Экспорт, конвертация и перепроецирование данных;
- Создание цифрового ортофотоплана местности;
- Выполнение камерального дешифрирования объектов по цифровым ортофотопланам;
- Создание цифрового топографического плана, контроль выполненных работ.
- Анализ покрытия. Подбор данных, согласно параметрам съемки, указанным в техническом задании. Заказ исходных данных. Получение космических стереоснимков, проверка и передача для осуществления фотограмметрической обработки.
- Фотограмметрическая обработка космических стереоснимков. Выполнение полного цикла фотограмметрической обработки с использованием абрисов и каталогов опорных точек в условной системе координат и WGS.
- Результат:
-
Космические стереоснимки, TIN модель и цифровой топографический план (ЦТП) масштаба 1:5000 в условной системе координат в формате AutoCAD (*.dwg)
Извлечение контурных признаков айсбергов и их определение с помощью нейросети
- Задачи:
-
Автоматическое определение айсбергов и извлечение пространственных характеристик объектов.
- Решение:
-
Получение радиолокационных данных с общедоступных источников. Первичная обработка радиолокационных данных. Обучение нейросети. На протяжении всего процесса обучения система постоянно уточняет свои прогнозы, корректируя параметры на основе разницы между полученной вручную структурой и прогнозируемым результатом. Обучение прекращается автоматически, когда система достигает оптимальной производительности, обеспечивая ее адаптируемость и успех на новых примерах.
- Результат:
-
Полигоны обнаруженных айсбергов и их пространственные характеристики.
Выполненные проекты
Наши клиенты
Часто задаваемые вопросы
Фотограмметрия — это одно из направлений 3D-сканирования, основанное на получении данных о размерах и поверхностях реальных объектов за счёт фотоснимков. Технически это происходит следующим образом. Статичный объект фотографируют с разных ракурсов, в результате чего получается множество снимков.
Фотограмметрия – это наука, занимающаяся получением достоверных измерений из фотографических и цифровых снимков. Результатом процесса выполнения фотограмметрии часто являются ортоизображения, тематические карты, ГИС-слои или трехмерные (3D) модели реальных объектов или сцены.
Фотограмметрия — способ определения размеров, положения, рельефа и других внешних особенностей объекта по его фотоснимкам. Технология применяется для сбора информации о геометрии самых разных объектов — от спутниковой антенны до корпуса самолета. Изначально фотограмметрия применялась в составлении топографических карт.
- Высокая точность измерений;
- Высокая степень автоматизации процесса измерений и связанная с этим объективность их результатов;
- Большая производительность (поскольку измеряются не сами объекты как таковые, а лишь их изображения);
- Возможность дистанционных измерений в условиях, когда пребывание на объекте небезопасно для человека.
Фотограмметрия играет важную роль в процессе 3D-моделирования, позволяя создавать реалистичные трехмерные модели объектов и сцен на основе фотографий. Применение фотограмметрии при 3D-моделировании включает несколько шагов:
- Фотографирование: Снимаются множество фотографий объекта или сцены с различных углов и позиций. Времени, необходимого для съемки, зависит от сложности объекта или сцены и точности, которую вы хотите достичь в итоговой модели.
- Импорт и калибровка фотографий: Фотографии импортируются в специальное программное обеспечение для фотограмметрии, которое анализирует изображения и определяет их параметры, такие как фокусное расстояние, дисторсия и точки общего вида.
- Сопоставление и трассировка точек: С помощью программы точки общего вида находятся на разных изображениях и соответствующие им точки на модели объекта или сцены. Этот процесс называется "сопоставлением точек" или "трассировкой точек".
- Триангуляция и создание модели: На основе трассированных точек программа строит трехмерную модель объекта или сцены. Она соединяет точки трассировки, создавая триангулированную сетку, которая представляет поверхность объекта.
- Текстурирование и финальная обработка: Полученная трехмерная модель может быть текстурирована, то есть на нее могут быть накладываны цветовая информация или текстуры, полученные из исходных фотографий. Затем модель может быть оптимизирована и подвергнута финальной обработке с использованием специальных программ для улучшения ее внешнего вида и готовности к использованию.
Использование фотограмметрии при 3D-моделировании позволяет создавать очень точные и реалистичные модели объектов и сцен на основе фотографий. Этот метод имеет широкий спектр применения в различных областях, таких как архитектура, игровая индустрия, кино, визуализация и другие. Он позволяет создавать модели с высокой степенью детализации и достаточно быстро и эффективно. Программы для фотограмметрии предлагают различные инструменты и функции, которые облегчают процесс создания 3D-моделей. Они позволяют взаимодействовать с большим количеством изображений, автоматически находить точки общего вида, проводить высокоточную трассировку точек и создавать детальные трехмерные модели.
Одним из преимуществ использования фотограмметрии является возможность создания моделей объектов, которые воспроизводят их реальную геометрию и внешний вид с высокой точностью. Это особенно полезно в архитектуре и проектировании, где требуется точная реплика объекта или сцены. Кроме того, фотограмметрия позволяет сохранить фотореалистичность моделей, так как они основаны на реальных изображениях.
В заключение, фотограмметрия является мощным инструментом при 3D-моделировании, который позволяет создавать высококачественные трехмерные модели на основе фотографий. С его помощью можно достичь реалистичности и детализации, сохраняя при этом простоту и эффективность процесса моделирования.