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.
Консультация
Заполните форму, и мы свяжемся с вами в течение 15 минут
Примеры применения
Поставка новой космической съемки сверхвысокого разрешения и создание ортофотоплана на территорию Москвы.
Задача:
- Поставка новой космической съемки сверхвысокого разрешения согласно границе района работ и требований технического задания;
- Создание цифровой ортомозаики на основе полученных материалов ДЗЗ;
- Произведена цветокоррекция фото, сшивка и выпуск продукции в заданном формате;
- Разбивка на трапеции в соответствии с используемыми системами координат, согласно требованиям Заказчика;
- Составлена схема расположения листов на район работ;
- Написание технического отчета.
Решение:
Заказ новой космосъемки сверхвысокого разрешения, проверка полученных данных. В соответствии с ТЗ создан ортофотоплан по данным ДЗЗ, выполнена радиометрическая цветокоррекция, цвета сбалансированы и приведены к натуральным тонам, а также проведено 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;
- Технический отчет;
- Сопроводительная документация.
Создание ортофотопланов на территорию трассы проектирования трубопровода из России в Китай
Задача:
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 ортофотопланов масштаба 1:5 000 на газопровод
Задача:
Целью являлось создание ортофотопланов масштаба 1:5000 на район трассы газопровода.
Решение:
- Заказ и получение новой космической съемки с КА на объект,
- Ортотрансформирование цифровых изображений с использованием коэффициентов рациональных функций съемочной камеры КА (RPC-полиномы),
- Создание мозаики изображений из материалов фотосъёмки,
- Оформление отчетной документации.
Результат:
Заказчику передавался комплект из ортотрансформированных фото. Окончательная нарезка которых осуществлялась в соответствии с расположением карт масштаба 1:25000. Выходные данные были представлены в форматах GeoTiff и Erdas IMG. Динамический диапазон 16 на канал и технический отчет.
СОЗДАНИЕ 3D модели Пальмиры (Сирия)
Задача:
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.
Заказчики
Часто задаваемые вопросы
- 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.
Фотограмметрия играет важную роль при создании компьютерных игр. С помощью специальных программ и технологий фотограмметрии, таких как компьютерное сканирование и лазерное сканирование, можно создавать высококачественные 3D-модели объектов и персонажей игры.
Программы фотограмметрии позволяют создавать точные цифровые копии реальных объектов, окружения и даже людей. С использованием компьютерной фотограмметрии можно сканировать реальные объекты и преобразовывать их в трехмерные модели, которые затем могут быть использованы в компьютерных играх.
В игровой индустрии фотограмметрия активно применяется для создания реалистичных окружений и персонажей. Сканирование реальных объектов и пространств позволяет воссоздать их в игровом мире с высокой степенью детализации и достоверности. Такие модели придают игре более реалистичный и убедительный внешний вид.
Применение фотограмметрии при создании компьютерных игр позволяет разработчикам создавать уникальные и интересные игровые миры, которые будут восхищать игроков своей качественной графикой и детализацией. Благодаря использованию фотограмметрии, игровые персонажи становятся более реалистичными и выразительными, а окружения — более привлекательными и увлекательными для исследования.
Таким образом, фотограмметрия находит широкое применение в компьютерных играх, позволяя создавать впечатляющие и захватывающие игровые миры, в которых игроки могут полностью погрузиться и наслаждаться игровым процессом.
Фотограмметрия (photogrammetry) является методом создания 3D-моделей на основе фотографий объектов или сцен. Она использует фокусное расстояние (фокусное) и лучи света, проходящие через фотокамеры, чтобы определить параметры исходного изображения. При помощи программного обеспечения, такого как Agisoft Metashape или Blender, фотограмметрия позволяет трансформировать фотографии в трехмерные модели.
В процессе фотограмметрии для создания точных моделей объектов используются приборы, такие как дроны (DJI) или аэрофотоснимки, которые называются stereo pairs. Фотограмметрия также требует правильного настройки внешних и внутренних параметров фотокамер, чтобы получить наиболее точные результаты.
Lidar (лазерное сканирование) часто применяется вместе с фотограмметрией для получения более точных данных о форме объектов и пространстве. Lidar определяет высоты и собирает данные о поверхности, которые затем могут быть использованы для текстурирования 3D-моделей.
Фотограмметрия также включает в себя процесс фототриангуляции, где сопоставление точек на изображениях осуществляется автоматически или вручную. Это позволяет определить взаимное положение трехмерных точек и создать сетку (mesh) модели.
Для точности и минимизации ошибок в фотограмметрии обычно используются аналитические формулы, известные как CMR (collinearity equations). Они учитывают перекрытие изображений, матрицы внутреннего и внешнего ориентирования фотокамер и другие параметры.
Обработка данных фотограмметрии происходит с использованием специализированного программного обеспечения, такого как Meshroom, Pix4D или другое software, которое позволяет создавать точные 3D-модели на компьютере.
В итоге, фотограмметрия включает в себя множество технических аспектов и методов, которые используются для создания высококачественных 3D-моделей объектов и сцен на компьютере.
Лицензии
Наши партнеры
