Analiza wpływu rozdzielczości danych źródłowych na jakość produktów fotogrametrycznych obiektu architektury

• Autorzy: Markiewicz J.S. , Kowalczyk M. , Podlasiak P. , Bakuła K. , Zawieska D. , Bujakiewicz A. , Andrzejewska E.

Warianty tytułu

EN

Analysis of source data resolution on photogrammetric products quality of architectural object

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Wraz z szybkim rozwojem bezinwazyjnych metod pomiarowych opartych na pomiarze odległości od badanego obiektu zwiększyła się możliwość pozyskiwania danych z większą dokładnością przy jednoczesnym skróceniu czasu pomiaru. Pozwoliło to znacznie poszerzyć efektywność metod fotogrametrycznych w dokumentacji i analizie obiektów dziedzictwa kulturowego, poprzez połączenie danych z naziemnego skaningu laserowego z obrazami. Taka integracja pozwala pozyskać wymagane zwykle w tych zastosowaniach 3D modele obiektów, a także cyfrowe mapy obrazowe – ortoobrazy oraz produkty wektorowe. Jakość produktów fotogrametrycznych jest charakteryzowana zarówno ich dokładnością jak i zasobem treści, tj. liczbą i wielkością zawartych w nich detali. Jest to zawsze zależne od rozdzielczości geometrycznej danych źródłowych. Badania przedstawione w niniejszym referacie dotyczą oceny jakości dwóch produktów, obrazowego - ortoobrazu i wektorowego, wygenerowanych dla wybranych fragmentów obiektu architektonicznego. Danymi źródłowymi są chmury punktów z naziemnego skaningu laserowego oraz obrazy cyfrowe. Oba rodzaje danych zostały pozyskane w kilku rozdzielczościach. Numeryczne Modele Obiektu pozyskane z chmur punktów o różnej rozdzielczości, stanowią podstawę do orientacji zewnętrznej obrazów oraz stworzenia kilku wersji ortoobrazów o różnych rozdzielczościach. Porównanie tych produktów pomiędzy sobą pozwoli ocenić wpływ rozdzielczości danych źródłowych na ich jakość (dokładność, zasób informacji). Dodatkowa analiza zostanie przeprowadzona na podstawie porównania produktów wektorowych, pozyskanych na podstawie wektoryzacji (monoplotingu) ortoobrazów.

EN

Due to considerable development of the non-invasion measurement technologies, taking advantages from the distance measurement, the possibility of data acquisition increased and at the same time the measurement period has been reduced. This, by combination of close range laser scanning data and images, enabled the wider expansion of photogrammetric methods effectiveness in registration and analysis of cultural heritage objects. Mentioned integration allows acquisition of objects threedimensional models and in addition digital image maps – true-ortho and vector products. The quality of photogrammetric products is defined by accuracy and the range of content, therefore by number and the minuteness of detail. That always depends on initial data geometrical resolution. The research results presented in the following paper concern the quality valuation of two products, image of true-ortho and vector data, created for selected parts of architectural object. Source data is represented by point collection in cloud, acquired from close range laser scanning and photo images. Both data collections has been acquired with diversified resolutions. The exterior orientation of images and several versions of the true-ortho are based on numeric models of the object, acquired with specified resolutions. The comparison of these products gives the opportunity to rate the influence of initial data resolution on their quality (accuracy, information volume). Additional analysis will be performed on the base of vector products comparison, acquired from monoplotting and true-ortho images. As a conclusion of experiment it was proved that geometric resolution has significant impact on the possibility of generation and on the accuracy of relative orientation TLS scans. If creation of high-resolution products is considered, scanning resolution of about 2 mm should be applied and in case of architecture details - 1 mm. It was also noted that scanning angle and object structure has significant influence on accuracy and completeness of the data. For creation of trueorthoimages for architecture purposes high-resolution ground-based images in geometry close to normal case are recommended to improve their quality. The use of grayscale true-orthoimages with values from scanner intensity is not advised. Presented research proved also that accuracy of manual and automated vectorisation results depend significantly on the resolution of the generated orthoimages (scans and images resolution) and mainly of blur effect and possible pixel size.

Słowa kluczowe

PL

integracja danych; naziemny skaning laserowy; naziemne zdjęcia cyfrowe; ortoobraz; produkt wektorowy; rozdzielczość geometryczna

EN

data integration; close range laser scanning; terrestrial digital photos; true ortho; vector product; geometric resolution

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2013
• Tom: Vol. Spec.
• Strony: 69--84
• Opis fizyczny: Bibliogr. 11 poz.

Twórcy

autor

Markiewicz J.S.

• Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej, Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

autor

Kowalczyk M.

• Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej, Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

autor

Podlasiak P.

• Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej, Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

autor

Bakuła K.

• Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej, Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

autor

Zawieska D.

• Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej, Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

autor

Bujakiewicz A.

• Katedra Geoinformatyki, Wydział Inżynierii Lądowej, Środowiska i Geodezji, Politechnika Koszalińska

autor

Andrzejewska E.

• Zakład Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej, Wydział Geodezji i Kartografii, Politechnika Warszawska

Bibliografia

• Böhm J., (2005).Terrestrial laser scanning - a supplementary approach for 3D documentation and animation. Photogrammetric Week ’05, Wichmann, Heidelberg, 2005.
• Böhm, J., Becker, S., Halla, N.(2007), Model refinement by integrated processing of laser scanning and photogrammetry. International Archives of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences Vol. XXXVI-5/W47;
• Boroń A., Pastucha E. (2012), Metoda opracowywania ultrawysokorozdzielczych ortofotoplanów zabytkowych polichromii z wykorzystaniem zdjęć o różnej rozdzielczości, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji vol. 24, s. 53-62
• Bujakiewicz A., Kowalczyk M., Podlasiak P., Zawieska D. (2006). ‘Calibration of Very Close Range Digital Cameras’ (w jęz. ang.). Kwartalnik PAN ‘Geodezja i Kartografia’ Vol. 55, No. 2,
• Canny, J. (1986),.A Computational Approach To Edge Detection, IEEE Trans. Pattern Analysis and Machine Intelligence, 8, s. 679-714
• Guarnieri, A., Vettorea, A., El-Hakim B, S., Gonzoc L., (2004). Digital photogrammetry and laser scanning in cultural heritage servey, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume XXXV, B5 Commission V, Istambul
• Guarnieri A., Remondino F., Vettore A. (2006). Digital photogrammetry and TLS data fusion applied to cultural heritage 3D Modeling. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol. XXXVI, Part 5. Dresden.
• Habrouk H.E., Li X.P., Faig W., (1996): Determination of Geometric Characteristics of a Digital Camera by Self-Calibration, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Vol.XXXI, Part B1, Vienna,
• Kadobayashi R.,Kochi N., Otani H., Furukawa, R., (2004). Comparison and evaluation of laser Scanning and photogrametry and their combined use for digital recording of cultural heritage. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Volume XXXV, B5 Com. V, Istambul
• Karara H.M. (1972). Simple Cameras for Close-Range Applications. Photogrammetric Engineering, Vol. XXXVIII, No. 5.
• Tokarczyk R., Brodzińska M. (2003). Fotogrametryczna rekonstrukcja odwachu na rynku w Krakowie na podstawie zdjęć archiwalnych. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii