Research on the influence of the approximated principal distance on the accuracy of orthophotoplans out of historic polychrome (on flat and quasi-flat surface)

• Autorzy: Pastucha E.

Warianty tytułu

PL

Badanie wpływu przybliżonej odległości obrazowej zdjęć na dokładność ortofotoplanów polichromii zabytkowych (z powierzchni płaskich i quasi-płaskich)

• Języki publikacji: EN

Abstrakty

EN

This artide discusses the problem of errors caused by the variability of principal distance in creating orthophotoplans of historic polychrome. Photographs used in the process of orthorectification need to have stable and known interior orientation elements, and photographs used in heritage documentation have to achieve the highest possible visual quality (including sharpness). The highest possible sharpness, provided by the variability of principal distance, and the stability of interior orientation elements are conditions which mutually exclude themselves. Analytical studies were conducted to calculate errors that would occur on resultant orthophotoplans if in the process of computing photographs (taken in autofocus mode) would take part IO elements established for average distance from the object plane. The analysis is based on the assumptions similar to the conditions found in historic sites. Three types of lenses (20 mm, 50 mm and 150 mm) were taken into consideration, two resolutions (0.3 mm and 1 mm) of final orthophotoplans. Neither the scale of adjoining photographs should be different more than ±10% nor the error caused by the variability of principal distance exceed 0.25 pixel. There were two types of objects adopted for the analysis: polychrome on the flat wall and the stone wali. Conducted studies showed a relatively small influence of approximated principal distance on geometrical accuracy (radial shifts) of resultant orthophotoplans.

PL

W artykule podjęto próbę znalezienia odpowiedzi na pytanie, na ile zmienność odległości obrazowej obiektywu związana z ustawieniami najlepszej ostrości zdjęć pomiarowych w aparacie ma wpływ na błędy ortofotoplanów wygenerowanych na ich podstawie. Zdjęcia wykorzystywane do tworzenia ortofotoplanów z założenia powinny mieć stałe i znane elementy orientacji wewnętrznej, a technika pomiarowa wykorzystywana do inwentaryzacji zabytkowych malowideł ściennych powinna zapewnić jak najlepszą jakość (w tym ostrość) rejestrowanych obrazów. Stałość odległości obrazowej obiektywu, jako warunek odtworzenia wiązki promieni rzutujących, i jej zmienność, jako warunek maksymalnej ostrości obrazu, są warunkami nawzajem się wykluczającymi. Wykonano wielowariantową analizę analityczną, przyjmując założenia odpowiadające warunkom wykonywania takich zdjęć w obiektach zabytkowych. Przyjęto, że zdjęcia są wykonywane trzema rodzajami obiektywów stałoogniskowych (20 mm, 50 mm i 150 mm), rozważano dwie rozdzielczości obiektowe (0,3 mm i 1 mm) wynikowych ortofotoplanów. Skala sąsiednich obrazów nie powinna się różnić o więcej niż 10% oraz błąd położenia punktu na ortofotoplanie spowodowany niestałością odległości obrazowej nie powinien przekraczać 0,25 piksela. Analizie poddano dwa rodzaje powierzchni: polichromię na ścianie oraz mur. W wyniku przeprowadzonych badań stwierdzono znikomy wpływ przybliżonych elementów orientacji wewnętrznej na dokładność geometryczną - przesunięcia radialne na tworzonych ortofotoplanach.

Słowa kluczowe

EN

heritage documentation; orthophotoplan; interior orientation elements; DSLR camera

PL

inwentaryzacja zabytków; ortofotoplan; elementy orientacji wewnętrznej; lustrzanka cyfrowa

• Wydawca: AGH University of Science and Technology Press
• Czasopismo: Geomatics and Environmental Engineering
• Rocznik: 2012
• Tom: Vol. 6, no. 3
• Strony: 61--71
• Opis fizyczny: Bibliogr. 14 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Pastucha E.

• AGH University of Science and Technology, Krakow, Poland

Bibliografia

• [1] Al Ajlouni S.S., Fraser C.S.: Zoom-dependent calibration for consumer-grade cameras.ISPRS Commission V Symposium Image Engineering and Vision Metrology,2006.
• [2] Bräuer-Burchardt C., Heinze M., Munkelt C., Kühmstedt P., Notni G.: Distance Dependent Lens Distortion Variation in 3D Measuring Systems Using Fringe Projection. BMVC, 2006, pp. 327–336.
• [3] Brown D.C.: Decentering Distortion of Lenses. Photogrammetric Engineering, no. 3, 1966, pp. 444–462.
• [4] Brown D.C.: Close-range camera calibration. Photogrammetric Engineering, vol. 37(8), 1971, pp. 855–866.
• [5] Clarke T.A., Wang X., Fryer J.G.: The principal point and CCD cameras. The Photogrammetric Record, vol. 16, issue 92, 1998, pp. 293–312.
• [6] Fraser C.S.: Multiple focal setting self-calibration of close-range metric cameras. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 46 (9), 1980, pp. 1161–1171.
• [7] Fraser C.S., Shortis M.R.: Variation of distortion within the photographic field. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 58(6), 1992, pp. 851–855.
• [8] Fraser C.S., Shortis M.R.: A correction model for variation of distortion within the photographic field. SPIE 1395, 1990, pp. 244–251.
• [9] Fryer J.G., Brown D.C.: Lens distortion for close-range Photogrammetry. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 52(1), 1986, pp. 51–58.
• [10] Fryer J.G.: Distortion in zoom lenses. Australian Journal of Geodesy, Photogrammetry and Surveying, vol. 44, 1986, pp. 49–59.
• [11] Sawicki P.: Kalibracja równoczesna aparatu cyfrowego Kodak DC4800 w procesie fotogrametrycznego pomiaru punktów w bliskim zasięgu. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, vol. 13B, 2003, pp. 457–466.
• [12] Shortis M.R., Bellman C.J., Robson S., Johnston G.J., Johnson G.W.: Stability of zoom and fixed lenses used with digital SLR cameras. Proceedings of the ISPRS Commission V Symposium of Image Engineering and Vision Metrology, Dresden, Germany, 2006, pp. 285–290.
• [13] Shortis M.R., Robson S., Beyer H.A.: Principal point behaviour and calibration parameter models for Kodak DCS cameras. Photogrammetric Record, vol. 16, 1998, pp. 165–186.
• [14] Tayman W.P., Ziemann H.: Photogrammetric camera calibration. Photogrammetria, vol. 39(2), 1984, pp. 31–53.