Fotografia naziemna jako potencjalne źródło danych dla systemów informacji geograficznej

• Autorzy: Kolecka N.

Warianty tytułu

EN

Terrestrial photography as possible data source for geographic information systems

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Praca przedstawia metodę pozwalającą na wykorzystanie pojedynczej fotografii naziemnej o nieznanych elementach orientacji wewnętrznej i zewnętrznej, jako źródła informacji geograficznej. Idea oparta jest na tworzeniu ortofotomapy ze zdjęć naziemnych, za pomocą zasad obowiązujących w fotogrametrii i widzeniu komputerowym. Danymi wejściowymi są: obraz cyfrowy, fotopunkty oraz numeryczny model terenu w formacie rastrowym. Fotopunkty służą do określenia orientacji kamery poprzez bezpośrednią transformację liniową (Direct Linear Transformation). Wykorzystanie niemetrycznej kamery wymaga użycia dużej liczby fotopunktów, aby można było osiągnąć zadowalającą dokładność. Kolejnym etapem jest eliminacja niewidocznych z danej pozycji fragmentów terenu, do czego wykorzystano analizę widoczności (viewshed). Ostatnim etapem jest ortorektyfikacja zdjęcia przy użyciu widocznych punktów modelu terenu. Produktem powstałym w wyniku działania procedury jest ortoobraz w przyjętym układzie odniesienia przestrzennego. Kompletny algorytm został napisany w języku MATLAB. Metodę przetestowano na współczesnych zdjęciach cyfrowych wykonanych niemetryczną lustrzanką cyfrową Nikon D80, wyposażoną w obiektyw Nikon Nikkor 28–80 mm f/3.3–5.6, a także na archiwalnych pocztówkach z lat 1928–1930. Przedmiotem fotografii w przypadku obu zbiorów danych były Tatry Polskie. Porównanie efektów z tradycyjną ortofotomapą dało zadowalające rezultaty, szczególnie dla obszarów silnie zacienionych.

EN

The paper describes a method, that allows to use a single terrestrial photograph, with unknown exterior and interior orientation parameters, as a source of geographic information. The idea is based on creating the orthoimage from a terrestrial photograph by means of photogrammetric and computer vision rules. The inputs are a digital image, Ground Control Points and a digital elevation model in raster format. GCPs are necessary to determine the camera orientation by means of Direct Linear Transformation. For non-calibrated cameras a large number of GCPs is necessary to obtain more accurate results. The next step is to eliminate invisible parts of terrain by applying the viewshed analysis. Finally, the terrestrial photograph is orthorectified using the extracted part of the digital elevation model. Output from this procedure is a georeferenced orthophotograph. The complete, ready to use algorithm is written in MATLAB. The method was tested using present-day digital images taken with a not-calibrated Nikon D80 and old postcards – both from the Polish Tatra Mountains. Comparison with an existing orthophotomap from aerial imagery gave satisfactory results, especially for deeply shaded areas.

Słowa kluczowe

PL

fotografia naziemna; georeferencje; DLT; widoczność; ortofotomapa

EN

terrestrial photography; georeferencing; DLT; viewshed; orthophotomap

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 21
• Strony: 159--168
• Opis fizyczny: Bibliogr. 10 poz.

Twórcy

autor

Kolecka N.

• Zakład Systemów Informacji Geograficznej, Kartografii i Teledetekcji, Instytut Geografii i Gospodarki Przestrzennej, Uniwersytet Jagielloński

Bibliografia

• 1.Abdel-Aziz Y.I., Karara H.M., 1971. Direct linear transformation from comparator coordinates into object space coordinates in close-range photogrammetry. Proceedings of the Symposium on Close-Range Photogrammetry, s. 1–18. Falls Church, VA: American Society of Photogrammetry.
• 2.Aschenwald J., Leichter K., Tasser E., Tappeiner U., 2001. Spatio-temporal landscape analysis in mountainous terrain by means of small format photography: a methodological approach. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing, Vol. 39 (2001), No. 4., s. 885–893.
• 3.Buchroithner M., 2002. Creating the virtual Eiger North Face. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing, 57 (2002), s. 114–125.
• 4.Corripio J.G., 2004. Snow surface albedo estimation using terrestrial photography. International Journal of Remote Sensing, 25 (24), s. 5705–5729.
• 5.ESRI, 2007. ArcGIS 9.2 Desktop Help. http://webhelp.esri.com/arcgisdesktop/9.2/ (28 stycznia 2010).
• 6.Kaim D., Kolecka N., 2010. Zmiany pokrycia terenu w Tatrach Polskich na podstawie powtórzonej fotografii naziemnej. Prace Geograficzne, z. 123, s. 31–45.
• 7.Kirnbauer R., Bloeschl G., Waldhaeusl P., Hochstoeger F., 1991. An analysis of snow cover patterns as derived from oblique aerial photographs. Snow, Hydrology and Forests in High Areas. Proceedings of the Vienna Symposium, August 1991, s. 91–99.
• 8.Kraus K., 2007. Photogrammetry: Geometry from Images and Laser Scans. Walter de Gruyter, Berlin.
• 9.Luhmann T., Robson S., Kyle S., Harley I., 2006. Close Range Photogrammetry. Principles, Methods and Applications. Whittles Publishing, Scotland.
• 10.Wang J., Robinson G. J., White K., 2000. Generating viewsheds without using sightlines. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, 66, s. 87–90.