Inhalte. HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 1

Transkript

1 Inhalte Bildflug Bildflugplanung Navigation (Einsatzmöglichkeiten von GPS und Inertialsystemen) Zweibildauswertung Grundlagen Stereoskopisches Sehen und Messen Stereoauswertesysteme Orientierungsverfahren in der Stereoauswertung HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 1

2 Bildflugplanung HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 2

3 Die Hauptaufgabe der Luftbildvermessung ist die dreidimensionale Erfassung der natürlichen Landschaft und der darauf errichteten künstlichen Gegenstände. HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 3

4 Voraussetzung ist eine Erfassung der Oberfläche derart, dass ein Objektpunkt in mindestens 2 Bildern abgebildet wird. Diese Voraussetzung ist erreicht, wenn sich die Messbilder um mindestens 50 % überlappen. HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 4

5 Die photographische Erfassung erfolgt im genäherten Normalfall, d.h. für die Praxis ω = ± 5 gon (Querneigung) φ = ± 3 gon (Längsneigung) κ = ± 15 gon (Abdrift) Toleranz für die Flughöhe: ± 2% Toleranz für die Lage (Sichtnavigation): ± 1 cm im Bild heute: GPS-Navigation!! HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 5

6 s b c h g A Die kleinste zu betrachtende Einheit ist das Bild (Seitenlänge s) HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 6

7 s b c h g A In Abhängigkeit von Flughöhe über Grund ( hg ) und Brennweite der Aufnahmekamera ( c ) ergibt sich die Bildmaßstabszahl (m b ). m b = h g /c HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 7

8 Für die absolute Flughöhe Z 0 folgt Z 0 = hg + Z mit Z = Geländehöhe (über NN). HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 8

9 Aus Bildmaßstabszahl und Bildseiten-länge ergibt sich die Geländebreite ( S) S = s * m b bzw. die erfasste Geländefläche ( F G ) F G = S² = s² *m b ² HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 9

10 s b c h g F G S A HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 10

11 s b c h g A Die Verknüpfung zweier Bilder ergibt das (Stereo-) Modell. Voraussetzung ist, das die Bilder einen seitlichen Abstand (in Flugrichtung) aufweisen. Dieser Abstand ist die Basis ( b ). HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 11

12 Für die Basis gilt b Basis im Bild B = b * m b Basis im Gelände Die Basis ist eine Funktion der gewählten Längsüberdeckung ( p ) Die Angabe der Längsüberdeckung erfolgt in Prozent (%) HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 12

13 Basis im Bild: b = s (1 p ) 100 Basis im Gelände: B = S (1 p ) 100 HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 13

14 s b c h g A F M Die stereoskopische erfasste Modellfläche (F M ) ergibt sich daraus zu: F M = (S - B) * S HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 14

15 Die Anordnung von > 2 Bildern in einer Flugachse wird als Streifen bezeichnet. 2 oder mehr parallele Streifen definieren einen Block. HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 15

16 s b c h g A HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 16

17 Der Streifenabstand (a) ist eine Funktion der gewählten Querüberdeckung (q) Die Angabe der Querüberdeckung erfolgt in Prozent (%) HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 17

18 Streifenabstand im Bild: q a = s (1 ) 100 Streifenabstand im Gelände: A = S (1 q ) 100 HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 18

19 Aus Basislänge und Streifenabstand resultiert die pro Modell neu erfasste Fläche Stereoneufläche (F N ) F N = A * B HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 19

20 Mit L = Längsausdehnung des Aufnahmegebietes (Blocks) und Q = Querausdehnung des Aufnahmegebietes (Blocks) folgt Streifenanzahl (n S ) pro Block n S = Q A +1 HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 20

21 Modellanzahl (n M ) pro Streifen n M = L B +1 Bildanzahl (n B ) pro Streifen n B = n M +1 HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 21

22 Aufnahmefolgezeit ( t), wobei v= Geschwindigkeit t = B [m] v [m/sec] 2.0[sec] HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 22

23 Überblick der relevanten Parameter HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 23

24 Die überlappenden Bildhälften im Streifen sollten dem Normalfall der Zweibildauswertung entsprechen, d.h. parallele Aufnahmerichtungen senkrecht zur Basis aufweisen. In der Praxis der Luftbildmessung lässt sich der Normalfall nicht streng einhalten, so dass Aufnahmen im genäherten Normalfall (genäherte Senkrechtaufnahmen) entstehen. HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 24

25 Bei der Befliegung von Streifen bzw. Blöcken für die Stereoauswertung sind die Überdeckungsverhältnisse wie folgt geregelt: Längsüberdeckung l=60 % Querüberdeckung q=25-30 % Bei Einbildauswertung gilt: l=q=25-30 % HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 25

26 - computergesteuert Für die Bildflugplanung sind eine Vielzahl von Produkten von Kameraherstellern und Anbietern von Navigationssoftwaren verfügbar. Dabei handelt es sich um graphisch orientierte Software-Produkte, die eine interaktive Planung des Bildfluges, unter Berücksichtigung aller relevanten Parameter, ermöglichen. Die Planungsdaten stehen dem Bildflugpiloten unmittelbar zur Verfügung. HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 26

27 - computergesteuert IGIPlan (Quelle: HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 27

28 - computergesteuert IGIPlan (Quelle: HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 28

29 - computergesteuert IGIPlan (Quelle: HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 29

30 Der Bildmaßstab ist abhängig von: der geforderten geometrischen Genauigkeit in Lage und Höhe, der geforderten Detailerkennbarkeit (Auflösungsvermögen des Films), den technischen Daten des Flugzeugs ( maximal erreichbaren Flughöhe, minimale Geschwindigkeit), der Optimierung der wirtschaftlichen Gesichtspunkte. Festlegung der Bildmaßstabszahl anhand empirischer Formel: m b = k * m mit: K k= m K = Kartenmaßstabszahl HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 30

31 Wahl der Brennweite Typ c [mm] σ X,Y [cm] bei m b =1:10000 σ Z [cm] bei m b =1:10000 ÜWW WW NW SW Anwendungsbereich Großflächen-Aufnahmen für kleinmaßstäbige Kartierungen; Flugzeuge mit geringer Gipfelhöhe; Befliegungen unter Wolken Universalaufgaben, d.h. Aerotriangulation, topographische und großmaßstäbliche Auswertung Luftbildpläne, Orthophotokarten, Stadtgrundkarten (Verringerung sichttoter Räume) Sonderaufgaben: große Flughöhen; sehr eng bebaute Stadtgebiete; Bildflüge im Maßstab 1:250-1:500 ÜWW - Überweitwinkel NW - Normalwinkel WW - Weitwinkel SW - Schmalwinkel HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 31

32 zeuge HS BO Lab. für Photogrammetrie: Bildflug 32