FOTOGRAMETRI: SEJARAH, KAEDAH, JENIS, APLIKASI - SAINS - 2025

The fotogrametr ed adalah teknik untuk mengekstrak maklumat spatial dari imej, gambar terutamanya udara, tetapi juga mereka yang diambil di atas tanah atau di bawah laut. Dari maklumat ini dimensi dan kedudukan objek yang diwakili diukur.

Gambar fotografi adalah rata, seperti yang ditunjukkan dalam gambar 1, tetapi melalui gambar tersebut dapat diperkirakan, misalnya, ketinggian bangunan atau batu, sama ada berkaitan dengan jalan raya, laut atau titik lain. rujukan.

Gambar 1. Gambar udara yang diambil untuk melakukan tinjauan fotogrametri. Sumber: Wikimedia Commons. Gambar oleh D Ramey Logan

Penciptaan gambar yang sangat dekat dengan realiti bukanlah perkara baru. Leonardo da Vinci (1452-1519) yang hebat adalah pelopor perspektif, menyempurnakan prinsipnya dengan menggunakan apa yang disebut titik hilang.

Titik lenyap adalah tempat di cakrawala di mana garis selari bersatu, memberikan pandangan mendalam kepada penonton.

Leonardo melakukannya dengan lukisan dan gambar yang dibuat dengan tangan, tetapi sejak fotografi diciptakan, pada abad ke-19, foto juga mula digunakan untuk tujuan teknikal.

Begitu juga Aimé Laussedat (1819-1907) dan Albrecht Meydenbauer (1834-1921), yang dianggap sebagai bapa fotogrametri moden. Laussedat membina peta topografi terperinci pada tahun 1850 dengan menumpangkan perspektif yang berbeza mengenai rancangan.

Bagi pihaknya, Meydenbauer, yang merupakan arkitek, menerapkan teknik ini untuk mendokumentasikan bangunan, yang, jika dimusnahkan, dapat dibina sepenuhnya berkat maklumat yang disimpan.

Pada tahun 1980-an, pengkomputeran moden menjadikan fotogrametri lompatan ke depan, meminimumkan masa yang diperlukan untuk memproses gambar.

Kaedah fotogrametri

Secara umum, kaedah ini terdiri daripada mengambil gambar objek, memprosesnya dan akhirnya menafsirkannya. Unsur-unsur utama untuk menerangkan prinsip asas ditunjukkan dalam gambar 2:

Rajah 2. Prinsip asas menangkap gambar. Sumber: F. Zapata.

Pertama sekali, diperlukan sensor untuk menangkap gambar dan juga lensa, sehingga setiap sinar cahaya yang datang dari satu titik, menyentuh sensor di tempat yang sama. Sekiranya ini tidak berlaku, titik didaftarkan sebagai overlay, menghasilkan gambar yang kabur atau tidak fokus.

Untuk membina semula objek, hanya sinar segiempat yang dilukis dengan warna hitam dalam gambar 2. yang menarik dalam fotogrametri, inilah yang melewati titik yang disebut pusat perspektif dalam lensa.

Sekiranya sinar itu, yang masuk langsung dari objek, melewati lensa dan mencapai sensor, adalah jarak yang dicari.

Penglihatan stereoskopik

Penglihatan semula jadi manusia adalah stereoskopik. Ini bermaksud bahawa kita dapat mengetahui jarak objek, berkat fakta bahawa otak memproses gambar yang diambil dan menilai lekukannya.

Oleh itu, setiap mata menangkap gambar yang sedikit berbeza, dan kemudian otak melakukan kerja menafsirkannya sebagai satu, dengan lega dan mendalam.

Tetapi dalam gambar atau gambar rata tidak mungkin untuk mengetahui seberapa jauh atau seberapa dekat objek, kerana informasi tentang kedalaman itu hilang, seperti yang dijelaskan secara grafik pada gambar 3.

Seperti yang telah kami katakan, intinya adalah pada sinar utama, tetapi tidak ada cara untuk mengetahui apakah benda itu lebih dekat kerana objeknya kecil, atau jika berada lebih jauh, tetapi milik benda yang lebih besar.

Gambar 3. Dalam gambar rata, kedalaman objek tidak dapat ditentukan. Sumber: F. Zapata.

Jadi, untuk mengatasi masalah kedekatan, dua gambar yang sedikit berbeza diambil, seperti yang ditunjukkan di bawah pada gambar 4.

Rajah 4. Persimpangan dua garis membolehkan kita mencari lokasi sebenar titik di ruang angkasa. Sumber: F. Zapata.

Mengetahui persimpangan sinar dengan triangulasi, kedudukan objek dari mana mereka datang ditemui. Prosedur ini disebut "pencocokan titik" dan ia dilakukan dengan menggunakan algoritma yang dirancang khas, kerana perlu mengulangi prosedur dengan semua titik objek.

Perincian seperti kedudukan, sudut dan ciri lain dari kamera juga diambil kira untuk mendapatkan hasil yang baik.

Jenis-Jenis

Bergantung pada bagaimana gambar diperoleh, terdapat beberapa jenis fotogrametri. Sekiranya gambar diambil dari udara, itu adalah fotogrametri udara.

Dan jika mereka dibawa ke tanah, teknik ini disebut fotogrametri terestrial, yang merupakan aplikasi praktikal pertama teknik ini.

Fotogrametri udara adalah salah satu cabang yang paling banyak digunakan hari ini, kerana ia memungkinkan penghasilan rancangan dan peta yang sangat tepat. Gambar-gambar juga dapat diperoleh melalui satelit, dalam hal ini kita berbicara mengenai ruang atau satelit fotogrametri.

Begitu juga, fotogrametri diklasifikasikan mengikut instrumen yang digunakan dan perlakuan yang diberikan kepada gambar, yang mungkin:

-Analog

-Analisis

-Digital

Dalam fotogrametri analog, pengimejan dan pemprosesan sepenuhnya optik dan mekanikal.

Dalam fotogrametri analitik, bingkai adalah analog tetapi diproses di komputer. Dan akhirnya, dalam fotogrametri digital, bingkai dan sistem pemprosesan adalah digital.

Fotogrametri vs. topografi

Topografi ini juga bertujuan untuk menggambarkan kawasan luar bandar atau bandar dengan kapal terbang, yang menunjukkan tempat-tempat menarik. Sebaliknya, jika perlu, ambil titik pesawat dan letakkan di ruang.

Atas sebab ini topografi dan fotogrametri mempunyai banyak persamaan, namun yang terakhir mempunyai beberapa kelebihan:

- Hampir selalu lebih murah.

- Pemerolehan data - tinjauan - lebih pantas, sesuai untuk kawasan yang luas.

- Berfungsi paling baik di kawasan yang sangat kasar, kecuali diliputi oleh tumbuh-tumbuhan tebal.

- Semua mata didaftarkan sama.

- Maklumat dapat disimpan dan tidak perlu kembali ke lapangan untuk mendapatkannya semula.

Fotogrametri Imej Tunggal

Secara umum, tidak mungkin untuk menyusun semula objek yang difoto dari satu gambar, kecuali beberapa informasi tambahan lain digunakan, kerana seperti yang telah kita lihat, dalam gambar rata tidak ada catatan kedalaman.

Namun, gambar masih memberikan maklumat yang berharga, walaupun dengan beberapa sekatan.

Sebagai contoh, andaikan anda ingin mengenal pasti perompak di kedai atau bank. Gambar dari kamera pengintai dapat digunakan untuk menentukan ketinggian dan binaan orang yang melakukan kejahatan tersebut, dengan membandingkannya dengan ukuran perabot yang diketahui atau orang lain dalam gambar tersebut.

Gambar 5. Kerusi mempunyai ukuran yang sama dan kami segera mengetahui yang mana yang paling dekat. Sebaliknya, garis selari di lantai yang bersatu di kejauhan, memberikan perasaan kedalaman dalam foto. Sumber: Pixabay.

Permohonan

Fotogrametri diaplikasikan secara meluas dalam pelbagai bidang, seperti seni bina, kejuruteraan dan arkeologi, untuk beberapa nama. Seperti yang dijelaskan sebelumnya, ia diterapkan dalam sains forensik dan tentu saja, untuk kesan khas dalam filem.

Dalam bidang kejuruteraan, gambar yang baik dapat mendedahkan maklumat mengenai lekapan dan konfigurasi medan, misalnya. Berikut adalah beberapa bidang yang sangat menarik:

-Kajian laluan komunikasi.

-Pembentukan laluan.

-Pergerakan Bumi.

-Perancangan bandar.

-Kajian lembangan hidrografi.

-Tinjauan udara untuk pencarian perlombongan.

Selain itu, fotogrametri adalah alat yang sangat dihargai dalam:

- Senibina : dalam peningkatan monumen dan bangunan.

- Arkeologi : untuk membina semula bangunan lama dari tinggalan yang dipelihara hari ini.

- Zoologi : membantu membuat model tiga dimensi haiwan semasa dan pupus.

- Mekanik : dalam pemodelan kereta, enjin dan semua jenis mesin.

Rujukan

1. Blog Pasukan Adam Technologies. Bagaimana Fotogrametri Berfungsi? Dipulihkan dari: adamtech.com.au.
2. Armillary, Geomatics Gunaan. Teknik fotogrametri. Dipulihkan dari: armillary-geomatica.blogspot.com.
3. Photomodeler Technologies. Bagaimana Fotogrametri Berfungsi? Dipulihkan dari: photomodeler.com.
4. Quirós, E. 2014. Pengenalan Fotogrametri dan Kartografi yang diterapkan pada Kejuruteraan Awam. Diterbitkan oleh University of Extramadura.
5. Sánchez, J. Pengenalan Fotogrametri. Universiti cantabria. Dipulihkan dari: ocw.unican.es.