Maa-57.260 Fotogrammetrian erikoissovellutukset (Close-Range Photogrammetry)
-luennot: --ti 12-14 M5, to 12-14 M5 --Henrik Haggrén (HH), Petteri Pöntinen (PP) 1. Johdanto ja teoreettisia perusteita I, 22.01., PP --käytännön asiat --lyhyt historiakatsaus --sädeoptiikkan perusteita 2. Teoreettisia perusteita II, 24.01., PP --aihealueen matematiikkaa 3. Kuvaus- ja mittauskalusto, 05.02., HH 4. Kameran kalibrointi, 07.02., PP --testikenttä --itsekalibrointi --plumb-line --muut 5. Mittausten suunnittelu I, 12.02., PP 6. Mittausten suunnittelu II, 14.02., HH
7. Erityistekniikoita, 19.02., PP --moiré, rasterifotogrammetria, tomografia, hologrammetria 8. Sovellusesimerkkejä I, 21.02., HH 9. Mittausjärjestelmät, 26.08., PP --yritysvierailu (Mapvision Oy) 10. Sovellusesimerkkejä II, 28.02., HH -harjoitukset --ti 29.01/to 31.01/ti 04.03 -tentti --11.03, 17.05
- kirjallisuutta: --Close Range Photogrammetry; Principles, Methods And Applications, 2006, T. Luhmann, S. Robson, S. Kyle, I. Harley -- Close Range Photogrammetry and Machine Vision, 1996, K.B. Atkinson (Ed.) -- Non-Topographic Photogrammetry, 1989, ASPRS, H.M. Karara (Ed.)
Historiaa - 1400-luvun lopulla tutkittiin keskusprojektion periaatteita -- Leonardo da Vinci (1452-1528) hyödynsi neulanreikäkameran (camera obscura) ideaa valomaalaukseen -- Albrecht Dürer (1471-1528) teki stereoskooppisia piirroksia - 1600- ja 1700-luvulla voimakasta kehitysta projektiivisessa geometriassa -- Girard Desarques (1591-1661), Blaise Pascal (1623-1662), Johann Heinrich Lambert (1728-1777) Kuva 1. Camera obscuraa käytettiin valomaalaukseen.
- 1800-luvun alussa keksittiin valokuvaus -- Louis Daquerre (1787-1851), Nicéphore Niépce (1765-1833) - pian tämän jälkeen ensimmäiset ilmakuvat kuumailmapallosta -- Aimé Laussedat (1819-1907), Felix Nadar (1820-1910) - 1850-luvulla Laussedat kuvasi Pariisia talojen katoilta ja teki niiden perusteella karttoja - 1858 Meydenbauer aloitti historiallisten kohteiden fotogrammetrisen dokumentoinnin - kameraa käytettiin monesti teodoliitin tavoin -- kamera tasattiin ja asemoitiin tunnetulle pisteelle jonka jälkeen se suunnattiin toiselle tunnetulle pisteelle -- kuvahavainnot muutettiin vaaka- ja pystykulmiksi -- kohdepisteet saatiin eteenpäinleikaten Felix Nadar oli ilmakuvauksen pioneereja
- Amerikan sisällissodan jälkeen 1863 Holmes-niminen lääkäri käytti fotogrammetrisia mittauksia proteeseja tehdessään - 1900-luvulle tultaessa oli jo tekniset ja teoreettiset edellytykset stereomittaamiselle -- ensimmäinen stereokomparaattori 1901-1909 suoritettiin ensimmäinen kuvaus lentokoneesta Italian Centocellessa (Wilbur Wright, 1867-1912) - 1900-luvun alkupuolella kehitettiin monia optismekaanisia mittauskojeita lähinnä kartoituskäyttöön Yksi ensimmäisistä fotogrammetrisista kameroista (Brunner 1859).
- laskukoneiden myötä analyyttiset menetelmät analogisten rinnalle -- elektronisilla laskimilla saatiin laskettua esim. ulkoinen orientointi muutamassa sekunnissa kun taulukoita käyttäen se vei useita päiviä - 1961 ensimmäinen analyyttinen stereomittauskoje (Uki Helava, 1923-1994) - 1980-luvulla alettiin siirtyä digitaalisiin kuviin -- aluksi skannaamalla valokuvia -- myöhemmin taltioimalla kuvat digitaalisesti - digitaalisten kuvien myötä siirryttiin myös digitaalisiin stereotyöasemiin -- perinteiset kojeet korvattiin tietokoneilla ja ohjelmilla - 1990-luvlla ensimmäiset versiot digitaalisista ilmakuvakameroista -- Z/I Imaging DMC -- Leica ADS40 --Vexel UltraCam
Suomessa: - ilmakuvakartoitus aloitettiin 1920-luvun lopulla -- horisonttikamera 1928 (V. P. Nenonen, 1883-1960) -- kuvat oikaistiin nadiirikuviksi joiden perusteella tehtiin kartta - analogiset kartoituskojeet sotien jälkeen - ensimmäinen ilmakolmiointiin soveltuva stereokomparaattori 1968 - lähifotogrammetrian harrastus vähäistä ennen 1970-lukua -- lähinnä arkkitehtuurifotogrammetriaa ja maanalaisten öljysäiliöiden tilavuusmittauksia Kuva 4. V. P. Nenonen.
Suomessa: - 1970-luvun aikana ryhdyttiin käyttämään jo analyyttisiä menetelmiä -- mittaukset komparaattorilla - ensimmäinen analyyttinen stereokartoituskoje hankittiin 1980 - ensimmäiset tosiaikaiset lähifotogrammetriset mittausjärjestelmät 1980-luvulla - vuosisadan loppupuolella myös lähifotogrammetria alkaa saada jalansijaa -- teollisuus, arkeologia, arkkitehtuuri, lääketiede jne. - 2000-luvulla GPS ja INS mukaan ilmakuvaukseen -- runkopisteistön merkitys vähenee
Lähifotogrammetria Tietokonenäkö????