Luento 1 Fotogrammetria prosessina. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 1
Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet (3 op) Sisältyy geomatiikan koulutusohjelman perusmoduuliin A1. Kurssin kuvaus Stereofotogrammetria. Stereoskooppinen kuvankäsittely. Geometriset perusteet: keskusprojektio, stereokuvaus, parallaksimittaus, stereomallien muodostaminen, 3D koordinaattimittaus stereomallilla. Kartoitus- ja mittaussovellukset. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 2
Ohjelma 2007 Luennot Henrik Haggrén, Petri Rönnholm, Anita Laiho- Heikkinen ja Nina Heiska Harjoitukset Hanne Junnilainen Milka Nuikka, Heikki Kauhanen Tentti Aikataulu Kurssi sisältyy 3. periodiin, 15.1-2.3.2007 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 3
Opetustavoitteet Kaikki se, mitä jokaisen geomatiikan koulutusohjelman opiskelijan vähintään tulee tietää stereofotogrammetrian kartoituskäytöstä, mitä fotogrammetriaa ja kaukokartoitusta pääaineinaan opiskelevien tulee omaksua stereofotogrammetrian teoriasta ennen yleiskurssia, ja mitä mm. tieto- ja viestintätekniikan opiskelijat tarvitsevat hyödyntäessään stereofotogrammetriaa 3D kuvankäsittelyssä. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 4
Luennot 2007 I. Fotogrammetria prosessina II. Stereokuvaus III. Orientoinnit IV. Georeferointi V. Stereokuvauksen tarkkuus VI. Ilmakuvaus VII. Stereokartoituskojeet VIII. Kartoitussovellukset IX. Muut sovellukset X. Visualisointi 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 5
Harjoitusaiheet 1. Stereokuvan piirto 2. Stereoelokuvan tekeminen 3. Laskuharjoitukset 4. Kuvauksen simulointi 5. Ekskursio Espoon kaupungille 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 6
Luentoajat Luennot maanantaisin 12-14, sali M1 keskiviikkoisin 8-10, Sali M1 Aikataulu 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 Ma Ke Ma Ke Ma Ke Ma Ke Ma Ke 15.1 17.1 22.1 24.1 29.1 31.1 5.2 7.2 12.2 14.2 HH HH PR HH HH ALH HH PR NH PR 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 7
Kirjallisuus Karl Kraus: Photogrammetry, Volume 1, Fundamentals and standard processes, Dümmler, Bonn 1993 Luku 1. Introduction, s. 1-3 Luku 2. Preliminary mathematics, s. 4-28 Luku 3. Cameras, photography and planning in photogrammetry, s. 29-113 Luku 4. Stereo-restitution, s. 114-246 Luku 6. Orthophotography, s. 291-343 Luennot 2007 Luentomonisteet 2005, soveltuvin osin, viitteet luennoilla Maa-57.300 Fotogrammetrian peruskurssi Maa-57.301 Fotogrammetrian yleiskurssi 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 8
Luento 1 Kurssin asema koulutusohjelmissa fotogrammetria prosessina koulutusohjelmana oppimispolkuna toimintoketjuna sovelluksena palautetaan mieliin fotogrammetrian peruskäsitteitä 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 9
Geomatiikan perusmoduuli A1 Teoriaa. Yhteenveto, esim. kartoitusprosessista: Mitä jokaisen geomatiikan opiskelijan tulee vähintään tietää.? Opiskelija valitsee joko geoinformatiikan tai geodesian ja fotogrammetrian, tai molemmat. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 10
Ydinaines Tiedot Fotogrammetrinen mittausprosessi Stereokuvan laskeminen Stereokuvien mittatarkkuus ja kuvausten suunnittelu Perusteet kuvien ja 3D mallien orientoinneista Fotogrammetriset mittauslaitteistot (analyyttiset, digitaaliset) Ilmakuvaus ja sopivan kuvamateriaalin hankinta Stereomallin mittaus Johdanto kartoitusprosessiin 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 11
Ydinaines Taidot Stereokuvauksen suunnittelu Stereokuvausten virhetarkastelu Stereomittaus Ilmakuvauksen suunnittelu Kuvan orientointien laskeminen (erikoistapaukset) 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 12
Täydentävä tietämys Tiedot Näyttötekniikat Laserkeilaus Kaksoissuhde Taidot Stereokuvien piirtäminen 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 13
Geomatiikan perusmoduuli A1 Theory Insight to mapping processes What every geomatics student must know at least from photogrammetry, remote sensing, cartography, and geoinformation techniques? Students will choose either geoinformatics, or geodesy and photogrammetry, or both. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 14
Geomatiikan jatkomoduuli A2 Completing the candidate s degree. Additional theory, introduction to applications. A candidate has a good insight on essential tasks of surveying. He has not detailed knowledge on surveying expertise, but he is capable in finding out necessary information to carry out the tasks. The professional competence at this stage depends also on chosen B1 and on freely chosen courses. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 15
Geomatiikka ja kiinteistötalous B1 Real-estate economics A land surveyors competence for. will provide the parallel to proceed to general application of real-estate economics (B2). Other options for B1-modules media technology, information technology, computer science.. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 16
Progressiivinen oppiminen Theory of constructive learning 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 17
Fotogrammetria 2006 Johdanto Maa-57.1010 keskusprojektio valokuvaus kuvan tulkinta Perusteet Maa-57.1030 stereomalli Tasoituslasku Maa-6.xxx stereoskooppinen esittäminen 3D mallikoordinaattien laskeminen Yleiskurssi Maa-57.2050 Analyyttinen fotogrammetria I Maa-57.3100 Digitaalinen fotogrammetria I kameramalli kuvajoukko Maa-57.3100 matemaattiset mallit estimointiteoria koordinaattimuunnokset piirteiden irroitus 3D kohdekoordinaattien laskeminen kuvien yhtensovitus 3D kohteen rekonstruointi Digitaalinen kuvankäsittely Maa-57.2060 Käytännön fotogrammetria Maa-57.3100 kartoitusprosessi ilmakuvaus ja laserkeilaus 3D ympäristön mallintaminen 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 18
Fotogrammetria 2005 Johdanto Tasoituslasku Maa-57.1010 Peruskurssi Maa-6.xxx Analyyttinen fotogrammetria I Maa-57.3100 Maa-57.1030 Digitaalinen fotogrammetria I Maa-57.3100 Yleiskurssi Maa-57.2050 Digitaalinen kuvankäsittely Käytännön fotogrammetria Maa-57.2060 Maa-57.3100 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 19
Fotogrammetrian kursseista I Fotogrammetrian opintojaksoilla opitaan tekniikat, joita käytetään kolmiulotteisen ympäristön kolmiulotteiseen mallintamiseen sovellusalueista riippumatta. Fotogrammetrian perusteissa ja yleiskurssilla hankitaan fotogrammetrian tieteenalalle ominaiset fysiikan ja matematiikan perustiedot, jotka liittyvät erityisesti ympäristötiedon kolmiulotteiseen käsittelyyn. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 20
Fotogrammetrian kursseista II Digitaalisen kuvankäsittelyn opintojakso tarjoaa perustiedot kuvamuotoisen signaalinkäsittelyn tekniikoihin. Vastaava opintojakso voidaan suorittaa myös lääketieteellisen fysiikan ja informaatiotekniikan koulutusohjelmissa. Fotogrammetrian käytännön ja erikoissovellusten kursseissa pääpaino on ajankohtaisissa mittaus- ja kartoitustehtävissä. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 21
Geomatiikan jatkomoduuli A2 Kandidaattitutkinnon pää. Lisäteoriaa, mutta myös sovellukset kulkevat mukana. Kandidaatti suoriutuu maanmittausalan keskeisistä tehtävistä ja on sisäistänyt niiden yleiskuvan. Kandidaatille ei ole opetettu ammatillisia yksityiskohtia, mutta hän pystyy hankkimaan tarpeellisen tiedon tehtävän suorittamiseksi. Ammattitaito riippuu myös B1-valinnasta sekä vapaasti valittavista opinnoista. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 22
Geomatiikan syventävä moduuli A3 Fotogrammetria ja kaukokartoitus Sovelluksia lisää. Tämän jälkeen voi tehdä bisnestä. Insinöörin taidot. Projektin läpivieminen. Tutkijan alku Kiinnostus tieteen tekemiseen. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 23
Fotogrammetrian kursseista III Analyyttisen fotogrammetrian ja digitaalisen fotogrammetrian kurssit antavat syvälliset tiedot kolmiulotteista ympäristöä kuvaavien geometristen ja radiometristen suureiden määrittämiseen, ja kohteen mallintamiseen, sekä havaintoihin sisältyvän epävarmuuden hallitsemiseen, ja tämän epävarmuuden arvioimiseen kohdemallilla. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 24
Erikoismoduuli C Fotogrammetria Tutkija Syventyminen teoriaan ja sovelluksiin. Diplomi-insinööri Valmius tuotekehitykseen ja tutkimukseen. Bisnes-ihminen Taloudellisten lainalaisuuksien sisäistäminen maanmittausalan tuotantosovelluksissa ja liiketoiminnassa.??? 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 25
Fotogrammetriaa johdantokurssista Mitä tietoa kuvaamalla kyetään hankkimaan? Geometria ja radiometria? Milloin kuva on oikea tapa tiedonhankintaan? Ortokuvaa voidaan käyttää mittapohjana, oikaisematonta kuvaa ei! Miksi?! Kuvien georeferointi käsitteenä. Parallaksimittaus oikaistulta kuvalta? Rakennuksen korkeuksia voidaan mitata myös yhdeltä kuvalta? Milloin ei? Stereokuvien yhdistäminen ja parallaksin mittaaminen stereokuvalta. Muutosten tulkinta: Nuuksion ilmakuva - GoogleEarth. 2D-kuvamuunnokset ja kuvalta mittaaminen: Perusteisiin? Mittakaava kuvilla. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 26
Fotogrammetrinen mittausprosessi I Fotogrammetrinen mittausprosessi on valokuvaamiseen perustuva peräkkäisten toimintojen ketju, jolla 3D kohteesta tuotetaan geometrialtaan tulkittu 3D malli. Sen vaiheita ovat kohteen kuvaaminen, kuvien esikäsittely, kuvien 3D tulkinta, ja kohteen ja näkymän esittäminen 3D mallina. 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 27
Fotogrammetrinen mittausprosessi II Fotogrammetrian menetelmien kannalta tärkeimmät osatehtävät sisältyvät kuvien geometriseen käsittelyyn eli orientointeihin, joilla hallitaan koordinaatistomuunnokset kohteesta kuville ja kuvilta edelleen 3D mallille. Soveltaminen Off-line: Scene Reconstruction On-line: Dimensional control 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 28
Orientoinnit Yhden kuvan Sisäinen orientointi Ulkoinen orientointi Kahden kuvan eli kuvaparin Sisäinen orientointi Keskinäinen orientointi Absoluuttinen orientointi 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 29
Näkymän rekonstruointi 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 30
Fotogrammetrinen prosessi I 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 31
Fotogrammetrinen prosessi II 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 32
Fotogrammetrinen prosessi III 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 33
Ilmakuvaus Stereokuvaus Laserkeilaus (Uwe Lohr, TopoSys) 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 34
Kuvien orientointi 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 35
Stereokartoitus (Hannu Hyyppä, Petri Rönnholm, TKK) 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 36
3D mallinnus (Katri Koistinen, TKK) (Arzu Çöltekin, TKK) 2007 Maa-57.1030 Fotogrammetrian perusteet 37