Karşılıklı Yöneltme

Fotogrametri – (2014-2015 Güz Yarıyılı)
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 1
Ders Planı ve İçeriği
Giriş, dersin kapsamı, temel kavramlar, kaynaklar
Karşılıklı ve mutlak yöneltme kavramı
Havai nirengi ve yöntemleri (GPS+INS/IMU destekli)
Dijital fotogrametriye giriş
Dijital görüntü alımı
Dijital kamera ve tarayıcılar
Dijital fotogrametrik iş istasyonları ve yazılımlar
1. Arasınav
Görüntü örnekleme teknikleri, rektifikasyon
Görüntü işleme, eşleştirme yöntemleri ve epipolar geometri
Manual, interaktif ve otomatik ölçme prosedürleri (görüntü ve model yöneltme)
Otomatik iç, karşılıklı ve mutlak yöneltme işlemi
Fotogrametrik verilerden sayısal arazi modeli üretimi, dijital ortofoto üretimi
Fotogrametrik verilerin GIS ve CAD sistemleri ile entegrasyonu
Lidar teknolojisi ve uygulama alanları, fotogrametri ile entegrasyonu
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 2
Kaynak, Yazılım, Ölçme ve Değerlendirme
 1- Kraus, K. (1993); Photogrammetry Volume I, Fundementals and Standard
Process, Ferd. Dümmlers Verlag, Bonn, Germany.
 2- Kraus, K.(1993); Photogrammetry Volume II, Advanced Methods and
Applications, Ferd. Dümmlers Verlag, Bonn, Germany.
 3- Shenck, T. (1999). Digital Photogrammetry, Terra Science.
 www.isprs.org; www.asprs.org; keywords “photogrammetry” for Google
 MATLAB, LPS (Leica Photogrammetric Suite), E-Foto vb. yazılımlar
 Post message: [email protected]
 Web
: http://groups.yahoo.com/group/fotogrametri
Subscribe: [email protected]
Ders Değerlendirme
Değerlendirme Takvimi
Etkinlik
Sayı
Katkı Oranı
Ara Sınav
1
% 20
Kısa Sınav
-
-
Yarıyıl Sonu Sınavı
1
% 50
Ödev
2
% 30
16.10.2014
Açıklama
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Tarih
...04.2013
-
...06.2013
Saat
Yeri
0800
102–202
-
0900
-
102–202
Oda 216
Sayfa 3
Uzay geriden kestirme (Space resection)
Dış yöneltme elemanları, ω,φ,κ,X0,Y0,Z0 , kameranın çekim anındaki konumu
ve dönüklüklerini temsil eden parametrelerdir.
İzdüşüm denklemleri (kolinearite eşitlikleri) kullanılarak resim ve arazide
koordinatı bilinen noktalar yardımı ile dış yöneltme elemanlarının belirlenmesi
işlemine uzay geriden kestirme denir.
C’
B’
A’
O
Δ
Δ
A
16.10.2014
Δ
C
Uzay geriden kestirme ile “O” izdüşüm
noktasının koordinatları hesaplanır ve
koninin açıları belirlenir. Bu işlem ile
arazide ve resimde koordinatları bilinen en
az 3 kontrol noktası ile “O” izdüşüm
noktasının koordinatları X0,Y0,Z0 ve ω,φ,κ
dönüklükleri hesaplanır. Kontrol amacı ile
en az 4 ortak nokta dengelemeli çözüme
izin verir.
B
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 4
Uzay geriden kestirme (Kollinarite eşit.)
Parametreler:
- Resim koordinatları (xa, ya)
- Arazi koordinatları (XA, YA, ZA)
- Dış yöneltme parametreleri (Xo, Yo, Zo, , , )
- İç yöneltme parametreleri (xp, yp, c).
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 5
Çift resim (stereo) değerlendirmesi
İç Yöneltme
Dış
Karşılıklı Yöneltme
Yöneltme
İşlemleri
Çift resim değerlendirmesi genel
olarak,
I-Yöneltme işlemleri
II-Değerlendirme
Yöneltme
Mutlak Yöneltme
işlemleri
olmak
aşamada yapılır.
Detay çizimi
Tesviye eğrileri çizimi
16.10.2014
üzere
iki
Değerlendirme
İşlemleri
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 6
Dış yöneltme (Exterior orientation)
Dış Yöneltmenin iki elamanı mevcuttur:
* Arazi koordinat sistemine göre izdüşüm
(perspektif) merkezi koordinatları (Xo, Yo, Zo),
* Arazi koordinat sistemi ile resim koordinat sistemi
arasındaki dönüklükler (, , ),
Bu dönüklüklerle arazi koordinat sistemi resim
sistemine paralel duruma getirilmeye çalışılır.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 7
Dış yöneltme
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 8
Resim çiftinin dış yöneltmesi
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 9
Resim çiftinin dış yöneltmesi
Bir resim çiftinin dış yöneltmesi 12 parametre ile
tanımlanır ve gerçekleştirilir:
- (Xo, Yo, Zo ,, , ) sol resim
- (Xo, Yo, Zo ,, , ) sağ resim
Bir resim çiftinin dış yöneltmesi iki aşamadan oluşur.
1. Karşılıklı yöneltme (5 parametre)
2. Mutlak yöneltme (7 parametre)
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 10
Karşılıklı Yöneltme (Relative orientation)
Amaç: Stere resim çifti üzerinde aynı detaya ait ışınları
kesiştirmek, yöneltmek.
Sonuç: Lokal bir koordinat sisteminde 3B bir stereo
model oluşturulur.
Eğer model üzerinde 5 noktada ışınlar kesiştirilirse,
diğer bütün eşlenik noktalardaki ışınlar kesişir ve
model oluşur.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 11
Karşılıklı Yöneltme
b
y’
x’
y”
x”
Eşlenik ışınları kesiştirmek ana amaçtır.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 12
Yatay ve düşey paralaks
Karşılıklı yöneltme ile düşey paralaks (py),
Aynalı stereoskop altında ise yatay paralaks (px) giderilir.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 13
Yatay ve düşey paralaks
İki eşlenik izdüşüm ışını (doğrusu) projeksiyon
düzleminde birbirinden ayrılır (DD’).
Bu ayrılma iki şekilde gerçekleşebilir:
- x paralaksı (baz yönünde gerçekleşir ve iki resim
üzerinde x koordinatları farkıdır)
- y paralaksı (y koordinatları farkıdır)
Karşılıklı yöneltme esnasında y paralaksı giderilir.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 14
Karşılıklı yöneltme, neden?
Soru-1: Karşılıklı yöneltme için yer kontrol noktalarına
ihtiyaç var mıdır?
Cevap: Hayır, yer kontrol noktası gerekmez.
Soru-2: Karşılıklı yöneltme nasıl gerçekleştirilir?
Cevap: En az 5 noktada resim koordinatı ölçülür.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 15
Karşılıklı Yöneltme
Bir stereo çift için izdüşüm merkezi ve dönüklükler
olmak üzere toplam 12 bilinmeyen çözülmelidir.
(Xo, Yo, Zo ,, , ) sol resim
(Xo, Yo, Zo ,, , ) sağ resim
Söz konusu 12 parametre karşılıklı ve mutlak yöneltme
ile çözülür.
Mutlak yöneltme ile arazi koordinat sistemine geçiş
sağlanır.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 16
Karşılıklı Yöneltme
Arazi koordinat sistemi:
- Üç öteleme,
- Üç dönüklük,
- Ölçek faktörü ile tanımlanır.
Karşılıklı yöneltme için ise lokal bir koordinat sistemi
tanımlanır.
Bu koordinat sistemine model koordinat sistemi denir.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 17
Karşılıklı Yöneltme
Karşılıklı yöneltme aşamasında 12 parametreden 7’si
sabitlenir veya keyfi bir değere atanır.
Karşılıklı yöneltme sırasında geri kalan 5 parametre
çözülür.
Karşılıklı yöneltme iki yöntemle yapılabilir:
- Bağımlı karşılıklı yöneltme
- Bağımsız karşılıklı yöneltme.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 18
Bağımlı karşılıklı yöneltme
Bağımlı karşılıklı yöneltmede 7 parametre keyfi bir
değere atanır. Bu parametreler;
- Xo1, Yo1, Zo1,1, 1, 1, Xo2 ; 1: sol resim, 2: sağ
resim.
- Yo2, Zo2, 2, 2, 2 ≡ by, bz, 2, 2, 2
parametreleri ise çözülür.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 19
Bağımlı karşılıklı yöneltme
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 20
Bağımsız karşılıklı yöneltme
Bağımsız karşılıklı yöneltmede de 7 parametre keyfi bir
değere atanır. Bu parametreler;
- Xo1, Yo1, Zo1,1, Xo2 , Yo2, Zo2; 1: sol resim, 2:
sağ resim.
- 1, 1, 2, 2, 2 parametreleri ise çözülür.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 21
Bağımsız karşılıklı yöneltme
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 22
Düşey resimlerin karşılıklı yöneltmesi
Bir resim çiftinin karşılıklı yöneltmesi için beş homolog
ışın çiftinin kesiştirilmesi gerekir.Diğer bir deyişle yparalaksı 5 noktada giderilir.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 23
Otto v. Gruber Noktaları
Yöneltme noktalarının dağılımı
Bağımsız Resim Çiftleri
1
2
3
4
5( 6 )
16.10.2014
Noktalarındaki y-paralaksı
2
1
2
1

Bağımlı Resim Çiftleri
1
2
3
4
5( 6 )
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
by 2
Noktalarındaki y-paralaksı
2
bz 2
2

Sayfa 24
Sayısal Karşılıklı Yöneltme Matematik Modeli
Üç grup eleman:
1- w’ – w”
2- φ’ - φ “ ve bz’ – bz’’
3- ’ - ’’ ve by’ – by’’
y ' y ''
p y  y2  y1  b  b  bz  bz 
c
c



h
xy
y2 
xy
y2 
 xd  
d  
d    c  2 d   xd  
d    c 


c
c
c 
c
c 



'
y
''
y
Sadece yöneltme elemanları seçilirse;

xy
xy
y 2 
d 
p y  y2  y1   xd   xd  
d  
d    c 
c
c
c 

16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 25
Çözüm
v  AX  l
1
X  ( A A) A l
T
Q  ( A A)
T
T
1
v v
0 
nu
 i   0 q xx
16.10.2014
T
A: Katsayılar yada dizayn matrisi
Q:Varsyans-kovaryans (kofaktör) matrisi
0
Birim ölçünün karesel ortalama hata
 i Bilinmeyenlerin karesel ortalama hatası
İteratif çözüm yapılır.
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 26
Mutlak Yöneltme (Absolute orientation)
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 27
Mutlak Yöneltme
Amaç: Karşılıklı yöneltme sonucunda elde edilen stereo
modelin arazi koordinat sistemine göre dönüklük, ölçek
faktörünü tespit etmek.
Mutlak yöneltme:
- 3 dönüklük,
- ölçek faktörü,
- 3 öteleme parametreleri ile tanımlanır.
Aynı zamanda mutlak yöneltme 3B benzerlik
transformasyonudur.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 28
Mutlak Yöneltme
Z
K
(X0 Y0 Z0)
y
F
W
b
x
Model
Y
X
 X  Xo 
x
 Y    Yo   m * R *  y 
   
 
 Z   Zo 
 z 
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 29
Mutlak Yöneltme – Matematik Model
- Her bir kontrol noktası için üç denklem yazılır.
- Mutlak yöneltmede 7 parametrenin çözümü için en az 3 kontrol
noktasına gerek vardır. Bu noktalar 3 adet ful kontrol noktası, 2
adet planimetrik nokta ve 3 yükseklik noktası veya 2 adet ful
kontrol noktası ve 1 yükseklik noktası olabilir.
- Bu noktalar bir doğru boyunca dizilmemelidir. Böyle bir durumda
noktalar arasındaki açılar belirlenemez.
16.10.2014
Fotogrametri - Doç. Dr. Fevzi Karslı
Sayfa 30

Download Report