Procesarea fotogrammetrică digitală a aerofotogramelor

Procesarea fotogrammetrică digitală a aerofotogramelor este foarte utilă pentru obținerea unor materiale cartografice care pot fi utilizate în Geografie și nu numai: DEM și ortofoto-mozaic.

Aerotofogramele românești au fost realizate în perioada 1950-1990 în trei serii temporale:
- 1950-1962 la scara 1:25 000 pentru întocmirea hărții topografice scara 1:25 000, prima ediție;
- 1970-1974 la scara 1:15 000 pentru întocmirea hărții topografice scara 1:25 000, a doua ediție;
- 1979-1990 la scări cuprinse între 1:5 000 și 1:10 000 pentru cadastrul intravilanelor.

Au fost utilizate camere fotogrammetrice WILD RC8 și RC10 cu distanța focală de 151,890 mm obținându-se aerofotograme cu dimensiuni de 23x23 cm și cu distanță focală de 115 mm pentru aerofotograme cu dimensiuni de 18x18 cm.

În cadrul unei lucrări de disertație, a studentei Cristina Savastre, a fost realizată procesarea fotogrammetrică a unui cuplu stereo de două imagini (Figura 1) acoperind zona Mănăstirii Cetățuia (situată în sudul municipiului Iași) desfășurându-se spre nord, nord – vestul acesteia. Deși suprafața de studiu nu este una vastă, relieful se caracterizează prin variații de altitudine, valoarea minimă fiind în jur de 41 de m, iar cea maximă de 134 de m, înregistrată pe dealul Cetățuia. De asemenea, zona este străbătută de valea inferioară a râului Nicolina.

Figura 1. Aerofotogramele utilizate la crearea cuplului stereo

Între elementele geometrice ale unei aerofotograme și teren există relația:
f/h=d/D=l/L=sc=1/N
unde:
f - distanță focală;
h - înălțimea de zbor deasupra terenului (relativă);
d și D - distanța pe aerofotogramă și teren;
l si L - latura aerofotogramei cu corespondentul ei pe teren;
sc - scara aerofotogramei.

Scara aerofotogramei este variabilă pe suprafața aerofotogramei, în funcție de înclinarea axei de fotografiere și de gradul de accidentare al terenului. Cu toate acestea în proiect se utilizează o singură valoare:
- exemplu ce calcul pentru distanța focală 151,89 mm și scara 1:7000: înălțimea de zbor = 151,89 x 7000 = 1063,23 m;
- exemplu ce calcul pentru distanța focală 115 mm și scara 1:5000: înălțimea de zbor = 151,89 x 7000 = 575 m.

Aplicația E-foto (http://www.efoto.eng.uerj.br/en) poate realiza întregul flux fotogrammetric:

1. Orientarea interioară
2. Orientarea exterioară, cu resecție spațială și fototriangulație.
3. Extragere informații 3D în stereoplotter sau direct ca DEM
4. Ortorectificarea pentru obținerea ortofotomozaicului.

Sistemul de coordonate utuilizat este UTM.

1. Orientarea interioară presupune setarea parametrilor de zbor, a parametrilor camerei și a coordonatelor punctelor fiduciale atât pe aerofotograma în format analog (în mm), cât și pe aerofotograma digitală (în coordonatele pixelilor).

Figura 2. Datele de zbor

Figura 3. Marcarea punctelor fiduciale

Setarea parametrilor camerei

2. Orientarea exterioară presupune identificarea a cât mai multe puncte pe aerofotograme ale căror coordonate x, y, z să fie măsurate în teren sau extrase din diverse alte surse în cazul aerofotogramelor istorice (hărți topografice). Etapa se realizează în trei pasi:

Importul punctelor de control de coordonate x, y, z

Asocierea punctelor de control cu poziții ale pixelilor din aerofotograma digitală

Fototriangulația, în cadrul căreia se face asocierea dintre punctele de control pe ambele imagini ale cuplului

3. După ce orientarea interioară și cea exterioară au fost realizate, se poate realiza vizualizarea cuplului de aerofotograme în Stereoplotter sau se poate genera DEM.

4. În ultima etapă, pe baza DEM-ului se poate genera ortofotomozaicul, care este imaginea ortorectificată compusă din cele două imagini ale cuplului stereo, pentru arealul de suprapunere și unde informația altitudinală din DEM și punctele de aerotriangulație sunt disponibile. ortorectificarea prespune corecția geometrică a deformărilor.

Rezultatele în vizualizarea anaglifă sunt reprezentate mai jos:

Pentru vizualizarea acestor imagini este nevoie de ochelari anaglifi: