사진 측량

Photogrammetry
사진 측량용으로 사용되는 저고도 항공 사진.장소:3개의 아치 베이, 라구나 비치, 캘리포니아

포토 측량(photogrammetry)은 사진 이미지 및 전자파 복사 이미지 패턴 [1]및 기타 현상을 기록, 측정 및 해석하는 과정을 통해 물리적 물체와 환경에 대한 신뢰할 수 있는 정보를 얻는 과학 및 기술입니다.

사진 측량이라는 용어는 1867년 그의 기사 "Die Photometrographie"[3]에 등장한 프러시아 건축가 Albrecht Meydenbauer에 [2]의해 만들어졌다.

사진 측량에는 많은 변형이 있다.1개의 예는 2차원 데이터(즉, 화상)에서 3차원 측정치를 추출하는 것이다.예를 들어, 화상의 스케일이 알려진 경우, 화상상의 거리를 측정함으로써, 사진 화상 평면에 평행한 평면상에 있는 2개의 점 사이의 거리를 결정할 수 있다.다른 하나는 물리적 기반 렌더링을 위해 재료 사진으로부터 알베도, 반사 반사, 금속성 또는 주변 폐색 등의 양을 나타내는 정확한 색상 범위와 값을 추출하는 것입니다.

근거리 사진 측량이란 기존의 항공(또는 궤도) 사진 측량보다 더 짧은 거리에서의 사진 수집을 말한다.사진 측량 분석은 한 장의 사진에 적용하거나 고속 사진 및 원격 감지를 사용하여 측정 및 이미지 분석을 계산 모델에 공급함으로써 복잡한 2D 및 3D 운동장을 검출, 측정 및 기록할 수 있으며, 이는 실제 3D 상대 운동을 점차적으로 정확하게 추정하기 위한 시도입니다.

지형도상에 윤곽선을 그리는 데 사용되는 입체플롯터로 시작되어 현재는 음파탐지기, 레이더, 라이더 등 매우 다양한 용도로 사용되고 있습니다.

방법들

사진 측량[4] 데이터 모델
Tuure Leppénen, Reconstruction I: 일본 정원 수백 장의 지상 사진 측량 방법으로 만든 3D 모델의 2D 이미지

사진 측량에는 광학 및 투영 기하학을 포함한 다양한 분야의 방법이 사용됩니다.디지털 이미지 캡처 및 사진 측량 처리에는 몇 가지 명확하게 정의된 단계가 포함되어 최종 제품으로 [5]객체의 2D 또는 3D 디지털 모델을 생성할 수 있습니다.오른쪽의 데이터 모델은 사진 측량 방법으로 들어가고 나올 수 있는 정보의 유형을 보여줍니다.

3D 좌표는 3D 공간에서 객체 점의 위치를 정의합니다.영상 좌표는 필름 또는 전자 이미징 장치에서 물체 지점의 영상 위치를 정의합니다.카메라의 외부 방향은[6] 공간에서의 위치와 뷰 방향을 정의합니다.내부 방향은 영상 처리의 기하학적 파라미터를 정의합니다.이것은 주로 렌즈의 초점 거리이지만 렌즈 왜곡에 대한 설명을 포함할 수도 있습니다.추가적인 관찰이 중요한 역할을 합니다.축척 막대, 기본적으로 공간의 두 점의 알려진 거리 또는 알려진 고정점을 사용하면 기본 측정 장치에 대한 연결이 만들어집니다.

4개의 주요 변수 각각은 포토그램 측정법의 입력 또는 출력이 될 수 있다.

사진 측량 알고리즘은 일반적으로 기준점의 좌표와 상대 변위에 대한 오차 제곱의 합을 최소화하려고 시도한다.이 최소화는 번들 조정이라고 불리며, 많은 경우 Levenberg-Marquardt 알고리즘을 사용하여 수행됩니다.

입체 사진 측량

스테레오포토그래메트리는 여기서 리다이렉트 됩니다.Roentgen 입체 사진 측량법과 혼동하지 마십시오.
주요 기사: 여러 이미지에서 3D 재구성
주요 카테고리 : 입체 사진 측량
다음 항목도 참조하십시오.컴퓨터 스테레오 비전

입체광학이라 불리는 특별한 경우는 서로 다른 위치에서 찍은 두 개 이상의 사진 이미지에서 이루어진 측정을 사용하여 물체의 점의 3차원 좌표를 추정하는 것을 포함한다(입체경 참조).공통점은 각 이미지에서 식별됩니다.카메라 위치에서 물체의 점까지 시선(또는 광선)을 구성할 수 있습니다.점의 3차원 위치를 결정하는 것은 이러한 광선의 교차점(삼각화)입니다.보다 정교한 알고리즘은 한 카메라 위치에서만 3D 좌표를 재구성할 수 있는 경우에 따라 대칭과 같이 선험적으로 알려진 장면에 대한 다른 정보를 이용할 수 있습니다.입체광학계는 비회전[7][8] [9][10]및 회전 구조의 동적 특성 및 모드 형태를 결정하기 위한 강력한 비접촉 측정 기술로 부상하고 있습니다.사진 측량 모델을 만들기 위한 이미지 수집은 Pierre Seguin의 이름을 따서 Polyoscopy라고 더 적절하게 부를 수 있습니다.

통합

사진 측량 데이터는 다른 기법의 범위 데이터로 보완할 수 있다.일반적으로 범위 데이터는 z 방향으로[citation needed] 더 정확하지만 x 및 y 방향으로 더 정확합니다.이 범위 데이터는 LiDAR, 레이저 스캐너(비행 시간, 삼각 측량 또는 간섭 측정 사용), 백광 디지타이저 및 영역을 스캔하고 여러 이산 점(일반적으로 "점 구름"이라고 함)에 대해 x, y, z 좌표를 반환하는 기타 기술로 제공할 수 있습니다.사진은 점 구름 설치 공간이 아닌 건물의 모서리를 명확하게 정의할 수 있습니다.두 시스템의 장점을 통합하여 더 나은 제품을 만드는 것이 좋습니다.

3D[12][13] 시각화는 항공 사진과 LiDAR 데이터를 동일한 참조 프레임에서 지오레퍼런스하고 항공 사진을 정렬한 다음 정렬된 영상을 LiDAR 그리드 위에 끌어다 놓음으로써 생성할 수 있습니다.또한 항공 사진 또는 위성(예: SPOT 위성 이미지)의 쌍(또는 복수)을 사용하여 디지털 지형 모델을 생성하여 3D 시각화할 수 있다.다음으로 적응형 최소제곱 스테레오 매칭 등의 기술을 사용하여 카메라 모델을 통해 변환되어 디지털 지형 모델 및 오르토이미지 제품을 생성하기 위해 사용할 수 있는 x, y, z 데이터의 조밀한 배열을 생성한다.ITG 시스템과 같은 이러한 기법을 사용하는 시스템은 1980년대와 1990년대에 개발되었지만, LiDAR 및 레이더 기반 접근법으로 대체되었다. 그러나 이러한 기술은 여전히 오래된 항공 사진이나 위성 이미지에서 고도 모델을 도출하는 데 유용할 수 있다.

적용들

몬머스 박물관의 호레이쇼 넬슨 흉상 3D 모델 영상, 사진 측량법 사용
지브롤터 1Neanderthal skull 3D 와이어프레임 모델, 123d Catch로 제작

사진 측량 기술은 지형 지도 제작, 건축, 엔지니어링, 제조, 품질 관리, 경찰 수사, 문화재, 지질학 등의 분야에서 사용됩니다.고고학자들은 그것을 크고 복잡한 장소의 계획을 신속하게 작성하기 위해 사용하고 기상학자들은 객관적인 기상 데이터를 얻을 수 없을 때 토네이도의 풍속을 결정하기 위해 사용한다.

컨트롤러로 3D 포토 측량 체험 「Future Citys by DREALE」, 도쿄를 재현하는 사진.

또한 영화 후반 제작 시 실시간 액션과 컴퓨터 생성 이미지를 결합하는 데도 사용됩니다.매트릭스는 필름에서 사진 측량법을 사용하는 좋은 예입니다(자세한 내용은 DVD 엑스트라에서 제공됩니다).포토그래메트리는 EA DICE의 스타워즈 [14]배틀프론트뿐만 아니라 The Vanishing of Ethan Carter를 포함한 비디오 게임의 사실적인 환경 자산을 만들기 위해 광범위하게 사용되었습니다.Hellblade 게임의 주인공: 세누아의 희생은 여배우 멜리나 쥐르겐스를 [15]찍은 사진 측량 모션 캡쳐 모델로부터 파생되었다.

사진 측량 기술은 충돌 공학, 특히 자동차에도 일반적으로 사용됩니다.충돌 소송이 벌어져 엔지니어가 차량에 있는 정확한 변형을 판단해야 할 경우, 몇 년이 지난 것이 일반적이며 남은 증거는 경찰이 촬영한 충돌 장면 사진뿐이다.포토 측량법은 문제의 자동차가 얼마나 변형되었는지를 결정하기 위해 사용되며, 이는 그러한 변형을 생성하는 데 필요한 에너지의 양과 관련이 있습니다.이 에너지는 충돌에 대한 중요한 정보(충돌 시 속도 등)를 결정하는 데 사용될 수 있다.

매핑

포토매핑은 "지상의 합성 사진 이미지"인 포토자이코에서[17] 도출한 "카트그래픽 강화"[16]가 있는 지도를 만드는 과정이다. 더 정확히는 "개별 사진들이 기울기에 대해 수정되고 공통 축척(적어도 특정 제어 지점)으로 가져온다"는 제어 포토자이코사이다."

이미지 수정은 일반적으로 "각 사진의 투영 이미지를 기존 지도 또는 지면 측정에서 얻은 위치를 가진 4개의 제어점에 적합"함으로써 달성된다.이러한 보정된 스케일링된 사진을 제어점 그리드에 배치하면, 능숙한 트리밍 및 장착과 주요 지점 주변의 릴리프 변위(제거할 수 없음)가 최소인 영역의 사용을 통해 이들 사이에 적절한 대응 관계를 달성할 수 있다."[16]

"어떤 형태의 포토맵이 미래의 [18]표준 일반 지도가 될 것이라고 결론짓는 것은 매우 합리적입니다."그들은 계속해서 고공비행기와 위성사진과 같은 미래 데이터 소스에 대해 "포토마핑이 합리적인 이점을 얻을 수 있는 유일한 방법인 것 같다"고 제안한다[who?].GoogleEarth의 최고 해상도 항공사진은 약 2.5cm(0.98인치) 공간 해상도 이미지이다.오르토 영상의 최고 해상도 포토맵은 2012년 헝가리에서 0.5cm(0.20인치) 공간 분해능으로 만들어졌다.

고고학

펜탑 컴퓨터를 사용하여 현장의 고고학적 발굴 사진을 촬영하다

오르토포토마핑과 고고학 [19]사이의 연관성을 증명하기 위해, 역사적인 항공 사진들은 구조물 벽의 발굴을 이끈 Ventura 미션의 재건을 개발하는 데 도움을 주기 위해 사용되었습니다.

공중 촬영 및 사진 촬영을 위한 민간 UAV인 Ptyx UAV(롤 안정 카메라 헤드 포함)

머리 위 사진은 고고학 유적지에서의 지도 제작과 발굴 노출에 널리 적용되어 왔다.이러한 사진을 캡처하기 위한 권장 플랫폼은 다음과 같습니다.전쟁 Balloons 세계 1차 대전으로부터,[20]고무 기상 풍선,[21]연;[21][22]나무 플랫폼, 금속 구조, 굴착 구멍을 통해 노출을;둘 다 혼자서 함께 기둥이나 판자 사이에;[21]사다리 3개의 발이 달린 사다리를;그리고multi-section 하나의 기둥,[23][24]bipods,[25][26][27][28]삼각대,[29]를 건설했다 tetrapods,[30][31일]과 ae.리알 양동이 트럭("체리 따는 일꾼들").[32]

발굴 [33][34][35][36][37]노출을 기록하기 위해 지리 정보 시스템(GIS)과 함께 바닥 부근에 있는 디지털 사진을 사용해 왔다.

사진 측량 기술은 기존 방식에 비해 지도 제작이 비교적 용이하여 가상 [38]현실에서 렌더링할 수 있는 3D 지도를 만들 수 있기 때문에 해양 고고학에서 점점 더 많이 사용되고 있습니다.

3D 모델링

비슷한 응용 프로그램은 객체의 스캔을 통해 객체의 3D 모델을 자동으로 만드는 것입니다.사진 측량 기능은 이미지에 의존하기 때문에 이미지가 어둡거나 반짝이거나 투명한 표면을 가진 물체의 경우 물리적 한계가 있습니다.이 경우 생산된 모델에는 여전히 갭이 있는 경우가 많기 때문에 MeshLab, netfabb 또는 MeshMixer와 같은 소프트웨어를 사용한 추가 청소가 [39]필요한 경우가 많습니다.또는 이러한 물체에 무광 마감으로 스프레이 도장하면 투명하거나 빛나는 특성을 제거할 수 있습니다.

Google 어스는 사진 측량 기술을 사용하여 3D [40]이미지를 만듭니다.

사진 측량 기술을 사용하여 분실/도난/파손된 아티팩트의 3D 모델을 만든 Rekrei라는 프로젝트도 있습니다.

소프트웨어

주요 카테고리:사진 측량 소프트웨어

사진 측량 소프트웨어 패키지는 여러 가지가 있습니다. 사진 측량 소프트웨어 비교를 참조하십시오.

애플은 2021년 [41]애플 월드와이드 개발자 컨퍼런스에서 Object Capture라는 포토그래메트리 API를 선보였다.

「 」를 참조해 주세요.

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레퍼런스

  1. ^ 2015년 5월 20일 Wayback Machine에서 ASPRS 온라인 아카이브 완료
  2. ^ https://www.cices.org/pdf/P&RSinformation.pdf[베어 URL PDF]
  3. ^ 알브레히트 메이덴바우어:다이 측광학.인: Wocenblatt des Architektenberins zu Berlin Jg. 1, 1867, Nr. 14, S. 125–126(디지털리사트), Nr. 15, S. 139–140(디지털리사트), Nr. 16, S. 149–150(디지털리사트).
  4. ^ Wiora, Georg (2001). Optische 3D-Messtechnik : Präzise Gestaltvermessung mit einem erweiterten Streifenprojektionsverfahren (Doctoral dissertation). (Optical 3D-Metrology : Precise Shape Measurement with an extended Fringe Projection Method) (in German). Heidelberg: Ruprechts-Karls-Universität. p. 36. Retrieved 20 October 2017.
  5. ^ Sužiedelytė-Visockienė J, Bagdžiūnaitė R, Malys N, Maliene V (2015). "Close-range photogrammetry enables documentation of environment-induced deformation of architectural heritage". Environmental Engineering and Management Journal. 14 (6): 1371–1381. doi:10.30638/eemj.2015.149.
  6. ^ Ina Jarve; Natalja Liba (2010). "The Effect of Various Principles of External Orientation on the Overall Triangulation Accuracy" (PDF). Technologijos Mokslai. Estonia (86): 59–64. Archived from the original (PDF) on 2016-04-22. Retrieved 2016-04-08.
  7. ^ Sužiedelytė-Visockienė, Jūratė (1 March 2013). "Accuracy analysis of measuring close-range image points using manual and stereo modes". Geodesy and Cartography. 39 (1): 18–22. doi:10.3846/20296991.2013.786881.
  8. ^ Baqersad, Javad; Carr, Jennifer; et al. (April 26, 2012). Dynamic characteristics of a wind turbine blade using 3D digital image correlation. Proceedings of SPIE. Vol. 8348.
  9. ^ Lundstrom, Troy; Baqersad, Javad; Niezrecki, Christopher; Avitabile, Peter (1 January 2012). "Using High-Speed Stereophotogrammetry Techniques to Extract Shape Information from Wind Turbine/Rotor Operating Data". Topics in Modal Analysis II, Volume 6. Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series. Springer, New York, NY. pp. 269–275. doi:10.1007/978-1-4614-2419-2_26. ISBN 978-1-4614-2418-5.
  10. ^ Lundstrom, Troy; Baqersad, Javad; Niezrecki, Christopher (1 January 2013). "Using High-Speed Stereophotogrammetry to Collect Operating Data on a Robinson R44 Helicopter". Special Topics in Structural Dynamics, Volume 6. Conference Proceedings of the Society for Experimental Mechanics Series. Springer, New York, NY. pp. 401–410. doi:10.1007/978-1-4614-6546-1_44. ISBN 978-1-4614-6545-4.
  11. ^ Robert-Houdin, Jean-Eugene(1984) _[Magie et Pheechysique Amusante](https://archive.org/details/magieetphysique00hougoog/page/n167/mode/2up "archive: magieetphysique00hougoog/page/n420/mode/2up")_ 파리: Calmann Levy 페이지 112.
  12. ^ A. 세친 디지털 사진 측량 시스템: 경향과 발전. 지리정보학 #4, 2014, 페이지 32-34.
  13. ^ Ahmadi, FF; Ebadi, H (2009). "An integrated photogrammetric and spatial database management system for producing fully structured data using aerial and remote sensing images". Sensors. 9 (4): 2320–33. Bibcode:2009Senso...9.2320A. doi:10.3390/s90402320. PMC 3348797. PMID 22574014.
  14. ^ "How we used Photogrammetry to Capture Every Last Detail for Star Wars™ Battlefront™". 19 May 2015.
  15. ^ "The real-time motion capture behind 'Hellblade'". engadget.com.
  16. ^ a b 페트리(1977:50)
  17. ^ 페트리(1977년: 49년)
  18. ^ 로빈슨 외 연구진(1977:10)
  19. ^ Estes et al.(1977)
  20. ^ 케이퍼(1907)
  21. ^ a b c 남자(1932)
  22. ^ 바스콤 (1941)
  23. ^ 슈워츠(1964년)
  24. ^ 윌트셔 (1967년)
  25. ^ 크리글러(1928년)
  26. ^ 햄플(1957)
  27. ^ 휘틀리시(1966)
  28. ^ Fant and Loy(1972)
  29. ^ 스트라핀(1971년)
  30. ^ 심슨과 쿡 (1967)
  31. ^ 흄 (1969년)
  32. ^ 스테루드와 프랫(1975)
  33. ^ 크레이그(2000년)
  34. ^ 크레이그(2002년)
  35. ^ Craig and Aldenderfer (2003)
  36. ^ Craig (2005년)
  37. ^ 크레이그 등(2006)
  38. ^ "Photogrammetry Maritime Archaeology". 2019-01-19. Archived from the original on 2019-01-19. Retrieved 2019-01-19.
  39. ^ MAKE: Anna Kaziunas France의 3D
  40. ^ Gopal Shah, Google 어스의 놀라운 3D 이미지, 설명, 2017-04-18
  41. ^ "Apple's RealityKit 2 allows developers to create 3D models for AR using iPhone photos". TechCrunch. Retrieved 2022-03-09.

원천

외부 링크

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