FOTOGRAMETRİ - I SUNU 2 Doç. Dr. Eminnur AYHAN KTÜ

... konulu sunumlar: "FOTOGRAMETRİ - I SUNU 2 Doç. Dr. Eminnur AYHAN KTÜ"— Sunum transkripti:

1 FOTOGRAMETRİ - I SUNU 2 Doç. Dr. Eminnur AYHAN KTÜ 2017-2018
GÜZ dönemi Fotogrametri 1

2 Fotogrametriye Giriş (Fotoğraf)

3 Fotogrametriye Giriş

4 Hazırlanan Uçuş planına göre Resim çekimi
Hava Fotogrametrisi Hazırlanan Uçuş planına göre Resim çekimi

5 Fotogrametriye Giriş

6 Fotogrametriye Giriş

7 Fotogrametri Tanım Fotogrametri kelime anlamı olarak, Yunanca üç kelimeden oluşmaktadır. Photos = Işık; Gram= çizili veya yazılı ; Metron= Ölçme Işık yardımıyla oluşan görüntü üzerinde ölçme yapmak işlemi olarak adlandırılır. Fotogrametri: Photos + Gramma + Metron : Fotoğraflarla ölçme. Foto yorumlama: Işık + Çizim + Ölçüm Bu iki terimden hareketle, fotogrametri, ölçme ve yorumlama olarak iki kısma ayrılabilir.

8 Fotogrametri Tanım (Genel tanım) Fotogrametri, cisimler ve oluşturdukları çevreden yayılan ışınların şekillendirdiği fotoğrafik görüntülerin ve yaydıkları elektro manyetik enerjinin kayıt, ölçme ve yorumlama işlemleri sonunda bu cisimler ve çevre hakkında güvenilir bilgilerin elde edildiği bir teknoloji ve bilim dalıdır. (Teknik tanım) Fotogrametri iki veya üç boyutlu cisimlerin fotoğraflar üzerinden ölçülmesidir. Bugün artık fotoğraf yerine dijital/CCD kameralarla üretilen veya tarayıcılarla elektronik olarak dijital ortamlara görüntüler kullanılabilmektedir. Fotogrametri, resimler üzerinden objelerin konum, büyüklük ve biçimini belirleyen bir bilim dalıdır.

9 Fotogrametri Tanım Fotogrametrik ölçme ve değerlendirme sonucunda
üç farklı ürün elde edilebilir. Bunlar; Objelerin x,y,z koordinatı, Topoğrafik harita ve plan, Düşeylenmiş fotoğraf veya bir başka ifade ile ortofoto (fotoğraf harita),

10 Neden Fotogrametri? Fotogrametrik yöntem ile sayısal harita yapımına ilişkin olarak yayınlanan “Bakanlıklar arası Harita İşlerini Koordinasyon ve Planlama Kurulu Yönetmeliği Uyarınca, Harita Yapımı İle İlgili Bütçe Aktarma Hesaplarına Esas Olacak Birim Fiyat (2004 yılı)” listesinde 1/1000 ölçekli bir paftanın fotogrametrik yöntem ile yapım bedeli, uçuş, film, banyo baskı, fotogrametrik nirengi ve stereo sayısallaştırma aşamalarını içeren bir çalışmada 2200 TL , İller Bankası Genel Müdürlüğü, Harita Dairesi Başkanlığı, dönem, “Sayısal Halihazır Harita Alımı Meskun ve Gayrimeskun Hektar Birim Analiz Fiyatları (%25'li)” başlıklı yayın’a göre bir adet fotogrametrik pafta alanına karşılık gelen yaklaşık 36 hektarlık gayri meskun alan için, yersel yöntem ile halihazır harita yapım bedeli TL, hektarda 10 bina bulunan 36 hektarlık bir paftanın bedeli ise TL’dir.

11 Neden Fotogrametri? Fotogrametrik yöntem üç veya dokuz katı ekonomiktir; – Proje alanı 3000‐3500 hektardan büyük; yani yaklaşık 100 adet 1/1000 ölçekli harita üretilecek olmalı (kesin kural değil…!), – Süre avantajı, • Günün her saatinde (gece/gündüz) üretime devam edilebilmesi, • Kış şartlarından dolayı üretime ara verilmemesi, • Proje çalışmalarının arazinin olumsuz şartlarından etkilenmeyen ofis koşullarında ve daha yönetilebilir, kontrol edilebilir ortamda yapılıyor olması, gibi avantajları ile mekansal veri üretiminde fotogrametrik yöntem, kaliteyi güvence altına alma adına önemli bir veri üretim tekniğidir.

12 Gereksinim Temel veriler Kent bilgi sistemleri
Diğer Coğrafi Bilgi Sistemleri (CBS) Planlar Konum+yükseklik bilgisine ihtiyaç duyulan diğer projeler…

13 Fotogrametrik Bilgiler
Fotogrametride fotoğraflardan alınan bilgiler iki grupta toplanabilir. 1. Geometrik bilgiler (konum, biçim, boyut , alan vb.) Bu bilgiler fotoğraflar üzerinden ölçüm işlemleri yapılarak elde edilir. 2. Metrik olmayan diğer bilgiler (bitki örtüsünün türü, durumu, fotoğrafik dokunun sağladığı diğer bilgiler) Metrik olmayan bilgiler foto yorumlama (foto-interpratosyon) işlemi ile elde edilir.

14 Fotogrametri Kullanım Alanları
Fotogrametrinin esas kullanım alanı, topoğrafik harita üretimidir. Bu haritalar çizgisel (grafik) veya raster (ortofoto) formda olabilmektedir. Sayısal Yükseklik Modeli (SYM) üretiminde de fotogrametrik yöntemler kullanılabilir. Fotogrametrik değerlendirme ile, arazi yüzeyinin kullanımı ve şekli ile ilgili bilgiler ise çeşitli şekillerde modellenerek CBS ortamında değişik biçimlerde işlenirler. Dolayısıyla CBS için önemli bir veri kaynağıdır. Fotogrametri mülkiyet amaçlı kadastro çalışmaları için, sınır noktalarının belirlenmesinde de kullanılmaktadır. Bir başka kullanım alanı, yakın saha fotogrametrisidir. Fotogrametrinin bu uygulama alanında, obje uzaklığı ile resim platformu arasındaki mesafe 1 m ile 100 m arasında değişmektedir. Mimarlık, arkeoloji, binaların veya mühendislik yapılarının hassas ölçümü, deformasyon ölçmeleri, kinematik ölçmeler ve bir çok uygulama yakın saha fotogrametrisinin uygulama kapsamındadır.

15 Fotogrametri Uygulama Alanları
Topoğrafik uygulamalar Bu uygulamalar her ölçekte haritanın yapımında örneğin 1/ / ölçekli harita yapımı, Daha öncede yapılan haritaların revizyonunda Kadastro çalışmalarında Birçok mühendislik çalışmalarında Fotogrametri kullanılır. Topoğrafik olmayan alanlardaki uygulamalar Tarım (Toprak ve bitki örtüsü etütlerinde) Jeoloji ve Jeofizik Ormancılık Arkeoloji Mimarlık Uçak –Gemi inşaatı ve otomotiv sanayi Astronomi Metalurji Tıp, Diş Hekimliği Kriminoloji (suç bilimleri, trafik kazalarının tespiti ve incelenmesinde) Askeri vb. alanlarda kullanılır.

16 Ülkemizde Fotogrametrik Çalışma
Alanında İlkler 1927 yılında Alman Zeiss firmasından satın alınan bir stereo Autograph, bir rödresman ve bir stereo komparatör aleti ile ilk kez çalışmalar yapılmıştır. Hava fotogrametrisi yöntemi ile ilk kez 1929 da Bonn projeksiyonunda Bergama‐Çandarlı paftası üretilmiştir. 1936 yılında hava fotogrametrisi uygulamaları genişletilmiş, İstanbul kenti imar planları için gerekli altlıkları sağlamak üzere, hava fotoğrafları çekilmiş ve 140 km2’lik bir alanın 1/2000 ölçekli foto planları yapılmıştır. Tapu ve Kadastro Genel Müdürlüğü 1952 yılında Wild firmasından dört adet fotogrametri aleti satın almıştır. Fotogrametrinin özel sektör tarafından da uygulanabilmesi, 203 sayılı yasanın 1986 yılında yapılan değişikliği ile mümkün olabilmiştir. Yerel yönetimlerde büyük ölçekli haritaların fotogrametri ile üretimi 1987 yılında başlamıştır, İBB

17 Sayısal/Çizgisel Fotogrametrik Haritalar
1/5000 ve daha büyük ölçekli harita yapımı (günümüzde vektör tarzda üretilen halihazır harita) – Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgileri Üretim Yönetmeliği‐ BÖHHÜY, 2005 Orta ve küçük ölçekli topoğrafik harita yapımı (günümüzde vektör tarzda üretilen harita) – 1/25000 temel ölçeği ve türetilen 1/50000, 1/100000, 1/ , 1/500000‐HGK standartları

18 Ortofoto/Orto Görüntü
1/5000 ve daha büyük ölçekli ortofoto/ortofoto harita yapımı (Raster) – Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgileri Üretim Yönetmeliği‐ BÖHHÜY, 2005 Orta ve küçük ölçekli ortogörüntü /ortofoto / ortofoto harita yapımı (Raster) – HGK standartları

19 ORTOFOTO HARİTA

20 Diğer ürünler Sayısal arazi/yükseklik/yüzey modeli (Vektör‐TIN, Raster‐GRID) - SAM, SYM‐DEM, DTM, DSM Fotoplan (Raster) 3B Kent Modelleri (Vektör+raster) Fotoğraf, Anaglif vb. ekran görüntüleri (Raster) /çıktılar

21 Çekim yeri ve değerlendirme yöntemlerine göre sınıflandırma
Fotogrametri Yakın Resim Fotogrametrisi Hava Fotogrametrisi Yersel Fotogrametri Analog Fotogrametri Analitik Fotogrametri Dijital Fotogrametri

22 Fotogrametrinin Sınıflandırılması
1. Kamera konumuna göre gruplandırma; Uzak mesafe fotogrametrisi (Far-range photogrammetry), kamera obje uzaklığı oldukça büyüktür. Yakın resim fotogrametrisi (Close-range photogrammetry), kamera obje mesafesi belirli ve küçük değer almaktadır. 2. Diğer bir gruplandırma, Hava fotogrametrisi (Aerial photogrammetry), bu çoğunlukla uzak mesafe fotogrametrisi grubuna girmektedir. Yer yada yersel fotogrametri (Terrestrial Photogrammetry), buda yakın resim fotogrametrisi grubu içerisinde yer alır. Uydu fotogrametrisi (Satellite photogrammetry) 3. Bir başka gruplandırma ise, Topografik Fotogrametri, Topografik olmayan Fotogrametri,

23 Fotogrametrinin Sınıflandırılması
4. Değerlendirme Yöntemine Göre Sınıflandırma Plançete Fotogrametrisi: Uçağın icadından önce, yersel fotogrametride kullanım alanı bulmuştur. Kamera ile yersel ölçü aleti olan teodolit birlikte kullanılmıştır. Analog Fotogrametri: Analog kameralarla çekilen fotoğraflar optik mekanik aletlerde değerlendirilerek model oluşturulup ve bu aletlere bağlı çizim masaları kullanılarak istenilen ölçekte çizimler yapılabilmiştir. Analitik Fotogrametri: Analitik fotogrametride veri olarak analog resimler kullanılır. Optik mekanik aletler yerini daha çok bilgisayarlarla desteklenmiş optik aletlere bırakmıştır. Böylece fotogrametrik işlem belli ölçüde otomatize edilmiştir. Bilgisayarda elde edilen ürünlerin CAD sistemlerine aktarılma olanağı da doğmuştur. Dijital Fotogrametri: Dijital ya da sayısal fotogrametride analog resimler yerini dijital resimlere yani görüntülere bırakmıştır. Bütün ölçme ve değerlendirme işlemleri bilgisayar ortamında yapılmaktadır. Dijital kameralar veya tarayıcılar kullanıldığında, resimler doğrudan bilgisayara aktarılabilmektedir.

24 Fotogrametri: Tarihi Gelişim
FOTOGRAMETRİSİ PLANÇETE FOTOGRAMETRİ ANALOG FOTOGRAMETRi ANALiTiK Finsterwalder Değerlendirme Üç Boyutlu Sayısal Arazi Modelleri Meydanbauer Laussedat Fotoğrafın Bulunuşu Değerlendirme Aletleri (Autograph) Motorlu Uçak Resim Çekme Makinesi Stereokomparatör Değerlendirme Aletleri, Bilgisayar Destekli Hava Triyangülasyonu Bilgisayar Dijital Görüntü İşleme Bulunuş Geliştirme Uygulama 1850 1900 1950 2000 DİJİTAL FOTOGRAMETRi

25 Fotoğraf Göz uyumu (Akomodasyon)
Bir kamera aracılığıyla ışığa duyarlı bir katman üzerine kaydedilmiş görüntüdür. Üzerinde geometrik ve fiziksel özellikleri gösteren bilgiler vardır. Göz uyumu (Akomodasyon) Gözün objeye göre kendini ayarlamasına göz uyumu yada akomodasyon denir. “O” değeri göz için belli bir noktadan sonra sonsuza gider. Bu durumda i=f olur. İ görüntü uzaklığının değişmesi gerekir, aksi durumda sadece sonsuzdaki resimleri çekeriz. Bunu ortadan kaldırmak için gözde uyum sağlanır, kamerada ise mercek ileri geri hareket ettirilir.

26 Fotoğraf Geometrisi Yer fotogrametrisinde durum;
Odak uzaklığı f olan objektiften (mercek sistemi) b uzaklığındaki bir cismin net görüntüsü yine objektiften itibaren a uzaklığında bulunan bir düzlem (film) üzerinde oluştuğu kabul edilirse, geometrik optik kurallara göre mercek denklemi yazılır. Görüntü Düzlemi (Emilsiyon Taşıyıcısı) b Cisim Uzaklığı a (Görüntü uzaklığı) P’ P Objektif Diyafram (Obtüratör) Hava fotogrametrisinde b (h uçuş yüksekliği) , a (c)’ye göre çok büyük olduğundan, b = ∞ kabul edilir. Bu durumda Hava fotogrametrisinde görüntü odak düzleminde oluşur. (a = f ). Yer fotogrametrisinde ise görüntü odak düzlemi dışında oluşur. f : Objektifin Odak Uzaklığı a : Görüntünün Objektife Uzaklığı b : Cismin Objektife Uzaklığı

27 Hava fotogrametrisinde resim alım
Fotoğraf Geometrisi Hava fotogrametrisinde durum; O ( İzdüşüm Noktası) c (a) Asal uzaklık (Odak uzaklığı) h (b) Uçuş yüksekliği Arazi Film Düzlemi Hava fotogrametrisinde resim alım geometrisi

28 Resim (Fotoğraf) Ölçeği
Arazi engebeli ise, h uçuş yüksekliği ortalama bir değer alınır. Basit durum: -Düşey görüntü (eğik değil) -Resim düzlemi araziye paralel -Düz arazi Ölçek= f / h=1 / S Diğer durum: -Düşey görüntü -Resim düzlemi araziye paralel -Arazi düz değil Ölçek= f / h=f / (h0-zm)=1 / S

29 Uygulama 1 Odak uzaklığı (kamera sabiti) 15 cm olan bir hava kamerası ile denizden 2100 m yükseklikten resimler çekilmiştir. Arazinin ortalama yüksekliği 600 m olduğuna göre resim ölçeğini hesaplayınız ? Çözüm: ho=2100 m zm=600 m c= 15 cm h= =1500 mr=h/c=1500 m/15 cm=

30 Uygulama 2 Odak uzaklığı 300 mm olan bir kamera ile denizden 1100 m yüksekliğinde düşey fotoğraflar çekilmiştir. Deniz seviyesinden 200 m yüksekte olan P noktasında fotoğraf ölçeği kaçtır? Çözüm:

31 Yükseklik etkisi düzeltilmiş fotoğraf

32 Ölçeğin Değişiklik Göstermesi
Binaların genişliği 8 m, ancak fotoğrafda ölçülünce değişik değerler ortaya çıkıyor.

33 Klasik Fotogrametrik Harita Yapım Süreci
FOTOGRAMETRİDE GENEL İŞLEM ADIMLARI 1-     Planlama 2-     Arazi çalışmaları 3-     Resim çekimi 4-     Değerlendirme   Fotogrametrik çalışmalar 4-2 Çizim ve bütünleme Şeklinde dört grupta toplanabilir

34 Klasik Fotogrametrik Harita Yapım Süreci
2)Arazi Çalışmaları Araziye çıkmadan 1\25000 ölçekli haritalardan istikşaf yapılır. Kontrol noktaları tesisi, Açı, kenar, yükseklik ölçmeleri.

35 Klasik Fotogrametrik Harita Yapım Süreci
3)Fotoğraf Çekimi * İlk olarak, haritası yapılması tasarlanan bölgeye ait bir uçuş planı hazırlanır. * Özel yapılmış metrik kamera uçağa özenle yerleştirilir ve fotoğraf çekimi için uçuş yapılır.

36 Klasik Fotogrametrik Harita Yapım Süreci
Uçuş sırasında pilot kullandığı bir GPS sistemi yardımıyla sürekli olarak doğru uçuş çizgisinde seyir edilir.

37 Klasik Fotogrametrik Harita Yapım Süreci
4-1)Fotogrametrik Çalışmalar Fotogrametrik nirengi ölçü ve hesapları özel stereo-değerlendirme aletlerinde ve bilgisayar ortamında özenle yapılır. Stereo-değerlendirme aletlerinin en önemli özelliği üç boyutlu görüntü verebilme özelliğidir

38 Klasik Fotogrametrik Harita Yapım Süreci
4-2)Çizim ve Bütünleme Stereo-değerlendirme aşamasından sonra çizim işlemine geçilebilir. Çizim plotter denen özel çiziciler yardımıyla gerçekleştirilir. Çizimin denetlenmesi, çizilmeyen kısımların tamamlanması, yer adları vb. sözel bilgilerin eklenmesi bütünleme aşaması olarak adlandırılır.

39 Klasik Fotogrametrik Harita Yapım Süreci
Tüm bu aşamalardan sonra sonuç ürün olarak harita oluşur...

40 ORTOFOTO HARİTA

41 Görüntülerden oluşturulan Perspektif Görüş
Görüntülerden oluşturulan Perspektif Görüş