Voordelen digitale fotogrammetrie
Ten opzichte van de klassieke fotogrammetrie met foto's op
film heeft de digitale fotogrammetrie een groot aantal voor
delen
men is niet langer gebonden aan de optische en mechani
sche beperkingen van de uitwerkingsinstrumenten. Hier
door wordt de flexibiliteit van de uitwerking verhoogd en
wordt het ook mogelijk om nieuwe produkten te creëren,
die met de oude instrumenten niet konden worden ge
maakt. Fotorealistische perspectivische afbeeldingen zijn
een goed voorbeeld hiervan;
men verkrijgt door deze flexibiliteit een nog betere onder
steuning van de metingen dan bij de analytische plotters al
mogelijk was. Alleen al daardoor kan sneller worden ge
werkt aan een digitaal fotogrammetrisch werkstation dan
aan een analytische plotter;
de fotogrammetrie wordt toegankelijker. Een aantal jaren
geleden werd ieder produkt, hetzij een kaart, een ont-
schrankte foto of een orthofoto, nog gemaakt op speciaal
voor dat produkt ontworpen instrumenten, die alleen door
daarvoor opgeleide mensen konden worden bediend. Dit
instrumentele specialisme gaat verdwijnen. In de toekomst
is er nog maar één soort uitwerkingsinstrument: de
computer;
- de combinatie van de fotogrammetrie met de digitale beeld
verwerking opent mogelijkheden tot automatisering van
verschillende soorten metingen. Hierdoor kunnen niet
alleen bestaande produkten goedkoper worden, maar kun
nen ook nieuwe diensten worden geleverd, die vroeger
financieel niet haalbaar waren. Zo is men bij de aanleg van
een vliegveld bij Hong Kong van plan de voortgang in het
grondwerk door middel van digitale fotogrammetrie te con
troleren. Hiervoor wil men een aantal malen per week een
digitaal hoogtemodel meten en de verschillende hoogte
modellen met elkaar vergelijken. De metingen zullen ge
heel automatisch in gedigitaliseerde luchtfoto's worden
verricht. Het handmatig uitvoeren van dergelijke omvang
rijke metingen zou gezien de benodigde personele capa
citeit praktisch onbetaalbaar zijn.
spanning en gespecialiseerde apparatuur om efficiënt
met deze grote gegevenshoeveelheden om te gaan.
Tot nu toe worden digitale luchtfoto's verkregen door
fotofilms te scannen. Luchtcamera's met CCD-sensoren,
die direct een digitaal beeld kunnen opnemen, zijn nog
niet op de markt. Voor het opnemen van digitale beelden
met een resolutie zoals we die van analoge opnamen
kennen, zouden zeer grote CCD-chips nodig zijn. Het
fabriceren daarvan blijkt echter zeer moeilijk. Dit betekent
dat we voor het inwinnen van digitale luchtfoto's voor
lopig op klassieke luchtcamera's aangewezen zullen blij
ven en scanners moeten gebruiken om de analoge foto's
te digitaliseren.
Wat de verwerking van de digitale luchtfoto's aangaat,
zijn er al wel opmerkelijke ontwikkelingen geweest. Deze
worden gekenmerkt door twee soorten operaties: geo
metrische transformaties en matching-methoden.
Geometrische transformaties komen we onder andere
tegen bij ontschrankingen en orthofoto's. Het geome
trisch transformeren van een digitaal beeld is bijzonder
eenvoudig. Men hoeft alleen maar de wiskundige relaties
tussen de verschillende coördinatenstelsels te speci
ficeren om uit gedigitaliseerde luchtfoto's de gewenste
digitale ontschrankte beelden of orthobeelden te kunnen
berekenen.
Matching-methoden zijn methoden waarmee automatisch
de corresponderende punten in overlappende beelden
kunnen worden opgespoord. Deze methoden hebben een
grote invloed op de ontwikkeling van de digitale fotogram
metrie, omdat het identificeren van corresponderende
punten een essentieel onderdeel is van verschillende
fotogrammetrische procedures, zoals relatieve oriënte
ring, aerotriangulatie en meting van digitale hoogte
modellen.
De ontwikkeling van de matching-methoden heeft zich tot
nu toe vooral gericht op de automatische meting van digi
tale hoogtemodellen (DHM's). Voor deze automatische
DHM-meting is inmiddels al een groot aantal commer
ciële programmapakketten verkrijgbaar. De DHM-meting
blijkt vooral in landelijke gebieden zonder bebossing
goed te functioneren. Beboste of bebouwde gebieden
leveren nog problemen.
De kenmerken van de DHM-meting door een operateur
en de automatische DHM-meting tonen een aantal inte
ressante verschillen.
Een operateur gaat intelligent te werk en probeert de
vorm van het terrein met zo weinig mogelijk metingen zo
goed mogelijk te beschrijven. Hiertoe meet hij een vrij
grof raster van hoogtepunten en vult deze aan met metin
gen langs lijnen waar de helling van het landschap plotse
ling verandert. Dit zijn de zogenaamde breuklijnen. In
totaal worden per stereopaar ongeveer 3000 tot 5000 me
tingen verricht. Het daaruit afgeleide DHM, dat veelal
zo'n 10 000 punten bevat, wordt door interpolatie
bepaald.
In tegenstelling tot een operateur meten matching-
algoritmen zoveel mogelijk punten. Het aantal punten kan
daarbij oplopen tot een miljoen per stereopaar. Dit is
nodig om een goede betrouwbaarheid van het afgeleide
DHM te garanderen, maar ook om de vorm van het terrein
goed te kunnen beschrijven. Matching-algoritmen heb
ben namelijk niet de mogelijkheid om breuklijnen te her
kennen voordat de metingen hebben plaatsgevonden.
Breuklijnen worden dus impliciet door de grote hoeveel
heid gemeten punten geregistreerd.
Aan het begin van de ontwikkeling van matching-
algoritmen was men er nog niet zo zeker van of de snel
heid van de automatische DHM-meting wel hoog genoeg
zou zijn om met een handmatige meting te kunnen con
curreren. Inmiddels is de computertechnologie zo ver
voortgeschreden, dat de automatische DHM-meting zelfs
sneller is, al moet daarbij worden gezegd dat de snel
heidsmetingen vaak met de nieuwste en duurste werk
stations worden verricht.
Belangrijker is echter dat de precisie van de automati
sche DHM-meting die van een handmatige meting kan
evenaren. Voor DHM's wordt de standaardafwijking ge
woonlijk uitgedrukt in een promillage van de vlieghoogte,
waarbij 0,1 promille ongeveer als de norm geldt. Bij een
vlieghoogte van 1000 m komt dit dus overeen met een
standaardafwijking in de hoogtemetingen van 10 cm.
Deze precisie is ook met de digitale fotogrammetrie haal
baar.
Niet alleen bij de DHM-meting, maar ook bij de aero
triangulatie zullen de matching-technieken grote veran
deringen teweegbrengen. Bij de aerotriangulatie gaat het
erom de posities en rotaties van alle foto's die tijdens een
vlucht zijn gemaakt, te reconstrueren (fig. 1). Voor deze
berekening zijn wederom posities van corresponderende
punten in overlappende foto's nodig. Het identificeren
van deze verbindingspunten tijdens de zogenaamde
puntsoverdracht kan met matching-technieken worden
verricht. Eerste testberekeningen hebben uitgewezen dat
een precisie van 3 a 4 ^m in het fotovlak kan worden be
haald. Dit is duidelijk nauwkeuriger dan de conventionele
puntsoverdracht en haalt zelfs het niveau van de aero
triangulatie met gesignaliseerde verbindingspunten. Ken-
NGT GEODESIA 94 - 12
507
