Технология обмеров фасадов стереофотограмметрическим методом в системе AutoCAD

А.Е. Войнаровский, ГОУ СПбГУ, ООО «НПП «Фотограмметрия»

Одним из важнейших направлений деятельности нашего предприятия является разработка технологий обмерных работ и специализированного программного обеспечения. С 2010 года НПП «Фотограмметрия» предлагает сразу несколько технологических решений, которые охватывают практически весь спектр задач, связанных с инструментальными методами обмеров зданий и сооружений.

В данной статье рассмотрена технология обмеров фасадов зданий стереофотограмметрическим методом в системе программного продукта AutoCAD.

Основными компонентами технологии являются:

  • калиброванная цифровая камера;
  • приложение Coordinate Transformer;
  • программный комплекс PhotoTransformator Universal;
  • интегрируемый модуль StereoTraсer for AutoCAD.

    Перечисленные программные продукты разработаны в НПП «Фотограмметрия».

    Фотограмметрическая калибровка камеры выполняется на тестовом полигоне нашего предприятия и заключается в определении элементов внутреннего ориентирования камеры и параметров, описывающих отклонение проекции снимка от центральной (дисторсию). Тестовый полигон представляет собой набор закрепленных марок, координаты которых определены геодезическим методом с заведомо более высокой точностью, чем разрешение калибруемой камеры (Рис. №1). Всего полигон содержит более 800 точек.

    Тестовый полигон для калибровки камер
    рис. №1. Тестовый полигон для калибровки камер


    После фотосъемки полигона в программном комплексе PhotoTransformator Professional выполняются следующие операции:

  • автоматический поиск марок и их измерение с субпиксельной (0.02 pix) точностью,
  • решение обратной фотограмметрической засечки и уравнивание результатов измерений снимка по МНК с совместным определением коэффициентов полиномов, описывающих дисторсию,
  • создание матрицы коррекции, формирование отчета по калибровке.

    Теперь с помощью специальной программной утилиты любой снимок сделанный калиброванной камерой может быть исправлен и приведен к центральной проекции (Рис. №2,3).

    Исправление и приведение снимка сделанного калиброванной камерой к центральной проекции
    рис. №2. Исходный снимок ; рис. №3. Метрический снимок


    Собственно работа по обмеру фасадов зданий стереофотограмметрическим методом может быть разбита на следующие этапы:

    1. полевые работы;
    2. обработка полевых материалов;
    3. построение чертежей.

    На первом этапе выполняется фотограмметрическая съемка фасада (Рис.№4,5) и координирование опорных точек. Координирование выполняется электронным тахеометром. На каждую стереопару должно приходиться минимум 4 опорные точки.

    Получение левого и правого снимка стереопары при фотограмметрической съемке фасада
    рис. №4. Левый снимок стереопары ; рис. №5. Правый снимок стереопары


    На втором этапе, прежде всего, выполняется обработка результатов координатной привязки в приложении Coordinate Transformer. Эта программа предназначена для обработки данных тахеометрической съемки архитектурных объектов и, в частности, позволяет объединять результаты измерений, выполненных с разных станций, ориентировать систему координат необходимым образом (обычно ось абсцисс должна идти параллельно фасаду) и решать ряд других задач. На следующем этапе выполняется исправление снимков за дисторсию, после чего, используя опорные точки, в программе PhotoTransformator производится их строгое аналитическое трансформирование на плоскость фасада (Рис. №5,6).

    Исправление снимков стереопары за дисторсию и их строгое аналитическое трансформирование на плоскость фасада
    рис. №5. Левый трансформированный снимок стереопары; рис. №6. Правый трансформированный снимок стереопары


    Эти снимки по метрическим свойствам отличаются от ортогональной проекции только тем, что масштаб изображения не одинаков для разных плоскостей фасада.

    Для реализации третьего этапа – построения обмерных чертежей, используется интегрируемый в систему AutoCAD модуль StereoTraсer. Модуль позволяет открывать проекты программы, PhotoTransformator содержащие трансформированные снимки, а также элементы их ориентирования непосредственно в системе AutoCAD и выполнять там стереофотограмметрические измерения (Рис.7).
    Обычно работа ведется следующим образом: необходимо выбрать текущую плоскость и указать для нее несколько соответственных точек на левом и правом снимках. Программа вычислит их пространственные координаты, и, если контрольные невязки будут в допуске, – произведет масштабирование и привязку изображений. После этого все элементы, принадлежащие текущей плоскости, могут быть векторизованы (Рис. №8). Завершив составление чертежа для данной плоскости переходим к следующей, и так далее. Таким образом, составляется чертеж всего фасада (Рис.№9).

    Пара трансформированных снимков фасада открытая модулем StereoTracer в системе AutoCAD
    рис. №7. Пара трансформированных снимков фасада открытая модулем StereoTracer в системе AutoCAD


    Подобным образом, вместо чертежа в системе AutoCAD может быть построена трехмерная модель здания. При этом меняются настройки модуля StereoTraсer.

    Очевидным достоинством представленной технологии является то, что в ней в полной мере используются метрические свойства трансформированных снимков, а сам процесс обмера сведен к минимуму и, фактически, совмещен с процессом составления чертежа или модели. Благодаря этому, по эффективности при обмерах фасадов, данная технология конкурирует с лазерным сканированием и в разы превосходит метод тахеометрической съемки.

    Отрисовка рустов в центральной части фасада по правому снимку стереопары в AutoCAD
    рис. №8. Векторизация рустов в центральной части фасада по правому снимку стереопары


    Готовый обмерный чертеж фасада здания в AutoCAD
    рис. №9. Готовый чертеж фасада здания в AutoCAD


    Литература:
    Лобанов А. Н., Фотограмметрия: Учебник для вузов, М.: Недра, 1984;
    Назаров А.С. Фотограмметрия: Учебное пособие для студентов вузов, М.: ТетраСистемс, 2006,


    ---------

    СКАЧАТЬ полный текст статьи в pdf:
    voinarovskiy_photogrammetriya.pdf [1,4 Mb] (cкачиваний: 368)

    ---------


    журнал: Инженерно-строительный журнал
    выпуск: №7(17) 2010 год
    раздел: Методы

    статья: А. Е. Войнаровский, ГОУ СПбГУ, ООО «НПП «Фотограмметрия»
    Технология обмеров фасадов стереофотограмметрическим методом в системе AutoCAD


    ---

    Распечатать

  • Похожие публикации

    Построение чертежей фасадов зданий стереофотограмметрическим методом

    Для технологии построения чертежей фасадов зданий стереофотограмметрическим методом необходимы: калиброванная цифровая камера; приложение Coordinate Transformer (для обработки материалов тахеометрической съемки); программный комплекс PhotoTransformator Universal (для вычисления элементов...

    Технологии и разработки / Фотограмметрическая съемка
    Подробнее...

    Презентации НПП Фотограмметрия

    В данном разделе Вы можете скачать презентации ООО "НПП "Фотограмметрия" для дальнейшего их просмотра у себя на компьютере. В настоящий момент доступны для скачивания следующие презентации: - русская и английская версии презентации о возможностях программы ScanIMAGER - презентация...

    Статьи и публикации
    Подробнее...

    Статьи

    В этом разделе сайта размещены статьи о нас в прессе и непосредственно статьи наших специалистов, опубликованные в различных изданиях. | Статья С.Г. Тихонов. "Интернет-сервис по обработке данных лазерного сканирования" в номере журнала "Вестник. "Зодчий. 21век" №1 (50)...

    Статьи и публикации
    Подробнее...

    Программный комплекс ScanIMAGER

    Программный комплекс ScanIMAGER предназначен для обработки результатов трехмерного лазерного сканирования применительно к архитектурным обмерам. Он построен по модульному принципу и поставляется в различных модификациях.
    Подробнее...

    Новочеркасский войсковой собор, полет по облаку точек

    3D модель горельефа Е.В. Вучетича, ВДНХ, г.Москва

    Аппаратно-программный комплекс PHOTOMICROMETER 3D

    ВЫСОКОТОЧНАЯ ФОТОГРАММЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА МОНИТОРИНГА ТРЕЩИН И ДЕФОРМАЦИОННЫХ ШВОВ В ЗДАНИЯХ И СООРУЖЕНИЯХ

    Фотограмметрический щелемер (сокращенно - фотощелемер, иначе - фотомикрометр) - это аппаратно-программный комплекс для высокоточного трехмерного мониторинга трещин, технологических зазоров или деформационных швов.

    Перейти на сайт