Photogrammetric data processing and

Photogrammetric data processing and generation of 3D
point clouds
Photogrammetric data processing is needed to generate a georeferenced
3D point cloud from the unordered, overlapping, and airborne
image collection of the surface. Existing Structure from Motion
(SfM) algorithms automatically extracted features in the images, for
example, contour lines, edges, and feature points. Homologous areas, interior
and exterior orientations were computed in a bundle adjustment.
The Exchangeable Image Format (Exif) metadata from each digital
image further provided approximate values for the focal length and
image size.
A detailed review on how to generate 3D point clouds from photo
imagery can be found in related literature by Lowe [25] and Snavely
et al. [26]. They applied SIFT (Scale Invariant Feature Transform) for
key-point detection. Furukawa et al. [27] proposed a multi-stereoview
approach for large unorganized datasets. Furukawa and Ponce
[28] presented an algorithm for generating referenced 3D point clouds
that are based on the computation of rectangular patches in overlapping
areas of adjacent images.
A commercially-existing software solution by AgiSoft PhotoScan
[29], called PhotoScan, establishes the relation between the unordered
image data collection. This software has been recently optimized for
the use with UAV. The software's professional edition allows to georeference
the results in a specific coordinate system. It exports these
to a digital elevation model or orthophoto. The recommended computer
processing requirements for such large data gathering projects with
more than 100 images are a 64-bit operating system with at least 16
GB RAM.
The data processing is not complicated. First, all aerial images were
imported from the camera to the computer. It was necessary that the
images have adequate overlap between each other. From the Exif metadata,
their approximated interior orientation (focal length and image
sensor size) was determined. Thereafter, a step-wise processing of
the image collection began: (1) align photos, (2) build geometry, and
(3) build texture (if required). Each step gave several possibilities to adjust
parameters, which have influence on the accuracy and structure of
the results and the processing time.
It is generally possible to export the results as a colored point cloud, a
digital elevation model with matched texture, or an orthophoto. An automatically
generated report assesses the quality and accuracy to each
step in the data processing process. It is essential to geo-reference the
data for further use in surveying applications. This task can be completed
in two different ways within the software PhotoScan: direct and indirect
geo-referencing.
Direct geo-referencing can be achieved by using time-stamped GPS
data which is recorded during the flight. Synchronization of the internal
camera time and GPS time is achieved automatically. The exposure
position of the image will be integrated in the Exif data as geographical
coordinates in the WGS84 format. PhotoScan integrates all data and
makes an adjustment to the exterior orientation of the images. As a result,
a point cloud is transferred to the given coordinate system.
Indirect geo-referencing can be applied by measuring reference targets
that were deployed on the ground in the area of interest before the
flight. These targets must be clearly visible in the images. Should targets
not be available, it is also possible to use existing features in the environment
which are fixed, for example, manhole covers or road markings.
These reference points must be surveyed with a suitable survey method,
for example, differential GPS or tachymetry. During the data processing
process it is also necessary to manually identify the reference points in
the model provided by the software. The measured coordinates of the
targets will be referenced to the model. Accordingly, the complete
model will be geo-referenced using a spatial transformation. At least
three reference points are needed for this process, but it is recommended
to use significantly more.
Direct geo-referencing offers the advantages that no ground-based
surveying and neither manipulation of the 3D point cloud are necessary.
It is faster than indirect geo-referencing. However, indirect georeferencing
can take full advantage of using the GPS data that was re-
corded during the flight and relate it easily to the GPS data which was
collected in the fi
eld. As such, the user has to decide if the fina
l
product
of a referenced point cloud should be achieved faster (in such case, preference
should be given to a direct geo-referencing method) or if higher
accuracy is required (then, an indirect geo-referencing method should
be used). Existing commercially-available photogrammetric data processing
software can perform the referencing task of 100 images taken
during a UAV flight within about three hours or less.

ผลลัพธ์ (ไทย) 1:

ประมวลผลข้อมูลคำนวณและสร้าง 3Dเมฆจุดจำเป็นต้องมีการคำนวณประมวลผลข้อมูลเพื่อสร้างการ georeferencedจุด 3D เมฆจากปกติ ซ้อน และอากาศคอลเลกชันภาพของพื้นผิว โครงสร้างที่มีอยู่จากการเคลื่อนไหวอัลกอริทึม (SfM) โดยอัตโนมัติสกัดคุณลักษณะในภาพ สำหรับตัวอย่าง เส้น ขอบ และคะแนนคุณลักษณะ เซทจะมีโครโมโซมพื้นที่ ตกแต่งภายในและแนวภายนอกถูกคำนวณในการปรับปรุงชุดข้อมูลเมตาของรูปแบบแลกเปลี่ยน (Exif) จากดิจิตอลแต่ละรูปภาพเพิ่มเติมให้ประมาณค่าความยาวโฟกัส และขนาดภาพทบทวนรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการสร้างเมฆ 3D จุดจากภาพภาพที่สามารถพบได้ในวรรณกรรมที่เกี่ยวข้อง โดย Lowe [25] และ Snavelyร้อยเอ็ด [26] พวกเขาใช้ SIFT (ขนาดบล็อกคุณลักษณะแปลง)ตรวจจับจุดสำคัญ Furukawa ร้อยเอ็ด [27] เสนอหลาย-stereoviewแนวทางสำหรับชุดข้อมูลขนาดใหญ่ unorganized ฟูรูกาวาและ Ponce[28] นำอัลกอริทึมสำหรับการสร้างเมฆ 3D จุดอ้างอิงใช้การคำนวณของสี่เหลี่ยมในที่ทับซ้อนพื้นที่ของภาพที่อยู่ติดกันโซลูชันซอฟต์แวร์ที่มีอยู่ในเชิงพาณิชย์ โดย AgiSoft PhotoScan[29], เรียกว่า PhotoScan สร้างความสัมพันธ์ระหว่างความไม่การรวบรวมข้อมูลรูปภาพ ซอฟต์แวร์นี้ล่าสุดเหมาะสำหรับการการใช้เครื่อง UAV รุ่นมืออาชีพของซอฟต์แวร์ที่ช่วยให้การ georeferenceผลลัพธ์ในระบบพิกัด specific ส่งออกเหล่านี้แบบจำลองระดับความสูงดิจิตอลหรือ orthophoto คอมพิวเตอร์แนะนำข้อกำหนดสำหรับข้อมูลดังกล่าวมีขนาดใหญ่ที่รวบรวมโครงการที่มีการประมวลผลกว่า 100 ภาพเป็นระบบปฏิบัติการ 64 บิตอย่างน้อย 16GB RAMการประมวลผลข้อมูลไม่ซับซ้อน ภาพแรก ทางอากาศทั้งหมดได้นำเข้าจากกล้องไปยังคอมพิวเตอร์ จำเป็นที่การภาพซ้อนเพียงพอระหว่างกันได้ จาก Exif ข้อมูลเมตาการปฐมนิเทศภายในค่า (ความยาวโฟกัสและภาพพิจารณาขนาดของเซนเซอร์) หลังจากนั้น การประมวลผล step-wise ของเริ่มเก็บภาพ: (1) การจัดตำแหน่งรูปภาพ (2) สร้างรูปทรงเรขาคณิต และ(3) สร้างพื้นผิว (ถ้ามี) แต่ละขั้นตอนให้หลายทางเพื่อปรับพารามิเตอร์ ซึ่งมีการโน้มน้าวความถูกต้องและโครงสร้างของผลและระยะเวลาโดยทั่วไปสามารถส่งผลเป็นจุดสีเมฆ การแบบจำลองระดับความสูงดิจิตอลจับเนื้อ หรือการ orthophoto การโดยอัตโนมัติสร้างรายงานประเมินคุณภาพและความแม่นยำของแต่ละขั้นตอนในการประมวลผลข้อมูล จำเป็นต้องอ้างอิงทางภูมิศาสตร์ข้อมูลสำหรับใช้ในการสำรวจการใช้งานเพิ่มเติม งานนี้สามารถเสร็จสมบูรณ์สองวิธีภายในซอฟต์แวร์ PhotoScan: ตรง และทางอ้อมอ้างอิงทางภูมิศาสตร์ทางภูมิศาสตร์โดยตรงอ้างสามารถทำได้ โดยใช้ประทับเวลา GPSข้อมูลที่บันทึกในระหว่างการ flight ซิงโครไนส์ภายในเวลากล้องและ GPS ได้โดยอัตโนมัติ การเปิดรับแสงตำแหน่งของภาพจะถูกรวมในข้อมูล Exif เป็นภูมิศาสตร์พิกัดในรูปแบบ WGS84 PhotoScan รวมข้อมูลทั้งหมด และทำให้การปรับปรุงทิศทางภายนอกของรูปภาพ เป็นผลมีเมฆจุดถูกโอนย้ายไประบบประสานงานกำหนดอ้อมทางภูมิศาสตร์การอ้างอิงสามารถใช้วัดอ้างอิงเป้าหมายที่ถูกจัดวางในส่วนของดอกเบี้ยก่อนการflight เป้าหมายเหล่านี้ต้องชัดเจนในภาพ ควรเป้าหมายไม่มี ก็ยังสามารถใช้คุณลักษณะที่มีอยู่ในสิ่งแวดล้อมซึ่งมี fixed เช่น ประติมากรรมคลุม หรือทำถนนจุดอ้างอิงเหล่านี้ต้องสำรวจ ด้วยวิธีการสำรวจที่เหมาะสมตัวอย่าง ส่วน GPS หรือ tachymetry ในระหว่างการประมวลผลข้อมูลกระบวนการยังจำเป็นต้องระบุการอ้างอิงตนเองจุดรูปแบบโดยซอฟต์แวร์ พิกัดที่วัดได้ของตัวเป้าหมายจะมีการอ้างอิงกับรูปแบบ ตาม สมบูรณ์รูปแบบจะใช้การเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ทางภูมิศาสตร์อ้าง น้อยจุดอ้างอิงที่สามจำเป็นสำหรับกระบวนการนี้ แต่แนะนำการใช้ significantly เพิ่มเติมตรงอ้างอิงทางภูมิศาสตร์มีข้อดีที่ไม่ใช้ดินสำรวจและจัดการ cloud จุด 3D ไม่จำเป็นต้องมีความเร็วกว่าอ้อม geo-อ้างอิง อย่างไรก็ตาม ทางอ้อม georeferencingสามารถใช้ประโยชน์จากการใช้ข้อมูล GPS ที่ถูกอีกครั้ง-ต่อสายระหว่าง flight การ และเชื่อมโยงได้อย่างง่ายดายข้อมูล GPS ที่รวบรวมไว้ในไฟล์เปรียบ เช่นนี้ ผู้ใช้ที่มีการตัดสินใจว่า การ finalผลิตภัณฑ์ของจุดอ้างอิง ระบบคลาวด์ควรจะทำได้เร็วขึ้น (ในกรณีดังกล่าว ลักษณะควรได้รับกับวิธีการอ้างอิงทางภูมิศาสตร์โดยตรง) หรือสูงกว่าจำเป็นต้องมีความถูกต้อง (แล้ว ควรวิธีการอ้างอิงทางภูมิศาสตร์โดยอ้อมใช้) ประมวลผลข้อมูลที่มีอยู่ในเชิงคำนวณซอฟต์แวร์สามารถทำงานอ้างอิง 100 ภาพถ่ายระหว่าง UAV flight ภาย ใน 3 ชั่วโมง

ผลลัพธ์ (ไทย) 2:

การประมวลผลข้อมูลจากภาพถ่ายและการสร้าง 3D
จุดเมฆ
ประมวลผลข้อมูล Photogrammetric เป็นสิ่งจำเป็นในการสร้างอ้างอิงทางภูมิศาสตร์
เมฆจุด 3D จากเรียงลำดับที่ทับซ้อนกันและอากาศ
คอลเลกชันภาพของพื้นผิว โครงสร้างที่มีอยู่จากการเคลื่อนไหว
(SFM) ขั้นตอนวิธีการสกัดคุณลักษณะโดยอัตโนมัติในภาพสำหรับ
ตัวอย่างเช่นเส้นชั้นความสูงขอบและจุดคุณลักษณะ พื้นที่คล้ายคลึงกันภายใน
การหมุนและภายนอกได้รับการคำนวณในการปรับมัด.
รูปแบบภาพแลกเปลี่ยน (Exif) ข้อมูลเมตาจากดิจิตอลแต่ละ
ภาพมีให้ต่อค่าประมาณสำหรับความยาวและโฟกัส
ภาพขนาด.
ตรวจสอบรายละเอียดเกี่ยวกับวิธีการสร้างเมฆจุด 3 มิติจากภาพ
ภาพที่สามารถพบได้ในวรรณคดีที่เกี่ยวข้องโดยโลว์ [25] และ Snavely
et al, [26] พวกเขานำไปใช้ร่อน (ชั่งคุณสมบัติคงที่ Transform) สำหรับ
การตรวจสอบที่สำคัญจุด Furukawa et al, [27] เสนอหลาย stereoview
วิธีการสำหรับชุดข้อมูลขนาดใหญ่ไม่มีการรวบรวม Furukawa และเซ
[28] นำเสนออัลกอริทึมสำหรับการสร้างอ้างอิงเมฆจุด 3D
ที่เป็นไปตามการคำนวณของแพทช์รูปสี่เหลี่ยมในที่ทับซ้อน
พื้นที่ของภาพที่อยู่ติดกัน.
โซลูชั่นซอฟต์แวร์เชิงพาณิชย์ที่มีอยู่โดย AgiSoft PhotoScan
[29] เรียก PhotoScan กำหนดความสัมพันธ์ ระหว่างเรียงลำดับ
การเก็บรวบรวมข้อมูลภาพ ซอฟต์แวร์นี้ได้รับการปรับปรุงเมื่อเร็ว ๆ นี้สำหรับ
การใช้งานกับ UAV ซอฟแวร์ของรุ่นมืออาชีพจะช่วยให้การ georeference
ผลในระบุไว้ c ระบบพิกัด จะส่งออกเหล่านี้
เป็นรูปแบบการยกระดับดิจิตอลหรือ orthophoto แนะนำคอมพิวเตอร์
ต้องการการประมวลผลสำหรับโครงการขนาดใหญ่เช่นการรวบรวมข้อมูลที่มี
มากกว่า 100 ภาพที่มีระบบปฏิบัติการ 64 บิตที่มีอย่างน้อย 16
แรม GB.
การประมวลผลข้อมูลที่ไม่ซับซ้อน ครั้งแรกที่ภาพทางอากาศทั้งหมดถูก
นำเข้าจากกล้องไปยังคอมพิวเตอร์ มันเป็นสิ่งจำเป็นที่
ภาพมีการซ้อนทับกันอย่างเพียงพอระหว่างกัน จากข้อมูลเมตา Exif,
ห้วงการวางแนวทางการตกแต่งภายในของพวกเขา (ความยาวโฟกัสและภาพ
เซ็นเซอร์ขนาด) ถูกกำหนด หลังจากนั้นเป็นต้นมาการประมวลผลขั้นตอนที่ชาญฉลาดของ
คอลเลกชันภาพเริ่ม: (1) จัดภาพถ่าย, (2) การสร้างรูปทรงเรขาคณิตและ
(3) การสร้างพื้นผิว (ถ้าจำเป็น) แต่ละขั้นตอนให้เป็นไปได้หลายอย่างเพื่อปรับ
พารามิเตอร์ซึ่งมีอิทธิพลต่อชั้นบนความถูกต้องและโครงสร้างของ
ผลและเวลาการประมวลผล.
มันเป็นเรื่องปกติที่เป็นไปได้ในการส่งออกผลเป็นเมฆสีจุดซึ่งเป็น
รุ่นสูงแบบดิจิตอลที่มีพื้นผิวจับคู่หรือ orthophoto . โดยอัตโนมัติ
รายงานที่สร้างการประเมินคุณภาพและความถูกต้องในแต่ละ
ขั้นตอนในกระบวนการประมวลผลข้อมูล มันเป็นสิ่งสำคัญที่จะภูมิศาสตร์อ้างอิง
ข้อมูลสำหรับการใช้งานต่อไปในการสำรวจการใช้งาน งานนี้สามารถจะแล้วเสร็จ
ในสองวิธีที่แตกต่างกันภายใน PhotoScan ซอฟต์แวร์โดยตรงและโดยอ้อม
. ทางภูมิศาสตร์อ้างอิง
โดยตรงทางภูมิศาสตร์อ้างอิงสามารถทำได้โดยการใช้เวลาที่ประทับ GPS
ข้อมูลที่บันทึกไว้ในช่วงชั้น ight การประสานภายใน
เวลาเวลากล้องและ GPS จะทำได้โดยอัตโนมัติ การเปิดรับ
ตำแหน่งของภาพจะถูกรวมอยู่ในข้อมูล EXIF เป็นทางภูมิศาสตร์
พิกัดในรูปแบบ WGS84 PhotoScan รวมข้อมูลทั้งหมดและ
ทำให้การปรับตัวไปตามทิศทางที่ด้านนอกของภาพ เป็นผลให้
เมฆจุดจะถูกโอนไปที่กำหนดระบบพิกัด.
อ้อมทางภูมิศาสตร์อ้างอิงสามารถนำมาใช้โดยการวัดเป้าหมายการอ้างอิง
ที่ถูกนำไปใช้บนพื้นดินในพื้นที่ที่น่าสนใจก่อนที่
ฟลอริด้า ight เป้าหมายเหล่านี้จะต้องมองเห็นได้อย่างชัดเจนในภาพ ควรเป้าหมาย
ไม่สามารถใช้ได้ก็ยังเป็นไปได้ที่จะใช้คุณสมบัติที่มีอยู่ในสภาพแวดล้อม
ที่มีการคง Fi เช่นผ้าห่มหรือเครื่องหมายจราจร. ท่อระบายน้ำ
จุดอ้างอิงเหล่านี้จะต้องได้รับการสำรวจด้วยวิธีการสำรวจที่เหมาะสม
เช่น GPS ค่าหรือ tachymetry ในระหว่างการประมวลผลข้อมูล
กระบวนการก็ยังเป็นสิ่งที่จำเป็นในการระบุจุดอ้างอิงด้วยตนเองใน
รูปแบบการให้บริการโดยซอฟแวร์ วัดพิกัดของ
เป้าหมายที่จะได้รับการอ้างอิงกับรูปแบบ ดังนั้นการที่สมบูรณ์
แบบจำลองจะได้รับการอ้างอิงทางภูมิศาสตร์โดยใช้การเปลี่ยนแปลงเชิงพื้นที่ อย่างน้อย
สามจุดอ้างอิงมีความจำเป็นสำหรับกระบวนการนี้ แต่ขอแนะนำ
ให้ใช้อย่างมีนัยสำคัญมากขึ้น.
ตรงทางภูมิศาสตร์อ้างอิงมีข้อได้เปรียบที่ว่าไม่มีภาคพื้นดิน
การสำรวจและการจัดการของเมฆจุด 3D ไม่เป็นสิ่งที่จำเป็น.
มันจะเร็วกว่าทางภูมิศาสตร์ทางอ้อม -referencing อย่างไรก็ตามอ้างอิงทางภูมิศาสตร์ทางอ้อม
สามารถใช้ประโยชน์จากการใช้ข้อมูลจีพีเอสที่เป็นอีก
แบบมีสายในช่วงชั้น ight และเกี่ยวข้องได้อย่างง่ายดายข้อมูลจีพีเอสที่ถูก
เก็บใน Fi จะ
ELD เป็นเช่นนี้ผู้ใช้มีการตัดสินใจว่า Fi นา
L
สินค้า
ของเมฆจุดอ้างอิงควรจะประสบความสำเร็จได้เร็วขึ้น (ในกรณีเช่นการตั้งค่า
ควรจะให้วิธีการทางภูมิศาสตร์อ้างอิงโดยตรง) หรือถ้าสูงกว่า
ความถูกต้องเป็นสิ่งจำเป็น (แล้วทางอ้อม วิธีการทางภูมิศาสตร์อ้างอิงควร
นำมาใช้) ที่มีอยู่ในเชิงพาณิชย์ที่มีอยู่ photogrammetric การประมวลผลข้อมูล
ซอฟต์แวร์ที่สามารถดำเนินงานอ้างอิงจาก 100 ภาพที่ถ่าย
ในช่วง UAV A FL ight ภายในเวลาประมาณสามชั่วโมงหรือน้อยกว่า