Digital Photogrammetry

Transcripción

1 Coordinating unit: Teaching unit: Academic year: Degree: ECTS credits: EPSEB - Barcelona School of Building Construction DECA - Department of Civil and Environmental Engineering BACHELOR'S DEGREE IN GEOINFORMATION AND GEOMATICS ENGINEERING (Syllabus 2016). (Teaching unit Compulsory) 7,5 Teaching languages: Catalan, Spanish Teaching staff Coordinator: Others: Buill Pozuelo, Felipe Muñoz Capilla, Francisco Javier Degree competences to which the subject contributes Basic: CB1EGG. The students have demonstrated possess and comprehend knowledge in a field of study that comes from high school, and is used to a level that, while is supported in advanced textbooks, it also includes some aspects that involve knowledge from the field of study in the vanguard. CB2EGG. The students must know how to apply their knowledge to the work or vocation in a professional way and possess the competences that are used to be demonstrated by the elaboration and defense of arguments and the resolution of problems inside their own field of study. Specific: CE10EGG. Knowledge, application and analysis of the processes of digital image treatment and spatial information, proceding from airbone and satelite sensors. CE15EGG. Knowledge about: Security, health and labour risks inside the scope of this engineering and the sorroundings of its application and developement CE16EGG. Knowledge and application of methods and geometric techniques inside the scope of the different engineerings CE8EGG. Knowledge, using and application of instruments and appropiate topographic methods in order to carry out cartography. CE9EGG. (ENG) Coneixement, utilització i aplicació de les tècniques de tractament. Anàlisi de dades espacials. Estudi de models aplicats a l'enginyeria i arquitectura. (Mòdul común a la branca Topografia) Generical: CG1EGG. Design and develope geomatic and topographic projects. CG5EGG. Determine, measure, evaluate and represent the ground, tridimensional objects, points and trajectories. CG8EGG. Planification, project, direction, execution and management of measurements processes, information systems, image exploitaiton, positioning and navegation; modeling, representation and visualization of the territorial information in, under and above the ground surface. CG10EGG. Plannification, project, direction, execution and mangement of processes and products of application in the environment, agronomy, forest and miner engineering inside the geomatic field CG13EGG. Use of teams and instruments. Using of precision instruments, their characteristics, and also its use, transfer of data, treatment and interpretation of themselves. CG12EGG. Plannification, project, direction, execution and mangement of processes and products of application in the register, ordination of territory and valoration inside the geomatic field. CG7EGG. Management and execution of investigation projects, developement and innovation inside the scope of this engineering. Transversal: 1 / 10

2 CT3. TEAMWORK: Being able to work in an interdisciplinary team, whether as a member or as a leader, with the aim of contributing to projects pragmatically and responsibly and making commitments in view of the resources that are available. CT4. EFFECTIVE USE OF INFORMATION RESOURCES: Managing the acquisition, structuring, analysis and display of data and information in the chosen area of specialisation and critically assessing the results obtained. Learning objectives of the subject Al acabar la asignatura, el estudiante debe ser capaz de: - Conocer, utilizar y aplicar las técnicas de tratamiento y análisis de datos espaciales - Conocer, utilizar y aplicar instrumentos y métodos fotogramétricos adecuados para la realización de cartografía - Conocer, utilizar y aplicar instrumentos y métodos fotogramétricos adecuados para la realización de levantamientos no cartográficos - Conocer, aplicar y analizar los procesos de tratamiento de imágenes digitales e información espacial, procedentes de sensores aerotransportados y satélites - Conocimientos y aplicación de métodos de ajuste mínimo cuadráticos en el ámbito de observaciones topo-geodésicas, fotogramétricas y cartográficas Study load Total learning time: 187h 30m Hours large group: 30h 16.00% Hours medium group: 45h 24.00% Self study: 112h 30m 60.00% 2 / 10

3 Content (ENG) Introducció a la fotogrametria Learning time: 7h Theory classes: 2h Self study : 4h Este capítulo introduce el concepto de Fotogrametría, sus distintas acepciones y analiza su evolución histórica. Se muestra una descripción de los métodos fotogramétricos donde se verán las aplicaciones de la fotogrametría, el flujo de trabajo, la cobertura fotográfica, las fases del proceso de restitución, reconstrucción de haces y su posición en el espacio. Se entrará en los sistemas de coordenadas utilizados en fotogrametría y los cambios de coordenadas entre los distintos sistemas. Se verá también los errores sistemáticos que aparecen y cómo se deben corregir. Actividad 1 Actividad 2 Instrumentación digital Learning time: 5h Theory classes: 2h Self study : 3h Se analiza el instrumental utilizado en los procesos productivos digitales. Se repasa los distintos tipos de restituidores y estaciones fotogramétricas digitales, y los paquetes o módulos informáticos que los caracterizan. Se examinan las diferentes cámaras digitales fotográficas, fotogramétricas y las cámaras digitales de vídeo. Generalidades Instrumentos de captura Sistemas fotogramétricos digitales Estaciones fotogramétricas digitales 3 / 10

4 (ENG) Fotogrametria analítica y digital Learning time: 20h Theory classes: 5h Practical classes: 3h Self study : 12h (ENG) Se presenta de manera general los modelos matemáticos que se utilizan en Fotogrametría. En este tema se introducen las ecuaciones de colinealidad, la resección espacial y la intersección de dos o más imágenes. Se verá la orientación relativa con la condición de coplanaridad y con la condición de colinealidad. Finalmente, se dedicará un apartado para la orientación externa y otro para la autocalibración Actividad 3 y 4 (ENG) Aerotriangulación Learning time: 26h 40m Theory classes: 6h Self study : 16h 40m El presente tema está dedicado a la triangulación aérea, donde se verán el ajuste de haces en bloque y el ajuste por modelos independientes. Se hará también un estudio de las fuentes de errores y un análisis de residuos después del ajuste. Actividad 5 (ENG) Fotogrametria no cartogràfica Learning time: 12h 30m Theory classes: 2h Self study : 6h 30m Se muestran los instrumentos y las técnicas empleadas en la fotogrametría no cartográfica donde se verá: 1) Introducción 2) Instrumentos, cámaras, restituidores 3) Calibración de cámaras no métricas 4) Productos fotogramétricos Actividad 6 4 / 10

5 Generación de Modelos Digitales del Terreno Learning time: 25h Theory classes: 3h Self study : 18h Revisión de los distintos modelos digitales (MDT, MDE, MDS...) Modelos Digitales del Terreno Tipo Aplicaciones Actividad 7 LiDAR Learning time: 5h Theory classes: 1h Self study : 3h Fundamentos de la tecnología Lidar. Procesado básico de los datos. Introducción a la captura y producción de MDT mediante datos Lidar. Aplicaciones de la tecnología LiDAR y MDT en la ingeniería y medioambiente. Combinación de sensores LIDAR con cámaras digitales sobre plataformas aéreas (aviones, UAV, etc) Rectificación fotográfica. Ortoproyección Learning time: 23h Theory classes: 4h Self study : 15h Análisis de los procesos para la obtención de la rectificación fotográfica, las ortoimágenes, las ortofotografías digitales (verdaderas y convencionales) y los mosaicos. Rectificación. Ortoproyección Ortofotografía digital Confección de mosaicos. Productos Actividad 8 5 / 10

6 Fotogrametría desde satélite Learning time: 5h Theory classes: 1h Self study : 3h Aplicación de imágenes satelitales en procesos fotogramétricos. Introducción Errores sistemáticos Rectificación de imagen satelital Procesos fotogramétricos Learning time: 5h Theory classes: 2h Self study : 3h Se muestran los diferentes algoritmos que permiten el procesamiento y automatización de procesos fotogramétricos. Procesamiento geométrico de imágenes. Correspondencia de imágenes Automatización de procesos fotogramétricos Proyecto fotogramétrico Learning time: 6h Theory classes: 1h Self study : 4h Realización de un pequeño proyecto fotogramétrico Pliegos de especificaciones técnicas Calidad en fotogrametría Control de calidad PNOA Actividad 9 6 / 10

7 Planning of activities (ENG) 1 COBERTURA FOTOGRÀFICA Hours: 3h Self study: 2h Proyecto de cobertura fotogramétrico Ejercicios efectuar en el aula. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) Memoria de la práctica (ENG) 2 REFINAMENT DE FOTOCOORDENADES Hours: 4h Transformación de coordenadas. Corrección de errores sistemáticos Ejercicios a efectuar en el centro de cálculo o laboratorio. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) Memoria de la práctica 3 ORIENTACIÓN DE UN BLOQUE FOTOGRAMÉTRICO Hours: 5h Practical classes: 2h Proceso de orientación automàtica en un bloque fotogramétrico. Práctica a efectuar en el laboratorio. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) Memoria de la práctica (ENG) 4 RESECCIÓ ESPACIAL I RESTITUCIÓ Hours: 5h Practical classes: 2h Orientación de un par fotográfico y restitución de líneas características del modelo fotogramétrico Práctica a efectuar en el laboratorio. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) 7 / 10

8 Memoria de la práctica (ENG) 5 AEROTRIANGULACIÓN Hours: 7h Aerotriangulación por ajuste de haces de un bloque fotogramétrico Práctica a efectuar en el laboratorio. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) Memoria de la práctica (ENG) 6 AIXECAMENT PER FOTOGRAMETRIA NO CARTOGRÀFICA Hours: 6h Practical classes: 3h Levantamiento por fotogrametría terrestre de un pequeño elemento patrimonial a gran escala Práctica a efectuar en el laboratorio. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) Memoria de la práctica 7 CREACIÓN DE MDT. INTERPOLACIÓN EN MDT Hours: 7h Creación de un MDT. Edición y obtención de productos derivados Práctica a efectuar en el laboratorio. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) Memoria de la práctica 8 RECTIFICACIÓN. OBTENCIÓN DE ORTOIMÁGENES Hours: 7h 20m 20m 8 / 10

9 Práctica a efectuar en el laboratorio. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) Memoria de la práctica 9 CONTROL DE CALIDAD Hours: 2h Self study: 1h Práctica a efectuar en el laboratorio. Fichero con información en el campus virtual (ATENEA) Memoria de la práctica (ENG) PROVA FINAL AVALUABLE Hours: 1h Theory classes: 1h Para los alumnos que no han superado las pruebas de evaluación. Se resolverán ejercicios vinculados a los contenidos explicados y trabajados hasta el momento. Esta actividad es evaluable y le corresponde el 50% de la nota final. 9 / 10

10 Bibliography Basic: Albertz, JLorg; Kreiling, Walter; Wiesel, Joachim. Photogrammetrisches taschenbuch = Manual Fotogramétrico. 4ª ed. Wichmann: Karlsruhe, Atkinson, K.B. Close range photogrammetry and machine vision. Caithness, UK: Whittles, ISBN Buill, F. [et al]. Fotogrametría analítica [on line]. Barcelona: Edicions UPC, 2003 [Consultation: 22/07/2013]. Available on: < ISBN Hartley, Richard; Zisserman, Andrew. Multiple view geometry in computer vision. 2nd ed. Cambridge [etc.]: Cambridge University Press, ISBN Kraus, Karl. Photogrammetry : geometry from images and laser scans. 2a. Berlin: Walter de Gruyter, ISBN Lerma García, José Luis. Fotogrametría moderna: analítica y digital. València: Universitat Politècnica de València, ISBN Linder, Wilfried. Digital photogrammetry: a practical course. 2nd ed. Berlin: Springer, McGlone, J. Ch.. Manual of photogrammetry. 5th ed. Virginia: American Society of Photogrammetry, Mikhail, Edward M.. Introduction to modern photogrammetry. New York: Wiley, Complementary: ISPRS journal of photogrammetry & remote sensing [on line]. Amsterdam: International Society of Photogrammetry and Remote Sensing, [Consultation: 22/07/2013]. Available on: < Photogrammetric engineering and remote sensing. Falls Church: American Society of Photogrammetry, GW : geomatics world. Lemmer: GITV bv, GIM [on line]. The Netherlands: Geomares Publishing, Available on: < 10 / 10