Фотограмметрия

Свое начало фотограмметрия берет, безусловно, с появления фотографии и почти сразу же стереофотографии. Развитие техники, летательных аппаратов, оптики привело к громадному развитию фотограмметрии и использования ее в картографировании. Созданию в России Высшего Геодезического управления 15 марта 1919 года способствовала именно потребность в создании топографических карт всей территории страны и возможность применения для этого методов фотограмметрии. Значимые успехи в развитии наук и новых отраслей: радиоэлектроники, автоматических систем управления, математического аппарата и вычислительной техники, физических открытий и приборостроения, космической геодезии и картографии, компьютерных технологий информационных систем способствовали современному уровню и состоянию фотограмметрии в настоящий момент. Возникают способы аэрофотограмметрических, морских, космических съемок с различными методами получения информации о поверхностях земной и водной поверхностей.

Предмет изучения фотограмметрии

Измерения по световым записям это, пожалуй, самое короткое и точное определение фотограмметрии, происходящее из греческого перевода этого сложного слова. Более детальное академическое объяснение можно сформулировать в следующем виде. Наука, позволяющая с помощью фотографирования, способов обработки снимков и специальных технологий получать изображения и определять по ним пространственное положение физических объектов на местности и их характеристики имеет название фотограмметрия. Кроме этого фотограмметрию можно считать новой технологией дистанционного зондирования при определении геометрических свойств предметов, процессов, их анализа и предоставления в графическом виде сведений по группе фотоснимков, снятых из разных положений фотокамеры.

Основой метода фотограмметрии являются фотоснимки. Изучение и измерения геометрии физического изображения снимков придает этой основе уровень научного подхода и практического применения.

Использование для изучения объектов и их количественных характеристик и свойств одиночных фотоснимков является фотограмметрическим способом. Применение для этого двух снимков уже считается стереофотограмметрическим методом.

В современных условиях фотограмметрические способы используются в трех направлениях по развитию:

• методов картографирования;
• космической фотограмметрии и технологий по получению спутниковой фотографической информации с объектов земной и планетных поверхностей из космоса;
• прикладной фотограмметрии и специального применения в различных областях общественной, производственной и медицинской деятельности.

Задачи фотограмметрии

Основными задачами такой научно-технической дисциплины, как фотограмметрия считаются:

• изучение геометрических свойств, изображенных на фотографических снимках, всевозможных объектов местности снимаемой поверхности;
• вскрытие всевозможных аналитических связей между точками местности и снимков;
• установление расхождений связей и исключение их причин;
• подготовка и реализация, разработанных фотограмметрических технологий по преобразованиям изображений.
• получение плановых и картографических отображений и картины местности;
• постоянный мониторинг, регулярные наблюдения и обновление каких угодно изменений ситуации на поверхности местности;
• получение разнохарактерной оперативной информации.

Фотограмметрия в геодезии

Основным применением фотограмметрии считается создание топографических карт по фотоснимкам, снятыми специальными фотокамерами.  Фотоаппараты, снимаемые изображения с наземных пунктов называются фототеодолитами, а съемка - фототеодолитная. Фотокамеры, задействованные в съемочном процессе с самолетов, вертолетов, беспилотных летательных аппаратов называются просто аэрофотоаппаратами, а съемки соответственно - аэрофотосъемки.

В фотограмметрии используются все современные средства съемок, включая профессиональные цифровые фотокамеры, телевизионные съемочные системы, сканерные лазерные установки, радиолокационные системы и другие.

Сущность фотограмметрического способа съемки применяемого в геодезии сводится к непосредственному фотографированию камерой фототеодолита местности и геодезическими измерениями для пространственного ориентирования съемочных пунктов геодезического обоснования.

Фотограмметрическая камеральная обработка заключается в измерениях снимков на специальных оптико-механических приборах (стереокомпараторах), позволяющая получить плановое и высотное (пространственное) положение объектов на снимках, наблюдать их в четырехмерной системе координат с изменением во времени и дальнейшего составления топографических планов и карт.

Классификация фотограмметрии

Фотограмметрию можно разделить на две части фотограмметрической науки:

• общую;
• прикладную.

В состав общей фотограмметрии входят все теоретические основы, изучение методов и средства применения, классической трехмерной фотограмметрии и динамической четырехмерной, с учетом в качестве четвертой координаты времени.

К прикладной относятся все области использования фотограмметрии:

• геодезическая;
• научно-техническая;
• топографическая;
• космическая;
• подводная;
• применение при использовании природных ресурсов;
• в горном деле и промышленности;
• в географических и геофизических исследованиях;
• в инженерной фотограмметрии при изысканиях, проектировании, строительстве, эксплуатации инженерных сооружений;
• в археологических раскопках и изысканиях;
• в медицинских исследованиях и диагностировании.

Достоинства и недостатки

Важными преимуществами фотограмметрии следует выделить такие, как:

• возможность использования ее на значительной территории;
• применение в труднодоступных (горных) и небезопасных точках;
• быстрые сроки получения необходимой информации;
• экономически эффективный способ, наиболее выгодный и менее затратный от других;
• достоверность, объективность отображаемых поверхностей и возможность проверочных измерений в камеральных условиях;
• высокая точность получения необходимых результатов за счет техники и методов обработки;
• высокая производительность за счет автоматизации измерительных и вычислительных процессов;
• возможность использования при динамически развивающихся событиях и ситуациях.
• применение не контактного способа наблюдений и съемок.

Недостатков значительно меньше, что тоже можно отнести к преимуществам фотограмметрии. Они складываются из следующих причин:

• зависимость фотографического процесса от метеорологических условий;
• относительно сложная структура организационных работ.

Применение фотограмметрии в кино и игровой индустрии

В последние годы фотограмметрия нашла свое место в современной киноиндустрии, объемное изображение фильмов по так называемой 3D технологии получило особую популярность у молодежи. Главный метод мультипликации с ее самого начала развития всегда завораживал своими конечными результатами в виде популярных мультипликационных фильмов.

Особо следует отметить применения технологического процесса фотограмметрии в разработке современных компьютерных игр. Он заключается в пошаговом качественном фотосканировании и получении при помощи специальных программ объемной геометрии от многочисленных фотоизображений различных ракурсов.