Fotogrammetria

PARAMETRI DEL VOLO AEREO FOTOGRAMMETRICO

Definizioni:

H altezza di volo rispetto al terreno

µ ricoprimento longitudinale (60%)

ε ricoprimento laterale (20%)

l formato effettivo utile del fotogramma (230mm)

p distanza principale della camera

v velocità di crociera ottimale dell'aereo in m/s.

QUOTA MEDIA DEL VOLO. L'altezza di volo è la distanza tra aereo e terreno. Gli strumenti a bordo dell'aereo forniscono la quota ortometrica assoluta Q =Q +H . Q è la quota assoluta media e viene ottenuta come media aritmetica di alcuni punti di quota nota presenti sul terreno. Errori di alcuni metri non modificano in modo significativo la scala dei fotogrammi.

ABBRACCIAMENTO DEL FOTOGRAMMA. In ciascun fotogramma è rappresentata una porzione quadrata di terreno di‧l H‧ ‧lato L, detto abbracciamento: L= l N oppure L= . La larghezza della sovrapposizione è data dal prodotto µ L.p

BASE DI PRESA. La lunghezza

La base di presa è la distanza percorsa dall'aereo tra due scatti consecutivi dell'otturatore della camera. Corrisponde alla distanza tra i centri di presa O e O in corrispondenza della presa di due fotogrammi consecutivi della stessa strisciata. Con esso si ottiene il valore del ricoprimento longitudinale necessario alla generazione dei modelli stereoscopici H (1-μ) che nella restituzione permetteranno la rappresentazione del terreno rilevato. B=l N (1-μ) oppure B= . Il rapporto B/H dev'essere maggiore di ¼.

INTERVALLO DI APERTURA DELL'OTTURATORE DELLA CAMERA. Nella presa aerea occorre automatizzare Bl'avanzamento della piccola e la ripresa dei fotogrammi, programmando un opportuno intervallo Δt= di aperturav l N (1-μ)(s )dell'otturatore. La distanza B dipende dalla velocità di crociera v dell'aereo. B=v Δt . Quindi, Δt= .v

INTERASSE DELLE STRISCIATE.

particolarità del terreno, per le piccole variazioni della velocità dell'aereo e per i movimenti impressi all'aereo dai venti. Non è quindi possibile affidare completamente l'operazione di pesa agli automatismi delle camere: è necessario un personale specializzato che gestisca la presa controllando ed eventualmente correggendo. Quindi la presa aerea è un'operazione semiautomatica.

INCLINAZIONE DELL'ASSE DELLA CAMERA. Il beccheggio (rotazione attorno a un asse ortogonale al moto) provoca l'inclinazione dell'asse della camera rispetto alla verticale richiesta, e ciò provoca variazioni della scala media dei fotogrammi. Questa piccola deviazione è detta presa pseudo-nadirale.

In presenza di un angolo di deviazione γ, formato dall'asse della camera e dalla verticale, cambia il valore dell'abbracciamento L del fotogramma. Cambia anche la scala media dei fotogrammi. È ammesso

Approssimare l'abbracciamento L=AB sul terreno con il1 p≅ cos γ≅segmento L′=A′′B′′ ortogonale all’asse della camera (A′′B′′ AB). Quindi:

La variazione di scala delN Hfotogramma è trascurabile.

VARIAZIONE DEI TEMPI DI SCATTO. Se si mantenesse per tutto il volo l’intervallo di scatto Δt calcolato, si otterrebberodelle basi di presa B diverse da quelle programmate, come la percentuale di ricoprimento longitudinale necessaria alla formazionedei modelli stereoscopici. È quindi necessario controllare gli intervalli di scatto Δt durante il volo con il cinederivometro, incorporatoal periscopio di navigazione. Con questo strumento vengono corretti anche gli effetti della deriva. È un dispositivo separato dallacamera ma collegato con essa, provvisto di un visore sul quale appare la stessa immagine del terreno ripresa dalla camera, a cui vienesovrapposta l’immagine di

un reticolo che opera come indice mobile. Per effetto del movimento dell'aereo è possibile osservare un movimento relativo del terreno rispetto al reticolo. Bisogna variare progressivamente la velocità del reticolo fino ad annullare il movimento relativo rispetto al terreno sottostante. In questo modo gli automatismi della camera imporranno i corretti intervalli di scatto, per mantenere il ricoprimento longitudinale programmato.

DERIVA. Per effetto del vento laterale l'aereo non si muove secondo la direzione dell'asse della fusoliera, ma nella direzione della risultante R tra l'azione del vento V e la spinta di propulsione dell'aereo V. La deriva è l'angolo δ, compreso tra la direzione della risultante R e l'asse della fusoliera dell'aereo. La parte superiore della camera può essere ruotata attorno al suo asse verticale per cui, misurato l'angolo di deriva con il cinederivometro, viene imposta

TRASCINAMENTO. L'effetto di trascinamento è causato dal fatto che la presa avviene in movimento. L'otturatore deve rimanere aperto per un certo intervallo di tempo Δτ per consentire l'entrata di una quantità di luce sufficiente per permettere la relazione chimica dell'emulsione fotosensibile. Il moto dell'aereo produrrà sempre, sul fotogramma, l'effetto di trascinamento dell'immagine.₁ ₁Durante l'intervallo di tempo Δτ in cui l'otturatore rimane aperto, il centro di presa O si sposta nella posizione O' percorrendo il tratto Δb, per cui il raggio di luce ha impressionato il tratto λ=A'A*. Tenendo conto della velocità v costante dell'aereo e del tempo Δτ di apertura dell'otturatore della camera, si ha che Δb=v&pΔτ.

Δτ, quindi λ= .H5.

FOTOGRAMMETRIA TERRESTRE

La fotogrammetria terreste convenzionale condivide con la fotogrammetria aerea tutta la base teorica e l'approccio stereoscopico nella restituzione. Esiste anche la fotogrammetria terrestre non convenzionale, che utilizza camere semimetriche. Questa rinuncia alla stereoscopia e si affida a opportuni software. La precisione è quindi inferiore.

La fotogrammetria terrestre è utilizzata per il rilievo di monumenti, edifici ed elementi architettonici. Si differenzia dalla fotogrammetria aerea per:

• Piccole distanze camera-oggetto
• Camera ferma durante la presa
• Scatto manuale
• Maggior libertà nel configurare la presa
• Fotogrammi contenenti anche porzioni non appartenenti all'oggetto ripreso

Nella presa terrestre convenzionale si utilizzano le camere metriche, di cui sono noti i parametri di orientamento interno. Vengono montate su treppiedi e basamenti, garantendo l'intercambiabilità.

Requisiti delle camere metriche terrestri:

• Essere orientabili orizzontalmente e verticalmente mediante dispositivi meccanici che consentono rotazioni a scatti prestabilite
• Essere disposte sui montanti (alidada) in modo orizzontale e verticale, per consentire prese di fotogrammi con formato orizzontale e verticale
• Essere provviste di collimatore di squadro per impostare le prese normali
• Essere provviste di schermo traslucido per osservare il campo della presa prima dello scatto
• Essere provviste di un dispositivo per la registrazione delle marche fiduciali sui fotogrammi

Più raramente vengono usate configurazioni a bicamera, costituite da una coppia di camere metriche sincronizzate e montate su una barra di lunghezza B calibrata.

6. CONFIGURAZIONE DELLA PRESA TERRESTRE

Conoscendo la posizione della camera al momento della presa, la disposizione della camera non è limitata da vincoli e potrebbe dare luogo a svariate soluzioni. È comunque opportuno limitare il dislivello.

tra i punti di presa entro il 10-15% della base di presa B, per non compromettere il ricoprimento laterale (in direzione verticale).

ASSI DELLE CAMERE PARALLELI E ORTOGONALI ALLA BASE (PRESA NORMALE). Gli assi della camera sono disposti tra loro paralleli e perpendicolari alla base di presa. Genera fotogrammi uniformi per qualità. È quindi la presa terrestre di riferimento.

ASSI DELLE CAMERE LEGGERMENTE CONVERGENTI (PRESA PSEUDO-NORMALE). La camera non viene collocata con precisione e gli assi di presa seguono solo con approssimazione lo schema della presa normale. Sono impostati leggermente convergenti, e ciò consente prese più rapide senza compromettere le potenzialità stereoscopiche dei fotogrammi. L'orientamento è consentito da un insieme di punti di appoggio, di posizione determinata e ciò consente una limitazione degli errori sistematici, eliminati grazie anche ai punti di appoggio.

ASSI DELLE CAMERE CONVERGENTI. Gli assi delle camere