Fotogrametriyle ortofoto ve 3B model nasıl üretilir? Bindirme, YÖA ve yer kontrol noktası
Bir fotoğraf ölçü değildir; aynı noktayı gören birçok fotoğraf ise ölçüye dönüşebilir.
Sahada akılda kalacaklar
- Fotogrametri, aynı noktayı farklı açılardan gören fotoğraflardan konum hesaplar; bindirme bu yüzden şarttır.
- YÖA, bir pikselin yerdeki boyudur; doğruluk değildir, doğruluğun alt sınırına dair bir ipucudur.
- Yer kontrol noktaları modeli koordinata bağlar; denetleme noktaları ise modelin ne kadar tuttuğunu söyler.
- Ortofoto sayısal arazi modeliyle, gerçek ortofoto sayısal yüzey modeliyle düzeltilir; binalar farkı gösterir.
- Su, kar, düz tarla ve yaprak altında fotoğraf eşleşmesi zorlaşır; plan uçuştan önce yapılır.
Fotoğraftan koordinata: nasıl çalışır?
Fotogrametri yazılımı önce fotoğraflarda aynı ayrıntıyı (bir taş, bir çizginin köşesi) bulup eşleştirir. Aynı noktayı en az iki, tercihen daha çok fotoğraf görüyorsa kameraların konumu ve bakış yönü ile noktanın üç boyutlu yeri birlikte hesaplanabilir. Bu hesaba ışın demetleri ile dengeleme denir; kameranın odak uzaklığı ve mercek bozulması da çoğu zaman aynı hesapta kestirilir. Ardından yoğun eşleştirmeyle milyonlarca noktalık bir nokta bulutu, ondan da yüzey modeli, ortofoto ve dokulu 3B model üretilir. Zincirin her halkası bir öncekine dayanır: eşleşme zayıfsa sonraki ürünlerin hiçbiri iyi olmaz.
Yer örnekleme aralığı: bir piksel yerde kaç santim?
Yer örnekleme aralığı (YÖA, İngilizcede GSD), bir pikselin yeryüzündeki karşılığıdır. Dik çekimde yaklaşık olarak şöyle hesaplanır: YÖA = sensör genişliği × uçuş yüksekliği ÷ (odak uzaklığı × görüntü genişliği). Örneğin 13,2 mm genişliğinde sensör, 8,8 mm odak uzaklığı ve 5472 piksel görüntü genişliğiyle 100 m'den çekilen fotoğrafta YÖA yaklaşık 2,7 cm'dir; 50 m'ye inince yarıya düşer. Türkiye'de Büyük Ölçekli Harita ve Harita Bilgileri Üretim Yönetmeliği hava fotoğraflarının YÖA'sı için üst sınır koyar: 1/1000 ölçekli harita ve ortofoto için 10 cm, 1/500 için 5 cm. YÖA'nın küçük olması ayrıntıyı artırır, ama tek başına doğruluk değildir.
Bindirme: aynı noktayı kaç fotoğraf görmeli?
İleri bindirme, aynı uçuş hattında art arda çekilen iki fotoğrafın ortak alanıdır; yan bindirme ise komşu iki hattın ortak alanı. Aynı yönetmelik, metrik kameralı hava fotoğrafı çekiminde ileri bindirmenin en az %70, enine bindirmenin en az %30 planlanmasını ister; gerçek ortofoto için fotoğrafların %80 ileri ve %60 yan bindirmeyle çekilmesini şart koşar. İHA çekimlerinde kameralar daha küçük ve uçuş daha alçak olduğu için çoğu proje daha yüksek oranlarla planlanır; ağaçlık, düz ve tekdüze yüzeylerde oranı artırmak eşleşmeyi kurtarır. Hatların sonunda alanı biraz aşmak, kenarların da yeterli fotoğrafla görülmesini sağlar.
Yer kontrol ve denetleme noktaları
Yer kontrol noktaları (YKN), koordinatı sahada GNSS ya da total station ile ölçülen ve fotoğraflarda seçilebilen işaretlerdir; modeli doğru koordinat sistemine bağlarlar. Bloğun köşelerine, kenarlarına ve içine dağıtılırlar; tek bir çizgi üzerinde dizilen noktalar modeli o eksen etrafında dönmeye açık bırakır. Denetleme noktaları ise dengelemeye katılmaz, yalnızca sonucu sınar. Yönetmelik, blok dengeleme sonrası denetleme noktalarındaki karesel ortalama hatanın yatayda 0,75 × YÖA'yı, düşeyde 1 × YÖA'yı geçmemesini ister. YÖA 5 cm ise bu, yatayda en fazla yaklaşık 3,75 cm demektir; ama yalnızca ölçüt gerçekten sağlandığında. Uçakta RTK ya da PPK olsa da bağımsız denetleme noktaları yine gerekir.
Ortofoto, gerçek ortofoto ve 3B model
Ortofoto; araziden kaynaklanan yer değiştirmeleri, mercek bozulmalarını ve kamera eğikliğini gidererek fotoğrafı harita gibi ölçülebilir hale getirir. Bunu sayısal arazi modeliyle (çıplak zemin) yaptığı için yüksek binalar ve köprüler yana yatık görünür, çatı kenarı zemindeki gerçek yerinden kayar. Gerçek ortofoto ise sayısal yüzey modelini kullanır ve nesneleri gerçek düzlemsel konumlarında gösterir; bu yüzden daha fazla bindirme ister. Dokulu 3B model, yüzey modelinin üzerine fotoğrafların giydirilmiş halidir: cephe, şev ve yığın gibi şeyleri görsel olarak incelemek için idealdir, ama ölçüde yine kontrol noktalarına dayanır.
Uçuştan önce: ışık, yüzey ve kayıt
Eşleşmeyi en çok fotoğrafın kendisi bozar. Yönetmelik hava fotoğrafı çekiminde güneşin yükseklik açısının 30 dereceden büyük olmasını ister; uzun gölgeler ve parlamalar sorun çıkarır. Su, kar, yeni sürülmüş düz tarla ve tekdüze çatılar gibi deseni olmayan yüzeylerde yazılım eşleşecek ayrıntı bulamaz. Hareket bulanıklığını önlemek için enstantane hızına dikkat edin. Türkiye'de İHA uçuşları Sivil Havacılık Genel Müdürlüğü'nün (SHGM) kayıt ve izin kurallarına tabidir. Fotoğrafları, kontrol noktası listesini ve noktaların hangi koordinat sistemiyle, hangi yükseklik türüyle (elipsoit ya da ortometrik) ölçüldüğünü birlikte saklayın; yükseklik türleri karışırsa model onlarca metre yukarı ya da aşağı kayabilir.
Fotoğraflardan ortofoto ve 3B model üretin.
MapLab Survey 3D, fotoğraflardan nokta bulutu, ortofoto ve dokulu 3B model üretir; LAS ve LAZ nokta bulutlarını açar, arazi yüzeyi, kazı–dolgu hacmi ve DXF eş yükselti eğrisi çıkarır. Windows, talep üzerine.
Sık sorulan sorular
YÖA ile doğruluk aynı şey mi?
Hayır. YÖA bir pikselin yerdeki boyudur. Doğruluk; kontrol noktalarına, bindirmeye, kamera kalibrasyonuna ve hesaba bağlıdır ve denetleme noktalarıyla ölçülür.
Kaç yer kontrol noktası gerekir?
Tek bir sayı yoktur; alanın büyüklüğüne, şekline ve uçuş yöntemine bağlıdır. Köşeler, kenarlar ve iç kısım kapsanmalı, ayrıca dengelemeye katılmayan denetleme noktaları ayrılmalıdır. Kamu işlerinde idarenin teknik şartnamesi esastır.
Drone'da RTK varsa kontrol noktasına gerek kalır mı?
Gereken kontrol noktası sayısı azalabilir, ama sonucu sınamak için bağımsız denetleme noktaları yine gerekir.
MapLab Survey 3D fotogrametride ne yapar?
Fotoğraflardan nokta bulutu, ortofoto ve dokulu 3B model üretir; LAS ve LAZ nokta bulutlarını da açar, arazi yüzeyi, kazı–dolgu hacmi ve DXF eş yükselti eğrisi çıkarır. Windows'ta çalışır, talep üzerine sunulur.
Teknik dayanaklar
Bu yazıdaki saha önerileri, aşağıdaki teknik standart ve resmi kaynaklarla uyumlu olacak şekilde hazırlanmıştır.
İlgili: Drone ile arazi ölçümü · LAS ve LAZ dosyası · Kazı-dolgu hesabı · MapLab Survey