Syllabus dell'Insegnamento



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INSEGNAMENTODocente
Fotogrammetria - AGEDATRICCARDO SALVINI
Anno Accademico2011/2012
Periodo/OrarioCorso giÓ svolto
Corsi in cui è tenuto questo insegnamento
Master Universitario : Acquisizione e Gestione Dati Territoriali (AGEDAT)
Acronimo CFU Ore Docenza Ore Lavoro Studente
PFTG 4 32 100
Metodo Didattico Lingua del Modulo Frequenza Data Ultima Modifica
Lezione Frontale Italiano Obbligatoria 22-6-2010
Prova o Test Finale Orario di Ricevimento
Orale Il docente riceve gli studenti al termine delle lezioni, oppure previo appuntamento 
Prerequisiti
Non sono necessari prerequisiti per accedere al corso
Obbiettivi
Il corso fornisce i fondamenti della disciplina ed approfondimenti applicativi, che consentono di acquisire preparazione ed autonomia pratica nell’impiego di fotogrammi aerei e terrestri.
I partecipanti, mediante lezioni ed esercitazioni effettuate al calcolatore tramite il software Leica ERDAS Imagine, acquisiranno una reale capacità pratica nell’impiego dei dati fotogrammetrici perfezionando le loro competenze nei seguenti argomenti:
-    Ottica di base e visione stereoscopica
-    Fotogrammetria analitica
-    Sistemi fotogrammetrici digitali
-    Produzione di Modelli Digitali di Elevazione (DEM)
-    Produzione di immagini ortorettificate
-    Sistemi di fotogrammetria diretta
-    Stereoscopia satellitare
-    Fotogrammetria e Laser Scanning
-    Fotogrammetria e Geo-monitoraggio

Il corso ha l’obiettivo di insegnare i processi di estrazione di informazioni topografiche e geo-tematiche da foto aeree e terrestri. I partecipanti riceveranno nozioni sui sistemi di acquisizione dati attraverso tecniche analogiche, analitiche e di fotogrammetria digitale; saranno in grado di elaborare immagini analogiche e digitali al fine di produrre dati alternativi contenenti informazioni aggiuntive quali DEM, ortofoto e modelli 3D.
Contenuti
FONDAMENTI DI FOTOGRAMMETRIA
Introduzione alla Fotogrammetria
Applicazioni della Fotogrammetria
Fotogrammetria aerea
Fotogrammetria terrestre
Cenni Storici
Cicli fondamentali
Precursori
Dalla realtà alla rappresentazione prospettica
                Dalla rappresentazione prospettica alla misure reali dell'oggetto
Definizione Generale
Il processo fotogrammetrico
Presa dei fotogrammi
Presa aerea
Il piano di volo
                Compiti del personale di volo
                Altri parametri del piano di volo
                Condizioni meteorologiche per prese aeree
Camere fotogrammetriche, fotogrammi e orientamento interno
Classificazione delle camere
Camere metriche
Determinazione dell'orientamento interno
Certificato di calibrazione
Caratteristiche del materiale fotografico
Cerchio di confusione e Profondità di campo
Effetto di diffrazione
Risoluzione (potere risolvente)
Trascinamento (vedi piano di volo)
Contrasto
Sensibilità (rapidità dell’emulsione)
Pellicole pancromatiche
Pellicole ortocromatiche
Pellicola all'infrarosso
Filtri
Deformazioni delle pellicole e loro correzioni analitiche
Trasformazione coordinate strumentali - coordinate immagine
Correzione dell’effetto della rifrazione atmosferica
Camere semimetriche
Orientamento interno di camere semimetriche: risultati ottenibili
Camere non metriche
Modello semplice di calibrazione: equazioni di collinearità
Modello delle equazioni DLT (Direct Linear Transformation)
                Quanti punti occorrono?
                Significatività dei parametri

GEOMETRIA DELLE FOTO AEREE E STEREOSCOPIA
Caratteristiche geometriche delle foto aeree (Scala, Parallasse, Differenza di parallasse)
Misure di altezze attraverso la differenza di parallasse
Barra di parallasse
Introduzione alla stereoscopica
Visione stereoscopica
Modello tridimensionale senza stereoscopio
Visione pseudoscopica
Esagerazione delle altezze
Stereoscopi analogici
Trasferimento dei punti principali
Posizionamento delle foto sotto allo stereoscopio
Regolazione dello stereoscopio

FOTOGRAMMETRIA ANALITICA
Principi teorici
Rotazione nel piano
Rotazione nello spazio
Rotazione completa nello spazio
Rotazione nello spazio (composizione di tre rotazioni piane corrispondenti a tre movimenti dell’aereo)
Relazioni di similitudine tra triangoli
Proiezione centrale di un piano (omografia)
Caso particolare: piano dell’immagine parallelo al piano dell’oggetto
Il caso normale nella restituzione stereoscopica
Caso normale: propagazione degli errori
I parametri di orientamento interno
Determinazione dei parametri di orientamento esterno
Orientamento indipendente dei fotogrammi
Orientamento congiunto dei due fotogrammi - in un passo
Orientamento congiunto dei due fotogrammi - in due passi
Regole generali sulla precisione fotogrammetrica
Triangolazione di un blocco di fotogrammi
Triangolazione aerea a Modelli Indipendenti
Precisione della triangolazione aerea a modelli indipendenti
Triangolazione Aerea a Stelle Proiettive (Bundle Adjustment)

STRUMENTI DI RESTITUZIONE ANALOGICI E ANALITICI
Visione stereoscopica artificiale
Tecnica anaglifica
Stereoscopi
Strumentazione per la fotogrammetrica digitale
Principio della marca stereoscopica (marca mobile)
Stereorestitutori analogici
Restitutori analitici
Caratteristiche degli stereorestituori analitici
Stereo e mono comparatori
Motori di asservimento
L’interfaccia
Calcolatore e periferiche
Software di gestione
Programmi d’inizializzazione
Programmi di base
Programmi applicativi

SISTEMI DI FOTOGRAMMETRIA DIGITALE
Unità di Acquisizione
Acquisizione Indiretta delle Immagini
Sistemi di acquisizione indiretta (scanner)
Sistemi di acquisizione diretta
Formati di memorizzazione
Fotogrammetria digitale
Unità di restituzione
Algoritmi di base per la fotogrammetria digitale
Le Metodologie e le Primitive dell’Image Matching
Area Based Matching (ABM)
Autocorrelazione a pixel intero
Autocorrelazione sub pixel
La Correlazione ai Minimi Quadrati (LSM)
Raffinamento del Modello Parametrico
Precisione e Accuratezza dei Parametri
Convergenza della soluzione e  Valori Approssimati
Multiphoto Geometrically Constrained Matching (MGCM)
Considerazioni operative della correlazione
Algoritmi di autocorrelazione ed operazioni di orientamento
Ricampionamento (resampling)
Feature Based Matching (FBM)
Descrizione del Procedimento di Matching
Feature Extraction
Filtri
Elementi Lineari e Areali
Raggruppamento degli elementi, degli oggetti e delle strutture di una scena secondo il processo di visione del sistema umano

MODELLI DIGITALI DI ELEVAZIONE
Tecniche di estrazione di DEM
Tecniche di rappresentazione
TIN
Le maglie regolari di punti
Errori di misura delle quote
Specifiche tecniche per elaborare un DEM
Applicazione specifiche dei DEM
Passo della griglia
Determinazione dei punti di controllo e di appoggio
Manipolazione del DEM
Editing
Filtraggio
Fusione di DEM adiacenti o sovrapposti
Conversione tra strutture dati
Visualizzazione/ rappresentazione
Applicazioni dei DEM
Le Operazioni Fra Grid
I prodotti derivati dai modelli digitali del terreno
Calcolo dei valori di pendenza di una superficie
Calcolo della esposizione dei versanti
Illuminazione dei versanti
Funzioni idrologiche

PRODUZIONE DI IMMAGINI ORTORETTIFICATE
Ortofotoproiezione
Deformazioni di un fotogramma
Il raddrizzamento differenziale
Raddrizzamento di oggetti piani ripresi con fotogrammi inclinati
Raddrizzamento di oggetti tridimensionali
Precisione del raddrizzamento differenziale
Il raddrizzamento analogico
Ortofoto Digitali
Realizzazione di ortofoto digitali
Le immagini digitali
Generazione di ortofoto con DTM contenenti breaklines
Generazione di ortofoto con DEM contenenti edifici
Generazione di ortofoto di precisione
Generazione di ortofoto a grande scala con DTM denso (DDTM)
Mosaicatura delle ortofoto digitali
Stereo-ortofoto

FOTOGRAMMETRIA DIRETTA
Introduzione
Differenze concettuali fra la fotogrammetria diretta e quella tradizionale
Sistemi Inerziali di navigazione: l’esempio del Sistema Applanix
Sperimentazione: test e risultati
Voli effettuati
Risultati
L’introduzione della fotogrammetria diretta nel sistema produttivo

STEREOSCOPIA SATELLITARE
Approccio parametrico
Approccio non parametrico
Sistema di ripresa stereoscopica SPOT
Considerazioni sulla geometria di ripresa dei sensori pushbroom
Orientamento interno
Orientamento esterno
Equazioni di collinearità e Triangolazione del blocco satellitare
Scelta delle strereocoppie
Sistema di ripresa stereoscopica ASTER
Sistema di ripresa stereoscopica IKONOS
Sistema di ripresa stereoscopica QUICKBIRD
Sistema di ripresa stereoscopica EROS A1
Caratteristiche geometriche delle immagini Eros
Sistema di ripresa stereoscopica IRS-1C
Modelli Geometrici di orientamento
Materiale didattico
di riferimento per l'insegnamento

Dispense del docente
Diapositive della lezione del docente
Dati utilizzati dal docente nelle esercitazioni
Materiale disponibile
nel CGTlearning

Materiale per
approfondimenti
presente nella
Biblioteca Studenti

K. Kraus - Fotogrammetria - ed. Levrotto e Bella, Torino;
Selvini A., Guzzetti F. - Fotogrammetria Generale - ed. UTET, Torino;
Bezoari C., Monti C., Selvini A. - Fondamenti di rilevamento generale - ed. Hoepli;
Folloni G. - Principi di Topografia – ed. Patron
Note


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