Bibliography: pages 167-170. / The purpose of this thesis was to develop a near real time photogrammetric PC based system to study the regional body surface motions of human beings during respiration. By being able to measure the body surface motion of the human torso during breathing it is possible to evaluate the respiratory muscle functions, i.e. the functions of the diaphragm and intercostal muscles, the only skeletal muscles that are essential to life and which enable us to breathe. Previous studies in this field over the past years have successfully employed stereophotogrammetric analysis. The traditional photogrammetric method however was very time consuming in that it involved the taking of stereo pictures with 35mm cameras, developing the negatives and measuring them in a stereocomparator. The time factor involved severely restricted the research to physiologic studies. For the study to be expanded so that it could be used as a diagnostic tool in the hospital ward environment the time to obtain the necessary results had to be considerably reduced and simplified. A near real time photogrammetric PC based system had to be designed to replace the traditional photogrammetric method. A near real time system was developed for capturing dynamic pictures of the breathing cycle of the patients using a pair of video cameras, a two channel split screen vision mixer and a video cassette recorder with digital storage, all mounted on a custom built hospital cot for easy use in the hospital ward. The images to be measured are selected by viewing the split screen in dynamic stereoscopic mode and selected images are captured on an IBM personal computer equipped with an image processing card. A computing package called TAG has been designed for easy use by non-photogrammetric personnel to evaluate stored images. TAG guides the user through the different processing stages from connecting the video machine to the IBM computer, transferring the selected images, measuring control and object points on the images, and processing the data.

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In recent years the science revolving image matching algorithms has gotten an upswing mostly due to its benefits in computer vision. This has led to new opportunities for photogrammetric methods to compete with LiDAR data when it comes to 3D-point clouds and generating surface models. In Sweden a project to create a high resolution national height model started in 2009 and today almost the entirety of Sweden has been scanned with LiDAR sensors. The objective for this project is to achieve a height model with high spatial resolution and high accuracy in height. As for today no update of this model is planned in the project so it’s up to each municipality or company who needs a recent height model to update themselves. This thesis aims to investigate the benefits and shortcomings of using photogrammetric measures for generating and updating surface models. Two image matching software are used, ERDAS photogrammetry and Spacemetric Keystone, to generate a 3D point cloud of a rural area in Botkyrka municipality. The point clouds are interpolated into surface models using different interpolation percentiles and different resolutions. The photogrammetric point clouds are evaluated on how well they fit a reference point cloud, the surfaces are evaluated on how they are affected by the different interpolation percentiles and image resolutions. An analysis to see if the accuracy improves when the point cloud is interpolated into a surface. The result shows that photogrammetric point clouds follows the profile of the ground well but contains a lot of noise in the forest covered areas. A lower image resolution improves the accuracy for the forest feature in the surfaces. The results also show that noise-reduction is essential to generate a surface with decent accuracy. Furthermore, the results identify problem areas in dry deciduous forest where the photogrammetric method fails to capture the forest.

Made available in DSpace on 2014-06-11T19:22:25Z (GMT). No. of bitstreams: 0 Previous issue date: 2004Bitstream added on 2014-06-13T20:28:45Z : No. of bitstreams: 1 telles_sss_me_prud.pdf: 1366929 bytes, checksum: 8f13eb812304d2c1702fcb81ecb51119 (MD5) / Conselho Nacional de Desenvolvimento Científico e Tecnológico (CNPq) / Coordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES) / Com o aumento do uso das câmaras digitais não métricas em aplicações fotogramétricas, tem crescido a necessidade pela calibração destas câmaras e pela freqüência de realização desta. Com o objetivo de tornar mais simples a utilização e a automação desta etapa, foi desenvolvido um modelo matemático para calibração que usa feições retas, baseado no modelo dos planos equivalentes, com estimação dos parâmetros pelo método combinado. O modelo foi implementado em linguagem C++ em conjunto com o método convencional que usa as equações de colinearidade, de modo a permitir tanto a calibração com pontos quanto com retas. O método foi testado com dados simulados e dados reais e apresentou resultados satisfatórios, compatíveis com o modelo convencional. Para os experimentos com dados reais, foi ainda implementado um programa de extração de bordas com precisão subpixel. / Nowadays, digital cameras have been more and more employed in photogrammetric applications. However, the geometric of common camera is not rigid as metric cameras. Therefore, the need for camera calibration has been increasing; moreover it is important to be frequent. The use of straight lines can lead to an easy and fast camera calibration process due to the promising possibility of automation in the line extraction process. Following this thought, a mathematical model, based on the model of equivalent planes, was developed to include inner orientation parameters, using straight lines. This model was implemented using the unified method of adjustment with weight constraint to the parameters. The implemented program was tested using simulate and real data. The results have shown the developed model is comparable to the conventional one using control points. A feature extraction method aiming sub-pixel precision was implemented as well.

Orientador: Antonio Maria Tommaselli / Resumo: Com o aumento do uso das câmaras digitais não métricas em aplicações fotogramétricas, tem crescido a necessidade pela calibração destas câmaras e pela freqüência de realização desta. Com o objetivo de tornar mais simples a utilização e a automação desta etapa, foi desenvolvido um modelo matemático para calibração que usa feições retas, baseado no modelo dos planos equivalentes, com estimação dos parâmetros pelo método combinado. O modelo foi implementado em linguagem C++ em conjunto com o método convencional que usa as equações de colinearidade, de modo a permitir tanto a calibração com pontos quanto com retas. O método foi testado com dados simulados e dados reais e apresentou resultados satisfatórios, compatíveis com o modelo convencional. Para os experimentos com dados reais, foi ainda implementado um programa de extração de bordas com precisão subpixel. / Abstract: Nowadays, digital cameras have been more and more employed in photogrammetric applications. However, the geometric of common camera is not rigid as metric cameras. Therefore, the need for camera calibration has been increasing; moreover it is important to be frequent. The use of straight lines can lead to an easy and fast camera calibration process due to the promising possibility of automation in the line extraction process. Following this thought, a mathematical model, based on the model of equivalent planes, was developed to include inner orientation parameters, using straight lines. This model was implemented using the unified method of adjustment with weight constraint to the parameters. The implemented program was tested using simulate and real data. The results have shown the developed model is comparable to the conventional one using control points. A feature extraction method aiming sub-pixel precision was implemented as well. / Mestre

Um dos problemas que vêm sendo discutidos pela comunidade cartográfica brasileira é a atualização de documentos cartográficos, gerando estudos que procuram alternativas confiáveis, rápidas e econômicas para esta atividade. Este trabalho apresenta uma proposta metodológica rápida e econômica de atualização cartográfica, onde a premissa básica será a utilização de um estereopar híbrido, composto por uma fotografia aérea 23 x 23 cm (que foi utilizada no mapeamento existente) digitalizada matricialmente, e por uma imagem aérea digital recente obtida com uma câmara digital. Além disso, este trabalho apresenta discussões e resultados sobre a visualização estereoscópica do estereopar híbrido, quando utilizada para a detecção das alterações, e a extração das feições identificadas, completando assim o processo de atualização cartográfica. Esta estratégia de combinação de fontes diferentes de dados, para a formação de modelos estereoscópicos, pode acelerar o processo de revisão e atualização cartográfica reduzindo os custos e obtendo resultados satisfatórios. / Updating of cartographic documents have been discussed by the Brazilian cartographic community, generating studies that look for reliable, fast and economical alternatives for this activity. This work presents a fast and economical methodological proposal for cartographic updating, in which the basic approach is the use of a hybrid stereo-pair, composed by a 23 x 23 cm scanned aerial photography (that was used in the existing mapping), and by a recent digital aerial image, acquired by a digital camera. Besides that, discussions and results on the stereoscopic visualization of the hybrid stereo-pair are presented, focusing on change detection and extraction of the identified features, aiming cartographic updating. This strategy of combinating different sources of data, for stereoscopic models reconstruction can speed up the revision process and cartographic updating, reducing the costs and obtaining reliable results.

A obtenção de informações com qualidade sobre o nosso planeta vêm se tornando uma exigência cada vez maior. Tais informações devem apresentar um padrão mínimo de qualidade de acordo com as normas técnicas nacionais para que possam ser usadas para fins de: engenharia, cartografia, geoprocessamento e outros. Este trabalho traz subsídios para que os profissionais possam ter confiança na altimetria automática de sistemas fotogramétricos. Para isso, se realizou os modelos numéricos do terreno (MNTs) com pontos gerados automaticamente pelo sistema fotogramétrico digital SOCET SET, comparado com os dados levantados no campo com o uso do sistema GPS (Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global) em tempo real. Essa comparação foi realizada por método estatístico interno ao sistema fotogramétrico SOCET SET e o erro padrão obtido ficou na ordem de 26 cm. A partir desse resultado, gerou-se como produto final uma ortofoto da região em estudo. A utilização da ortofoto deve-se às características de imagens exclusivas deste tipo de produto que equivale a um mapa de linha e permite ver exatamente o objeto-imagem e não símbolos representativos. / Obtaining information with quality about our planet is becoming each time more necessary. These information must have at least the smallest standard quality according to the Brazilian rules about maps to that can be used in: engineering, cartography, data processing and others. This report deal with data to help profissionals giving them confidence in the automatic geometric height of pothogrammetrics systems. Therefore numeric terrain modeling were done with ponts generated automaticly by digital pothogrammetric system SOCET SET and compared with data collected in the field with the use of a GPS system (Global Positioning System) in real time. This comparison was realized by statistician method at SOCET SET pothogrammetric system and the standard error obtained stayed in twenty-six centimeters. As a result, the use of orthophoto, is due to its characteristics of exclusive image of this type of product what means a line map and allow to see exactly the image of the object and not representative symbols.

A obtenção de informações com qualidade sobre o nosso planeta vêm se tornando uma exigência cada vez maior. Tais informações devem apresentar um padrão mínimo de qualidade de acordo com as normas técnicas nacionais para que possam ser usadas para fins de: engenharia, cartografia, geoprocessamento e outros. Este trabalho traz subsídios para que os profissionais possam ter confiança na altimetria automática de sistemas fotogramétricos. Para isso, se realizou os modelos numéricos do terreno (MNTs) com pontos gerados automaticamente pelo sistema fotogramétrico digital SOCET SET, comparado com os dados levantados no campo com o uso do sistema GPS (Global Positioning System - Sistema de Posicionamento Global) em tempo real. Essa comparação foi realizada por método estatístico interno ao sistema fotogramétrico SOCET SET e o erro padrão obtido ficou na ordem de 26 cm. A partir desse resultado, gerou-se como produto final uma ortofoto da região em estudo. A utilização da ortofoto deve-se às características de imagens exclusivas deste tipo de produto que equivale a um mapa de linha e permite ver exatamente o objeto-imagem e não símbolos representativos. / Obtaining information with quality about our planet is becoming each time more necessary. These information must have at least the smallest standard quality according to the Brazilian rules about maps to that can be used in: engineering, cartography, data processing and others. This report deal with data to help profissionals giving them confidence in the automatic geometric height of pothogrammetrics systems. Therefore numeric terrain modeling were done with ponts generated automaticly by digital pothogrammetric system SOCET SET and compared with data collected in the field with the use of a GPS system (Global Positioning System) in real time. This comparison was realized by statistician method at SOCET SET pothogrammetric system and the standard error obtained stayed in twenty-six centimeters. As a result, the use of orthophoto, is due to its characteristics of exclusive image of this type of product what means a line map and allow to see exactly the image of the object and not representative symbols.

Um dos problemas que vêm sendo discutidos pela comunidade cartográfica brasileira é a atualização de documentos cartográficos, gerando estudos que procuram alternativas confiáveis, rápidas e econômicas para esta atividade. Este trabalho apresenta uma proposta metodológica rápida e econômica de atualização cartográfica, onde a premissa básica será a utilização de um estereopar híbrido, composto por uma fotografia aérea 23 x 23 cm (que foi utilizada no mapeamento existente) digitalizada matricialmente, e por uma imagem aérea digital recente obtida com uma câmara digital. Além disso, este trabalho apresenta discussões e resultados sobre a visualização estereoscópica do estereopar híbrido, quando utilizada para a detecção das alterações, e a extração das feições identificadas, completando assim o processo de atualização cartográfica. Esta estratégia de combinação de fontes diferentes de dados, para a formação de modelos estereoscópicos, pode acelerar o processo de revisão e atualização cartográfica reduzindo os custos e obtendo resultados satisfatórios. / Updating of cartographic documents have been discussed by the Brazilian cartographic community, generating studies that look for reliable, fast and economical alternatives for this activity. This work presents a fast and economical methodological proposal for cartographic updating, in which the basic approach is the use of a hybrid stereo-pair, composed by a 23 x 23 cm scanned aerial photography (that was used in the existing mapping), and by a recent digital aerial image, acquired by a digital camera. Besides that, discussions and results on the stereoscopic visualization of the hybrid stereo-pair are presented, focusing on change detection and extraction of the identified features, aiming cartographic updating. This strategy of combinating different sources of data, for stereoscopic models reconstruction can speed up the revision process and cartographic updating, reducing the costs and obtaining reliable results.

Na década de 90 com o aumento da capacidade de processamento e memória dos computadores, surgiu a fotogrametria digital, que tem como objetivo principal o mapeamento automático das feições naturais e artificiais do terreno, utilizando a imagem fotogramétrica digital como fonte primária de dados. As soluções fotogramétricas se tornaram mais compactas e versáteis. A estação fotogramétrica digital educacional E-FOTO é um projeto multidisciplinar, em desenvolvimento no laboratório de Fotogrametria Digital da Universidade do Estado do Rio de Janeiro, que se baseia em dois pilares: autoaprendizado e gratuidade. Este trabalho tem o objetivo geral de avaliar a qualidade das medições fotogramétricas utilizando a versão integrada 1.0β do E-FOTO. Para isso foram utilizados dois blocos de fotografias de regiões distintas do planeta: um bloco de fotografias (2005) do município de Seropédica-RJ e um bloco de fotografias antigas (1953) da região de Santiago de Compostela, na Espanha. Os resultados obtidos com o E-FOTO foram comparados com os resultados do software comercial de fotogrametria digital Leica Photogrammetry Suite (LPS 2010) e com as coordenadas no espaço-objeto de pontos medidos com posicionamento global por satélite (verdade de campo). Sendo possível avaliar as metodologias dos softwares na obtenção dos parâmetros das orientações interior e exterior e na determinação da exatidão das coordenadas no espaço-objeto dos pontos de verificação obtidas no módulo estereoplotter versão 1.64 do E-FOTO. Os resultados obtidos com a versão integrada 1.0β do E-FOTO na determinação dos parâmetros das orientações interior e exterior e no cálculo das coordenadas dos pontos de verificação, sem a inclusão dos parâmetros adicionais e a autocalibração são compatíveis com o processamento realizado com o software LPS. As diferenças dos parâmetros X0 e Y0 obtidos na orientação exterior com o E-FOTO, quando comparados com os obtidos com o LPS, incluindo os parâmetros adicionais e a autocalibração da câmara fotogramétrica, não são significativas. Em função da qualidade dos resultados obtidos e de acordo com o Padrão de Exatidão Cartográfica, seria possível obter um documento cartográfico Classe A em relação à planimetria e Classe B em relação à altimetria na escala 1/10.000, com o projeto Rural e Classe A em relação à planimetria e Classe C em relação à altimetria na escala 1/25.000, com o Projeto Santiago de Compostela. As coordenadas tridimensionais (E, N e H) dos pontos de verificação obtidas fotogrametricamente no módulo estereoplotter versão 1.64 do E-FOTO, podem ser consideradas equivalentes as medidas com tecnologia de posicionamento por satélites. / The acronym E-FOTO stands for an Educational Digital Photogrammetric Workstation. This is a multidisciplinary research project developed in The Rio de Janeiro State University. The E-FOTO project has two pillars: self-learning and gratuity. This dissertation evaluates the quality of the photogrammetric measurements performed by the 1.0β integrated version of the E-FOTO software. Two photogrammetric blocks of airborne imagery taken in different geographic areas were used accordingly: the former photogrammetric dataset is assembled from 12 photograms of the city of Seropédica-RJ, flown in 2005; the second photogrammetric block is a set formed from 6 very old photograms taken in 1953 over the region of Compostela, in Spain. The photogrammetric measurements taken in the E-FOTO were compared with those taken using the Leica Photogrammetry Suite (LPS 2010) commercial software. The ground truth is a set of 30 ground testing points (GCP) measured with a geodetic, dual frequency receiver of the Global Navigation Satellite System (GNSS/GPS) system. A digital photogrammetric mapping procedure was used to evaluate the E-FOTO software. For doing so, both interior and exterior orientation parameters of every image were computed. The photogrammetric computation of object-space coordinates of testing points was performed in the 1.64 version of the stereo plotter module of the E-FOTO. The comparisons of the results of the E-FOTO measurements with those taken from the LPS software can be considered identical, at the confidence level of 95%. The photogrammetric measurements performed in the 1.64 version of the E-FOTO stereoplotter module also match the tridimensional UTM coordinates (E, N and H) of the ground testing points at the same confidence level of 95%.