FOTOGRAMETRİK RÖLEVE ALIMI ARAZİ ÇALIŞMASI

Transkript

1 SELÇUK ÜNİVERSİTESİ MÜHENDİSLİK-MİMARLIK FAKÜLTESİ FOTOGRAMETRİ ANABİLİM DALI HARİTA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ FOTOGRAMETRİK RÖLEVE ALIMI ARAZİ ÇALIŞMASI TEMMUZ 2009

2 1. FOTOGRAMETRİ HAKKINDA GENEL BİLGİ Fotogrametri genel olarak, cisimler ve oluşturdukları çevreden yayılan ışınların şekillendirdiği fotografik resimlerin ve yaydıkları elektro manyetik enerjinin kayıt, ölçme ve yorumlama işlemleri sonunda bu cisimler ve çevre hakkında güvenilir bilgilerin elde edildiği bir teknoloji ve bilim dalıdır. Temelde fotogrametri resim çekme noktasının konumuna göre, Hava Fotogrametrisi Yersel Fotogrametri olmak üzere ikiye ayrılır. Hava fotogrametrisi, topografik ve tematik haritaların üretimi, sayısal arazi modelleri elde etmek amacıyla kullanılır. Yersel fotogrametri ise Mimarlık, Harita Mühendisliği ile İnşaat Mühendisliği çalışmalarında, arkeoljik amaçlı çalışmalarda, tıpta, trafik kazaları, kriminoloji v.b çalışmalarında kullanılmaktadır. Yersel fotogrametri yöntemi fotogrametrik röleve yapımında yıllardır başarı ile kullanılan bir yöntemdir. Gelişen bilgisayar ve bilgi teknolojileri ile birlikte, klasik yersel fotogrametri yöntemi yerini dijital yersel fotogrametri yöntemine bırakmıştır. Dijital fotogrametri yöntemi ile bütün yöneltme ve çizim işlemleri bilgisayar ortamında gerçekleştirilmektedir. Bu yöntem, otomatik yöneltme ve ölçme işlemleri, dijital üç boyutlu vektör veri, sayısal ortofoto, sayısal yüzey ve arazi modellerinin üretimi gibi birçok imkân sunmaktadır. Elde edilen sonuç ürünlerin sayısal olması, bu ürünlerin belgeleme ve fotogrametrik röleve dışında üç boyutlu modelleme, üç boyutlu verinin görselleştirilmesi, yönetilmesi ve CBS ortamında sunulması gibi farklı uygulama alanlarında da kullanılmasına olanak sağlamaktadır. Uzun yıllar boyunca kullanılan klasik yersel fotogrametri yönteminde belgeleme ve röleve amacıyla fotoğraflar metrik kameralar ile çekilmekteydi. Tarihi ve kültürel mirasın özellikleri göz önünde bulundurularak mono olarak çekilen fotoğraflar tek fotoğraf değerlendirmesi (rödresman), yada stereo çekim durumunda analog stereo değerlendirme aletlerinde değerlendirilmekteydi. Dijital fotogrametri yöntemi ile birlikte semi metrik kameralar yada dijital kameralar ile çekilen fotoğraflar dijital fotogrametrik değerlendirme aletlerinde aktarılmaktadır. Bütün yöneltme ve çizim işlemleri bilgisayar ortamında gerçekleştirilmektedir. Dijital fotogrametri yöntemi, otomatik ölçme işlemleri, dijital üç

3 boyutlu vektör veri, sayısal ortofoto, sayısal arazi ve yüzey modelleri gibi birçok imkanlar sunmaktadır (Yastıklı, 2005). Gelişen bilgisayar ve bilgi teknolojileri ile birlikte, dijital yersel fotogrametri yöntemi ile elde edilen sonuç ürünler, belgeleme ve fotogrametrik röleve amacı dışında dijital CAD ortamında tarihi ve kültürel mirasın üç boyutlu modellenmesi, üç boyutlu verinin görselleştirilmesi, elde edilen verilerin yönetilmesi ve CBS ortamına aktarılarak bu verilerin sorgulanması gibi birçok uygulamada kullanılmaktadır (Duran, 2004).

4 2. FOTOGRAMETRİK DEĞERLENDİRME YÖNTEMLERİ 2.1 Analog Fotogrametri Analog kameralarla çekilen fotoğraf çiftlerinin optik mekanik aletlerle yöneltilerek stereo-modelin oluşturulmasını, değerlendirilmesini ve bu aletlere bağlanmış çizim masaları kullanılarak istenilen ölçekte çizim üretilmesini kapsar Analitik Fotogrametri Analitik fotogrametride veri olarak analog resimler kullanılmaktadır. Optik mekanik aletler bilgisayarlarla desteklenmiş ve bu şekilde fotogrametrik hesap başlamıştır. Ayrıca ürün bilgisayarda elde edildiğinden, bu ürünlerin bilgisayar destekli tasarım (CAD) sistemlerine aktarılması ve görsel efektler eklenmesi mümkündür. 2.3 Digital Fotogrametri Digital yöntemde, fotogrametriye temel olan tüm adımlar bilgisayarlar üzerinde sayısal olarak yapılmaktadır. Bunun için gerekli olan resimler, hava fotogrametrisinde uçak ve uydu görüntüleri ve yersel fotogrametri de CCD kameraları ile elde edilen sayısal resimler ve normal resimlerin tarayıcılar yardımıyla taranıp sayısal ortama aktarılması ile sağlanmaktadır. Günümüzde digital fotogrametri yaygın olarak kullanılmaktadır Digital fotogrametrik sistemler Digital fotogrametrik sistemler; optik, elektronik, matematik, fotoğrafçılık ve bilgisayar teknolojisi gibi çeşitli bilim dallarından yararlanılarak oluşturulmuş bir mühendislik uygulamasıdır. Bu sistemde, gerek kullanılan donanım ve yazılım gerekse yapılan işlemlerin tümü dijital olarak yapılmaktadır. Dijital görüntü işleme, bir bilgisayar yardımı ile görüntülerin elde edilmesi, depolanması işlenmesi ve çeşitli ölçme ve yorumlama amaçları için farklı türdeki gösterimlere hazır hale getirilmesidir. Böylelikle mühendislik

5 uygulamalarında önemli olan veri kaybı, presizyon, zaman gibi etkenler minimum seviyelerinde tutulmaktadır. Bu sistemde yapılacak uygulamalarda gereksinim duyulan, sayısal görüntülerne sistemleri başlıca dört bileşenden oluşmaktadır. Bunlar; Digital Kameralar, Digital Görüntüler, Ana Bilgisayar, Görüntü Analiz Yazılımından oluşur Digital kameralar Digital kameralar görüntü yüzeyi algılayıcının iki boyutlu alanını içeren coğrafi objelerin kayıt edilmesi için kullanılır. Bu algılayıcıların yük durumları belirli zaman aralıklarında okunan analog sinyallerle belirlenir. Daha sonra analog-digital dönüşümünü takriben sinyaller sayısallaştırılır. CCD (Charge Couple Device) kameralar digital fotogrametrik kameralar için en yaygın olanlarıdır. Bu kameralar yapıları bakımından normal kameralar ile mukayese edildiklerinde daha küçük ve nispeten daha sağlamdır. Fotogrametrik uygulamalarda CCD kameralar, algılama üstünlükleri, düşük güç gereksinimi, küçük boyut ve taşınabilirlik, düşük fiyat ve bakım gerektirmernesi gibi üstünlüklere sahiptir. CCD kameraların en önemli özelliği, lineerlik ve dengeyi birlikte ele almasıdır. Bunlar görüntü ölçme prezisyonunda önemli bir avantajı gösterir Digital görüntüler Bir digital resim, g ij elemanlı iki boyutlu G matrisinden oluşur. Her bir elemana bir piksel denir. Kullanılan pikseller birer bilgi taşıyıcıdır. Bu değerlerin daha geniş olarak kullanıldığı durumlar, siyah beyaz resimler için O ile 255 arasındadır ve bu değer insan gözünün gri renk tonu ayırt etme olanağının üstündedir. Siyah-beyaz resimlerde piksel değerleri gri tonlarını veya değerlerini temsil eder. Renkli resimlerde ise aynı sırada üç farklı resim matrisi bulunur. Digital resimlerin fotogrametrik amaçlarda kullanılabilmesi için, resim koordinat sistemi ile piksel koordinat sistemi arasında bir ilişki kurulması gerekmektedir.

6 Digital kameralar ile resmi çekilen yüzey fotografik değil de elektronik olarak kaydedilir. Böylece binlerce yük haline dönüştürülmüş resimler bir ara sistem yardımıyla bilgisayara aktarılır. Tüm bu işlemler fotografik zorlukları ve resim kaybı, resim büzüşmesi, distorsiyon gibi hata unsurlarını ortadan kaldırmaktadır Ana bilgisayar Bir ana bilgisayardan istenen, daha sonraki işlemler için bir çerçevenin tam depolanmasını sağlayacak diskinin bulunması, analiz için ana belleğin yeterli olması ve eş zamanlı işlem durumunda çerçevelerden alınan görüntü verilerinin depolanabilmesidir Görüntü analiz yazılımı Digital fotogrametride görüntü analiz yazılımının önemi büyüktür. Bunun nedeni olarak pratiklik, gereksinimlere cevap verebilme ve yüksek doğruluk gibi kriterleri sayabiliriz. Dolayısıyla bir görüntü yazılım programında şu özellikler bulunmalıdır: 1.Düşeye çevirme ve ortofoto yapabilmelidir. 2.Üç boyutlu cisim belirlemesi yapabilmelidir. 3.İstenilen sayı ve büyüklükte resim işleyebilmelidir. 4.Kamera kalibrasyonu yapabilmelidir. 5.Cad sistemine bağlamak mümkün olmalıdır. 6.Görüntü eşleştirme yöntemiyle subpiksel doğruluğa erişmek mümkün olmalıdır. 7.Tam otomatik yaklaşık değer belirleyebilmeli ve kaba hataları ayıklayabilmelidir. 8.Sayısallaştırıcı kullanımına ihtiyacı olmamalıdır. 9.Endüstri, Mimari, ve Hasar belirleme gibi alanlarda çok geniş kullanım ve görüş olanakları sunmalıdır. 10.Kullanım kolaylığı bulunmalıdır. 11.Yarı otomatik nokta ölçmesi yapabilmelidir. 12.Tam otomatik ağ plaka ölçmesi yapabilmelidir. 13.Analog ve digital kameraları kullanabilmelidir. 14.Esnek resim çekme konfigürasyonuna sahip olmalıdır. 15.Cisimleri tam anlamlı dokümantasyon ve arşivleme özelliğine sahip olmalıdır.

7 2.3.2 Digital fotogrametrinin kullanım alanları 1. Ortofoto haritaları oluşturulması. 2. Fotogrametrik hâlihazır yapımı. 3. Yapısal hareket ve deformasyonların gözlenmesi. 4. Köprü hareketlerinin ölçülmesi. 5. Baraj deformasyonlarının ölçülmesi. 6. Deprem ve yer kayması hasar tespiti ölçmeleri. 7. Karayolu tasarım ve planlama uygulamaları. 8. Anayol kavşaklarının detaylandırılması. 9. Boy ve en kesitlerin çıkartılması. 10. Toprak işleri hesapları. 11. Yapısal hareket ve deformasyonların ölçülmesi. 12. Yapı ölçmeleri. 13. Mimari ve arkeolojik uygulamalar. 14. Üç boyutlu modellendirme 15. Rölöve ve restitüsyon projeleri 16. Silüet çıkarımı 17. Boy ve en kesit çıkartılması 18. Tünel ve yeraltı kazı ölçmeleri. 19. Yer kabuğu hareketlerinin tespiti. 20. Erozyon ölçmeleri. 21. Gemi inşası ve tasarımı. 22. Uçak ve otomobil sanayisi. 23. Haberleşme antenlerinin ölçülmesi. 24. Kar derinliğinin ölçülmesi. 25. Nükleer santral ölçmeleri. 26. Soğutma kulelerinin gözlenmesi. 27. Sanayi boru sistemlerinin montajı. 28. Depolama tanklarının ölçümü.

8 2.4. Yersel (Yakın Resim) Fotogrametri Yakın resim fotogrametrisi ya da yersel fotogrametri objelerin birkaç cm lik çekim mesafesinden 300m uzaklığa kadar olan çekim mesafelerinde objelerin yer kameraları aracılığı ile çekilmiş görüntülerin üç boyutlu değerlendirilmesi ile ilgili işlemler olarak adlandırılır. Resim çekme makinesi ister optik isterse de digital formatta olsun genel olarak kullanılan resim ebatları dikdörtgen yapıdadır. Bu nedenle bu resimlerin uzun kenarı ve kısa kenarı gören iki ayrı görüş açısı mevcuttur. Oysa hava fotogrametrisinde resimler kare formatta olduğundan bu tür resimlerde tek bir görüş açısı vardır. Genel olarak yakın resim fotogrametrisinde objelerin bir model içerisinde kalması ve değerlendirmenin olabildiğince tek model olarak yapılması arzu edilir. Bu nedenle objenin şekli ve kullanılan kameranın odak uzaklığı, görüş açısı gibi parametreleri dikkate alınarak en uygun çekim mesafesi hesaplanır.

9 3.ARAZİ ÇALIŞMASINDA KULLANILACAK PHOTOMODELER YAZILIMI PhotoModeler programı Windows 95 ve daha üstü versiyonlarında çalışabilen ve minimum şartları; 16 M.B. Ram, 30 M.B. boş alan, 800x600 ekran çözünürlüğü, renkli özelliklere sahip Pentium model bilgisayarlarda kullanılır. PhotoModeler fotoğraflardan 3 boyutlu verilerin elde edilmesi, 3 boyutlu ölçümlerin yapılması ve 3 boyutlu modellerin oluşturulması esasına dayanır. 3D görüntüleyici, 3D modelinin interactive bir görüntüsü ve Measure Tool interactive olarak koordinat, mesafe ve alan ölçümlerini sağlar. 3D modelleri dxf (2D ve 3D), 3D Studio, Wavefront OBJ, WRML (1 ve 2), Raw ve Microsoft DirectX formatlarında ithal edilebilir. PhotoModeler'in bazı modern niteliklerini şöyle sıralayabiliriz: 1. Yüzey Çizimi: Noktalar yalnız bir fotoğraf (yüzey) üzerinde işaretlenebilir ve 3D nokta yerleşimi, kameranın yönelimi ve yüzey bilindiği zaman hesaplanır. Düzlemdeki büyük detaylan işaretlemek (inşaat, tuğla) ve düzlemsel eğrileri (patinaj işaretleri gibi) işaretlemek için kullanılır. 2) Silindir Modellerme : İşletme borularında kullanılabilir. 3) Şekil Yapı İthali: Yüzeylerden şekilleri çekmek ve perspektif bozukluklarını ortadan kaldırmak için kullanılan bir tool'dur. 4) Otomatik Kamera Yönelimi: Kamera istasyon yönelimi tamamen otomatiktir. Kontrol yönelimi PhotoModeler Pro 4.0'ı kullanmak için daha kolay yaparak, 3D işleme ilave edilir. 5) Kontrol Noktaları ve Perspektif Eşleme: PhotoModeler' e 3D nokta mevkilerini girip, kamera pozisyon ve açılarını otomatik olarak üretebilirsiniz. 6)Ters Kamera: Karakteristiği bilinmeyen bir kamera ile alınan fotoğraftan kamerayı yeniden kurma bilgisi için olan tool grubudur. PhotoModeler' in kullanıldığı alanlar şu şekilde sıralanabilir: 1. Mimari: - Korumak amacıyla eski yapıları belgelemek için. - Görüntü çalışmaları ve görüntüleme amacıyla 3D modelleri üretmek için. - Var olan yapıların çizimlerinin yapılması için. 2. Arkeoloji: - İnsan eliyle yapılan eski eserleri modellemek için.

10 - Kazı alanlarını belgelemek için. - Gemi enkazıyla ilgili ölçümleri yapmak için. - Korunmak amacıyla eski yapıları belgelemek için kullanılır. 3. İşletme Proje ve Boruları: - Var olan proje ve işletme boru yapılarının 3D modelini üretmek için. - İşletme projesinin donanım ve tasarımında yardımcı olmak için. - Var olan yapıların çizimlerinin yapılması için kullanılır. 4. Kazalar: - Mahkemede animasyon için taşıt modellerinin üretilmesinde. - Fotoğraflardan araç ezilmesinin ölçümlerinde. - Fotoğraflardan yerleşim, mesafe ve uzunluğun kaza alanındaki ölçümlerini yapmada kullanılır. 5. Multimedia-Animasyon- VRML: - 3D Studio, Truespace ve diğer 3D Software'de kullanılacak 3D modelleri kurmak için. - Animasyon ve tercümede modeller kurmak için. - Bilgisayar tabanlı eğitimde nesneleri modellemek için. -Web sayfalarında göstermek amacıyla, Photo-Textured VRML modellerini oluşturmak için kullanılır.

11 4. YERSEL FOTOGRAMETRİK DEĞERLENDİRME İŞLEMLER 4.1 Arazi İşlem Adımları Arazi ölçümünde ilk olarak ön hazırlık yapılmak üzere istikşaf yapılır. Poligon istikşafı için obje üzerinde her yüzeydeki detay okumalarını yapabilmek amacıyla seçilen uygun yerlere poligon tesis edilir. Obje üzerindeki detay okumalarının daha hassas olabilmesi için obje üzerine ölçüm noktaları belirlenir. Bu ölçüm noktalarını okuyabilmek için lazer ölçümü yapabilen 3007 ve bunun dengi aletler kullanılabilir. Poligonlara verilecek koordinat sistemi yerel olabileceği gibi ülke koordinat sisteminde de olabilir. Şekil 1 Obje Üzerine Dağılmış Kontrol Noktaları 4.2. Photomodeler Yazılımındaki İşlem Adımları PhotoModeler ile model oluşturmanın adımları; 1. Kalibre edilmiş veya yaklaşık değerdeki fotoğraf makinesinin tanımlanması 2. Ölçüm Projesinin tanımlanması 3. Nesne veya sahnenin fotoğraflarının çekilmesi 4. Yeni proje oluşturulması 5. Fotoğrafların PhotoModeler ortamına taşınması 6. Fotoğraf üzerindeki noktaların işaretlenmesi 7. Farklı fotoğraflar üzerindeki aynı noktaların eşleştirilmesi

12 8. Veriyi işleme tabi tutma 9. Oluşan üç boyutlu veriyi bilgisayar destekli tasarım ( CAD ) veya grafik programına taşıma Kalibre Edilmiş veya Yaklaşık Değerdeki Fotoğraf Makinesinin Tanımlanması PhotoModeler fotoğrafların çekilmesinde kullanılan fotoğraf makinesinin, tanımlanmasını gerektirir. Bu tanımlama sadece bir kere oluşturulur ve bundan sonra aynı fotoğraf makinesi ile yapılan projelerde bu tanımlama bilgisi kullanılır. Her bir fotoğraf makinesi veya mercek/kamera kombinasyonu kendi tanımlamasını gerektirir. Bu tanımlama odak uzaklığı, görüntü ölçeği, görüntü merkezi ve mercek distorsiyon verilerini içerir. PhotoModeler bu tanımlama bilgisini fotoğraf üzerindeki noktalar ve üç boyutlu noktalar arasındaki uygun geometrik ilişkiyi oluşturmak için kullanır. Fotoğraf makinesi tanımlama dosyası (*.cam) bir bütün halinde, fotoğraf makinesi, mercek ve tarayıcıyı tarif eder. Eğer bunlardan herhangi biri değişir ise yeni kalibrasyon gerektirir. Fotoğraf makinesi tanımlaması; yaklaşık veya tamamen aynı olabilir. Her iki fotoğraf makinesi tanımlamaları da Camera Calibrator programı tarafından oluşturulabilir. PhotoModeler sadece yaklaşık fotoğraf makinesi tanımlaması yapabilir. Yaklaşık fotoğraf makinesi tanımlaması oluşturmak fotoğraf makinesi ile ilgili bilginin girilmesini gerektirir. Kalibrasyon tanımlama bilgisini yaratmak için PhotoModeler programı ile birlikte verilen kalıbın fotoğraflanmış ve Camera Calibrator programınca işleme tabi tutulmuş olması gerekmektedir. Yeni bir fotoğraf makinesi ( tanımlama bilgisi olmayan ) ile hemen bir projeye başlanmak istendiğinde en uygun yol önce yaklaşık tanımlama bilgisi yaratmak ve daha sonra yüksek doğruluk gerektiğinde kalibrasyonlu tanımlama bilgisi oluşturulur Kalibrasyon işleminin adımları: Kalıp çıkartma metoduna karar verilmesi Yazıcı ya da plotter yardımı ile çıktı alınması Kalıp farklı açılardan resim çekilebilecek düz bir zemine yapıştırılır.

13 Kalibrasyon kalıbının pozlanmasına hazırlanılması Kalibrasyon fotoğraflamasının planlanması, bu işlemi biraz daha kolaylaştıracaktır. Oda aydınlatması: Kalibrasyonun kaymasını engellemek için odanın ışıklandırması kontrol edilir. Tripod kullanımı: Tripod kullanımı tavsiye edilir fakat pozlama süresi yeterince yüksek ise tamamen gerekli değildir. Flaş kullanımı: Eğer basılı kalibrasyon kalıbı kullanılacaksa flaş kullanılabilir ama, çok fazla parlak kızgın noktalardan kaçınılmalıdır. Duvarın Şekli: Eğer kalibrasyon kalıbı yansıtılacaksa ya da basılı kalıp duvara yapıştırılacaksa duvarın düz olmalıdır. Şekil 2 Kalibrasyon kalıbı

14 Kalibrasyon kalıbının dokuz farklı şekilde pozlanması; Kalibrasyon kalıbı dokuz farklı açıdan durumlarında pozlanır Dokuz adet fotoğrafın bilgisayara aktarılması; Farklı yönlerden çekilmiş olan dokuz adet fotoğraf PhotoModeler ortamına alınır Kullanılan Fotoğraf makinesinin tipinin ve yaklaşık odak uzaklığının not alınması; Kullanılan fotoğraf makinesi bilgileri üretici firma tarafından açıklanmaktadır. Bu bilgiler not alınarak tanımlama bilgisi oluşturulurken girilir Yeni kamera Kalibrasyon Dosyasının oluşturulması; Yukarıdaki işlem adımlarına dikkat edilerek Camera Calibrator programında kalibrasyon dosyası oluşturulur. Oluşturulan dosyada kamera tanımlama bilgileri saklanır. Bu bilgiler daha sonra PhotoModeler tarafından kullanılır Ölçüm Projesinin Tanımlanması: Birden fazla fotoğraf yardımıyla değerlendirmede modellenecek tüm nokta ve hatların en az iki veya daha fazla fotoğrafın kesin geometrik kısıtlamaları karşılaması gerekir. Bu sebepten dolayı fotoğrafların çekimi sırasındaki konumlar dikkate alınmalıdır. Fotoğraflar planlanırken istenilen her nokta ve detayın fotoğraf çekilirken pozlanmasına dikkat edilmelidir. Örneğin; eğer modellenecek nesnenin sadece dış yüzeyi boyutlandırılacak ise nesneyi bütün olarak görecek uzak mesafeli fotoğraflar çekilmelidir ancak bazı süslemeler ve detaylar da boyutlandırılacaksa yakından çekilen fotoğraflar kullanılmalıdır.

15 Nesne veya Sahnenin Fotoğraflarının Çekilmesi: Fotoğrafların bazıları kötü ışıklandırma ya da kötü odak ayarına sahip olabilir veya daha sonra planlanandan daha fazla detaya ihtiyaç duyulabilir. Bu nedenle fotoğraf çekiminde ihtiyaç olandan daha fazla fotoğraf almak gerekir Yeni Proje Oluşturulması: Öncelikle File (dosya) menüsünde New Project (Yeni proje) sekmesi seçilerek yeni bir proje yaratma işlemine başlanır.. Şekil 3 Photomodeler programında yeni proje açma işlemi Ekrana gelen pencerede işlem adımları görünmektedir. Next (Sonraki) butonuna basılarak daha sonraki aşamaya geçilir.

16 Şekil 4 Photomodeler da işlem adımları Proje parametreleri belirlenir çalışma birimi (metre-inç-santimetre) gibi uzunluk birimlerinden biri ile çalışılan objenin yaklaşık boyutu girilir. Şekil 5 Proje parametreleri ve boyutunun belirlenmesi. Ekrana gelen bu pencerede Next (Sonraki) butonu seçilerek kamera ayarlarına geçilir.

17 Şekil 6Kamera ayarlarına geçiş penceresi Kullanılan kameranın daha önce programda kullanılmış ya da ilk defa kullanılacak olduğunun belirlendiği aşamadır. Kameraya ait kalibrasyon dosyası oluşturulmuş ise A camera used by Photomodeler previously (daha önce PhotoModeler tarafından kullanılmış kamera) ikonu seçilir. Şekil 7 Kamera belirleme sayfası

18 Daha önce kullanılmış olan kameranın Camera Calibrator da oluşturulmuş dosyası ya da herhangi bir projede kullanılmış ise o proje dosyasına ait dizinin gösterildiği bölümdür. Şekil 8 Kalibrasyon dosyasının seçilmesi. Şekil 9 Kalibrasyon dosyasının seçilmesi

19 Kalibrasyon dosyasından alınan kamera parametrelerinin gösterildiği ekrandır. Odak uzaklığı, pixel olarak görüntü boyutları, görüntü genişliği ve yüksekliği ile görüntü orijin noktası koordinatları yer alır. Şekil 10 Kamera parametreleri gösterim penceresi Fotoğrafların PhotoModeler Taşınması: Fotoğraflar bilgisayar disk sisteminde saklanabileceği biçimde dijital gösterim şekline dönüştürülmelidir. Photomodeler birçok değişik formattaki dijital fotoğraflar ile çalışabilir. Bu kabul edilen formatlar ;TIF BMP, PCX, TGA, JPG, PNG, PCT, PSD,PPM, MAC,CAL ve PCD 'dır. Çoğu dijital fotoğraf makinesi bilgisayar ile fotoğraf makinesi arasındaki iletişimi sağlamak için ara birim kablosu ve yazılım ile birlikte gelirler. Bu yazılım resimleri fotoğraf makinesinden hard diske aktarır. Bazı dijital fotoğraf makineleri de PC-kartı, taşınabilir hafıza kartı veya PC ye sokulabilen disk-kart a sahip olurlar, görüntüler bu kart üzerinden hard diske kopyalanırlar.

20 Dijital görüntü biçimindeki fotoğrafların PhotoModeler alınması için öncelikle yeni bir proje oluşturulma işlemi yapılmış olmalıdır. Kamera parametrelerinin gösterildiği pencerede Next butonuna basılarak Fotoğraf, Add/Remove Images ( resim ekle/çıkar) butonu seçilerek daha sonraki aşamaya geçilir. Şekil 11 Fotoğrafların PhotoModeler ortamına aktarılması

21 Burada da fotoğrafların bulunduğu dizin seçilerek fotoğrafların Photomodeler aktarılması sağlanır. Şekil 12 Projeye alınacak fotoğrafların seçilmesi Projede kullanılacak fotoğraflar belirlenerek sağa aktarma tuşu yardımıyla projeye alınır. Şekil 13 Fotoğrafların projeye alınması.

22 Fotoğraf Üzerindeki Noktaların İşaretlenmesi: Öncelikli olarak çalışılacak projenin ölçeklenmesindeki yöntem belirlenmelidir. Eğer proje doğrudan obje üzerinden alınan ölçüler ile ölçeklenecek ise detaylan işaretlendikten sonra aralarındaki uzunluklar ölçeklendirme menüsünden girilerek obje ölçeklendirilir. Eğer bir elektronik takeometre ile kontrol noktaları ölçülmüş ise öncelikle bunların işaretlenmesi daha doğru olacaktır Kontrol noktalarının işaretlenmesi; Objenin pozlanması sırasında detayların yoğunluğu ve net görülebilirlik gibi faktörler dikkate alınarak kontrol noktaları belirlenir. Bu noktaların yerel veya ülke koordinatları (X,Y,Z) elektronik takeometre yardımı ile ölçülür. Belirlenen bu koordinatlar aktarım kablosu ile bilgisayara aktarılır ve koordinatlarının bulunduğu dosya PhotoModeler yazılımına alınmalıdır. Bunun için import denilerek daha sonraki adıma geçilir. Şekil 14 Kontrol noktalarının PhotoModeler aktarılması

23 Ekrana gelen pencerede alınacak dosya türü Text Control File (Metin) seçilmeli, ve Browse (Dizin Seç) butonu yardımıyla bir sonraki aşamaya geçilmelidir. Şekil 15 Dosyasının türünün belirlenmesi Kontrol noktalarına ait koordinatların bulunduğu dosya seçilerek açılmalıdır. Şekil 16 Koordinat dosyasının seçilmesi

24 Artık kontrol noktaları Photomodeler Yazılımına alınmış durumdadır. Tamam denilerek kontrol noktaları işaretlenmeye başlanabilir. Şekil 17 Kontrol noktalarının projeye aktarılması Kontrol noktalarının alımı sırasında oluşturulan krokiler yardımı ile kontrol noktalarının yerleri resim üzerinde tespit edilir ve işaretlenir. Bu işlem aynı kontrol noktası görünen tüm fotoğraflarda yapılır. Amaç kontrol noktaları sayesinde iç ve dış yöneltme işlemlerinin yapılmasıdır. Şekil 18 Kontrol noktalarının işaretlenmesi

25 Detay noktalarının işaretlenmesi; Çekilen fotoğraflar Photomodeler ekranında gösterilir. Burada önemli olan; ana hatları göstermek için noktaların işaretlenmesi ve çizilmesidir. Fotoğraf üzerindeki detaylar Point Mode (nokta modu) seçilerek tek tek işaretlenir. Ya da detayın geometrik şekli dikkate alınarak Line Mode (doğru modu) ile detaylar işaretlenebilir. Eğer detaylar eğri bir yapıya sahip ise daha önce nokta modunda işaretlenmiş olan detay köşeleri arasına Curve Mode (eğri modu) ile eğri çizilebilir. Şekil 19 Detay noktalarının işaretlenmesi.

26 Farklı Fotoğraflar Üzerindeki Aynı Noktaların Eşleştirilmesi: Photomodeler çoklu fotoğraflardaki işaretleri, üç boyutlu modelde noktaların nerde olduğunu belirlemek için kullanır. Bir fotoğrafta nokta veya çizgi gösterdiğinizde, aynı nokta veya çizgiyi bulunduran diğer fotoğraflarda da işaretleme yapılmalıdır. Photomodeler programının farklı fotoğraflarda aynı noktaların işaretlenmesine ihtiyacı vardır, aksi halde program fotoğraflardan bu bilgilere ulaşamaz. Eşleştirme işlemi için Reference mode (Referans modu) seçilerek, kaynak ve hedef fotoğraflar seçilmelidir. Daha sonra kaynak fotoğraftaki noktalar seçilerek hedef fotoğraf üzerinde işaretlenmelidir. Aynı noktanın iki resimde eşleştirilmesi dengeleme için yeterlidir ancak nokta konumunun daha doğru belirlenebilmesi için üç resimde eşleştirilmesi gerekmektedir. Şekil 20 Farklı fotoğraflar üzerindeki aynı noktaların eşleştirilmesi

27 Verilerin Dengelenmesi: Başlangıç işaretleme ve referans işlemi tamamladıktan sonra, Photomodeler işlem basamaklarından verinin işleme tabi tutulması basamağı Processing butonu seçilerek gerçekleştirilir. Eğer makul ölçüde dikkatlice çalışılmışsa, Photomodeler verilerden üç boyutlu model oluşturmak için birkaç dakika çalışacaktır ( Process işleminin süresi işaretlenen noktaların ve fotoğrafların sayısına bağlı olarak değişmektedir ). PROCES Şekil 21 Dengeleme butonu Photomodeler fotoğraf makinesi ve fotoğraf işaret bilgisinden 3D model oluşturmak için özel sayısal algoritmayı kullanır. Ekrana gelen Processing penceresinde proje bilgileri yer alır. Herhangi bir hata var ise Öneriler kısmında nasıl düzeltilebileceği gösterilir. Proje kalitesi sağ tarafta 1-5 arasında rakamlarla ifade edilir. Process (Dengele) butonu yardımıyla dengeleme işlemine geçilir.

28 Şekil 22 Photomodeler yazılımında Dengeleme Penceresi Bu aşama, fotoğraf makinesi istasyonlarının açıları ve pozisyonlarını, nesne noktalarının ve kenarlarının pozisyonlarını her bir tekrarlamada ayarlar. Şekil 23 Dengeleme İşlemi Dengeleme işleminden sonra işlemin başarılı olup olmadığının gösterildiği penceredir. Dengeleme işleminin başarılı olması durumunda projeye devam edilir başarılı olmaması durumunda işlem adımları kontrol edilerek hatanın nerde olduğu bulunmalı ve düzeltilerek işlem adımları tekrarlanmalıdır. Şekil 24 Dengeleme sonucu ve hata miktarı

29 Oluşan Üç Boyutlu Veriyi Bilgisayar Destekli Tasarım (CAD) veya Grafik Programına Taşıma: Üç boyutlu model PhotoModeler tarafından yaratıldıktan sonra proje PhotoModeler ortamında saklayabilir ya da bilgisayar destekli tasarım ya da grafik programına aktarılabilir. Üç boyutlu model DXF, 3DS, OBJ, VRML, X, IGES ya da RAW dosyası okuyabilen programlar yardımıyla açılabilir. Üç boyutlu modelin farklı bir programa aktarılması için öncelikle PhotoModeler tarafından formatının dönüştürülmesi gerekir. Bunun için Export Options penceresi açılarak dönüştürülecek nesneler ve format seçilerek dönüşüm yapılır (Eos Systems Inc., PhotoModeler, 2000). Şekil 25 Üç boyutlu modelin farklı formata Dönüştürülmesi.

30 Şekil 26 Kesikbaş Kümbeti nin Photomodeler ortamında 3 boyutlu görüntüsü Şekil 27 Kesikbaş Kümbeti nin Photomodeler ortamında 3 boyutlu görüntüsü

31 Şekil 28 Kesikbaş Kümbeti nin Photomodeler ortamında 3 boyutlu görüntüsü Şekil 29 Kesikbaş Kümbeti nin Photomodeler ortamında 3 boyutlu görüntüsü

32 Şekil 30 Kesikbaş Kümbeti nin Photomodeler ortamında 3 boyutlu görüntüsü Şekil 31 Kesikbaş Kümbeti nin Autocad ortamında 3 boyutlu görüntüsü (Eos Systems Inc.PhotoModeler, 2000).

33 5. DOSYA TESLİMİ Her grup çalışmaları ile ilgili aşağıda belirtilen içerikleri kapsayan bir dosyayı teslim etmelidir. 1. Çalışılan objeyi tanıtma 2. Obje etrafında döşenen poligonlarla ilgili bilgiler (Poligon kanavası, poligon hesabı, koordinat değerleri) 3. Obje yüzeyinde belirlenen noktalarla ilgili bilgiler (Ölçü krokisi, koordinat hesabı ve koordinatlar) 4. Resim çekim işlemi hakkında bilgi 5. Kullanılan kameranın kalibrasyonu 6. Değerlendirme işlemleri 7. Çizim işleri

34 6. PROJE BAŞARI DEĞERLENDİRMESİ Her ekip tek bir proje raporu hazırlar. Elemanlar bu proje raporunun bir kopyasını alırlar ve saklarlar. Proje başarı notu, iş değerlendirme notu ve görev değerlendirme notundan hesaplanır. 1. İş değerlendirmesi: a-) Arazi çalışmalarının bitiminde, her elemanın jüri önünde, yapılan işlerden sözlü ve uygulamalı sınavı yapılır. Bu sınavda elemanların aldığı notların aritmetik ortalaması ekip arazi çalışması notu olarak alınır. b-) Büro çalışmalarının bitiminde ekibin hazırladığı proje raporu (içeriği ve örneği ders tanıtım formunda verilecek) ilgili Öğretim Elemanlarından oluşan jüri tarafından değerlendirilir. Proje raporu tam olmayan ekip vizesiz sayılır. Kabul edilen proje raporuna bir ekip proje raporu notu verilir. c-) Hazırlanan proje raporu, iş adımı sırasına göre rastlantısal sırada seçilen elemanlar tarafından sunulur. Her elemanın sunumu sınav komisyonu tarafından notla değerlendirilir. Bu notların aritmetik ortalaması ekip sunum notu olarak alınır. 2. Görev Değerlendirmesi: a-) Arazi çalışmalarının ve Büro çalışmalarının sonunda ekip elemanlarının birbirlerini değerlendirdikleri eleman görev değerlendirme anketi yapılır. Her eleman için bir Görev Değerlendirme Notu hesaplanır. b-) Arazi ve Büro çalışmaları tamamlandıktan sonra ilgili Öğretim Elemanı, Öğretim Elemanı Görev Değerlendirme Anketi ni doldurur. Biçimde değerlendirilerek her eleman için bir Öğretim Elemanı Görev Değerlendirme Notu bulunur. 3. Proje Başarı Notu (PBN): PBN = Ekip Arazi Çalışması Notu*%25 + Ekip Proje Raporu Notu*%25 + Ekip Sunum Notu*%20 + Ekip içi görev değerlendirme notu*%15 + Öğretim Elemanı Görev Değerlendirme Notu*%15 olarak hesaplanır

35 EKLER

36 FOTOGRAMETRİK RÖLÖVE ALIMI DERSİ ARAZİ ÇALIŞMA PLANI Konu Öğrenciler ile tanışma, arazi çalışması hakkında bilgi verilmesi, grupların oluşturulması 2.Fotogrametrik rölövesi alınacak objenin seçimi 3.Yer kontrol noktalarının yerlerinin seçimi, tesisi ve röper krokisinin alınması 4.Yer kontrol noktalarının ölçülmesi 5.Yer kontrol noktalarının hesabının yapılması 6. Dengelemede kullanılacak kontrol noktalarının obje üzerinde tesbiti, krokisinin çıkarılması, ölçülmesi 7.Resim çekim planının hazırlanması ve resimlerin elde edilmesi 8.Arazi çalışması sözlü sınavı 9. Dengelemede kullanılacak kontrol noktalarının koordinatlandırılması ve kontrolü 10.Resim çekilen kameranın kalibrasyonunun yapılması 11.Projelerin oluşturulması ve dengeleme işlemlerinin gerçekleştirilmesi 12. Objenin çiziminin yapılması 13.Yapılan çizimlerin CAD ortamına aktarılması ve gerekli düzeltmelerin yapılması ve rölöve planlarının hazırlanması 14.Dosyaların düzenlenmesi ve teslimi 15. Büro sözlüsü ve değerlendirme

37 HARİTA MÜHENDİSLİĞİ BÖLÜMÜ 4. VE 6. YARIYIL SONUNDA YAZ TATİLİNDE YAPILAN DERSLERİN YÜRÜTÜLMESİNE İLİŞKİN ESASLAR Kapsam ve Amaç: Bu yönerge, S.Ü. Mühendislik ve Mimarlık Fakültesi, Harita Mühendisliği Bölümü lisans öğretiminde yer alan Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim derslerinin yürütülmesi şeklini ve bu derslerden başarılı olma esaslarını kapsar. Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim derslerinin amacı, öğretim elemanlarının eğitimi ve denetimi altında, öğretim süresi içinde değişik derslerde verilen teorik bilgilerin doğal (gerçek) çalışma koşullarında, bir sistematik ve bütünlük içerisinde uygulanmasını sağlamak, öğrencilere mesleki problemleri yeterli doğrulukta ve en ekonomik şekilde çözme yeteneğini kazandırmak, öğrencileri mesleki yaşamlarında ekip çalışması içinde çalışabilir, çözüm üretebilir konuma getirmektir. Genel Hükümler: Topografik Harita Yapımı dersi 4. yarıyılı izleyen yaz tatilinde, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim dersleri ise, seçmeli ders olup, 6. yarıyılı izleyen yaz tatilinde yapılır. Öğrenciler bu üç dersten birini seçmek ve başarmak zorundadır. Derslerin her birinin süresi 3(üç) haftadır. Topografik Harita Yapımı dersi için ilk iki yarıyıldaki tüm derslerin ve III. ve IV. Yarıyıldaki Ölçme Bilgisi-III, Ölçme Bilgisi-IV, Modern Jeodezide Ölçme Aletleri ve Bilgisayar Destekli Harita Yapımı derslerinin devamını almış olmaları, 6.yarıyıl sonundaki seçimli dersler için Topografik Harita Yapımı dersinden başarılı olmak ve Kadastral Harita Yapımı dersi için V. Yarıyıldaki Kadastro Bilgisi dersinin devamını almış olmaları, Fotogrametrik Röleve Alımı dersi için V. ve VI. Yarıyıldaki Fotogrametri-I ve Fotogrametri-II derlerini devamını almış olmaları, Kartografik Tasarım Üretim dersi için IV. Yarıyıldaki Kartografya dersinin devamını almış olmak ön şarttır.

38 Topografik Harita Yapımı dersi Ölçme Tekniği Anabilim Dalı Başkanlığının, Kadastral Harita Yapımı dersi Kamu Ölçmeleri Anabilim Dalı Başkanlığının, Fotogrametrik Röleve Alımı dersi Fotogrametri Anabilim Dalı Başkanlığının, Kartografik Tasarım Üretim dersi Kartografya Anabilim Dalı Başkanlığının sorumluluğu altında yürütülür. Bölüm Başkanı o yıl sonu yapılmakta olan tüm derslerin genel koordinatörüdür. Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim derslerinin başlangıç ve bitiş tarihleri her bahar yarı yılında ilgili Anabilim Dalı Başkanlıklarınca belirlenerek, en geç yarıyıl bitiminden 3 (üç) hafta önce Bölüm Başkanlığına sunulur. Bölüm Başkanlığının onayından geçen tarihler, Fakülte Yönetim Kurulu kararı ile kesinleşir ve Bölüm Başkanlığınca ilgili Anabilim Dallarına ve öğrencilere duyurulur. Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim derslerinin başlangıç ve bitiş tarihleri belirlenirken haftalık süre içine bir günden daha uzun süreli bir resmi tatilin girmesi durumunda, bu tatil süresi üç haftalık ders süresine eklenir. Başlangıç ve bitiş süresi içinde, Pazar günleri dışında her gün ve günde sekiz saat ders yapılır. Derslerin günlük başlangıç ve bitiş saatleri mevsim ve ulaşım şartlarına göre ilgili Anabilim Dalı Başkanlığınca belirlenir ve öğrencilere duyurulur. Derslere Yazılma: Her öğrenci, Bahar yarıyılının başlangıcında, o yarıyıl sonunda katılacak olduğu Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim derslerini de, diğer dersler gibi, ders kayıt formunda göstermek ve bu derslerdeki önşart koşulunu dikkate almak zorundadır. Aynı yarıyıl sonunda birden fazla dersi alınmaz. Önceki yıllara ait Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim derslerinden birini tekrarlama durumunda olan öğrenciler, yeni ders seçebilirler.

39 Öğrencilerin bir yarıyılda alabilecekleri maksimum ders saatinin hesabında, o yarıyıl sonunda aldıkları Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim dersi hesaba katılmaz. Derslerinin Yürütülmesi Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim dersleri, derse ait çalışma programına uygun olarak dersin sorumlu öğretim elemanı (veya elemanlarının) denetiminde, tekli veya gruplar teorik ve uygulamalı olarak yürütülür. Grup halindeki çalışmalarda, gruptaki öğrenci sayısının belirlenmesinde, dersi alan toplam öğrenci sayısı, alet ve malzeme (laboratuar) imkanları ile öğretim elemanlarının sayısı dikkate alınır. Amaca uygun bir öğretimin gerçekleştirilebilmesi için gruplardaki öğrenci sayısı olabildiğince küçük tutulur. Gruplar ve çalışma programları, ilgili Anabilim Dalı Başkanları tarafından Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim derslerinin başlamasından en az bir hafta önce öğrencilere duyurulur. Öğretim elemanlarının sayısına göre, gerektiğinde bir öğretim elemanına birden fazla grup verilebilir. Her grup, Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim dersinde kullanacağı alet, araç ve gereci imza karşılığında teslim alır, dersin veya gereğine göre günün, yada ilgili işin bitiminde teslim eder. Ders süresince söz konusu alet, araç ve gereç, grubun tüm öğrencilerinin ortak sorumluluğu altındadır. Bu sürede ortaya çıkabilecek bozulma, kırılma, kaybolma vb. zarar ve ziyanı grubu oluşturan öğrenciler tazmin etmekle yükümlüdürler. Derslerde Başarılı Olma Koşulları: Öğrenciler, aldıkları Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim dersinden başarılı olmak için devam, ödev ve sınav şartlarını sağlamak zorundadırlar. Tüm dersler için %80 devam şartı aranır.

40 Maksimum devamsızlık süresini aşan öğrenciler o dersten o dönem için başarısız sayılırlar. Öğrencilerin devam durumunu belirlemek için, günde an az iki kez yoklama yapılır. Yoklamalardan birinde bulunmayan öğrenci, bulunduğu bir önceki veya bir sonraki yoklamaya kadar yok sayılır. Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim dersi süresinde öğrenciler, iki sınava tabi tutulurlar. Sınavlar o ders için görevlendirilmiş olan öğretim elemanlarından oluşan jüri tarafından yapılır. Jüri başkanı, Anabilim Dalı başkanıdır.. Birinci sınav arazi çalışmasının bitiminde, bu çalışmaları kapsayacak şekilde sözlü ve dokümanlar üzerinde yapılır. Notlar Sınav Yönergesine göre diğer derslerdeki gibi harflendirme şeklinde uygulanır. İkinci sınav, büro çalışmalarının sonunda, ödev dosyalarının işlenişinden hemen sonra ödevleri kapsayan konularda sözlü olarak yapılır. Sınav sonucu öğrencilere duyurulur. Sınavda başarısız olan öğrencilere bütünleme hakkı verilir. Bütünleme sınavı ikinci sınav niteliğinde yapılır. Başarılı olunan Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim dersi, en çok 15 (onbeş) işgünlük staja sayılır. Sınır içinde kalan devamsızlıklar bu staj süresinden düşülür. Her öğrencinin başarılı görülen Topografik Harita Yapımı, Kadastral Harita Yapımı, Fotogrametrik Röleve Alımı ve Kartografik Tasarım Üretim dersinin kaç günlük stajdan sayıldığının tespitini de staj jürisi tarafından 2. sınav dan hemen sonra tespit edilerek, o dersin sorumlu Anabilim Dalı Başkanının (Jüri Başkanı) imzalamış olduğu bir liste ile Bölüm Başkanlığına bildirilir. Yürürlük: Bu yönerge S.Ü. Mühendislik Fakültesi, Fakülte Yönetim Kurulunca kabul edip, aşağıdaki ders kodlarını aldıktan sonra öğretim yılı Bahar yarıyılından itibaren yürürlüğe girer.

41 Dersin Adı Dersin Kodu Saati Topografik Harita Yapımı Saat Topografik Harita Yapımı Saat Kadastral Harita Yapımı Saat Kadastral Harita Yapımı Saat Fotogrametrik Röleve Alımı Saat Fotogrametrik Röleve Alımı Saat Kartografik Tasarım Üretim Saat Kartografik Tasarım Üretim Saat Bu yönergeyi S.Ü. Mühendislik-Mimarlık Fakültesi Dekanı yürütür.