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Verfahren zur Auswertung photogrammetrischer Aufnahmen auf Grund eines physikalischen
Kriteriums.
Nach den bekannten photogrammetrisehen Auswerteverfahren erfolgt die Auswertung photo- grammetriseher Aufnahmen eines unebenen Objektes allein auf Grund des Sehens, insbesondere des stereoskopischen Sehens. Das nach den bekannten photogrammetrischen Auswerteverfahren erzielte Ergebnis ist daher subjektiv.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren, welches auf Grund eines in der Folge erörterten physika- lischen Kriteriums eine rein objektive Auswertung photogrammetrischer Aufnahmen eines unebenen Objektes gestattet. Die Auswertung nach dem Verfahren, welches die Erfindung betrifft, erfolgt entweder vollkommen maschinell oder unter Anwendung des stereoskopischen Sehens, u. zw. im letzteren Falle derartig, dass eine Festlegung des Auswertungsergebnisses nur erfolgt, wenn auch die zu erörternden physikalischen Bedingungen erfüllt sind. In beiden Fällen ist also das Auswertungsergebnis objektiv.
Während die erwähnte, vollkommen maschinelle Auswertung nur die Festlegung von Schichtenlinien, Profilen und Schnitten beliebig gelegter Ebenen mit dem Objekte gestattet, wird bei der erwähnten Anwendung des stereoskopisehen Sehens die gesamte Auswertung objektiv durchgeführt.
Zunächst sei auf Bekanntes erinnert : Wird ein praktisch unendlich fernes Objekt photographiert,
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wobei i die Flächenhelle des Flächenelementes, 0 die wirksame Fläche des Objektivs, t. die Brennweite des Objektivs und {). den Winkel bedeutet, der von einer Normalen auf die Bildebene und einer durch den Objektivmittelpunkt und der Mitte des bezügliche Fläehenelementes gelegten Geraden eingeschlossen wird. Gleichung 1) gilt für ein symmetrisches Objektiv ohne Absorption und Reflexion, was für die folgenden Überlegungen insofern unwesentlich ist, als für ein unsymmetrisches Objektiv mit Absorption und Reflexion die Beleuchtungsstärke B zwar anders, aber ebenfalls nur von den Grössen i, 0,/und {). abhängig ist.
Nach dem Schwarzschildschen Gesetz ist die Schwärzung S einer photographischen Schichte :
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wobei t die Belichtungszeit und p ein Exponent ist, der von der Plattensorte, vom Alter der Platte und auch von der Beleuchtungsstärke B abhängig ist.
Angenommen, für zwei orientierte photogrammetrische Aufnahmen N1 und N2 seien die wirksame Fläche 0 des Objektivs, die Brennweite f, die Belichtungszeit t, die Platteneigenschaften und der Entwicklungsvorgang vollkommen gleich. Ferner seien beide Aufnahmen gleichzeitig oder doch so rasch aufeinander ausgeführt worden, dass die Beleuchtung des Objektes, insbesondere die Sonnenbeleuchtung des Geländes, als konstant angesehen werden kann. Aus den Gleichungen 1) und 2) folgt alsdann, dass die Schwärzungsgrade je zweier einander zugeordneter Punkte al, a, der beiden Aufnahmen nur von der Flächenhelle i des jeweiligen Flächenelementes des Objektes und von den Winkeln & 1 und {} 2 abhä'lgig sind.
Würde es gelingen, die Schwärzungsgrade unabhängig von den Winkeln e, und e, zu machen, so wäre damit zunächst eine notwendige Bedingung für zwei einander zugeordnete Punkte geschaffen ; denn zwei einander zugeordnete Punkte würden alsdann gleich Schwärzungsgrade aufweisen. In der Tat kann die infolge der Verschiedenheit von {} 1 und {} 2 bedingte Verschiedenheit der Schwärzung, zweier einander zugeordneter Punkte auf folgende Arten weggeschafft werden :'
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1. Bei der Aufnahme : Durch Verwendung von bekannten Sternblenden oder von bekannten Grauglaslinsen usw.
2. In dem in der Folge beschriebenen Auswerteapparat (Fig. 1) : Durch eine automatische Steuerung der Stromstärken für die Lichtquellen Qi, ( oder durch eine automatische Steuerung von Blenden, welche die von den Lichtquellen Qi, Q kommenden Lichtmengen regulieren usw.
Ein Auswerteapparat, der sich auf das die Erfindung betreffende Verfahren bezieht, ist in den Fig. 1, 2 schematisch dargestellt. JV und N2 (Fig. 1) seien die beiden richtig orientierten photogrammmetrischen Aufnahmen (Negative). Das in Fig. 1 dargestellte Gestänge, welches um die festen Aufnahmezentren Al, A2 drehbar ist, trägt zwei Photozellen Zi, Za und im Schnittpunkte A der Stabachsen sind die Stäbe Tl, T2 miteinander gelenlòg verbunden. Bei beliebiger Bewegung des Punktes A werden die Photozellen entlang den Negativschichten von N1 und N2 geführt.
Gleichzeitig mit den Photozellen Z, Z wird ihnen gegenüber je eine Lichtquelle Qi, ( die mittels je einem Mikroobjektiv Mi, M2, ebenso wie bei den bekannten Densitometern, auf die photographischen Schichten projiziert werden, mitgeführt. Die Schaltung der Photozellen erfolgt nach der Differentialmethode z. B. nach der in Fig. 2 dargestellten Brückenschaltung. Bi, Bs sind Batterien, ZI, Z2 Photozellen, E eine punktmarkierende Einrichtung. Die Spannungsverhältnisse der Batterien werden zunächst so reguliert, dass sich die Dunkelströme der beiden Zellen gerade aufheben. Zwischen a und b besteht dann keine Potentialdifferenz.
Dies ist auch dann der Fall, wenn die beiden auf den Platten beleuchteten Punkte einander zugeordnet sind. Sind jedoch diese Punkte einander nicht zugeordnet, so werden ihre Schwärzungsgrade im allgemeinen verschieden sein und es wird mithin zwischen a und b ein Strom fliessen. Wie in der Folge dargelegt ist, wird diese Erscheinung dazu verwendet, dass die punktmarkierende Einrichtung E ausgeschaltet wird.
Bei der vollkommen maschinellen Auswertung wird der Punkt A parallel einer z. B. horizontalen Ebene e (Fig. 1) in hinreichend enger Mäanderform automatisch geführt, u. zw. geschieht diese Bewegung mit Hilfe eines Kreuzschlittens KI, K2. Die punktmarkierende Einrichtung kann z. B., dem Wesen nach, ein bekannter Oszillograph sein, bei welchem eine Vorkehrung getroffen ist, dass nur bei Stromlosigkeit zwischen a und b eine Punktmarkierung stattfindet. Diese Vorkehrung kann darin bestehen, dass man in den vom Oszillographenspiegel kommenden Lichtstrahlenbündel einen mit einem Loch L versehenen Schirm Sch bringt (Fig. 1). Das Loch des Schirmes ist so angeordnet, dass nur dann, wenn zwischen a und b kein Strom fliesst, das mit einer Sammellinse Li konzentrierte Lichtstrahlenbündel durch das Loch L gelangen kann.
Die Sammellinse Ls richtet die Lichtstrahlen parallel und die Sammellinse Lg vereinigt sie wieder zu einem Punkt, der in der Ebene s, welche eine lichtempfindliche Schichte sein soll, liegt. Die punktmarkierende Einrichtung wird, wenn die horizontale Ebene s in einer gegen- über den Aufnahmezentren A1, A2 entsprechenden Höhe eingestellt ist, Punkte der Schichtenlinie markieren. Freilich werden je zwei einander nicht zugeordnete Punkte, die jedoch zufällig gleich grosse Schwärzungen aufweisen, auch Punkte markieren, die wertlos sind. Diese unterscheiden sich jedoch von den Punkten der Schichtenlinie insofern, als sie vereinzelt liegen.
Bei Anwendung des stereoskopischen Sehens werden von den Negativen Diapositive hergestellt, die in ein bekanntes stereoskopisches Auswertegerät gebracht werden. Das Auftragesystem dieses stereoskopischen Auswertegerätes wird entweder mit dem Punkt A (Fig. 1) verbunden oder es werden mit dem Betrachtungssystem des stereoskopischen Auswertegerätes die Photozellen samt der dazugehörigen Beleuchtungsvorrichtung starr verbunden. Letztere Möglichkeit zeigt Fig. 3 für einen Stereokomparator bzw. für einen Stereoautographen.
Es bedeutet S das Stereomikroskop des Stereokomparators bzw. des Stereoautographen, DI, D2 Diapositive, welche von den Negativen N1, N2 hergestellt sind, V die Beleuchtungsvorrichtung mit der Lichtquelle Q, ferner ist der für die Diapositive und Negative gemeinsame Haupt-bzw. Parallaxenschlitten mit H bzw. P bezeichnet. Durch die strichliert gezeichneten Kreise sind die mit der Beleuchtungsvorrichtung V starr verbundenen Photozellen angedeutet. FI, F2 sind Führungen für das Stereomikroskop S und die durch die Stäbe Si, s2 mit diesem starr verbundene Beleuchtungsvorrichtung V. Fa, F4 bzw. Fg, Fs sind Führungen für den Haupt-bzw.
Parallaxenschlitten. Bei Anwendung des stereoskopischen Sehens wird man, gleichgültig, ob man, wie erwähnt wurde, das Auftragesystem des stereoskopischen Auswertegerätes mit dem Punkt A (Fig. 1) verbindet oder ob man das Betrachtungssystem des stereoskopischen Auswertgerätes mit den Photozellen samt der dazugehörigen Beleuchtungsvorrichtung starr verbindet (Fig. 3), von der im vorigen Absatz beschriebenen punktmarkierenden Einrichtung absehen. Man wird vielmehr besser eine Einrichtung treffen, dass ein Bleistift die Kartierung vornimmt, der bei Nichterfüllung der erörterten physikalischen Bedingung elektromagnetisch gehoben wird. Eventuell könnte dann beim Senken und Heben des Bleistiftes durch ein eingeschaltetes Telephon dem Auswertenden ein hörbares Signal gegeben werden.
Hinsichtlich der Verwendung des in den Fig. 1, 2 dargestellten Auswerteapparates für die Aerophotogrammetrie sei bemerkt, dass damit nicht nur eine rein maschinelle Auswertung der Schichtenlinien möglich ist, sondern, dass bei falsch orientierten Aufnahmen überhaupt keine Schichtenlinie entsteht, was im Gegensatz zu den bekannten stereoskopischen Auswertegeräten, für die Überbrückung festpunktloser Räume von grossem Vorteil ist. Dieser Vorteil ist auch dann noch gegeben, wenn, wie
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im vorhergehenden Absatz erwähnt wurde, das Auftragesystem des stereoskopischen Auswertegerätes mit dem Punkt A (Fig. l) verbunden wird. Zur rein photographischen Ergänzung des Details in einem auf die beschriebene Art hergestellten objektiven Schiehtenplane kann z. B. das in der österr.
Patentschrift Nr. 100832 dargestellte Verfahren Anwendung finden.