Προγραμματισμός και Αξιολόγηση Αυτομάτου Φωτοτριγωνισμού με Αυτοβαθμονόμηση σε Λωρίδες Επίγειων Λήψεων - Μπούρου, Σταυρούλα (Εθνικό Μετσόβιο Πολυτεχνείο. Σχολή Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών. Τομέας Τοπογραφίας. Εργαστήριο Φωτογραμμετρίας, 2015)
Τα τελευταία χρόνια στο πεδίο της ψηφιακής Φωτογραμμετρίας γίνεται προσπάθεια για την πλήρη αυτοματοποίηση όλο και περισσότερων φωτογραμμετρικών διαδικασιών. Σε αυτό βέβαια έχει συμβάλει καθοριστικά και η ανάπτυξη της επιστήμης της Όρασης Υπολογιστών, παρέχοντας αλγορίθμους, υπολογιστικές τεχνικές και έννοιες που βοηθούν στην ταχύτερη και ευκολότερη υλοποίηση των αυτοματισμών. Στο πλαίσιο αυτό εντάσσεται η ιδέα για την εκπόνηση της παρούσας διπλωματικής εργασίας, που αφορά τον προγραμματισμό και την αξιολόγηση μιας πλήρως αυτοματοποιημένης διαδικασίας φωτοτριγωνισμού επίγειων λήψεων με την μέθοδο της δέσμης με αυτοβαθμονόμηση (self-calibrating bundle adjustment). Πιο αναλυτικά, με μόνα δεδομένα μια λωρίδα επικαλυπτόμενων εικόνων ζητείται να υπολογιστούν οι παράμετροι του προσανατολισμού των εικόνων σε αυθαίρετο σύστημα, μαζί με τα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισμού της (κοινής) μηχανής, καθώς και οι συντεταγμένες των σημείων σύνδεσης στο σύστημα αυτό. Για να επιτευχθεί πλήρης αυτοματοποίηση πραγματοποιείται αρχικά αυτόματος εντοπισμός ομόλογων χαρακτηριστικών σημείων ανά ζεύγος με τον αλγόριθμο SIFT (Scale Invariant Feature Transform). Οι έγκυρες ομολογίες επιλέγονται με την βοήθεια του επιπολικού πίνακα, σε συνδυασμό με τον αλγόριθμο εντοπισμού χονδροειδών σφαλμάτων RANSAC (RANdom SAmple Consesus), από τον οποίο μπορούν επιπλέον να προκύψουν γραμμικά εκτιμήσεις για την σταθερά της μηχανής. Βάσει αυτών είναι δυνατόν να υπολογιστούν ανά ζεύγος προσεγγιστικές τιμές των άγνωστων παραμέτρων που χρειάζονται για την γενική επίλυση της συνόρθωσης δέσμης, αρχικά με γραμμικούς αλγορίθμους (δεσμευμένος επιπολικός πίνακας) και εν συνεχεία με την συνθήκη συνεπιπεδότητας και την συνόρθωση δέσμης για κάθε ζεύγος εικόνων. Τέλος, αναζητούνται και μεταφέρονται σε όλες τις εικόνες τα χαρακτηριστικά σημεία που έχουν εντοπιστεί ανά ζεύγος, και εν συνεχεία οι αρχικές προσεγγίσεις των άγνωστων παραμέτρων εκφράζονται σε ενιαίο σύστημα. Η διαδικασία ολοκληρώνεται με την τελική ενιαία συνόρθωση όλων των εικόνων. Για την υλοποίηση των παραπάνω διαδικασιών συντάχτηκαν κώδικες στο προγραμματιστικό περιβάλλον του Matlab, στους οποίους ενσωματώθηκαν ορισμένοι κώδικες που διατίθενται ελεύθερα στο Διαδίκτυο. Οι κώδικες εφαρμόστηκαν αρχικά σε προσομοιωμένα δεδομένα και εν συνεχεία σε πραγματικές εικόνες διάφορων αντικειμένων, και κατόπιν τα αποτελέσματά τους συγκρίθηκαν με εκείνα από σύγχρονα εμπορικά και μη λογισμικά, και αξιολογήθηκαν εντός της εργασίας.