Καθηγητές Μαθήματος
Πέτσα Έλλη, Σφήκας Γεώργιος, Μπρατσόλης Εμμανουήλ, Παναγιωτοπούλου Αντιγόνη
ΜΑΘΗΣΙΑΚΑ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ
Στόχος του μαθήματος, σε συνέχεια των δύο προηγούμενων μαθημάτων (Φωτογραμμετρία Ι και Φωτογραμμετρία ΙΙ), είναι κατ’ αρχάς να εμπεδώσουν οι φοιτητές/τριες απαραίτητες γνώσεις σχετικά με τις έννοιες και τα εργαλεία ψηφιακής επεξεργασίας εικόνων. Με βάση αυτό, να αντιληφθούν την λογική και να κατανοήσουν τα μαθηματικά μοντέλα και τις μεθόδους των φωτογραμμετρικών αυτοματισμών στο σημερινό ψηφιακό περιβάλλον. Περαιτέρω στόχος είναι να εντάξουν δημιουργικά τις σύγχρονες φωτογραμμετρικές διαδικασίες (προσανατολισμών και 3D ανακατασκευής) στο ευρύτερο πλαίσιο της ραγδαία αναπτυσσόμενης γεωχωρικής τεχνολογίας, αλλά και σε ένα γενικότερο διεπιστημονικό πλαίσιο που αφορά την αυτόματη εξαγωγή γεωμετρικής και σημασιολογικής πληροφορίας από εικόνες, το οποίο περιλαμβάνει επιστημονικά-τεχνολογικά πεδία όπως η Όραση Υπολογιστών και η Αναγνώριση Προτύπων. Ο συνδυασμός θεωρητικής διδασκαλίας και προγραμματισμού, στις εργαστηριακές ασκήσεις, αλγορίθμων ψηφιακής φωτογραμμετρίας από τους ίδιους τους φοιτητές/τριες επιδιώκει να τους/τις εξοπλίσει με την δυνατότητα να αντιμετωπίζουν νέα προβλήματα και να προσαρμόζονται σε νέα ζητούμενα.
Η επιτυχής ολοκλήρωση του μαθήματος (σε συνέχεια των δύο προηγηθέντων υποχρεωτικών μαθημάτων) σημαίνει, έτσι, ότι πλέον ο φοιτητής/τρια:
- Έχει κατανοήσει το θεωρητικό υπόβαθρο των σύγχρονων τεχνικών ψηφιακής επεξεργασίας εικόνας, των φωτογραμμετρικών μετασχηματισμών εικόνας και των φωτογραμμετρικών αυτοματισμών, και είναι πλέον σε θέση να σχεδιάζει και να πραγματοποιεί εφαρμογές ψηφιακής φωτογραμμετρίας.
- Έχει κατανοήσει τα βασικά μαθηματικά μοντέλα της Όρασης Υπολογιστών (πχ. επιπολικός δεσμευμένος επιπολικός πίνακας) και την σύνδεσή τους με τα αντίστοιχα φωτογραμμετρικά
- Ειδικότερα, έχει την ικανότητα να ελέγχει την λειτουργία των σύγχρονων φωτογραμμετρικών λογισμικών (μέθοδοι και στρατηγικές πολυεικονικής συνταύτισης εικόνων, τεχνικές εύρωστης εκτίμησης-RANSAC) και, έχοντας εμπεδώσει το θεωρητικό υπόβαθρο, να μπορεί κατ’ αρχήν να αξιολογεί τα προϊόντα και να αντιμετωπίζει βασικά προβλήματα.
- Παράλληλα, έχει αποκτήσει την ικανότητα να προγραμματίζει ο ίδιος / η ίδια την επίλυση βασικών προβλημάτων φωτογραμμετρίας και όρασης υπολογιστών (ραδιομετρικοί και γεωμετρικοί μετασχηματισμοί εικόνων, συνταύτιση εικόνων) και να προσαρμόζει την επίλυση στις εκάστοτε απαιτήσεις του προβλήματος.
- Ακόμα, έχει καλή αντίληψη για τις δυνατότητες της Ψηφιακής Φωτογραμμετρίας και της Όρασης Υπολογιστών και την σχέση της με τα συναφή επιστημονικά πεδία, στα οποία παρέχει βασικά στοιχεία εισόδου (ψηφιακά μοντέλα αναγλύφου, ορθοφωτομωσαϊκά, κ.λπ.), όπως είναι η Χαρτογραφία και τα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών.
- Είναι έτσι, με βάση τα προαναφερθέντα, σε θέση να σχεδιάζει, να εκτελεί και να αξιολογεί επιτυχώς τα σύγχρονα φωτογραμμετρικά έργα, και παράλληλα να παρακολουθεί και να αφομοιώνει τις σύγχρονες επιστημονικές και τεχνολογικές εξελίξεις.
Γενικές Ικανότητες
- Αυτόνομη εργασία
- Ομαδική εργασία
- Προσαρμογή σε νέες καταστάσεις
- Άσκηση κριτικής και αυτοκριτικής
ΠΕΡΙΕΧΟΜΕΝΟ ΜΑΘΗΜΑΤΟΣ
- Εισαγωγή στην Ψηφιακή Φωτογραμμετρία και την Όραση Υπολογιστών
- Ραδιομετρική και χωρική ανάλυση
- Η έννοια της κλίμακας στην ψηφιακή εικόνα
- Ραδιομετρικοί μετασχηματισμοί εικόνων (μετασχηματισμοί ιστογράμματος, κατωφλίωση, συνέλιξη εικόνων, γραμμικά και μη γραμμικά φίλτρα, εξομάλυνση, ενίσχυση, αυτόματη ανίχνευση ακμών)
- Γεωμετρικοί μετασχηματισμοί εικόνων
- Παρεμβολή χρώματος και επανασύσταση
- Πυραμίδα εικόνων
- Πανοραμικές εικόνες
- Ψηφιακή αναγωγή, ψηφιακή ορθοφωτογραφία, ψηφιακά αναπτύγματα και χαρτογραφικές προβολές
- Φωτογραμμετρικοί αυτοματισμοί και λύσεις πραγματικού χρόνου
- Επιπολική γεωμετρία και επιπολική επανασύσταση στερεοζεύγους
- Όραση Υπολογιστών και Φωτογραμμετρία (επιπολικός πίνακας, δεσμευμένος επιπολικός πίνακας, άμεσος γραμμικός μετασχηματισμός), εύρωστοι εκτιμητές, RANSAC
- Σημειακοί τελεστές και περιγραφείς (descriptors)
- Ανίχνευση και συνταύτιση χαρακτηριστικών σημείων
- Αυτόματος σχετικός προσανατολισμός
- Αυτόματος φωτοτριγωνισμός
- Ψηφιακή συνταύτιση /συσχέτιση εικόνας και χάρτες βάθους
- Μέθοδοι και στρατηγικές διεικονικής και πολυεικονικής συνταύτισης
- Εισαγωγή γεωμετρικών δεσμεύσεων
- Αυτόματη συλλογή ψηφιακού μοντέλου αναγλύφου και 3D ανακατασκευή
Μέθοδος Αξιολόγησης
- Γραπτή εξέταση στο τέλος του εξαμήνου (70%), με συνδυασμό ερωτήσεων κρίσης και αριθμητικών ασκήσεων
- Αξιολόγηση της απόδοσης στις εργαστηριακές ασκήσεις (30%)
ΣΥΝΙΣΤΩΜΕΝΗ ΒΙΒΛΙΟΓΡΑΦΙΑ
Ελληνική
- Πέτσα Ε., 2019. Διαφάνειες Ψηφιακής Φωτογραμμετρίας & Όρασης Υπολογιστών. Φοιτητικές Σημειώσεις ΠΑΔΑ.
- Πέτσα/Γραμματικόπουλος/Τσιρώνης/Καλησπεράκης, 2018. Σημειώσεις Προβολικής Γεωμετρίας στην Όραση Υπολογιστών. Φοιτητικές Σημειώσεις, ΠΑΔΑ
- Kraus K., 2003. Φωτογραμμετρία. Βασικές Έννοιες και Μέθοδοι. Τόμος 1. Εκδόσεις ΤΕΕ, Αθήνα.
Ξενόγλωσση
- ASPRS, 2013. Manual of Photogrammetry. 6th edition, J. Chris McGlone (editor)
- Luhmann T., Robson S., Kyle S., Harley I., 2006. Close Range Photogrammetry: Principles, Techniques and Applications. Whittles Publishing, Scotland.
- Szeliski R., 2010. Computer Vision: Algorithms and Applications (draft). Springer (http://szeliski.org/Book/).
- Hartley R., Zisserman A., 2000. Multiple View Geometry in Computer Vision. Cambridge University Press.
- Fӧrstner W., Wrobel B. P., 2016. Photogrammetric Computer Vision. Springer verlag.
- Szeliski R., 2010. Computer Vision: Algorithms and Applications (draft). Springer (http://szeliski.org/Book/).
- Schenk T., 1999. Digital Photogrammetry. TerraScience, Laurelville, Ohio, USA.