كيف يؤثر البعد البؤري على نتائج النمذجة ثلاثية الأبعاد

1 المقدمة

للتصوير المائل ، هناك أربعة مشاهد يصعب جدًا إنشاء نماذج ثلاثية الأبعاد:

السطح العاكس الذي لا يمكن أن يعكس معلومات النسيج الحقيقية للكائن ، على سبيل المثال ، سطح الماء ، والزجاج ، ومساحة كبيرة ، والمباني ذات نسيج واحد.

كائنات بطيئة الحركة. على سبيل المثال ، السيارات عند التقاطعات

المشاهد التي لا يمكن فيها مطابقة نقاط المعالم أو تحتوي نقاط المعالم المطابقة على أخطاء كبيرة ، مثل الأشجار والشجيرات.

مباني مجمعة مجوفة. مثل حواجز الحماية والمحطات الأساسية والأبراج والأسلاك وما إلى ذلك.

بالنسبة إلى المشاهد من النوع 1 و 2 ، بغض النظر عن كيفية تحسين جودة البيانات الأصلية ، لن يتحسن النموذج ثلاثي الأبعاد على أي حال.

بالنسبة إلى المشاهد من النوع 3 والنوع 4 ، في العمليات الفعلية ، يمكنك تحسين جودة النموذج ثلاثي الأبعاد من خلال تحسين الدقة ، ولكن لا يزال من السهل جدًا وجود فراغات وثغرات في النموذج ، وستكون كفاءة عمله منخفضة جدًا.

بالإضافة إلى المشاهد الخاصة أعلاه ، في عملية النمذجة ثلاثية الأبعاد ، فإن ما نوليه مزيدًا من الاهتمام هو جودة النماذج ثلاثية الأبعاد للمباني. نظرًا للمشاكل المتعلقة بإعداد معلمات الرحلة ، وظروف الإضاءة ، ومعدات الحصول على البيانات ، وبرامج النمذجة ثلاثية الأبعاد ، وما إلى ذلك ، فمن السهل أيضًا إظهار المبنى: الظلال ، والرسم ، والذوبان ، والخلع ، والتشوه ، والالتصاق ، إلخ. .

بالطبع ، يمكن أيضًا تحسين المشكلات المذكورة أعلاه عن طريق تعديل النموذج ثلاثي الأبعاد. ومع ذلك ، إذا كنت ترغب في تنفيذ أعمال تعديل نموذج على نطاق واسع ، فستكون تكلفة المال والوقت ضخمة للغاية.

نموذج ثلاثي الأبعاد قبل التعديل

نموذج ثلاثي الأبعاد بعد التعديل

كشركة مصنعة للبحث والتطوير للكاميرات المائلة ، تفكر Rainpoo من منظور جمع البيانات:

كيف تصمم كاميرا مائلة لتحسين جودة النموذج ثلاثي الأبعاد بنجاح دون زيادة تداخل مسار الرحلة أو عدد الصور؟

2 ، ما هو البعد البؤري

يعد البعد البؤري للعدسة معلمة مهمة للغاية ، فهي تحدد حجم الموضوع على وسيط التصوير ، وهو ما يعادل مقياس الكائن والصورة. عند استخدام كاميرا رقمية ثابتة (DSC) ، يكون المستشعر بشكل أساسي هو CCD و CMOS. عند استخدام DSC في المسح الجوي ، يحدد الطول البؤري مسافة أخذ العينات الأرضية (GSD).

عند تصوير نفس الهدف على نفس المسافة ، استخدم عدسة ذات طول بؤري طويل ، وتكون صورة هذا الكائن كبيرة ، والعدسة ذات البعد البؤري القصير صغيرة.

يحدد الطول البؤري حجم الكائن في الصورة وزاوية العرض وعمق المجال ومنظور الصورة. اعتمادًا على التطبيق ، يمكن أن يكون البعد البؤري مختلفًا جدًا ، حيث يتراوح من بضعة مم إلى بضعة أمتار. بشكل عام ، للتصوير الجوي ، نختار ، نختار البعد البؤري في النطاق من 20 مم إلى 100 مم.

3 ، ما هو مجال الرؤية

في العدسة البصرية ، الزاوية التي تشكلها النقطة المركزية للعدسة كالقمة والنطاق الأقصى لصورة الكائن التي يمكن أن تمر عبر العدسة تسمى زاوية الرؤية. كلما كان مجال الرؤية أكبر ، كان التكبير البصري أصغر. بعبارة أخرى ، إذا لم يكن الكائن الهدف ضمن مجال الرؤية ، فلن يدخل الضوء المنعكس أو المنبعث من الكائن إلى العدسة ولن يتم تشكيل الصورة.

4 ، البعد البؤري ومجال الرؤية

بالنسبة للبعد البؤري للكاميرا المائلة ، هناك نوعان من سوء الفهم الشائع:

1) كلما زاد الطول البؤري ، زاد ارتفاع طيران الطائرات بدون طيار ، وزادت المساحة التي يمكن أن تغطيها الصورة ؛

2) كلما زاد الطول البؤري ، زادت مساحة التغطية وزادت كفاءة العمل ؛

سبب سوء الفهم الموضحين أعلاه هو عدم التعرف على العلاقة بين البعد البؤري ومجال الرؤية. العلاقة بين الاثنين هي: كلما كان الطول البؤري أطول ، كلما كان مجال الرؤية أصغر ؛ كلما كان البعد البؤري أقصر ، زاد مجال الرؤية.

لذلك ، عندما يكون الحجم المادي للإطار ، ودقة الإطار ، ودقة البيانات هي نفسها ، فإن التغيير في الطول البؤري سيغير فقط ارتفاع الرحلة ، ولن تتغير المنطقة التي تغطيها الصورة.

5 ، البعد البؤري وكفاءة العمل

بعد فهم العلاقة بين البعد البؤري ومجال الرؤية ، قد تعتقد أن الطول البؤري ليس له أي تأثير على كفاءة الطيران. بالنسبة إلى القياس التصويري العمودي ، فهو صحيح نسبيًا (بالمعنى الدقيق للكلمة ، كلما زاد الطول البؤري ، زاد ارتفاع الرحلة ، وكلما زادت الطاقة التي تستهلكها ، كلما قل وقت الرحلة وانخفضت كفاءة العمل).

للتصوير المائل ، كلما زاد الطول البؤري ، انخفضت كفاءة العمل.

يتم وضع العدسة المائلة للكاميرا بشكل عام بزاوية 45 درجة ، من أجل ضمان جمع بيانات الصورة لواجهة حافة المنطقة المستهدفة ، يجب توسيع مسار الرحلة.

نظرًا لأن العدسة مائلة عند 45 درجة ، فسيتم تشكيل مثلث قائم الزاوية متساوي الساقين. بافتراض أن موقف طيران الطائرة بدون طيار لا يؤخذ في الاعتبار ، فإن المحور البصري الرئيسي للعدسة المائلة يتم أخذه للتو إلى حافة منطقة القياس كمتطلب لتخطيط المسار ، ثم يوسع مسار الطائرة بدون طيار المسافة التي تعادل ارتفاع طيران الطائرة بدون طيار .

لذلك إذا لم تتغير منطقة تغطية المسار ، فإن منطقة العمل الحقيقية لعدسة الطول البؤري القصير تكون أكبر من تلك الخاصة بالعدسة الطويلة.