Mehrbildtechniken in der digitalen Photogrammetrie - Institute of ...

aufgenommen, davon vier mit 180 o rotierter Kamera. Wurde bei dieser Netzgeometrie der horizontale
Maßstabsfaktor als Unbekannte eingeführt, so vergrößerten sich die Standardabweichungen der
Objektpunktkoordinaten um einen Faktor 4-7; dagegen wurden die durch Vergleich mit Theodolitmessungen
ermittelten praktischen Genauigkeiten um 10-20% besser. Der Grund hierfür sind hohe
Korrelationen zwischen dem horizontale Maßstabsfaktor und den horizontalen Objektkoordinaten
sowie Parametern der inneren Orientierung in der Bündelausgleichung. Durch Rotationen der
Kamera um 90 o und/oder 270 o hätten diese Korrelationen deutlich reduziert werden können. Das
o.g. Anwendungsbeispiel ist gleichzeitig auch ein Beispiel für die häufig zu findende Diskrepanz
zwischen theoretischer, aus Gewichtseinheitsfehler und Kovarianzmatrix ermittelter, und praktischer,
aus externen Referenzwerten ermittelter Genauigkeit: beide Werte klaffen hier um einen Faktor 4
auseinander. Gründe für Diskrepanzen solcher Art sind Abweichungen vom mathematischen oder
statistischen Modell. Insbesondere bei Stillvideokameras findet man häufig Instabilitäten der inneren
Orientierung, welche die Annahme eines über den Zeitraum der Aufnahmen zur Simultankalibrierung
stabilen Zusatzparametersatzes verletzen und zu starken systematischen Fehlern führen können;
diese Probleme sind aus den Ergebnissen der Bündelblockausgleichung manchmal nicht
ersichtlich (Keller 1995, Grün et al. 1995, Maas/Niederöst 1997) und schränken die Tauglichkeit von
Stillvideokameras für photogrammetrische Anwendungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen
deutlich ein.
3.2.1.4. Selbstkalibrierung mit geodätischer Zusatzinformation
Falls zusätzlich zu einem stabilen Punktfeld Objektrauminformation mit adäquater Genauigkeit
vorliegt, kann diese in vielen Bündelprogrammen zur Stärkung der Netzgeometrie hinzugenommen
werden. Damit läßt sich in vielen Fällen vor allem die Bestimmbarkeit von Parametern der inneren
Orientierung verbessern. Objektrauminformation kann in vielerlei Form vorliegen: Paßpunkte,
Distanzen, Richtungen, rechte Winkel, Koordinatendifferenzen, Geradheits- und Ebenheitsbedingungen,
parametrisierte Linien und Flächen, GPS-Information (Projektionszentren) und Information
aus Trägheitsnavigationssystemen (Rotationen). Das Verfahren der Testfeldkalibrierung (Kapitel
3.2.1.2) kann dabei als eine (extreme) Form der Kalibrierung mit zusätzlicher Objektrauminformation
in Form von Passpunkten angesehen werden. Auch hybride Ansätze in sequentiellen Orientierungsverfahren
für statische Mehrkamerasysteme (Kapitel 3.3.2.2) basieren auf der Integration von
geodätischer Zusatzinformation.
3.3. Automatische Orientierungsverfahren
Ein im Vergleich zu den in Kapitel 2 diskutierten Zuordnungsverfahren mindestens gleich komplexer
Teil der photogrammetrischen Datenverarbeitung ist die relative und absolute Orientierung von
Bildern bzw. Bildverbänden. In vielen digital-photogrammetrischen Systemen erfolgt die Orientierung
heute noch durch Interaktion des Benutzers. Ein wesentlicher Schritt hin zu vollautomatischen
photogrammetrischen Systemen und größerer Akzeptanz vor allem auch bei industriellen Anwendern
ist deshalb gegenwärtig die Automatisierung der Orientierung.
Hier ergeben sich wesentliche Unterschiede zwischen Luftbildanwendungen und Nahbereichsphotogrammetrie.
Die Bündelblockausgleichung basiert zwar in beiden Bereichen prinzipiell auf
demselben mathematischen Modell der Kollinearitätsbedingung (Schmid, 1958), jedoch ergeben
sich bezüglich der Netzgeometrie und des verwendeten Aufnahmematerials wesentliche Unter-
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