Bildvermessung

Messgenauigkeiten

Strahlenschnitt zweier Bildmessungen
Strahlenschnitt zweier Bildmessungen

Inhalt

Generelles

Die Photogrammmetrie unterscheidet sich grundlegend gegenüber anderen Messmethoden wenn man die erreichbaren Genauigkeiten betrachtet: Hier kann man prinzipiell, mit entsprechenden Aufwand, jede beliebige Genauigkeit erreichen.

Oder andersherum betrachtet:
Wenn man weiss welche Genauigkeit man benötigt, muss man bei einer gegebenen Kamera/Objektiv Kombination einen maximalen Fotografierabstand einhalten um diese Genauigkeit zu erreichen, oder bei einem gegebenen Fotografierabstand, welche Brennweite das Objektiv und/oder welche Auflösung die Kamera haben muss um diese Genauigkeit zu erreichen.

Faustregeln

  • Die Genauigkeit die Sie mit ELCOVISON 10 erreichen ist an natürlichen Punkten in etwa die Pixelgrösse am Objekt.
  • Je hochwertiger die Kamera-Objektivkombination, umso besser die Bilder, desto besser die Genauigkeiten.
  • Festbrennweitenobjektive sind lichtstärker als Zoomobjektive. Bei gleichen Lichtverhältnissen kann man daher die Blendenzahl erhöhen, die Bilder werden schärfer, die Genauigkeiten werden besser.
  • Während des fotografieren sollte nicht herumgezoomt oder umfokussiert werden. Wird das gemacht, so müssen die entsprechenden Bilder durch ELCOVISION 10 simultankalibriert werden und dadurch kann die erreichbare Genauigkeit sinken.

Was ist "Pixelgrösse am Objekt"?

Nehmen wir an, Sie haben eine Kamera mit 12 MPixel, also ca. 4000*3000 Pixel, Auflösung. Sie fotografieren ein Objekt mit 4*3 m Ausdehnung.

Fall 1: 
Sie fotografieren es so, dass es ungefähr den halben Bildinhalt, also ca. 2000*1500 Pixel einnimmt:

Objekt füllt ca. halben Bildinhalt aus
Objekt füllt ca. den halben Bildinhalt aus

Pixelgrösse am Objekt ist nun ca: 4m/2000 Pixel = 2mm

Fall 2: 
Sie gehen nun näher heran oder haben ein Objektiv mit höherem Zoomfaktor, das Objekt ist nun formatfüllend auf dem Bild:

Objekt füllt den gesamten Bildinhalt aus
Objekt füllt den gesamten Bildinhalt aus

Pixelgrösse am Objekt ist nun ca: 4m/4000 Pixel = 1mm

Im Fall 1 werden Sie also ca. 2mm Genauigkeit haben, im Fall 2 ca. 1mm Genauigkeit.  

Genauigkeiten an signalisierten Punkten

Werden Punkte mit ELCOVISON 10 Zielmarken signalisiert, so wird an diesen Punkten normalerweise eine Genauigkeit im Bereich von 0.1 – 0.01*[Pixelgrösse am Objekt] erreicht, also ca. 10 bis 100 mal genauer als bei natürlichen Punkten.

Genauigkeiten im Lufbildfall z.B. Drohnenbilder

Im Fall von Luftbildern werden meist die Lagegenauigkeit und die Höhengenauigkeit unterschieden. Dies deshalb weil man normalerweise hauptsächlich Senkrechtaufnahmen und keine Schrägaufnahmen hat.

Die Lagegenauigkeit ist identisch mit der Pixelgrösse am Objekt, und hauptsächlich von der Brennweite und Auflösung der Kamera bestimmt.

Die Höhengenauigkeit ist für praktische Zwecke fast nur von der Flughöhe abhängig. Die Kameraauflösung spielt hier, vorausgesetzt es handelt sich um eine normale oder hochwertige Kamera, kaum eine Rolle.

Nachfolgend einige Tabellen mit den Typischen Genauigkeiten für Kameras mit verschiedenen Sensoren für verschiedene Brennweiten und Flughöhen, 
Lagegenauigkeiten sind in kursiver Schrift

APS-C Sensor: ca. 28*19mm; 12 MPixel: 4000*3000 Pixel

FlughöheHöhengen. 8 mm Objektiv15 mm
Objektiv
20 mm
Objektiv
30 mm
Objektiv
10 m0.3 cm0.61 cm0.33 cm0.25 cm0.16 cm
15 m0.5 cm0.92 cm0.49 cm0.37 cm0.25 cm
20 m0.7 cm1.23 cm0.65 cm0.49 cm0.33 cm
30 m1.0 cm1.84 cm0.98 cm0.74 cm0.49 cm
40 m1.3 cm2.45 cm1.31 cm0.98 cm0.65 cm
50 m1.7 cm3.06 cm1.63 cm1.23 cm0.82 cm
60 m2.0 cm3.68 cm1.96 cm1.47 cm0.98 cm
80 m2.6 cm4.90 cm2.61 cm1.96 cm1.31 cm
100 m3.3 cm6.13 cm3.27 cm2.45 cm1.63 cm
120 m4.0 cm7.35 cm3.92 cm2.94 cm1.96 cm

APS-C Sensor: ca. 28*19mm; 24 MPixel: 6000*4000 Pixel

FlughöheHöhengen.8 mm
Objektiv
15 mm
Objektiv
20 mm
Objektiv
30 mm
Objektiv
10 m0.3 cm0.41 cm0.22 cm0.16 cm0.11 cm
15 m0.5 cm0.61 cm0.33 cm0.25 cm0.16 cm
20 m0.7 cm0.82 cm0.44 cm0.33 cm0.22 cm
30 m1.0 cm1.23 cm0.65 cm0.49 cm0.33 cm
40 m1.3 cm1.63 cm0.87 cm0.65 cm0.44 cm
50 m1.7 cm2.04 cm1.09 cm0.82 cm0.54 cm
60 m2.0 cm2.45 cm1.31 cm0.98 cm0.65 cm
80 m2.6 cm3.27 cm1.74 cm1.31 cm0.87 cm
100 m3.3 cm4.08 cm2.18 cm1.63 cm1.09 cm
120 m4.0 cm4.90 cm2.61 cm1.96 cm1.31 cm

Vollformat Sensor: ca. 36*24mm; 24 MPixel: 6000*4000 Pixel

FlughöheHöhengen.8 mm
Objektiv
15 mm
Objektiv
20 mm
Objektiv
30 mm
Objektiv
10 m0.3 cm0.51 cm0.27 cm0.21 cm0.14 cm
15 m0.5 cm0.77 cm0.41 cm0.31 cm0.21 cm
20 m0.7 cm1.03 cm0.55 cm0.41 cm0.27 cm
30 m1.0 cm1.54 cm0.82 cm0.62 cm0.41 cm
40 m1.3 cm2.05 cm1.09 cm0.82 cm0.55 cm
50 m1.7 cm2.56 cm1.37 cm1.03 cm0.68 cm
60 m2.0 cm3.08 cm1.64 cm1.23 cm0.82 cm
80 m2.6 cm4.10 cm2.19 cm1.64 cm1.09 cm
100 m3.3 cm5.13 cm2.73 cm2.05 cm1.37 cm
120 m4.0 cm6.15 cm3.28 cm2.46 cm1.64 cm

Vollformat Sensor: ca. 36*24mm; 36MPixel: 7360*4900 Pixel

FlughöheHöhengen.8 mm
Objektiv
15 mm
Objektiv
20 mm
Objektiv
30 mm
Objektiv
10 m0.3 cm0.43 cm0.23 cm0.17 cm0.11 cm
15 m0.5 cm0.64 cm0.34 cm0.26 cm0.17 cm
20 m0.7 cm0.86 cm0.46 cm0.34 cm0.23 cm
30 m1.0 cm1.28 cm0.68 cm0.51 cm0.34 cm
40 m1.3 cm1.71 cm0.91 cm0.68 cm0.46 cm
50 m1.7 cm2.14 cm1.14 cm0.86 cm0.57 cm
60 m2.0 cm2.57 cm1.37 cm1.03 cm0.68 cm
80 m2.6 cm3.42 cm1.83 cm1.37 cm0.91 cm
100 m3.3 cm4.28 cm2.28 cm1.71 cm1.14 cm
120 m4.0 cm5.14 cm2.74 cm2.05 cm1.37 cm