3. 3D Anwendungen

Orthophoto

Wenn Sie das Kapitel über perspektivische Projektion gelesen haben, denken sie, dass diese Art der Projektion geeigent wäre um eine topographische Karte zu erstellen?
Lassen Sie uns das in diesem Kapitel herausfinden!

Schauen Sie sich die folgenden Aufnahmen von Chicago und Washington D.C. in den Vereinigten Staaten an.
Welche der beiden Aufnahmen erscheint Ihnen geeigneter zur Erstellung einer topographischen Karte zu sein? Und warum?

Chicago, Illinois.
Quelle: © 2009 GeoEye

Washington D.C.
Quelle: USGS

90 Grad oder nicht?

Sie haben wahrscheinlich den Unterschied zwischen den Aufnahmen bemerkt, aber vielleicht ist es schwierig zu sagen, was genau geschieht. Daher werden wir es aus theoretischer Sicht noch einmal betrachten.

1. Im ersten Fall nimmt das Flugzeug oder der Satellit das Bild von einem Teil von Chicago vorwärts, rückwärts oder seitwärts auf. Es kommt darauf an, wo sich die Gebäude im Vergleich zu der Kamera (dem perspektivischen Mittelpunkt (P)) befinden. Das heißt, dass die meisten Teile des Bildes in einem Winkel von weniger als 90° aufgenommen wurden.

   Wie bereits erwähnt, heißt diese Art der Projektion perspektivische Projektion.

   

   Perspektivische Projektion.
2. Im zweiten Fall bekommt der Betrachter das Gefühl, als ob das Flugzeug oder der Satellit (und somit der perspektivische Mittelpunkt (P)) bei der Aufnahme direkt vertikal über den Gebäuden und Objekten ist. Somit sieht es so aus, als wäre die Aufnahme überall in einem Winkel von 90° gemacht worden.

   Diese Art der Projektion nennt sich orthographische Projektion.

   

   Orthographische Projektion.

Allerdings gibt es in Luftaufnahmen und Satellitenbildern, welche immer eine perspektivische Projektion zeigen, nur einen Punkt, der im 90° Winkel aufgenommen wird. Dieser liegt genau unter dem perspektivischen Mittelpunkt/der Kameralinse (Punkt D in der ersten Abbildung). Alle anderen Punkte des Bildes sind in einem bestimmten Winkel aufgenommen, was zu einer Verzerrung führt.

Um Satellitenbilder zur fehlerfreien Messung von Abständen, Winkeln, Positionen und Flächen benutzen zu können, ist es von Vorteil Bilder wie das untere von Washington D.C. zu haben. Im anderen Fall müsste die Verzerrung des Bildes mit in die Berechnungen einbezogen werden.

Glücklicherweise gibt es eine Methode zur Korrektur der Verzerrung, die durch die perspektivische Projektion hervorgerufen wird. Diese nennt sich Orthophotoverfahren und kann auf weiträumig aufgenommene Bilder angewendet werden. Bilder, die durch dieses Verfahren entzerrt werden, nennt man Orthophotos.