Photogrammetrie: Grundlagen, Verfahren, Anwendungen

390 Pages·1976·3.22 MB·German

by  Dr. rer. techn. Dr.-Ing. E. h. Kurt Schwidefsky

Photogrammetrie
Grundlagen, Verfahren, Anwendungen
Von Dr. rer. techno Dr.-Ing. E. h. Kurt Schwidefsky
em. o. Professor an der Universität Karlsruhe
und Dr.-Ing. Friedrich Ackermann
o. Professor an der Universität Stuttgart
7., neubearbeitete und erweiterte Auflage
des "Grundriß der Photogrammetrie"
1976. Mit 170 Bildern, 4 Tafeln und 9 Beilagen
B. G. Teubner Stuttgart
CIP-Kurztitelaufnahme der Deutschen Bibliothek
Schwidefsky , Kurt
Photogrammetrie : Grundlagen, Verfahren, An
wendungen I von Kurt Schwidefsky u. Friedrich
Ackermann. - 7., neubearb. u. erw. Auft. d.
"Grundriß d. Photogrammetrie". - Stutlgart :
Teubner, 1976.
6. Auf!. u. d. T.: Schwidefsky , Kurt: Grund
riß der Photogrammetrie.
ISBN 978-3-322-94009-4 ISBN 978-3-322-94008-7 (eBook)
DOI 10.1007/978-3-322-94008-7
NE: Ackermann . Friedrich :
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§ 54 UrhG eine Vergütung zu zahlen, deren Höhe mit dem Verlag zu verein
baren ist.
© B.G. Teubner, Stuttgart 1976
Softcover reprint of the hardcover 7th edition 1976
Satz: Schmitt u. Köhler, Würzburg
Umschlaggestaltung: W. Koch, Sindelfingen
Vorwort
In den 13 Jahren seit Erscheinen der 6. Auflage dieses Buches hat sich die internationale
Szene auch auf unserem Teilgebiet der Informationsgewinnung und -verarbeitung stark
verändert. In der Informationsgewinnung ist dem klassischen Luftbild die moderne
Fernerkundung zur Seite getreten, die teilweise mit neuartigen Sensoren arbeitet und
sich vielfach der Erdsatelliten als deren Träger bedient. Die beiden Möglichkeiten, die
Bild- (oder Gestalt-)information, die geometrische und die physikalische Information
mit analogen oder mit digitalen Mitteln zu verarbeiten, sind kräftig weiterentwickelt
worden und haben zu vielfältigen neuen Ergebnissen und Ansätzen zu weiteren Fort
schritten geführt. Die auf unserem besonders automationsfreundlichen Gebiet durch die
weitere Integration der Elektronischen Daten-Verarbeitung (EDV) und verschiedener
Automationselemente zu erwartenden Veränderungen sind nicht ausgeblieben. Vor allem
zeigte sich, daß die für das Vermessungswesen so wichtige Genauigkeit und Wirtschaft
lichkeit der Punktbestimmung mit digitalen Methoden (bei gleichzeitiger Verfeinerung
der mathematischen Modelle) um bedeutende, teilweise entscheidende Beträge gesteigert
werden konnten. Damit haben sich im Gebäude der Photogrammetrie die Schwerpunkte
verschoben. '
Diese Tatsache spiegelt sich mehr oder weniger deutlich in den Lehr- und Handbüchern,
die in den letzten Jahren erschienen sind. So brachte das Jahr 1972 zugleich eine vier
bändige französische "Photogrammetrie Generale" und eine dreibändige deutsche Dar
stellung im "Handbuch der Vermessungskunde". Allein der Umfang dieser mehrbändigen
Werke von 1220 bzw. 2321 Seiten macht deutlich, daß ein vergleichsweise schmaler
Band wie der vorliegende sich angesichts der neuen Entwicklungen bewußt und deutlich
zu beschränken hat.
Nachdem Herr Prof. Ackermann sich zu einer gegenüber der 6. Auflage wesentlich
verstärkten Mitarbeit bei den digitalen Verfahren bereit erklärt hatte, wurde zuerst der
Inhalt neu gegliedert. Prof. Ackermann übernahm die Kapitel 3 und 6 sowie den
Abschnitt 1.2.
Da der Umfang des Buches wegen des Preises nicht wesentlich vergrößert werden durfte,
war - im Sinne der erläuterten Schwerpunktverschiebung - der die Analogverfahren
behandelnde Teil zu straffen und von Ballast zu befreien. So konnte eine von den begriff
lichen Grundlagen über die mathematischen Verfahren bis zu den praktischen Ergeb
nissen hin konsequent aufgebaute, geschlossene Darstellung des Teiles Platz finden, der
als numerische, digitale oder analytische Photogrammetrie bezeichnet wird. Diese Dar
stellung wendet sich häufig - mit zahlreichen Hinweisen auf die neueste Literatur -
an den erfahrenen Praktiker, dem auch die ausführlich interpretierten Genauigkeits
angaben nützlich sein werden. Damit ist der wichtigste Unterschied zur letzten Auflage
genannt.
4 Vorwort
Der Anteil der Grundlagen wurde noch etwas vergrößert. Es ist heute für ein volles
Verständnis notwendig, die Photogrammetrie mit Hilfe der Erläuterung einiger Grund
begriffe als Informationssystem zu verstehen. Um sie auch mit den Verfahren der Fern
erkundung in Verbindung zu bringen, wurden deren wichtigste Grundlagen sowie einige
Aufnahmesysteme erläutert. Bei den optischen Grundlagen wurden die Holographie,
bei den photographischen die Äquidensiten neu aufgenommen.
In der Informationsgewinnung (Kapitel 2) findet man einige neue stationäre Meßkammern
für nicht-topographische Anwendungen sowie für Ballistik und Satelliten-Geodäsie. Auf
die Bedeutung von "Nicht-Meßkammern" wird hingewiesen. Umfangreiche Tabellen,
mit vielen technischen Gerätedaten wurden hier, wie auch bei den Auswertgeräten,
fortgelassen, da die Konstruktionen der großen Firmen einander international stark
angeglichen sind, Vollständigkeit ohnehin nicht zu erreichen ist und solche Zahlen
überdies in kurzer Zeit veraltet sind.
Bei der analogen Informationsverarbeitung (Kapitel 4) unterrichtet ein neuer Abschnitt
über die ürthophotographie, deren Bedeutung immer noch wächst. Die Automation in
der Photogrammetrie wurde in einem neuen Kapitel 5 behandelt. Hier besonders war
es angezeigt, den Ton auf das Verständnis von Grundbegriffen und ausgewählten Bei
spielen zu legen. Die Entwicklung ist heute in einem so schnellen Fluß, daß ins einzelne
gehende Beschreibungen neuer Systeme beim Erscheinen des Buches z. T. bereits veraltet
sein würden. Auch ist eine den Spezialisten befriedigende Behandlung der komplexen
elektronischen Systeme auf gedrängtem Raum nicht möglich.
Die im Kapitel 6 besprochenen Anwendungen und Ergebnisse beschränken sich beispiel
haft und fast ohne Ausnahme auf die Bereiche Vermessungswesen und Topographie.
So konnte eine im einzelnen begründete Darstellung der heutigen Leistungen anstelle
einer "von-allem-etwas-Lösung" gegeben werden. Die zahlreichen Ingenieur-Anwendun
gen konnten nur gestreift werden.
Die Methoden und Anwendungen der Photo-Interpretation haben sich während der
letzten beiden Jahrzehnte sprunghaft entwickelt. Eine für die fachlich besonders unter
schiedlichen Gruppen von Anwendern wirklich nützliche, lebendige Behandlung ist in
Kürze nicht mehr möglich. Es gibt hierüber heute auch in deutscher Sprache gute Ver
öffentlichungen für verschiedene Ansprüche.
Im Ganzen gesehen haben die beiden Verfasser versucht - nicht ohne gelegentliche
kleine Überschneidungen zu tolerieren - die beiden Seiten der modernen Photogramme
trie als eines Informationssystemes über unsere Umwelt in lesbarer Kürze darzustellen.
Zu danken haben wir zuerst dem Verlag, der sich - in einer vor genau 40 Jahren begon
nenen Tradition - entschlossen hat, dieses Spezial werk ungeachtet der Risiken durch
stürmische Steigerungen der Herstellungskosten weiter zu führen. Die Umfangsver
größerung gegenüber der vorigen Auflage verbirgt sich z. T. hinter raumsparendem Satz
in einem vergrößerten Satzspiegel.
Dank schulden wir ferner den folgenden Stellen für die kostenlose Überlassung von Bild
tafeln und -beilagen: den Firmen earl Zeiss in überkochen und Hansa Luftbild in
Münster; dem Institut für Photogrammetrie der Universität Stuttgart; dem Landesver
messungsamt Nordrhein-Westfalen in Bonn-Bad Godesberg; der photogrammetrischen
Abteilung der Rheinischen Braunkohle AG in Köln.
Karlsruhe und Stuttgart, Herbst 1975 K. Schwidefsky, F. Ackermann
Inhalt
o Entstehung und Entwicklung der Photogrammetrie. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 11
1 Grundlagen
1.1 Photogrammetrie als Informationssystem . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15
1.1.1 Nachricht und Information, S. 16 -1.1.2 Kontinuierliche Signale, S. 19
- 1.1.3 Das Luftbild, S. 20
1.2 Mathematische Grundlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22
1.2.1 Das mathematische Modell der photogrammetrischen Aufnahme, S. 22
- 1.2.2 Beziehungen zwischen Bild- und Geländekoordinaten, S. 24 -
1.2.3 Eigenschaften der perspektiven Abbildung, S.27 - 1.2.4 Differential
beziehungen, S. 34 - 1.2.5 Weitere Grundformein, S. 39 - 1.2.6 Geometrische
Grundbegriffe des Bildpaares, S. 43
1.3 Optische Grundlagen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 45
1.3.1 Sonderobjektive für Messung und Interpretation, S. 46 - 1.3.2 Bewer-
tung der Bildgüte eines Objektives, S. 48 - 1.3.3 Kalibrieren von Kammern,
S. 54 - 1.3.4 Bildtheodolit, S. 56 - 1.3.5 Optische Projektion, S. 57 -
1.3.6 Holographie, S. 59
1.4 Stereoskopisches Sehen und Messen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 62
1.4.1 Das Auge, S. 62 - 1.4.2 Räumliches Sehen, S. 64 - 1.4.3 "Künstliches"
stereoskopisches Sehen, S. 65 - 1.4.4 Verschiedene Verfahren zur stereosko
pischen Betrachtung von Bildpaaren, S. 71 - 1.4.5 Stereoskopisches Messen,
S. 73 - 1.4.6 Stereologie, S. 76
1.5 Photographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 76
1.5.1 Bei Luftaufnahmen wirksame Beleuchtung, S. 76 -1.5.2 Schwarz-Weiß
Schichten und Filter, S. 80 - 1.5.3 Kontrastwiedergabe, S. 83 - 1.5.4 Äqui
densiten, S.86 - 1.5.5 Photographische Auflösung, S.86 - 1.5.6 Andere
photographische Schichten, S.88 - 1.5.7 Schichtträger, S.91 - 1.5.8 Ent
wicklung und Trocknung, S. 93
1.6 Fernerkundung mittels Strahlung aller Wellenlängen. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 94
1.6.1 Photogrammetrie und Fernerkundung, S.94 - 1.6.2 Wirkung von
Strahlung auf Körper, S. 95 - 1.6.3 Strahlungsgesetze für Temperatur
strahler, S. 97 - 1.6.4 Multispektral-Photographie, S. 99 - 1.6.5 Thermo
graphie, S. 101 - 1.6.6 Radargrammetrie, S. 103
6 Inhalt
2 Informationsgewinnung
2.1 Aufnahmesysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 106
2.1.1 Definitionen und Eigenschaften, S. 106 - 2.1.2 Stationäre Meßkammern,
S. 106 - 2.l.3 Luftbildmeßkammern, S. 108 - 2.1.4 Aufnahmesysteme für die
Fernerkundung, S. 108 - 2.l.5 Nicht-Meßkammern, S. 109
2.2 Bildaufnahme aus erdfesten Standpunkten. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 109
2.2.1 Topographische Geländeaufnahme, S. 110 - 2.2.2 Nicht-topographische
Anwendungen, S. 115
2.3 Luftbildaufnahme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 117
2.3.1 Aufnahmesysteme, S. 117 - 2.3.2 Aufnahmeleistungen von Kammern,
S. 131 - 2.3.3 Planung und Bildflug, S. 131
3 Digitale Verarbeitung der geometrischen Information
Theorie der photogrammetrischen Punktbestimmung
3.0 Übersicht......................................................... 138
3.0.1 Aufgabe und Gliederung der geometrischen Auswerteverfahren, S. 138
- 3.0.2 Paßpunkte, S. 139 - 3.0.3 Digitalauswertung, S. 139
3.1 Rekonstruktion der Strahlenbündel. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 140
3.1.1 Messung der Bildkoordinaten, Komparatoren, S. 140 - 3.1.2 Reduktion
der Bildkoordinaten, S. 145
3.2 Einbildauswertung. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 149
3.2.1 Räumlicher Rückwärtsschnitt, S. 149 - 3.2.2 Mathematische Grund-
lagen der Entzerrung, S. 152
3.3 Theorie des Bildpaares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 154
3.3.1 Relative Orientierung, Modellbildung, S. 155 - 3.3.2 Absolute Orien
tierung des Bildpaares, S. 167 - 3.3.3 Bestimmung der Projektionszentren
von Analoggeräten, S. 172
3.4 Analytische Auswertung des Bildpaares .. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 174
3.4.1 Analytische relative Orientierung, S. 175 - 3.4.2 Rechnerische absolute
Orientierung des Bildpaares, S. 183 - 3.4.3 Analytische räumliche Doppel
punkteinschaltung nach der Bündelmethode, S. 186 - 3.4.4 Ergänzungen,
S. 190
3.5 Punktbestimmung im Bildverband, Aerotriangulation . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 195
3.5.1 Übersicht, S. 195 - 3.5.2 Streifenbildung, Polynom-Streifenausglei
chung, S. 201 - 3.5.3 Blockausgleichung mit Streifenpolynomen, S. 203 -
3.5.4 Blockausgleichung mit unabhängigen Modellen, S. 206 - 3.5.5 Analy
tische Blocktriangulation, Bündelmethode, S. 215 - 3.5.6 Blockausgleichung
mit Hilfsdaten, hybride Systeme, S. 220 - 3.5.7 Blockausgleichung mit zusätz
lichen Parametern, selbstkalibrierende Systeme, S. 222 - 3.5.8 Radialtriangu
lation, S. 225
Inhalt 7
3.6 Fehlertheorie und Genauigkeit der photogrammetrischen Punktbestimmung 226
3.6.1 Das Fehlermodell des Einzelbildes, S.226 - 3.6.2 Genauigkeit des
räumlichen Rückwärtsschnittes, S. 231 - 3.6.3 Genauigkeit der Entzerrung,
S. 233 - 3.6.4 Fehlertheorie des Bildpaares, S. 234 - 3.6.5 Fehlertheorie
und Genauigkeit der Aerotriangulation, S. 249
4 Analoge Informationsverarbeitung
4.1 Photointerpretation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 272
4.2 Luftbild und topographische Karte . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 273
4.3 Zeichenverfahren ohne Instrumente. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 275
4.3.1. Bestimmung des Bildmaßstabes, S. 275 - 4.3.2 Bestimmung der Kar
tenlage von Punkten aus Senkrecht- oder Schrägbildern (zeichnerische Ent
zerrung), S. 275 - 4.3.3 Ermittlung der äußeren Orientierung, S.277
4.4 Spiegelstereoskop mit Stereometer. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 279
4.4.1 Das Spiegelstereoskop, S.279 - 4.4.2 Vorbereitung des Materials,
S. 280 - 4.4.3 Auswerteverfahren, S. 281
4.5 Entzerrung von Bildern ebener Objekte ............................... 282
4.5.1 Aufgabe und Definitionen, S. 282 - 4.5.2 Freiheitsgrade und Einstell
größen des Entzerrungsgerätes, S.283 - 4.5.3 Umbildgeräte, S.285 -
4.5.4 Arbeitsverfahren, S. 288
4.6 Analoginstrumente . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 291
4.6.1 Projektionsgeräte (mit geometrischer Nachbildung), S. 292 - 4.6.2 Ana
log-Rechengeräte, S.308 - 4.6.3 Prüfen und Justieren von Analoginstru
menten, S. 312
4.7 Orthophotographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 314
4.7.1 Übersicht und Bezeichnungen, S. 314 - 4.7.2 Entwicklung der Diffe
rential-Entzerrung, S. 315 - 4.7.3 Differential-Entzerrungsgeräte, S. 316 -
4.7.4 Fehlerquellen der Streifenverfahren, S. 317 - 4.7.5 Orthophotographie
und Höheninformation, S. 319
5 Automation in der Photogrammetrie
5.1 Automat und Automation........................................... 322
5.2 Elemente für die Automation . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 323
5.3 Korrelation der Bilder eines Stereopaares . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 324
5.4 Prozeßrechner und Hybridsysteme . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 326
5.5 Analytische Kartiergeräte ........................................... 328
5.6 Automatische Informationsverarbeitung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 330
5.6.1 Der Stereomat nach G.L. Hobrough, S.331 - 5.6.2 Planimat mit
Itek-Korrelator EC5, S. 333
8 Inhalt
6 Anwendungen, Ergebnisse, Leistungen der Luftbildmessung
6.1 Allgemeine Angaben zur Luftbildmessung . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 335
6.2 Photogrammetrische Punktbestimmung ............................... 339
6.2.1 Aerotriangulation, S. 339 - 6.2.2 Punkt bestimmung für die Kataster
vermessung, S. 344 - 6.2.3 Photogrammetrische Netzverdichtung, S. 347 -
6.2.4 Signalisierung, Punktübertragung, S. 348
6.3 Photogrammetrische Kartierung ..................................... 350
6.3.1 Karten-und Bildmaßstäbe, Kartierleistungen, S. 350 - 6.3.2 Kartierung
von: Höhen-Schichtlinien, S.353 - 6.3.3 Kleinmaßstäbige topographische
Karten, S. 356 - 6.3.4 Großmaßstäbige Kartierungen, S. 358
6.4 Ingenieurvermessungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 360
6.5 Bildpläne und Bildkarten . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 363
6.5.1 Entzerrte Bildpläne, S. 364 - 6.5.2 Orthophotopläne, S. 365 - 6.5.3 An
wendungen von Bildplänen und Bildkarten, S. 366 - 6.5.4 Zeit aufwand und
Kosten, S. 368
6.6 Digitale Kartierung, Datenbanken. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 369
7 Auswahl aus der Literatur. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .. 374
7.1 Lehrbücher und Gesamtdarstellungen . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
7.2 Allgemeines, Bibliographien, Wörterbücher. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 374
7.3 Mathematik, Informatik ............................................ 375
7.4 Optik.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 375
7.5 Stereoskopie............................................. . . . . . . . . . . 376
7.6 Photographie . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 376
7.7 Kartographie.. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
7.8 Geschichte ........................................................ 377
7.9 Zeitschriften. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 377
8 Namen- und Sachverzeichnis . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 379
Verzeichnis der Tafeln
Tafel I Objektive für Photogrammetrie und Luftbildwesen ................. 47
Tafel II Bildbeispiele fehlerhafter Objektive ............................. . . 53
Tafel III Prüftafel für stereoskopisches Sehen .............................. 63
Tafel IV Anaglyphendruck eines Senkrecht-Bildpaares. . . . . . . . . . .. neben Seite 72
Inhalt 9
Verzeichnis der Beilagen in der Tasche
1. Wiedergabe der Objektkontraste auf panchromatischem und Infrarot-Film
2. Stereo-Luftbild eines Mischwaldbestandes
3. Rot-Grün-Brille zur Betrachtung des Anaglyphendruckes Tafel IV
4. Ausschnitt aus einer Luftbildkartel: 5000 des Landes Nordrhein-Westfalen
5. Ausschnitt aus einer photogrammetrischen Kartierung eines größeren Industriewerkes
im Maßstab 1 : 1000
6. Ausschnitt aus einer photogrammetrischen Kartierung in 1 : 2000
7. Verkleinerter Ausschnitt (1 : 2000) aus einem Autobahn-Bestandsplan
8. Ausschnitt aus einer photogrammetrischen Original-Kartierung 1 : 5000 ohne Über
arbeitung mit direkt gravierten Schichtlinien
9. Beispiel einer digitalen Interpolation und automatischen Zeichnung von Schichtlinien
Häufig benutzte Abkürzungen
AVN Allgemeine Vermessungs-Nachrichten, Karlsruhe
BuL Bildmessung und Luftbildwesen, Karlsruhe
Can. Surv. Canadian Surveyor, Ottawa
DGK Veröff. d. Deutschen Geodätischen Kommision b. d. Bayerischen
Akademie d. Wissenschaften, München
Int. Arch. Phm. Internationales Archiv für Photogrammetrie
ITC-J. ITC-Journal, Enschede, Niederlande
NaKaVerm Nachrichten a. d. Karten- u. Vermessungswesen, FrankfurtjM
OEEPE Schriften der Organisation Europeenne d'Etudes Photogrammetriques
Experimentales, FrankfurtjM
ÖZfV Österreichische Zeitschr. f. Vermessungswesen, Wien
Phia Photogrammetria, Amsterdam
Phm. Eng. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, Falls Church, Va.
Phm. Rec. Photogrammetric Record, London
SZfV Schweiz. Zeitschr. f. Vermessung, Photogrammetrie und Kulturtechnik
ZfV Zeitschrift für Vermessungswesen, Stuttgart
o
Entstehung und Entwicklung der Photogrammetrie
Der Gedanke, durch Anwendung der Zentralperspektive gewonnene Bilder von Objekten
in Parallelprojektionen, also in Grund-und Aufrisse, in Karten und Pläne umzuwandeln
und Gestalt, Größe und Lage der Objekte dadurch meßbar zu machen, ist nicht an die
Photographie gebunden. Mindestens ein Jahrhundert vor der Erfindung der Photographie
entstand er aus den Erfahrungen des natürlichen Sehens. Ein Jahrhundert danach über
schreiten wir die Grenzen der Photographie mit anderen Sensoren als der photographi
sehen Schicht und auch diejenigen der Zentralperspektive mit neuartigen Aufnahme
systemen. Wenn es streng genommen also richtig wäre, anstelle des Wortes "Photo
grammetrie" den älteren, allgemeineren Namen "Ikonometrie" (s. unten) wieder zu
verwenden, so hat doch die Photographie dem Gedanken zum Siege verholfen, und sie
wird auch für absehbare Zeit den Schwerpunkt der Anwendungen bilden. Wir werden
also den vor rund hundert Jahren von W. Jordan, A. Meydenbauer und F. Stolze
eingeführten und international benutzten Namen Photogrammetrie beibehalten, uns
aber der genannten Grenzüberschreitungen bewußt sein.
Die im Mittelalter sich entwickelnde Technik bedurfte der Perspektive weniger als viel
mehr die Malerei und die Baukunst. Erst aus dem Italien des 15. Jahrhunderts sind uns
Erfahrungssätze über die Perspektive überliefert, deren systematische geometrische
Begründung bis zum Anfang des 17. Jahrhunderts auf sich warten ließ. Während des
18. Jahrhunderts haben Gelehrte aus verschiedenen Ländern freihändig von verschiedenen
Standpunkten aus gezeichnete Perspektiven zum Entwurf geographischer Karten benutzt.
Der erste scheint der schweizer Arzt und Kristallograph M.A. Kappeier gewesen zu
sein, der 1726 auf diese Weise das Pilatusmassiv kartierte. Ein ähnliches Verfahren,
unterstützt durch Kompaßpeilungen, verwandte der französische Hydrograph Beau
temps-Beaupre 1791, um im Pazifik Küstenkarten herzustellen. Der große deutsche
Naturforscher J.H. Lambert entwickelte im 8. Kapitel seiner "Freyen Perspektive",
die 1759 in Zürich erschien, systematisch die Umkehrung der Zentralperspektive und
gab damit die erste theoretische Begründung für die Photogrammetrie.
Erst nachdem J.N. Niepce und J.L.M. Daguerre brauchbare Photographien herzu
stellen verstanden und nachdem F. Ar a g 0 1839 die Erfindung der Photographie bekannt
gegeben hatte, erhielten die praktischen Versuche ernsthafte Bedeutung. Der französische
Oberst A. Lau s s e d a t, den wir als den eigentlichen Begründer der Bildmessung anzusehen
haben (er nannte sein Verfahren erst "Iconometrie", dann "Metrophotographie"),
schuf das erste geeignete photogrammetrische Aufnahmegerät und Arbeitsverfahren
(1859, erste Anfänge seit 1851). Dieses Verfahren bediente sich zweier photographischer
Aufnahmen eines Gegenstandes von den Endpunkten einer "Standlinie" aus, um aus
den beiden erhaltenen Bildern für jeden zu bestimmenden Punkt je eine Richtung abzu
leiten, deren paarweise Schnitte das aufgenommene Objekt punktweise wiederzugeben
gestatten.