Automatische Bestimmung von Wasseroberflächen in der Brandungszone aus Bildsequenzen mittels digitaler Bildzuordnung

摘要

In dieser Arbeit wird ein neues Verfahren zur automatischen, dreidimensionalen und zeitlich kontinuierlichen Bestimmung von Wasseroberflächen in der Brandungszone aus Bildsequenzen vorgestellt. Die wichtigsten Grundlagen, die zur Entwicklung des Verfahrens geführt haben, werden detailliert beschrieben. Das Verfahren beruht auf der Verwendung synchron erfasster photogrammetrischer Stereobildsequenzen und digitaler Bildzuordnung im Objektraum. Die Verifizierung des Verfahrens erfolgt über praktische Versuchsreihen in einem Buhnenfeld vor Norderney, bei denen vier synchronisierte digitale Videokameras zur Datenerfassung eingesetzt wurden. Neben den Bildsequenzen selbst sind die Parameter der inneren und äußeren Orientierung und gegebene Startpunkte für das erste Stereomodell als Eingangsinformationen notwendig. Die Orientierungen der Bilddaten werden für die Dauer der Aufnahme der Bildsequenz als konstant angenommen. Die grundlegende Strategie basiert auf der punktweisen Zuordnung, der flächenhaften Ausbreitung und der Bildsequenzauswertung. Die zuerst durchgeführte sukzessive punktweise Zuordnung erfolgt unter Verwendung des Kreuzkorrelationskoeffizienten und einer Variante des Vertical Line Locus. Durch die flächenhafte Ausbreitung dieses Prozesses mittels eines verfeinerten Region-Growing-Verfahrens unter Berücksichtigung der gegebenen Startpunkte wird eine dreidimensionale Punktwolke generiert. Das digitale Oberflächenmodell (DOM) entsteht durch anschließende Interpolation. Die Grundidee der Bildsequenzauswertung ist, dass die Änderung der Höhe des DOMs in aufeinander folgenden Bildern einer Bildsequenz sehr gering ist.