Masterproef Annelies De Roek - Ghent...

Opleiding Geografie en Geomatica

Master in de Geografie

Een methodologie voor een driedimensionale

documentatie van archeologische objecten

aan de hand van fotogrammetrie

Annelies De Roek

Aantal woorden in tekst: 20929 Academiejaar 2010-2011

Prof. Dr. Rudi Goossens Masterproef ingediend tot het Vakgroep Geografie behalen van de graad van Master in de Geografie

1

DANKWOORD

Graag wil ik een woordje van dank richten aan de mensen die hebben bijgedragen tot het

bekomen van deze masterproef.

Allereerst dank ik mijn promotor Prof. Dr. Rudi Goossens voor de begeleiding doorheen het

onderzoek en de hulp en goede raad wanneer nodig. Zijn enthousiasme over het onderwerp

van deze masterproef en zijn interesse in archeologie kon ik enorm appreciëren. Daarnaast wil

ik drs. Timothy Nuttens en drs. Coen Stal graag bedanken voor het geduldig beantwoorden

van mijn vele vragen en hun deskundige uitleg gedurende het hele werkproces.

Dr. Patrick Monsieur en de Vakgroep Archeologie van de Universiteit Gent wil ik bedanken

voor het uitlenen van de archeologische objecten en de bijhorende achtergrondinformatie.

Eugène De Leye voor het maken van het fotoframe. Marijn Hendrickx, Ruben Van De

Kerchove en Marijke De Ryck bedank ik voor hun spontane hulp. De fotografen van het

Vlaams Instituut voor het Onroerend Erfgoed (VIOE) dank ik voor hun woordje uitleg

omtrent het gebruik van 3D-documentatie binnen de archeologie.

Ook dank ik de andere collega’s van het VIOE, mijn medestudenten en vrienden voor hun

steun, An voor het nalezen van deze tekst. Mijn ouders wil ik speciaal bedanken voor hun

steun en de kans die ik kreeg om deze tweede opleiding te volgen. Tenslotte dank ik Pieter

voor het vele geduld en begrip.

2

ABSTRACT

Het driedimensionaal documenteren is erg nuttig bij het beheren, restaureren, analyseren en

interpreteren van archeologische objecten. Ook wanneer het artefact zelf niet in het bezit is

van de onderzoeker. Eveneens kunnen de verworven eindproducten gebruikt worden als

voorstelling aan het grote publiek. Veelal wordt deze documentatie verkregen met behulp van

de (Close Range) fotogrammetrie en / of laserscanning, de twee belangrijkste voorbeelden

van respectievelijk de image-based en range-based onderzoeksmethoden. In dit onderzoek

wordt een methodologie voorgesteld voor het documenteren van archeologische objecten aan

de hand van de Close Range fotogrammetrie en een bijhorende restitutie door middel van de

software VirtuoZoNT. Dit alles op een eenvoudige en toegankelijke manier. Het onderzoek

leverde digitale hoogtemodellen (DEM) en orthofoto’s af als eindproducten. Een DEM toont

een driedimensionaal beeld en kan dienen als visuele voorstelling, bijvoorbeeld in musea, of

kan gebruikt worden voor een visuele analyse en interpretatie van een object. Een orthofoto

geeft een metrisch nauwkeurige weergave en kan dus onder andere gebruikt worden om

metingen uit te voeren. Het aanmaken van een volledig 3D-model met behulp van AutoCAD

Civil 3D bleek hier niet mogelijk. De laserscanning, die uitgevoerd werd ter vergelijking van

de resultaten van de fotogrammetrie, leverde eveneens mooie resultaten op. Binnen dit

onderzoek leveren ze echter geen meerwaarde.

Kernwoorden: archeologische objecten – Close Range fotogrammetrie – driedimensionale

documentatie – laserscanning

3

INHOUDSOPGAVE

DANKWOORD ......................................................................................................................... 1

ABSTRACT ............................................................................................................................... 2

INHOUDSOPGAVE .................................................................................................................. 3

LIJST VAN TABELLEN ........................................................................................................... 6

LIJST VAN FIGUREN .............................................................................................................. 7

LIJST VAN FOTO’S ................................................................................................................. 8

LIJST VAN AFKORTINGEN ................................................................................................. 10

1. INLEIDING ......................................................................................................................... 11

2. BASISPRINCIPES VAN DE FOTOGRAMMETRIE ........................................................ 14

2.1 Fotogrammetrie definiëren ............................................................................................. 14

2.2 Een korte geschiedenis ................................................................................................... 15

2.3 Het fotogrammetrisch proces ......................................................................................... 15

2.4 Stereoscopische parallax en stereovisie ......................................................................... 17

2.4.1 Stereoscopische parallax ......................................................................................... 17

2.4.2 Stereovisie ............................................................................................................... 18

2.5 Voor –en nadelen van fotogrammetrie ........................................................................... 19

3. LITERATUUROVERZICHT .............................................................................................. 20

3.1 Driedimensionale documentatie in archeologie ............................................................. 20

3.2 Onderzoeksmethoden ..................................................................................................... 21

3.2.1 Image-based: Close Range fotogrammetrie ............................................................ 21

3.2.2 Range-based: laserscanning .................................................................................... 22

3.2.3 Combinatie .............................................................................................................. 23

3.3 Discussie ......................................................................................................................... 23

4. GEGEVENSVERZAMELING ............................................................................................ 25

4.1 De archeologische objecten ............................................................................................ 25

4.1.1 Attische pyxis (inventarisnummer 12) .................................................................... 25

4.1.2 Italo-Etruskisch schaaltje op hoge voet (inventarisnummer 17) ............................. 26

4.1.3 Zuid-Italisch-Grieks unguentarium (inventarisnummer 1238 of 1239) .................. 27

4

4.1.4 Romeinse firmalamp met dubbele snuit (geen inventarisnummer) ........................ 27

4.1.5 Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel (geen inventarisnummer) ..... 28

4.1.6 Grafurne (inventarisnummer 100) ........................................................................... 29

4.1.7 Geglazuurde grote veldfles (inventarisnummer 1098) ............................................ 30

4.2 Het referentiekader of frame .......................................................................................... 30

4.3 Opmeten van de targets .................................................................................................. 32

4.4 Tweede laserscan met extra targets ................................................................................ 34

4.5 Rotatie van het assenstelsel ............................................................................................ 34

4.6 Fotograferen van de objecten ......................................................................................... 38

4.6.1 De camera en de opnameomstandigheden –en instellingen .................................... 38

4.6.2 Achtergrond bij het fotograferen ............................................................................. 40

5. STEREOCOMPILATIE AAN DE HAND VAN VIRTUOZONT ...................................... 42

5.1 Voorbereiding ................................................................................................................. 42

5.2 Relatieve oriëntatie ......................................................................................................... 43

5.3 Absolute oriëntatie ......................................................................................................... 44

5.4 Epipolaire resampling .................................................................................................... 45

5.5 Image matching .............................................................................................................. 46

5.5 Aanmaken producten ...................................................................................................... 47

5.5.1 Digitaal hoogtemodel .............................................................................................. 47

5.5.2 Orthofoto ................................................................................................................. 48

6. ONDERVONDEN PROBLEMEN EN MOGELIJKE OPLOSSINGEN ............................ 50

6.1 Problemen bij de opnamesituatie ................................................................................... 50

6.1.1 Statief versus uit de hand ........................................................................................ 50

6.1.2 Horizonaliteit ........................................................................................................... 51

6.1.3 Focuslengte, diafragma en sluitertijd ...................................................................... 51

6.1.4 Over- en onderbelichting ......................................................................................... 52

6.2 Problemen met de coördinaten ....................................................................................... 53

6.3 Problemen met de software ............................................................................................ 54

7. BESPREKING VAN DE EINDPRODUCTEN ................................................................... 57

7.1 Bespreking van de nauwkeurigheden ............................................................................. 57

7.1.1 Attische pyxis .......................................................................................................... 58

7.1.2 Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel .............................................. 64

5

7.1.3 Grafurne .................................................................................................................. 69

7.1.4 Italo-Etruskisch schaaltje op hoge voet ................................................................... 75

7.1.5 Romeinse firmalamp met dubbele snuit .................................................................. 80

7.1.6 Besluit ...................................................................................................................... 85

7.2 3D-modellen aan de hand van de orthofoto’s ................................................................ 86

7.2.1 Werkwijze samenvoegen van de orthofoto’s .......................................................... 86

7.2.2 Resultaten: 3D-modellen? ....................................................................................... 87

7.3 Anagliefen ...................................................................................................................... 89

8. LASERSCANNING ............................................................................................................. 91

8.1 Werkwijze ...................................................................................................................... 91

8.1.1 Bepaling nodal point ............................................................................................... 91

8.1.2 Laserscanning en foto-opnamen .............................................................................. 93

8.2 Resultaten ....................................................................................................................... 94

9. BESLUIT ............................................................................................................................. 96

REFERENTIES ........................................................................................................................ 99

1. Boeken / artikels ............................................................................................................... 99

2. Internetbronnen .............................................................................................................. 101

3. Gebruikte software ......................................................................................................... 103

BIJLAGEN ............................................................................................................................. 104

6

LIJST VAN TABELLEN

Tabel 1: Benaming van de targets ............................................................................................ 32

Tabel 2: Verandering assenstelsel naargelang zijaanzicht ....................................................... 37

Tabel 3: Benaming van de blocks en modellen ........................................................................ 42

Tabel 4: Nauwkeurigheden model 14boven ............................................................................. 59

Tabel 5: Nauwkeurigheden model 14r ..................................................................................... 60

Tabel 6: Nauwkeurigheden model 14l ..................................................................................... 61

Tabel 7: Nauwkeurigheden model 14b .................................................................................... 62

Tabel 8: Nauwkeurigheden model 14o .................................................................................... 63

Tabel 9: Nauwkeurigheden model 51boven ............................................................................. 64

Tabel 10: Nauwkeurigheden model 51r ................................................................................... 65

Tabel 11: Nauwkeurigheden model 51l ................................................................................... 66

Tabel 12: Nauwkeurigheden model 51b .................................................................................. 67

Tabel 13: Nauwkeurigheden model 51o .................................................................................. 68

Tabel 14: Nauwkeurigheden model 61boven ........................................................................... 70











Tabel 25: Nauwkeurigheden model42r .................................................................................... 81

Tabel 26: Nauwkeurigheden model42l .................................................................................... 82

Tabel 27: Nauwkeurigheden model42b ................................................................................... 83

Tabel 28: Nauwkeurigheden model42o ................................................................................... 84

7

LIJST VAN FIGUREN

Figuur 1: Informatie in het fotogrammetrisch proces .............................................................. 16

Figuur 2: Stereoscopische parallax vanuit een rijdend voertuig .............................................. 17

Figuur 3: Het principe van stereovisie ..................................................................................... 18

Figuur 4: De geregistreerde (of gekoppelde) puntenwolk met aanduiding van de targets /

grondcontrolepunten ................................................................................................................. 34

Figuur 5: Assenstelsel bij luchtopnamen (A.) en terrestrische opnamen (B.) .......................... 35

Figuur 6: Het lokaal assenstelsel na rotatie (rode stippellijn) en verschuiving (rood) ............. 36

Figuur 7: Assenstelsel voor elk (zij)aanzicht: bovenaanzicht, zijaanzicht r, zijaanzicht l,

zijaanzicht b, zijaanzicht o: elke kleur staat voor een bepaald zijaanzicht en de pijlen duiden

de kijkrichting aan .................................................................................................................... 37

Figuur 8: De diafragmareeks .................................................................................................... 39

Figuur 9: Relatieve oriëntatie (rode kruisjes) en absolute oriëntatie (gele kruisjes en blauwe

cirkels) ...................................................................................................................................... 45

Figuur 10: Epipolaire resampling ............................................................................................ 46

Figuur 11: Model22r: prepare for match ................................................................................. 47

Figuur 12: Een grote fout in phi is zichtbaar aan het groene kader dat schuin ligt ................. 50

Figuur 13: Model61r zonder editeren: het object “trekt” aan de achtergrond ......................... 54

Figuur 14: Model 61r na het editeren: achtergrond werd naar voren / omhoog gebracht ........ 55

Figuur 15: Model61boven zonder editeren: de achtergrond en het object zijn één geheel ...... 56

Figuur 16: Model61boven na het editeren: de achtergrond werd naar omhoog gebracht en de

binnenkant van de urne werd plat gelegd ................................................................................. 56

Figuur 17: De beeldparameters phi, omega en kappa bij terrestrische opnamen .................... 57

Figuur 18: Een voorbeeld van twee orthofoto’s in AutoCAD Civil 3D. De orthofoto’s sluiten

niet aan op elkaar en liggen ook fout georiënteerd in de 3D-ruimte ........................................ 88

Figuur 19: Attische pyxis: puntenwolk (scan 5) en bijhorende foto (1531) in Cyclone .......... 94

Figuur 20: Puntenwolk (vanuit één scanpositie) met één gedrapeerde foto: Attische pyxis .... 95

Figuur 21: Puntenwolk (vanuit één scanpositie) met één gedrapeerde foto: Romeinse militaire

dakpan of baksteen met stempel ............................................................................................... 95

8

LIJST VAN FOTO’S

Foto 1: Roodfigurige Attische pyxis ......................................................................................... 25

Foto 2: Italo-Etruskische schaal op hoge voet ......................................................................... 26

Foto 3: Zuid-Italisch-Grieks unguentarium ............................................................................. 27

Foto 4: Romeinse firmalamp .................................................................................................... 28

Foto 5: Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel ................................................... 29

Foto 6: Late Bronstijd grafurne ................................................................................................ 29

Foto 7: Geglazuurde Middeleeuwse veldfles ........................................................................... 30

Foto 8: Frame gebruikt bij het fotograferen, inmeten van de targets en de laserscanning ...... 31

Foto 9: (links naar rechts) details van achtergronden 1, 2, 3 en 4. Achtergrond 5 is niet

duidelijk weer te geven in detail. ............................................................................................. 40

Foto 10: Voorbeeld van een orthofoto van een zijaanzicht: model 14b ................................... 49

Foto 11: Voorbeeld van een orthofoto van een bovenaanzicht: model 51boven ..................... 49

Foto 12: Oblieke foto-opname: hoogte camera en object (rode lijnen) en z-as (gele lijn) ...... 51

Foto 13: Over- en onderbelichting op foto 0197: de grijs-blauwe achtergrond en de urne zijn

erg donker waardoor oorspronkelijk weinig homologe punten werden gevonden tijdens de

relatieve oriëntatie .................................................................................................................... 52

Foto 14: Foto 0197photoshop met aangepast contrast en helderheid: de grijs-blauwe

achtergrond en de urne werden lichter gemaakt zodat meer overeenkomstige punten konden

worden gevonden ..................................................................................................................... 53

Foto 15: Orthofoto van model 14boven ................................................................................... 59

Foto 16: Orthofoto van model 14r ............................................................................................ 60

Foto 17: Orthofoto van model 14l ............................................................................................ 61

Foto 18: Orthofoto van model 14b ........................................................................................... 62

Foto 19: Orthofoto van model 14o ........................................................................................... 63









9



Foto 30: Detail van foto 0199: rand van de urne ...................................................................... 75










Foto 40: Belang ligging van de GCP bij het positioneren in AutoCAD Civil 3D ................... 89

Foto 41: Anaglief van de Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel ...................... 90

Foto 42: Anaglief van de Romeinse firmalamp ....................................................................... 90

Foto 43: De Tripod Mounth Lenght L1 .................................................................................... 92

Foto 44: De Entrance Pupil Length L2 .................................................................................... 92

Foto 45: De zogenaamde Nodal Ninja waarop de camera geplaatst wordt na het berekenen

van L1 en L2 ............................................................................................................................ 92

10

LIJST VAN AFKORTINGEN

CAD Computer Aided Design

DEM Digital Elevation Model

DTM Digital Terrain Model

GCP Grondcontrolepunt(en) of Ground Control Point

GSD Ground Spacing Distance

ISO International Organization for Standardization

JPG Joint Photographic Experts Group

PNG Portable Network Graphics

RMS(E) Root Mean Square (Error)

TIFF Tagged Image File Format

2D tweedimensionaal

3D driedimensionaal

Laser Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation

11

1. INLEIDING

Het documenteren van cultureel erfgoed, waaronder archeologische sites en artefacten, is

nodig indien we niet willen dat deze zaken in de toekomst verloren gaan (Boehler & Marbs,

2004; Habib et al., 2004). De vraag naar gedetailleerde documentatie neemt dan ook toe de

laatste jaren (Habib et al., 2004). Het driedimensionaal documenteren voegt niet alleen

letterlijk een extra dimensie toe, maar is ook een uitstekende bron van informatie voor het

beheren, restaureren, analyseren en interpreteren van dit erfgoed (Lambers & Remondino,

2008). Het onderzoek kan daarbij ook gebeuren zonder dat het echte object voorhanden is.

Verder kunnen de eindproducten gebruikt worden voor de voorstelling aan het grote publiek

(Pollefeys et al., 2003; Lambers & Remondino, 2008). Binnen de 3D-documentatie kunnen

drie hoofdgroepen van onderzoeksmethoden onderscheiden worden: de image-based

methoden, de range-based methoden en een combinatie van beide (Lambers & Remondino,

2008). Close Range fotogrammetrie en laserscanning, respectievelijk een image-based en een

range-based methode, zijn de meest gebruikte en bekendste voorbeelden voor het

documenteren van archeologische objecten en / of sites (Zheng et al., 2008). De keuze van de

gehanteerde methode hangt echter voor elk onderzoek af van verschillende aspecten.

Onder leiding van Prof. Dr. Rudi Goossens werden aan de Vakgroep Geografie van de

Universiteit Gent reeds verschillende onderzoeken gedaan naar het gebruik van onder andere

Close Range fotogrammetrie voor het documenteren van archeologische sites en

monumenten. In het academiejaar 2009-2010 werd door de masterstudenten archeologie

(onder leiding van Prof. Dr. Goossens) kort geëxperimenteerd met het gebruik van

stereografie voor de documentatie van (kleine) archeologische vondsten. Stereografie is het

benutten van de mogelijkheid van het menselijk oog om een object vanuit twee posities

tegelijk te zien. We spreken hier over stereovisie of stereoscopisch zicht. In de

fotogrammetrie wordt hiervan gebruik gemaakt (Mikhail et al., 2001).

Het hierboven vermelde experiment vormt in feite het uitgangspunt van deze masterproef. In

dit onderzoek is verder onderzocht in hoeverre de Close Range fotogrammetrie, meer

specifiek in combinatie met een verwerking van de data in de software VirtuoZoNT,

bruikbaar is voor de documentatie van archeologische objecten. Het gaat hierbij om

aardewerken objecten uit verschillende periodes, met verschillende grootte, vorm en kleur.

Het doel van deze masterproef was het bedenken en opstellen van een methodologie voor de

12

dataverzameling (waaronder het opmeten van de GCP en het fotograferen van de objecten) en

de dataverwerking (waaronder het aanmaken van orthofoto’s, DEM’s en 3D-modellen).

Daarnaast werd er kort nagegaan hoe bruikbaar laserscanning is in vergelijking met

fotogrammetrie bij het registreren van archeologische vondsten.

In hoofdstuk 2 worden de basisprincipes van de fotogrammetrie besproken. Hiervoor werden

enkele algemene werken geraadpleegd met artikels van Fryer (2001), Cooper en Robson

(2001) en Mikhail et al. (2001). Voor een uitgebreidere inleiding tot de fotogrammetrie

verwijzen we naar deze literatuur. In hoofdstuk 3 wordt een literatuuroverzicht gegeven aan

de hand van een tiental specifieke artikels over het gebruik van driedimensionale

documentatie door middel van fotogrammetrie en laserscanning in de archeologie. Dit geeft

een idee welke onderzoeken de laatste jaren zijn uitgevoerd en met welke

onderzoeksmethoden.

Hoofdstukken 4 tot en met 8 bespreken het eigen onderzoek in het kader van deze

masterproef. Hoofdstuk 4 begint met een woordje uitleg omtrent de gedocumenteerde

archeologische objecten. Hierna wordt de verdere dataverzameling besproken. De vorm van

het gebruikte fotoframe, het opmeten van de zogenaamde grondcontrolepunten en de rotatie

van het assenstelsel worden in dit hoofdstuk behandeld. Daarna volgt de werkwijze voor het

fotograferen van de objecten, waarbij ook ingegaan wordt op de opname-instellingen en

bruikbare achtergronden. De stereocompilatie (of verwerking) aan de hand van de software

VirtuoZoNT wordt uitgebreid besproken in hoofdstuk 5. Ook de eindproducten zoals

orthofoto’s en DEM’s worden hierbij algemeen besproken. Dit onderzoek verliep niet zonder

enige problemen. Deze worden, samen met hun (mogelijke) oplossingen besproken in

hoofdstuk 6. Hoofdstuk 7 handelt over de eerder vermelde eindproducten. Hierbij worden de

nauwkeurigheden van elk aangemaakt stereopaar uitgebreid besproken, en alle bekomen

orthofoto’s afgebeeld. Tenslotte wordt in dit deel ook het aanmaken van 3D-modellen aan de

hand van de orthofoto’s toegelicht. De werkwijze en resultaten van de uitgevoerde

laserscanning worden besproken in hoofdstuk 8. In het laatste hoofdstuk (9) volgt een

algemeen besluit.

Elk hoofdstuk wordt zo duidelijk mogelijk toegelicht aan de hand van beeldmateriaal.

Aangezien dit onderzoek voornamelijk bestaat uit een visuele documentatie bevat deze

masterproef dan ook heel wat tabellen, figuren en foto’s. In de bijlagen achteraan dit werk zijn

bijkomende informatie en extra fotomateriaal opgenomen. Wegens hun omvang (van

13

ongeveer 55 Gigabyte) werden de digitale bestanden (waaronder VirtuoZoNT bestanden) niet

digitaal bijgevoegd of ingediend. Deze zijn wel op een externe harde schijf gekopieerd die

bewaard zal worden binnen de Vakgroep Geografie van de Universiteit Gent.

De keuze van het onderwerp van deze masterproef is grotendeels het gevolg van de link met

mijn vorige opleiding: archeologie. Verder werd mijn interesse voor de terrestrische

fotogrammetrie vooral aangewakkerd door de oefening bij het vak 3D-registratie en

-visualisatie, waarbij de Sint-Baafsabdij te Gent werd gedocumenteerd. Binnen de Vakgroep

Geografie werd echter nog geen uitgebreid onderzoek gedaan naar het documenteren van

archeologische objecten. Ik was dus erg benieuwd naar de resultaten. Snel werd duidelijk dat

het onderzoek niet altijd evident was en ik voor bepaalde zaken misschien zelfs wat

voorkennis miste. Alsnog bleef ik gemotiveerd en geïnteresseerd. Op die manier heb ik enorm

veel bijgeleerd tijdens het onderzoek van deze masterproef. Dit is voor mij een mooie manier

om mijn zeven jaar als student af te sluiten.

14

2. BASISPRINCIPES VAN DE FOTOGRAMMETRIE

2.1 Fotogrammetrie definiëren

Volgens de ‘International Society for Photogrammetry and Remote Sensing’ (ISPRS) is

fotogrammetrie en teledetectie “[…] the art, science, and technology of obtaining reliable

information from noncontact imaging and other sensor systems about the Earth and its

environment, and other physical objects and processes through recording, measuring,

analyzing and representation” (http://www.isprs.org, 2 april 2011).

Fryer (2001) hanteert een erg gelijkaardige definitie: “Photogrammetry is the science, and art,

of determining the size and shape of objects as a consequence of analysing images recorded

on film or electronic media” (Fryer, 2001). De auteur vermeld uitdrukkelijk dat de

wetenschap (science) in bovenstaande definitie van groot belang is. Het wijst namelijk op het

gebruik van de wiskunde, fysica en chemie binnen de fotogrammetrie, wat niet onbelangrijk

is. De art geeft aan dat goede resultaten in deze wetenschap enkel bereikt kunnen worden

door het gebruik van behoorlijke foto’s (Fryer, 2001). Dat de wijze waarop de foto’s genomen

worden en de daarmee samenhangende kwaliteit van erg groot belang zijn bij de

fotogrammetrische verwerking, werd ondervonden tijdens de praktische uitwerking van deze

masterproef en wordt verder in de tekst besproken (zie hoofdstuk 6).

Close Range fotogrammetrie is de toepassing van het fotogrammetrisch proces op objecten

die dicht(er)bij zijn (Fryer, 2001). De term wordt gebruikt bij objecten met een omvang van

minder dan 100 m en waarbij de camera’s dichtbij geplaatst worden tijdens de opnamen

(Cooper & Robson, 2001). Een belangrijk verschil met de (lucht)fotogrammetrie is dat het

object bij Close Range fotogrammetrie vanuit verschillende standpunten wordt

gefotografeerd. De resultaten van Close Range fotogrammetrie moeten vaak snel ter

beschikking gesteld kunnen worden zodat de verdere verwerking meteen kan gebeuren. Deze

verwerking kan bijvoorbeeld het aanmaken van een driedimensionaal CAD model zijn

(Cooper & Robson, 2001). Een niet te negeren eigenschap van de Close Range

fotogrammetrie is de mogelijkheid om uiteenlopende meetproblemen op te lossen (Cooper &

Robson, 2001).

15

2.2 Een korte geschiedenis

De Fransman Laussedat wordt aanzien als de grondlegger van de fotogrammetrie. In 1850

ontwikkelde hij een methode om een kaart te maken van Parijs, waarbij hij gebruik maakte

van de geometrische informatie bekomen door foto’s van de stad. Deze foto’s nam hij van op

de daken van huizen. De Pruisische architect Meydenbauer nam Laussedats technieken over

en begon in 1858 surveys uit te voeren van historische gebouwen en kerken. In 1910 werd

vervolgens de ‘International Society for Photogrammetry’ opgericht (Fryer, 2001).

De ontwikkelingen in de fotogrammetrie en de Close Range fotogrammetrie waren erg

gelijklopend tot aan de Eerste Wereldoorlog, wanneer de verdere ontwikkeling van de

luchtfotografie plaatsvond. De camera’s, lenzen en stereoplotters uit de luchtfotografie

werden aangepast en ook gebruikt in de Close Range fotogrammetrie. Ondanks de hoge

kosten bleef ook de Close Range fotogrammetrie bestaan. Vooral het gebruik van niet-

metrische camera’s zorgde in de twintigste eeuw voor een heropleving in belangstelling en

toepassingen. De verbeterde toegang tot computertechnologie zorgde er nadien voor dat de

jaren 90 van de twintigste eeuw het tijdperk werden van de digitale fotogrammetrie (Fryer,

2001).

2.3 Het fotogrammetrisch proces

Het fotogrammetrisch proces wordt weergegeven in figuur 1. In het kader van deze

masterproef is het niet de bedoeling dit proces erg uitgebreid te bespreken. Voor een

algemene inleiding in het fotogrammetrisch proces wordt verwezen naar de hierover

beschikbare literatuur.

16

Figuur 1: Informatie in het fotogrammetrisch proces

Bron: Mikhail et al., 2001, p.5

Het fotogrammetrisch proces omvat twee belangrijke stappen: de fotogrammetrische opname

en de fotogrammetrische restitutie (Goossens, s.d.).

De bruikbaarheid van een fotografische opname voor fotogrammetrie wordt beïnvloed door

een aantal factoren waaronder de opnamevoorwaarden, de camera en het lichtgevoelig

materiaal. Aspecten waarmee rekening moet gehouden worden zijn daarbij: Gaat het om

terrestrische –of luchtopnamen? Wat is de opname afstand? Wat is de oriëntatie bij de

opname? Welke lens en sluitertijd worden gebruikt (Goossens, s.d.)?

De fotogrammetrische restitutie is het omzetten van de foto-opnamen naar een metrische

voorstelling van het object. Belangrijk daarbij is de transformatie van een conische naar een

orthogonale projectie1. De restitutie bestaat uit de interne, externe, relatieve en absolute

oriëntatie (Goossens, s.d).

1 Er bestaan verschillende projecties om kaarten te maken, waaronder de conische (kegel) en de vlakke (orthogonale) (http://www.belclimb.net, 3 april 2011).

Hoe het fotogrammetrisch proces digitaal

VirtuoZoNT 3.2.5, wordt besproken in hoofdstuk 5

2.4 Stereoscopische parallax

2.4.1 Stereoscopische parallax

Ons linker- en rechteroog zien eenzelfde object vanuit een verschillende hoek. Dit

hoekverschil maakt het mogelijk om afstandsverschillen waar te nemen en dus ook reliëf te

zien. Het hoekverschil tussen beide ogen wordt de stereoscopische parallax genoemd. De

grootte van de parallax wordt beïnvloed door de lengte van de oogbasis en de afstand tot het

object (Goossens, s.d.).

Figuur 2: Stereoscopische parallax vanuit een rijdend voertuig


Deze parallax kan uitgelegd worden aan de hand van een bekend fenomeen. Als passagier van

een rijdend voertuig (figuur 2)

flitsen, terwijl objecten verder weg in het landschap zich slechts traag lijken te verplaatsen.

De parallax is dus de waargenomen verschui

van de verplaatsing van de waarnemer.

opeenvolgende luchtfoto’s die opgenomen zijn

(Mikhail et al., 2001).

Hoe groter de parallax, hoe beter het stereos

Hoe het fotogrammetrisch proces digitaal gebeurt, in dit geval met behulp van de software

wordt besproken in hoofdstuk 5.

Stereoscopische parallax en stereovisie

.1 Stereoscopische parallax

en rechteroog zien eenzelfde object vanuit een verschillende hoek. Dit

kt het mogelijk om afstandsverschillen waar te nemen en dus ook reliëf te



: Stereoscopische parallax vanuit een rijdend voertuig

24


(figuur 2) lijken objecten die zich dichtbij bevinden snel voorbij te


arallax is dus de waargenomen verschuiving van een object, die uiteraard het

van de verplaatsing van de waarnemer. Een identieke situatie is waar te nemen bij twee

die opgenomen zijn met een bepaalde voor- en zijwaartse overlap

, hoe beter het stereoscopisch zicht is (Goossens, s.d.).

17

met behulp van de software

en rechteroog zien eenzelfde object vanuit een verschillende hoek. Dit

kt het mogelijk om afstandsverschillen waar te nemen en dus ook reliëf te




bjecten die zich dichtbij bevinden snel voorbij te


uiteraard het gevolg is

Een identieke situatie is waar te nemen bij twee

en zijwaartse overlap

is (Goossens, s.d.).

18

2.4.2 Stereovisie

Stereovisie of stereoscopisch zicht (figuur 3) is de mogelijkheid van het menselijk binoculair2

systeem (Mikhail et al., 2001) om een object vanuit twee verschillende posities tegelijk te

zien (Goossens, s.d.). Deze parallax wordt door het visueel systeem vertaald naar een indruk

van diepte (Mikhail et al., 2001). Op die manier wordt de mentale indruk gewekt van een

driedimensionaal model (Goossens, s.d.).

Figuur 3: Het principe van stereovisie


In de (stereo)fotogrammetrie wordt hiervan gebruik gemaakt. De waarnemer krijgt twee

beelden te zien door behulp van een kijksysteem (bijvoorbeeld een stereoscoop of

softwareprogramma). Dit systeem zorgt ervoor dat onze ogen enkel het beeld zien dat voor

dat bepaalde oog is bedoeld. Door de verschillen in parallax wordt een driedimensionaal beeld

waargenomen van de objecten op de foto’s (Mikhail et al., 2001).

2 Binoculair: met betrekking tot beide ogen (http://www.encyclo.nl, 3 april 2011).

19

2.5 Voor –en nadelen van fotogrammetrie

Een eerste belangrijk voordeel van de fotogrammetrie is dat de fotografische opnamen vanop

een afstand gebeuren. Moeilijk betreedbare terreinen kunnen zo omzeild worden (Goossens,

s.d.). Ook contact met het object kan vaak vermeden worden (Lambers & Remondino, 2008).

Ten tweede levert de techniek gedetailleerde fotografische beelden van het object. Ten derde

gebeurt de verwerking van de beelden (de restitutie) binnenskamers en leidt dit tot metrische

foto’s (Goossens, s.d.).

In het kader van archeologisch onderzoek of bij culturele monumenten is fotogrammetrie een

snelle en nauwkeurige methode om een driedimensionale documentatie te verkrijgen (Habib

et al., 2004).

Een nadeel van fotogrammetrie is dat de nauwkeurigheid (vooral qua hoogteligging) voor

topografische doeleinden iets kleiner is dan met gewone topografische methoden (Goossens,

s.d.). De beperkingen van fotogrammetrie kunnen in combinatie met een complex object

limieten opleggen bij het registreren, wat kan leiden tot een mindere nauwkeurigheid

(Ioannidis & Tsakiri, 2003).

20

3. LITERATUUROVERZICHT

3.1 Driedimensionale documentatie in archeologie

Indien we sites, monumenten en artefacten willen bewaren voor de volgende generatie is het

belangrijk over een gedetailleerde documentatie te beschikken (Habib et al., 2004). Het besef

hiervan leidt al enkele jaren tot een grotere vraag naar documentatie van cultureel erfgoed

zoals gebouwen, artefacten en standbeelden (Boehler & Marbs, 2004). Een grondige

documentatie kan namelijk leiden tot een goede analyse en interpretatie (Lambers &

Remondino, 2008). Optische 3D-visualisaties en metingen zijn hierbij een uitstekend

hulpmiddel (Lambers & Remondino, 2008). Verder kunnen deze technologieën gebruikt

worden bij de verspreiding van informatie naar een breder publiek (Pollefeys et al., 2003).

De voorbije jaren werden archeologische objecten vooral gedocumenteerd door foto’s en

tekeningen. Deze tonen slechts een tweedimensionaal beeld. Het driedimensionaal

documenteren van archeologische objecten voegt niet alleen een extra dimensie toe aan het

beeld. Deze kunnen ook gebruikt worden voor morfologische vergelijkingen en geven onder

andere de mogelijkheid om waarheidsgetrouwe replica’s te maken. Naast de gedetailleerde en

exacte informatie die je van de 3D-beelden kan bekomen, zijn ze eveneens een ideale

weergave voor het grote publiek. Het internet wordt vandaag de dag min of meer overspoeld

met software voor het creëren van 3D-beelden. Perfect ogende 3D-modellen zijn echter van

minder groot belang bij het precies en gedetailleerd documenteren van de objecten. Bij de

verwerking moet dus gelet worden op het verkrijgen van resultaten die een meerwaarde

hebben voor het archeologisch onderzoek (Lambers & Remondino, 2008). Metingen op 3D-

visualisaties kunnen eenvoudigweg gebeuren door middel van hiervoor dienende software,

aan de hand van de coördinaten of afstanden tussen de gemeten punten. In het bezit zijn van

het echte archeologische object is hierbij niet meer nodig, wat een enorm voordeel is wanneer

dat niet (meer) beschikbaar is (Heinz, 2002).

3D-visualisaties en bijhorende metingen hebben een aantal belangrijke voordelen (Lambers &

Remondino, 2008):

• bruikbaar op verschillende schalen;

• de gegevensverzameling kan gebeuren zonder contact met het archeologisch object,

waardoor schade vermeden wordt;

21

• het kan reeds gebruikt worden tijdens het archeologische veldwerk;

• er komen (nog) steeds nieuwe technieken, data, producten, enz.

(Lambers & Remondino, 2008).

3.2 Onderzoeksmethoden

Lambers en Remondino (2008) onderscheiden drie categorieën van optische 3D-

gegevensverzameling. Het gaat hier ten eerste om de image-based methoden waaronder de

fotogrammetrie en ten tweede om de range-based methoden waaronder laserscanning.

Tenslotte kan er ook gewerkt worden met een combinatie van beiden. Welke methode er

wordt gekozen is afhankelijk van verschillende aspecten zoals het te onderzoeken gebied,

budget, ervaring van de onderzoeker, enz. (Lambers & Remondino, 2008). Fotogrammetrie en

laserscanning zijn de meest gebruikte technieken voor het meten en documenteren van

archeologische objecten (Zheng et al., 2008).

3.2.1 Image-based: Close Range fotogrammetrie

De image-based methoden bieden tal van mogelijkheden (Pollefeys et al., 2003). Binnen de

archeologie kennen ze echter nog niet de vele toepassingen waarop men had gehoopt. Enkele

belangrijke criteria spelen hierbij een rol: de techniek mag niet te duur zijn; moet toepasbaar

zijn door niet opgeleide personen; en moet in realtime bruikbaar zijn (Dallas, 2001). Naar

Dallas’ (2001) mening is zulke apparatuur nu beschikbaar maar wordt deze nog te weinig

gebruikt.

Pollefeys et al. (2003) wijzen er op dat toepassingen van de image-based mehode nochtans

niet erg moeilijk zijn. Het volstaat om enkele foto’s uit verschillende standpunten te nemen.

Deze beelden mogen alsnog niet te veel verschillen van elkaar zodat de gebruikte software

automatisch overeenkomstige punten kan vinden. De foto’s kunnen genomen worden met een

gewone camera, die zelfs niet noodzakelijkerwijs gekalibreerd3 hoeft te zijn. Bijkomende

metingen zijn niet nodig bij het maken van een 3D-model. Om de globale schaal van de

reconstructie te bepalen kan een gekende lengte nuttig zijn. Ingemeten punten zijn eveneens

nodig voor de absolute lokalisatie van het object in de ruimte (Pollefeys et al., 2003).

3 Kalibratie is het afstellen van instrumenten zodat juiste waarden kunnen gemeten worden (http://www.encyclo.nl, 15 mei 2011).

22

De 3D-reconstructie van (kleine) objecten omvat, naar de mening van Zheng et al. (2008),

twee belangrijke zaken. Ten eerste het meten van de oppervlakte van een object. Deze

metingen kunnen gebruikt worden voor verder onderzoek. Ten tweede het verkrijgen van

realistische 3D-modellen (Zheng et al., 2008). Door de evulutie van digitale camera’s en het

verbeteren van kalibratietechnieken is volgens Zheng et al. (2008) de Close Range

fotogrammetrie geschikt voor het aanmaken van 3D-modellen van (kleine) objecten. Om een

goed en volledig 3D-beeld te bekomen is het nodig meerdere stereoparen met een korte basis

te gebruiken (Zheng et al., 2008). Om moeilijkheden tijdens het werkproces te vermijden

bespreken Zheng et al. (2008) enkele benaderingen die hiervoor een oplossing bieden

waaronder een draaiend platform gebruikt bij het fotograferen van de objecten en een

kalibratie op basis van een planair grid (Zheng et al., 2008). Ondanks hun oplossingen

besluiten Zheng et al. (2008) dat er zoveel complexe objecten bestaan met een verschillende

vorm waardoor de technieken en gebruikte apparaten eventueel nog aanpassingen nodig

hebben.

3.2.2 Range-based: laserscanning

Voor het meten van objecten kan onder andere gebruik gemaakt worden van laserscanning

(Zheng et al., 2008), wat behoort tot de groep van range-based technieken (Lambers &

Remondino, 2008). Naast laserscanning wordt vaak ook gesproken over 3D-scanning

(Boehler & Marbs, 2004). Dit wordt door Boehler en Marbs (2004) omschreven als een

surface-based driedimensionale meettechniek. Hiermee wordt een grote hoeveelheid punten

of een puntenwolk bekomen (Boehler & Marbs, 2004).

De recente vooruitgang in terrestrische laserscanning geeft duidelijk aan dat de techniek

bruikbaar is voor het registreren van architecturale en archeologische zaken. Vooral voor

complexe objecten waaronder sculpturen. Het is echter zeker niet zo dat alle andere

technieken (waaronder fotogrammetrie) daarom vervangen kunnen worden door het gebruik

van laserscanning. Ook aan deze methode zijn enkele (technische) moeilijkheden verbonden.

Zo is het data management niet evident door de grote hoeveelheid gegevens op het terrein en

de eis naar een geavanceerde verwerking. Verder verschillen het type en formaat van de

uiteindelijke producten van de gekende en / of verwachte producten bij de eindgebruikers

(Ioannidis & Tsakiri, 2003).

23

3.2.3 Combinatie

Bij het documenteren van grote en / of complexe objecten wordt vaak een combinatie van

laserscanning en fotogrammetrie gebruikt (Ioannidis & Tsakiri, 2003). Zo bespreekt het

onderzoek van Ioannidis en Tsakiri (2003) het registreren van een Hermes beeld aan de hand

van een combinatie van laserscanning en fotogrammetrie. Er werd een volledige

stereoscopische fotografische documentatie aan de hand van Close Range fotogrammetrie

uitgevoerd en een laserscanning aan de hand van een terrestrische laserscanner. Het

standbeeld werd omhuld door een houten stelling waarop de apparaten konden geplaatst

worden. De datacollectie voor het fotogrammetrische onderdeel gebeurde aan de hand van een

totaalstation (voor het opmeten van de targets) en twee camera’s. De targets werden (zoals

ook in dit onderzoek) in de omgeving van het beeld aangebracht en niet op het beeld zelf. Wel

werden enkele opvallende punten op het beeld (natural control points) gebruikt als target. De

foto’s werden opgenomen met twee verschillende camera’s en uiteindelijk werden

tweeëntwintig stereoparen bekomen. Als laserdata werden 649 scans genomen. De

verwerking van beide methoden gebeurde apart, waarna ook beide resultaten gecombineerd

werden (Ioannidis & Tsakiri, 2003).

De geometrie van een object kan volledig vastgelegd worden door een gecombineerd gebruik

van fotogrammetrie en laserscanning. De beperkingen van het object zelf kunnen verminderd

worden door de beschikbaarheid van een grote hoeveelheid data. Daardoor kunnen nieuwe

producten ontwikkeld worden waaronder 3D-orthofoto’s4 (Ioannidis & Tsakiri, 2003).

3.3 Discussie

Zowel de meer traditionele methode, fotogrammetrie, als de nieuwere methode,

laserscanning, worden gebruikt voor het documenteren van archeologische objecten. Volgens

Dallas (2001) zijn er nog te weinig toepassingen van fotogrammetrie gebruikt in de

archeologie. De laatste jaren is hier echter langzaam verandering in gekomen (Pollefeys et al.,

2003; Boehler & Marbs, 2004; Lambers & Remondino, 2008). Boehler en Marbs (2004)

onderzochten aan de hand van enkele casussen welke methode eventueel betere resultaten

oplevert. De auteurs (Boehler & Marbs, 2004) besluiten echter dat elke methode zijn voor –en

4 3D-orthofoto’s zijn een projectie van een orthofoto op een dicht DTM van een object, bijvoorbeeld een puntenwolk van laserscanning (Ioannidis & Tsakiri, 2003).

24

nadelen heeft en er geen ‘beste methode’ bestaat. Het lijkt vaak aan te raden een combinatie

van zowel laserscanning en fotogrammetrie te gebruiken (Boehler & Marbs, 2004).

Verder maken Boehler en Marbs (2004) een onderscheid aan de hand van de vorm van het te

documenteren object. Volgens hun mening is de fotogrammetrie perfect bruikbaar voor

objecten die vooral te beschrijven zijn aan de hand van “[…] point- or line-based structures

[…]” (Boehler & Marbs, 2004). De auteurs verwijzen hierbij ook naar het aanmaken van

orthofoto’s. Volgens hen zijn deze echter enkel bruikbaar voor vlakke, regelmatige objecten

(Boehler & Marbs, 2004) In het kader van deze masterproef werden echter ook minder

regelmatige objecten zonder veel problemen gedocumenteerd aan de hand van orthofoto’s.

Ook Pollefeys et al. (2003) bespreken dat de image-based methoden, waaronder

fotogrammetrie, tal van mogelijkheden hebben en zelfs niet ingewikkeld moeten zijn.

Waar Boehler en Marbs (2004) aannemen dat voor erg complexe en onregelmatige

archeologische objecten het best gebruik gemaakt wordt van laserscanning, zijn andere

auteurs (Ioannidis & Tsakiri, 2003) het daar niet volledig mee eens. Ioannidis en Tsakiri

(2003) wijzen erop dat ook de laserscanning nadelen heeft, bijvoorbeeld de grote hoeveelheid

data, en dus zeker niet alle andere registratietechnieken kunnen vervangen. Boehler en Marbs

(2004) nemen aan dat een combinatie van beide methoden het best mogelijke resultaat geeft.

Ook Koch en Kaehler (2009) besluiten dat door het combineren van laserscanning en

fotogrammetrie resultaten verkregen worden met een hoge nauwkeurigheid en veel

detailweergave. Volgens de auteurs (Koch & Kaehler, 2009) is het combineren van de beide

onderzoeksmethoden “[…] the key to get best results with a reasonable amount of time, work

and equipment” (Koch & Kaehler, 2009).

25

4. GEGEVENSVERZAMELING

4.1 De archeologische objecten5

Om de documentatie van archeologische objecten aan de hand van stereografie optimaal te

testen werden zeven verschillende archeologische objecten gebruikt. De objecten werden

uitgeleend door het Archeologisch Museum ‘Het Pand’ van de Vakgroep Archeologie van de

Universiteit te Gent (onder leiding van Dr. Patrick Monsieur) (bijlage 1).

De zeven objecten dateren niet alleen allemaal uit een andere periode, ze verschillen ook in

kleur en grootte. Daardoor kunnen we zeker zijn dat de vooropgestelde methodologie en de

resultaten voor een brede waaier van objecten gelden.

4.1.1 Attische pyxis (inventarisnummer 12)

Een pyxis is een variant binnen het Griekse aardewerk. Het is een klein potje dat onder andere

gebruikt wordt om cosmeticaproducten of sieraden in te bewaren. Vaak heeft het een deksel

en een platte bodem (http://www.encyclo.nl, 31 maart 2011).

Foto 1: Roodfigurige Attische pyxis

Bron: eigen onderzoek

5 De tekst omtrent de archeologische objecten is voornamelijk gebaseerd op de verkregen informatie van Dr. Patrick Monsieur (Vakgroep Archeologie, Universiteit Gent) en de Catalogue du Musée des Antiquités de l’Université de Gand (Maertens de Noordhout, 1938), tenzij anders vermeld. In bijlage 1 bevindt zich de ontvangen inventaris waarnaar verwezen wordt.

26

De gefotografeerde pyxis (foto 1) dateert uit de vijfde eeuw voor Chr. en is afkomstig uit

Athene of omgeving. Vermoedelijk werd het aardewerken potje gevonden in de necropool

van Aixone in 1819. De figuren werden beschilderd in de roodfigurige stijl. De functie van de

pyxis is funerair en meer specifiek gaat het hier om een zalfpotje (Monsieur, persoonlijke

mededeling, 24 maart 2011). De pyxis is 5,5 cm hoog6 en 7,4 cm breed. Op zijn breedste punt

meet het 8,5 cm.

4.1.2 Italo-Etruskisch schaaltje op hoge voet (inventarisnummer 17)

De schaal op hoge voet (foto 2) dateert uit het einde van de vierde of uit de derde eeuw voor

Chr.. Het werd vermoedelijk geproduceerd in Latium of Zuid-Etrurië en werd gevonden in

een necropool in Midden-Italië. De schaal behoort tot de ‘Genucilia-groep7’ en is versierd met

een zwartverglaasd8 kyme-motief9. De functie van het schaaltje is funerair (Monsieur,

persoonlijke mededeling, 24 maart 2011). Het schaaltje heeft een hoogte van 4,7 cm en is 14

cm breed.

Foto 2: Italo-Etruskische schaal op hoge voet


6 Alle afmetingen zijn bij benadering en zelf gemeten. 7 De ‘Genucilia-groep’ bevat duidelijk te onderscheiden roodfigurige Etruskische schalen. De schalen zijn ondiep. Verder hebben ze een brede gewelfde rand. Meestal hebben de schalen een korte stam en een bredere voet (Bilde & Poulsen, 2008). 8 Verglazen: door verhitten of smelten een glasachtige substantie bekomen (http://www.encyclo.nl, 31 maart 2011). 9 Kyme (It. Cumae) was een Griekse kolonie in Italië (Reimer, 2004). Het is niet gekend of hier in dit geval naar verwezen wordt.

27

4.1.3 Zuid-Italisch-Grieks unguentarium (inventarisnummer 1238 of 1239)

Unguentaria waren voornamelijk bedoeld voor het bewaren van geuroliën

(http://www.bodemvondstenwereld.nl, 31 maart 2011). Het exemplaar uit ‘Het Pand’ (foto 3)

dateert uit de derde eeuw voor Chr. en werd gevonden in Sicilië in de necropool Agrigente.

Het werd lokaal of regionaal geproduceerd. De functie van dit aardewerk is funerair, meer

specifiek voor het bewaren van olie of parfum (Monsieur, persoonlijke mededeling, 24 maart

2011). Dit unguentarium is 8,9 cm hoog.

Foto 3: Zuid-Italisch-Grieks unguentarium


4.1.4 Romeinse firmalamp10 met dubbele snuit (geen inventarisnummer)

De herkomst van deze lamp (foto 4) is vermoedelijk het Rijnland of Keulen. De vindplaats is

niet gekend. De lamp dateert uit de tweede eeuw na Chr.. Verder is de lamp een imitatie van

de Italiaanse productie. De functie is niet duidelijk (Monsieur, persoonlijke mededeling, 24

maart 2011). De lamp is, zonder de snuit meegerekend, 13,8 cm lang en 10,2 cm breed. De

hoogte is 6 cm.

10 Firmalampen worden zo genoemd omdat ze in grote hoeveelheden, als het ware in fabrieken, werden geproduceerd in het volledige Romeinse Rijk (http://www.ancientlamps.com, 23 mei 2011).

28

Foto 4: Romeinse firmalamp


4.1.5 Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel (geen

inventarisnummer)

De vindplaats van deze dakpan of baksteen (foto 5) is niet gekend. De steen werd

geproduceerd in een legerkamp voor hulptroepen aan de Main nabij Gross-Grotzenburg (in de

omgeving van Frankfurt). De dakpan / baksteen dateert uit de periode tussen de eerste en

derde eeuw na Chr. en heeft een architecturale functie (Monsieur, persoonlijke mededeling,

24 maart 2011). Deze steen is zo’n 21 cm lang en breed. Op de dakpan / baksteen is duidelijk

een (volledige) stempel zichtbaar: COH(ors) IIII VIND(elicorum) (Monsieur, persoonlijke

mededeling, 24 maart 2011). Een cohors is een deel van een Romeins legioen (Reimer, 2004).

Vindelicorum staat voor ‘van de Vindelici’, wat verwijst naar de plaats Augusta Vindelicorum

(het hedendaagse Ausburg) die ontstaan was uit een legerkamp. Deze bevond zich in Raetia.

Raetia was een Romeinse provincie die vandaag de dag op grondgebied van onder andere

Zwitserland en Duitsland ligt. De stempel verwijst dus vermoedelijk naar het vierde cohors

dat in Vindelicorum gelegerd was11 (http://www.augsburg.de, 23 mei 2011).

11 De verklaring van de stempel werd niet beschreven in de verkregen informatie of geraadpleegde literatuur. Deze uitleg kan dus fouten bevatten.

29

Foto 5: Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel


4.1.6 Grafurne (inventarisnummer 100)

Deze grafurne (foto 6) uit de Late Bronstijd (circa 1100-800 voor Chr.) werd gevonden in de

necropool te Aalter-Oostergem (Oost-Vlaanderen) in graf 13. De urne werd lokaal / regionaal

geproduceerd en is handgemaakt. De urne heeft een eivormig lichaam met een rechtopstaande

rand. Dit aardewerk werd in een funeraire context gebruikt voor het opbergen van asresten

(Monsieur, persoonlijke mededeling, 24 maart 2011). De urne is 23 cm hoog en 13,7 cm

breed (gemeten aan de bovenrand).

Foto 6: Late Bronstijd grafurne


30

4.1.7 Geglazuurde grote veldfles (inventarisnummer 1098)

Deze grote veldfles (foto 7) dateert uit de zestiende eeuw na Chr. en werd geproduceerd in

Bouffioulx (Henegouwen). De vindplaats is onbekend. De fles heeft een oranjebruine kleur

met een grijzige schijn en heeft zes oren (Monsieur, persoonlijke mededeling, 24 maart 2011).

Foto 7: Geglazuurde Middeleeuwse veldfles


4.2 Het referentiekader of frame

Het frame (foto 8), gebruikt voor het fotograferen van de archeologische objecten, de

laserscanning en het bekomen van de coördinaten, werd vervaardigd uit hout. De afmetingen

bedragen 54 cm voor de langste zijde en 44,5 cm voor de korte. In elke hoek van het frame

werden vijf houten balkjes van verschillende hoogte geplaatst. Dit zodat de targets een

verspreiding in hoogte (of z-waarde) zouden hebben. Bovenaan kregen de balkjes twee

schuine zijden van 45° waarop een target kon worden aangebracht. De schuine zijden werden

niet allemaal in dezelfde richting geplaatst zodat er vanuit elk zijaanzicht voldoende targets

zichtbaar zouden zijn.

31

Foto 8: Frame gebruikt bij het fotograferen, inmeten van de targets en de laserscanning


De gebruikte targets zijn black and white targets. Deze werden getekend in AutoCAD en

afgeprint op zelfklevend papier. In totaal werden tweeënveertig12 targets op het frame

aangebracht. Deze bevinden zich op de onderplank van het frame, de schuine zijden van de

balkjes en de zijkanten van de balkjes (foto 8 en bijlage 2). Elk target kreeg een benaming

die ook aangebracht werd op het frame. In eerste instantie gebeurde de benaming van de

targets volgens hun plaats. Nadien werd deze naam omgezet naar een numerieke naam die in

VirtuoZoNT kon gebruikt worden (tabel 1).

12 Dit werden er later vijfenzestig door het toevoegen van nieuwe targets (zie hoofdstuk 4.4).

32

Tabel 1: Benaming van de targets


origineel numeriek origineel numeriek origineel numeriek m 1000 l3 1014 l8 1027 o1 1001 l 1015 r2 1028 o2 1002 r5 1016 r1 1029 o 1003 o4 1017 b2 1030 o5 1004 o8 1018 b3 1031 o6 1005 r3 1019 b5 1032 o9 1006 r7 1020 b6 1033 r 1007 b4 1021 l7 1034 r4 1008 m2 1022 o7 1035 m6 1009 o3 1023 m3 1036 b7 1010 r6 1024 m4 1037 b 1011 l5 1025 b1 1038 m1 1012 l6 1026 l4 1039 l2 1013

De targets werden in de latere verwerking de zogenaamde grondcontrolepunten (GCP). Aan

de hand van de bekomen coördinaten van deze punten konden de objecten georiënteerd

worden in de ruimte.

4.3 Opmeten van de targets

De targets op het frame werden ingemeten aan de hand van een laserscanner Leica HDS6100

(bijlage 3) en verwerkt aan de hand van bijhorende software Cyclone 7.1.1. De gebruikte

laserscanner is een zogenaamde Phase-Based scanner. Phase-Based scanners sturen een

constante straal uit (www.smartgeometrics.com, 11 mei 2011). De reflectie wordt opgevangen

en het faseverschil tussen de uitgezonden en ontvangen golf wordt gemeten waardoor onder

andere afstanden kunnen gemeten worden. Deze scanners hebben een hoge scansnelheid, een

hoge resolutie en bijgevolg een hoge precisie (De Wulf, persoonlijke mededeling, 16

november 2010).

Er werd vanuit vier verschillende posities een scan gemaakt (bijlage 2). Dit om alle targets

zeker gescand te hebben. Vanuit elke scanpositie werd een preview scan gemaakt, dit is een

ruwe scan van de volledige bereikbare ruimte die de scanner in één keer kan scannen. Op deze

ruwe scan werd handmatig aangeduid welk deel van de scan opnieuw moest worden gescand

33

met een erg hoge puntdensiteit. De resolutie13 werd hierbij ingesteld op highest. Bij deze

instelling is de nauwkeurigheid van de scanner 7,9 mm bij een afstand van 25 m tot het

object. Als we bij onze scanning uitgaan van een afstand tot het frame van een tweetal meter,

bekomen we een resolutie (en nauwkeurigheid) van 0,632 mm.

Er werden vier scans bekomen met deze hoge resolutie: ArcheoFrame_001;

ArcheoFrame_kl002; ArcheoFrame_kl003; ArcheoFrame_kl004. Deze vier scans

resulteerden in vier puntenwolken die samengevoegd werden tot één wolk. Dit gebeurde door

op elke scan het centrum van de targets handmatig aan de duiden, een label (naam) te geven

en een registratie uit te voeren. Na deze registratie kon een lijst bekeken worden waarop de

grootte van de gemaakte fouten worden weergeven. Deze lijst toont de fout voor elk target.

Een totale RMSE van de volledige puntenwolk kan niet worden weergegeven omdat enkel de

targets gekende punten in de wolk zijn waarvan de fout kan berekend worden. Na het

bekijken van deze lijst werd duidelijk dat naast de handmatig aangeduide targets, de software

ook automatisch enkele targets had gekoppeld. Aangezien deze laatste foutief waren, werden

deze uitgeschakeld en dus niet gebruikt bij het koppelen van de vier puntenwolken. Verder

werd ervoor gekozen een fout toe te laten van 3 mm. Overeenkomende targets die aangeduid

werden met een fout van meer dan 3 mm werden eveneens uitgeschakeld en bijgevolg niet

gebruikt bij het koppelen van de wolken. Er werd één fout van 5 mm waargenomen en drie

van 4 mm. Uiteindelijke werden zo dus vier targets uitgeschakeld. Vervolgens werden alle

puntenwolken aaneengekoppeld tot één puntenwolk (figuur 4). Op die manier waren ook de

coördinaten van de targets gekend. De coördinaten werden opgeslagen als een *.txt-bestand

(originelelasercoördinatenGCP.txt).

Deze coördinaten van wat later de grondcontrolepunten zouden zijn, staan in een lokaal

stelsel. Het is geen vereiste deze coördinaten te kennen in bijvoorbeeld het Lambert72-stelsel

omdat de archeologische objecten niet in ‘een grotere ruimtelijke omgeving’ moeten geplaatst

worden.

13 De resolutie is de stapgrootte (Antrop & De Maeyer, 2005) of het aantal pixels per grootte-eenheid (http://www.encyclo.nl, 14 mei 2011).

34

Figuur 4: De geregistreerde (of gekoppelde) puntenwolk met aanduiding van de targets / grondcontrolepunten


4.4 Tweede laserscan met extra targets

Op de foto’s werd snel duidelijk dat er bij bepaalde zijaanzichten net voldoende of

onvoldoende grondcontrolepunten zichtbaar waren. Daarom werden op het frame

drieëntwintig extra targets aangebracht (bijlage 2). In tegenstelling tot de eerste groep targets

kregen de nieuwe meteen een numerieke naam (2000 tot en met 2022). Het opmeten van de

targets gebeurde daarna op dezelfde manier als de bovenvermelde. Bij het koppelen van de

vier nieuwe puntenwolken werd één target uitgeschakeld met een fout van 8 mm en één

target met een fout van 5 mm. Beiden werden dus niet gebruikt bij koppelen van de

puntenwolken. De coördinaten van de targets werden opnieuw opgeslagen als *.txt-bestand

(coördinatenlaserorigineel2.txt).

4.5 Rotatie van het assenstelsel

Het assenstel bij luchtopnamen (figuur 5 A.) wordt gevormd door de vliegrichting of –as (x-

as). Loodrecht op deze x-as ligt de y-as. Een opwaartse en / of neerwaartse beweging van het

vliegtuig wordt weergegeven door de z-as. Bij terrestrische opnamen (figuur 5 B.) ligt de x-as

35

evenwijdig met de (bijvoorbeeld) gefotografeerde muur. Loodrecht hierop ligt de y-as. De z-

as geeft de afstand tot het object weer (Goossens, persoonlijke mededeling, 28 september

2010).

Figuur 5: Assenstelsel bij luchtopnamen (A.) en terrestrische opnamen (B.)

(de assen liggen in de praktijk loodrecht op elkaar)


Na het opmeten van de coördinaten van de grondcontrolepunten met behulp van een

laserscanner (zie hoofdstuk 4.3 en 4.4) lag het assenstelsel binnen het frame echter niet

evenwijdig met één van de zijden van het frame. Dit zou dus voor problemen zorgen bij de

verwerking in VirtuoZoNT. Daarom werd het assenstelsel geroteerd. Daarbij werd target o of

1003 als nulpunt gekozen. De rotatie van het assenstelsel gebeurde dus rond dit punt. De x-as

werd evenwijdig gelegd met de rechterzijde (r) van het frame. Daarom werd target b of 1011

gekozen als tweede punt waardoor de x-as zou lopen.

Om van target 1003 het nulpunt te maken werden de andere coördinaten verminderd met de

x-, y- of z-waarde van dat punt. Een tweede aspect bij een rotatie is de rotatiehoek (φ). Deze

werd berekend aan de hand van target b of 1011, met volgende formule:

φ = -arctan (y-waarde/x-waarde)

36

Om de x- en y-coördinaten van alle punten te berekenen volgens een rotatie om target 1003

met hoek φ kunnen volgende formules gebruikt worden:

x’ = x * cos φ – y * sin φ

y’ = x * sin φ + y * cos φ

Uit praktische redenen werd het assenstelsel daarna verschoven zodat het buiten het frame

kwam te liggen. Dit werd gedaan door bij de x- en y-waarden een constant getal (100) bij te

tellen. De coördinaten werden op dat moment nog steeds weergegeven in meter. Om dus

tenslotte de waarden van de coördinaten in millimeter om te zetten werd alles

vermenigvuldigd met 1000.

Figuur 6: Het lokaal assenstelsel na rotatie (rode stippellijn) en verschuiving (rood)


X

Y X

Y

37

De coördinaten van het geroteerde assenstelsel (figuur 6) kunnen gebruikt worden bij de

verwerking van foto-opnamen met een bovenaanzicht (gezien vanuit zijde r) van een object.

Voor de zijaanzichten moet er rekening mee worden gehouden dat er vanuit een ander

standpunt naar de objecten wordt gekeken. Voor elk zijaanzicht verandert het assenstelsel dus

nog een keer. Zo verwisselen de y- en z-as bij een zijaanzicht gericht naar zijde r. Verder

wordt de x-as nu de –x-as. Bij een zijaanzicht l wordt de y-as de –z-as; de z-as wordt de y-as;

en de x-as blijft de x-as. Bij een aanzicht naar zijde b wordt de y-as de –x-as; de x-as wordt de

–z-as en de z-as wordt de y-as. Bij een aanzicht naar zijde o wordt de x-as de z-as; de y-as

wordt de x-as; en de z-as wordt de y-as. Deze veranderingen van het assenstelsel door het

bekijken vanuit verschillende zichten is duidelijk weergegeven in tabel 2 en op figuur 7.

Tabel 2: Verandering assenstelsel naargelang zijaanzicht


bovenaanzicht x y z

zijaanzicht r -x z y

zijaanzicht l x -z y

zijaanzicht b -z -x y

zijaanzicht o z x y

Figuur 7: Assenstelsel voor elk (zij)aanzicht: bovenaanzicht, zijaanzicht r, zijaanzicht l, zijaanzicht b, zijaanzicht o: elke kleur staat voor een bepaald zijaanzicht en de pijlen duiden de kijkrichting aan


X -X X -Z Z

Z Y Y Y Y

Y Z -Z -X X

38

Omdat er tijdens de verwerking in VirtuoZoNT problemen opdoken wanneer coördinaten een

negatieve z-waarde hadden werden de z-waarden nog (lichtjes) aangepast. Dit wordt

besproken in hoofdstuk 6.2.

Voor elk zijaanzicht en het bovenzicht werd apart een text file gemaakt met daarin de

coördinaten. Enkel de coördinaten van de zichtbare targets werden in deze text files

opgeslagen (BOVENAANZICHT.txt; ZIJAANZICHTRECHTS.txt; ZIJAANZICHTLINKS.

txt; ZIJAANZICHTBOVEN.txt; ZIJAANZICHTONDER.txt).

4.6 Fotograferen van de objecten

4.6.1 De camera en de opnameomstandigheden –en instellingen

Alle foto’s werden genomen met een digitale spiegelreflexcamera Nikon D5000 met AF-S

DX Nikkor 18-105mm f/3.5-5.6G ED VR lens. De specificaties van zowel de camera als de

lens zijn te vinden in bijlage 4.

Alle opnamen gebeurden binnen. Naar gelang de lichtinval in de ruimte werden de

instellingen waaronder ISO, diafragma en sluitertijd aangepast. De belichting van een foto is

namelijk afhankelijk van deze drie instellingen (http://fotografie-tips.nl, 16 april 2011).

De ISO-waarde drukt de lichtgevoeligheid van de film of sensor uit. Bij een hogere ISO-

waarde is het mogelijk een foto te nemen in donkere omstandigheden zonder de flits te

gebruiken. Een nadeel van een hogere ISO-waarde is de resolutie die verandert

(http://fotografie-tips.nl, 16 april 2011). De meeste foto’s genomen in het kader van dit

onderzoek gebeurden met een ISO-waarde van 200 (de laagste numerieke waarde van de

gebruikte camera).

Hoe lang de sensor belicht kan worden is afhankelijk van de ingestelde sluitertijd. Deze wordt

uitgedrukt als 1/x van een seconde; 1/500 wil dus zeggen een sluitertijd van 1/500ste seconde.

Als er weinig licht is, zoals bijvoorbeeld ’s avonds, is een langere sluitertijd nodig om

voldoende licht op de sensor te laten vallen. Wanneer voor een lange(re) sluitertijd gekozen

wordt, is het beter de camera op een statief te plaatsen om beweging in het beeld te

voorkomen (http://fotografie-tips.nl, 16 april 2011).

39

Het diafragma (figuur 8) geeft weer hoe groot de lensopening is en bepaalt eveneens de

scherptediepte. Een groot diafragma laat veel licht toe en bezit een grote scherptediepte.

Wanneer gekozen wordt voor een groot diafragma zal de sluitertijd verkorten als de ISO-

waarde dezelfde blijft. Dit kan handig zijn om bijvoorbeeld binnen te fotograferen

(http://fotografie-tips.nl, 16 april 2011). Een (te) groot diafragma is in de fotogrammetrie

echter geen goede optie, het zorgt namelijk voor grotere vervormingen in de foto’s. Bij de

opnamen van een stereopaar is het dus aangewezen gebruik te maken van een statief zodat een

kleiner diafragma en een langere sluitertijd mogelijk worden. Verder zorgt ook een kleinere

focusafstand voor meer vervormingen (Goossens, persoonlijke mededeling, 5 oktober 2010).

Binnen dit onderzoek werd gekozen voor een focusafstand van 50 mm voor de zijaanzichten

en rond de 30 mm voor de bovenaanzichten (zie hoofdstuk 6.1.3).

Figuur 8: De diafragmareeks

Bron: http://www.xs4all.nl/~wiskerke/artikelen/basis1.htm#aperture, 16 april 2011

De foto’s gebruikt bij de latere verwerking werden opgenomen met een statief om beweging

en andere fouten te vermijden. Elke reeks foto’s van een bepaald object met een bepaalde

achtergrond bestaat uit tien foto’s: een stereopaar (=twee foto’s) van het bovenaanzicht; een

stereopaar van het zijaanzicht r; een stereopaar van het zijaanzicht l; een stereopaar van het

zijaanzicht o; een stereopaar van het zijaanzicht b. Het object werd uiteraard niet meer

verplaatst zodra de eerste foto genomen werd. De foto-overlap bedroeg steeds rond de 80 à

90%. Alle foto’s werden genomen in RAW-formaat14. Door middel van Adobe Photoshop

werden de foto’s omgezet naar TIFF-formaat. Tegelijkertijd kreeg elke foto een nieuwe

(numerieke) naam.

In bijlage 5 is een inventaris te vinden van alle foto’s die genomen werden.

14 RAW is een bestandsformaat van foto’s. Het zijn “ruwe” of onbewerkte beelden (http://www.luminous-landscape.com, 16 april 2011).

40

4.6.2 Achtergrond bij het fotograferen

Op de ondergrond van het frame en op de losstaande achtergrond werd telkens eerst een

achtergrond aangebracht. De gebruikte achtergronden zijn eenvoudigweg stukken

behangpapier, cadeaupapier of zelfgemaakte achtergronden met verschillende patronen. De

achtergronden waren belangrijk voor de verwerking van de foto’s in VirtuoZoNT (zie

hoofdstuk 5). Tijdens de relatieve oriëntatie gaat de software namelijk op zoek naar

overkomende punten in het linker- en rechterbeeld. Dit gebeurt door een automatische

beeldherkenning gebaseerd op beeldpiramiden. De foto’s worden door het programma op

grote schaal bekeken en contrasterende zaken worden onderscheiden (Goossens, s.d.).

Aangezien er op voorhand niet bekend was welke soort achtergronden het beste geschikt

waren voor de verwerking werden enkele verschillende uitgeprobeerd15. Al deze

achtergronden werden, voor ze gebruikt werden voor de eigenlijke foto’s, gefotografeerd en

ingeladen in VirtuoZoNT. Er werd hierbij vooral gelet op hoeveel homologe punten de

software vond op de achtergrond en het object. De achtergronden waarbij de software een

voldoende groot aantal overeenkomstige punten16 kon aanduiden werden uiteindelijk gebruikt

voor de foto’s met archeologische objecten.

Er werden uiteindelijk vijf achtergronden overgehouden (foto 9):

1. blauw-grijs gestippeld

2. grijs met grijs/witte spikkels

3. wit met zwarte spikkels

4. rood met donkerrode figuren

5. kleurrijk gespikkeld

Foto 9: (links naar rechts) details van achtergronden 1, 2, 3 en 4. Achtergrond 5 is niet duidelijk weer te geven in detail.


15 Er werden geen exacte resultaten van deze test bijgehouden. De meeste achtergronden waren heel duidelijk wel of niet bruikbaar. 16 Een aantal honderden punten zijn vereist voor een goede relatieve oriëntatie. Hoe meer punten de software kan onderscheiden, hoe beter.

41

Tijdens de verwerking bleek, ondanks het vooraf testen van de achtergronden, dat er soms

toch nog een minder groot aantal overeenkomstige punten gevonden werden. Dit werd

opgelost door handmatig punten bij aan te duiden. Twee achtergronden bleken meestal de

beste resultaten te geven bij de automatische relatieve oriëntatie: de blauw-grijs gestippelde

en de rode met donkerrode figuren. Er werd dan ook vooral met deze achtergronden gewerkt.

Naast deze twee werden ook foto’s verwerkt met achtergrond 2 (grijs met grijs/witte

spikkels), die in de desbetreffende gevallen goede resultaten gaf. De foto’s met andere

achtergronden werden bij de uiteindelijke verwerking niet meer gebruikt (zie ook hoofdstuk

7).

42

5. STEREOCOMPILATIE AAN DE HAND VAN VIRTUOZONT

Na het fotograferen van de objecten kon gestart worden met de verwerking van de stereoparen

in de software VirtuoZoNT. Deze software is oorspronkelijk bedoeld voor de

fotogrammetrische verwerking van lucht –en satellietfoto’s maar kan ook voor terrestrische

opnamen gebruikt worden, mits het heroriënteren van het assenstelsel (zie hoofdstuk 4.5). Het

verwerkingsproces omvat verschillende stappen waaronder de relatieve oriëntatie, de absolute

oriëntatie, het aanmaken van epipolaire beelden, de beeldmatching en tenslotte het aanmaken

van eindproducten zoals een orthofoto en een DEM. Het proces verloopt grotendeels

automatisch maar kan aangepast en verbeterd worden door handmatig zaken te veranderen

(prepare for match en match edit).

5.1 Voorbereiding

Voor elk stereopaar werd een nieuw block17 en model18 aangemaakt. Alle blocks en modellen

kregen een gelijkaardige naam: bijvoorbeeld block11boven. Het eerste cijfer geeft aan welk

object de foto weergeeft; het tweede cijfer geeft aan welke achtergrond er werd gebruikt; de

letter/het woord geeft aan welk zijaanzicht er afgebeeld is.

Tabel 3: Benaming van de blocks en modellen


Eerste cijfer=object Tweede cijfer=achtergrond Letter=(zij)aanzicht

1=Attische pyxis 1=blauw-grijs gestippeld boven=bovenaanzicht

2=Italo-Etruskisch schaaltje 2=grijs met grijs/witte spikkel r=zijaanzicht rechts

3=Unguentarium 3=wit met zwarte spikkels l=zijaanzicht links

4=Romeinse firmalamp 4=rood met donkerrode figuren b=zijaanzicht boven

5=Romeinse dakpan/baksteen 5=kleurrijk gespikkeld o=zijaanzicht onder

6=Bronstijd grafurne

7=Geglazuurde veldfles

17 Een block bevat alle beelden binnen een project (Goossens, persoonlijke mededeling, 26 oktober 2010). In dit geval werd per zijde van het object een nieuw block aangemaakt. 18 Een model bestaat steeds uit twee beelden (een linker en een rechter) (Goossens, persoonlijke mededeling, 26 oktober 2010).

43

Bij het aanmaken van de blocks en modellen werden verschillende parameters ingesteld. Zo

werd bij het aanmaken van een block de Ground Spacing Distance en de DEM spacing

ingevuld. Om het verwerkingsproces vlot te laten verlopen werden de standaardinstellingen

gebruikt. Om uiteindelijk voldoende nauwkeurige orthofoto’s te bekomen werd ervoor

gekozen de GSD op 0,1 mm en de DEM spacing op 0,2 mm in te stellen. Dit betekent dat 1

pixel op de foto overeenkomt met 0,1 mm in de werkelijkheid. Ook de schaal van de foto’s

werd bij benadering ingevuld. Verder werd bij het aanmaken van een model de image overlap

genoteerd en werd een text file met de juiste coördinaten ingeladen.

Voordat de foto’s konden worden ingeladen werden deze omgezet van TIFF-formaat naar vz-

formaat omdat de software enkel deze beelden kan verwerken.

5.2 Relatieve oriëntatie

De relatieve oriëntatie (figuur 9) is het plaatsen van de beelden ten opzichte van elkaar zoals

tijdens de opnamen (Dowman & Scott, 1980). In VirtuoZoNT verloopt dit proces automatisch

(Goossens, s.d.). Daarbij zoekt de software automatisch naar overeenkomstige punten op het

linker- en rechterbeeld. Een honderdtal punten is een vereiste voor een goede matching van de

beelden. Indien er automatisch niet voldoende gevonden werden, werden er manueel

overeenkomstige punten aangeduid. Andere slecht overeenkomende, of buiten het frame

liggende punten werden verwijderd. Om problemen te vermijden werd een foto soms op

voorhand bewerkt aan de hand van Adobe Photoshop. Daarbij werden de gebieden naast de

achtergrond en het object (zoals de muur, een raam, enz) “weggeveegd” aan de hand van de

eraser tool. Zo werd uiteindelijk alleen op de gebruikte achtergrond en het object zelf naar

overeenkomstige punten gezocht door de software.

De nauwkeurigheid van de relatieve punten is onmiddellijk zichtbaar door de weergave van

een Root Mean Square (Error), kortweg RMSE. Deze wordt berekend door de software. De

RMSE is een nauwkeurigheidsweergave uitgedrukt als “[…] een maat voor de variatie van

verschillende metingen van eenzelfde verschijnsel [...]” (Antrop & De Maeyer, 2005).

44

5.3 Absolute oriëntatie

De absolute oriëntatie (figuur 9) is, volgens de definitie van Dowman en Scott (1980), een

rotatie, schaling en verschuiving van de coördinaten van het model naar absolute coördinaten.

Deze oriëntatie gebeurt in VirtuoZoNT aan de hand van de opgemeten coördinaten van de

zogenaamde grondcontrolepunten. Dit zijn, volgens Antrop en De Maeyer (2005), “[…]

punten op het terrein waarvan men de wereldcoördinaten of de coördinaten in de master19

kent en die ondubbelzinnig identificeerbaar zijn op de slave20 (dit zijn de te transformeren)

rasterdata” (Antrop & De Maeyer, 2005).

Het aanduiden van de grondcontrolepunten gebeurt manueel. Er zijn er minstens zes nodig om

de absolute oriëntatie te kunnen uitvoeren. Hoe meer er worden aangeduid, hoe groter de

nauwkeurigheid zal zijn (Goossens, s.d.). De coördinaten van de zijaanzichten ondergingen

eerst een rotatie (zie hoofdstuk 4.5). Het desbetreffende text-document met de juiste

coördinaten kon daarna telkens eenvoudig ingeladen worden in VirtuoZoNT. Op die manier

kan de software het text-document met coördinaten en de ingevoerde punten linken aan

elkaar. Wanneer een aantal grondcontrolepunten aangeduid zijn, verschijnen blauwe cirkeltjes

die de plaats van de nog niet aangeduide punten suggereert. De nauwkeurigheid van de

absolute oriëntatie kan in VirtuoZoNT bekeken worden en wordt opnieuw uitgedrukt in een

RMSE tussen de aangeduide punten op de foto’s en de realiteit op het terrein.

19 Het master-document bevat de gekende correcte coördinaten (Antrop & De Maeyer, 2005). 20 Het slave-document is het document dat gewijzigd zal worden (Antrop & De Maeyer, 2005).

45

Figuur 9: Relatieve oriëntatie (rode kruisjes) en absolute oriëntatie (gele kruisjes en blauwe cirkels)


Op de (bekomen) nauwkeurigheden / fouten bij de relatieve en absolute oriëntatie wordt

verder ingegaan bij de bespreking van de eindproducten in hoofdstuk 7.

5.4 Epipolaire resampling

Wanneer het stereopaar relatief georiënteerd is (Heno & Egels, 2002), krijgt men stereozicht

(Goossens, s.d.). Maar omdat beide beelden een andere oriëntatie en schaal (kunnen) hebben,

is het van belang epipolaire beelden aan te maken (Heno & Egels, 2002). Epipolaire beelden

zijn beelden die een beeldnormalisatie of paarsgewijze rectificatie ondergingen waarbij

gezorgd wordt dat de y-parallax tussen de overeenkomstige punten op het linker- en

rechterbeeld verwijderd is. Enkel de x-parallax blijft dan over. Met andere woorden worden

de twee foto’s in één vlak gesitueerd. De lijn tussen een punt op het ene beeld en het

overeenkomstige punt op het andere beeld ligt parallel met de opname-as of dus x-as

(Goossens, persoonlijke mededeling, 19 oktober 2010).

46

De epipolaire resampling (figuur 10) versnelt dus het werkproces omdat de homologe punten

van de twee beelden nu in een eendimensionale ruimte liggen (Heno & Egels, 2002).

Met de VirtuoZoNT software gebeurt bovenstaand proces volledig automatisch.

Figuur 10: Epipolaire resampling

Bron: Mikhail et al., 2001, p. 31

5.5 Image matching

Na het aanmaken van epipolaire beelden moet de x-parallax nog gecorrigeerd en berekend

worden (Goossens, s.d.). De x-parallax is de maat “[…] voor de hoogte boven een bepaald

referentieniveau (datum)” (Goossens, s.d.). Door de berekening ervan kan uiteindelijk een

DTM en DEM worden aangemaakt (zie hoofdstuk 5.5). Vooraleer een DEM te kunnen

aanmaken gebeurt de image matching. Tijdens deze matching krijgen een hele hoop punten

een waarde voor de x-parallax toegekend (Goossens, s.d.). Ook dit proces gebeurt in

VirtuoZoNT automatisch. Het is echter wel mogelijk dit proces als het ware te manipuleren of

alleszins te beïnvloeden door de prepare for match functie. Na de matching kan tenslotte nog

gebruik gemaakt worden van de match edit functie (of het editeren).

47

In de prepare for match (figuur 11) kunnen grote hoogte / diepte verschillen aangeduid

worden zodat het matchen van de beelden makkelijker gaat. Met de match edit kunnen

manueel zones aangeduid worden en kan er een bepaalde hoogte aan gegeven worden. Bij de

verwerking in het kader van deze masterproef werd hiervan gebruik gemaakt (zie hoofdstuk

6.3) om de zones naast het archeologische object op één bepaalde hoogte te leggen en vaak

ook deze regio’s iets omhoog te brengen om de resultaten te verbeteren.

Figuur 11: Model22r: prepare for match


5.5 Aanmaken producten

5.5.1 Digitaal hoogtemodel

Een DEM of digitaal hoogtemodel is “een speciale vorm van een DTM waarbij de

afhankelijke variabele z(=f(x,y)) de hoogte voorstelt” (Antrop & De Maeyer, 2005). Een

DTM bestaat, volgens Antrop en De Maeyer (2005), uit polygonen die in elkaar passen en

begrensd worden door isolijnen21. De z-waarde van de punten in een polygoon liggen in

eenzelfde klasse (Antrop & De Maeyer, 2005).

21 Een isolijn is “een lijn die punten met een gelijke waarde, waarvan de ligging bepaald is op basis van in telgebieden gemeten verschijnselen, verbindt” (Antrop & De Maeyer, 2005).

48

Een DTM wordt automatisch gegenereerd door waarnemingen of metingen op het

stereomodel. Het DEM, digitaal elevation model, wordt uit het DTM afgeleid door

berekeningen of interpolatie. De pegs die zichtbaar zijn in de eerder vermelde match edit zijn

de punten waarmee het DTM wordt opgebouwd (Goossens, s.d.).

Op het DEM zijn fouten duidelijk zichtbaar. Door (een deel van) de oriëntatie en / of

beeldmatching opnieuw te doen, kunnen deze fouten verbeterd en / of weggewerkt worden.

Het uiteindelijke DEM wordt vanuit VirtuoZoNT geëporteerd als een *.dxf-bestand.

5.5.2 Orthofoto

Een orthofoto (foto 10 en foto 11) wordt door Kasser en Polidori (2002) gedefinieerd als

“[… ] a picture (generally aerial) that has been geometrically rectified to make it

superimposable in any place on a map, possibly with enriched graphic additions” (Kasser &

Polidori, 2002). Bij een orthofoto worden de vervormingen te wijten aan de projectie, het

reliëf en een niet verticale opname-as, gecorrigeerd. Een orthofoto is dus metrisch

nauwkeuriger dan een gewone foto (http://www.ngi.be, 2 april 2011).

Het is duidelijk dat een orthofoto ook voor archeologische objecten bruikbare informatie

bezit. Ondanks het feit dat het hier gaat om objecten die niet in een ruim (wereld) kader

moeten geplaatst worden, zijn door het aanmaken van orthofoto’s metrisch nauwkeurige

foto’s voorhanden van archeologische vondsten met historische waarde. Aan de hand van

deze foto’s kunnen niet alleen metingen op het object gedaan worden maar kan ook de vorm,

versiering en dergelijke meer bestudeerd worden indien het object zelf niet (meer)

beschikbaar is.

De orthofoto’s werden uit VirtuoZoNT geëxporteerd als GeoTIFF. De georeferentie van een

bestand gebeurt namelijk aan de hand van een tweede, dit is het zogenaamde world-file of

georeference file. Een *.TFW-bestand is het best bekende world-file en wordt geassocieerd

met een TIFF bestand. Er kan echter ook gebruik gemaakt worden van een GeoTIFF in plaats

van een afzonderlijke world-file. Hierbij worden zogenaamde private tags gebruikt om de

georeferentie te bewaren (Antrop & De Maeyer, 2005).

49

Foto 10: Voorbeeld van een orthofoto van een zijaanzicht: model 14b


Foto 11: Voorbeeld van een orthofoto van een bovenaanzicht: model 51boven


Op de (bekomen) nauwkeurigheden / fouten van het DEM en de orthofoto wordt verder

ingegaan bij de bespreking van de eindproducten in hoofdstuk 7.

50

6. ONDERVONDEN PROBLEMEN EN MOGELIJKE OPLOSSINGEN

6.1 Problemen bij de opnamesituatie

6.1.1 Statief versus uit de hand

De foto’s met bovenaanzicht van de objecten werden oorspronkelijk uit praktische redenen

vanuit de hand genomen. Dit leidde echter tot een probleem bij het verwerken van de beelden.

In VirtuoZoNT werd duidelijk dat door het niet gebruiken van een statief een grote fout bij

kappa en phi ontstond (figuur 12). Dit leidde tot minder goede resultaten en / of moeilijk te

verwerken beelden. Hierna werd beslist om ook de bovenaanzichten te fotograferen met

behulp van een statief.

Figuur 12: Een grote fout in phi is zichtbaar aan het groene kader22 dat schuin ligt


22 Deze groene kader toont de zone die gebruikt zal worden om de eindproducten aan te maken. In “goede” omstandigheden is deze kader rechthoekig.

51

6.1.2 Horizonaliteit

Een belangrijke fout die gemaakt werd bij de eerste foto’s is dat de zijaanzichten ietwat

schuin werden opgenomen. De camera bevond zich tijdens de opname steeds hoger dan het te

fotograferen object (foto 12). Dit wil zeggen dat de z-as (hier de afstand tot het object) niet

loodrecht op de andere assen stond. Dit kan opnieuw voor problemen zorgen bij de

verwerking. Het is dan ook een vereiste de foto’s zo loodrecht mogelijk te nemen. Er werd

dus steeds op gelet dat de camera op dezelfde hoogte stond als het te fotograferen object.

Foto 12: Oblieke foto-opname: hoogte camera en object (rode lijnen) en z-as (gele lijn)


6.1.3 Focuslengte, diafragma en sluitertijd

De eerste foto’s werden genomen met een brandpuntafstand (of focuslengte) van 24 mm of 35

mm. Dit zijn echter vrij kleine afstanden waardoor meer vervormingen kunnen optreden (zie

hoofdstuk 4.6.1). Bij de volgende reeksen foto’s werd gekozen voor een focuslengte van 50

52

mm voor de zijaanzichten. De bovenaanzichten behielden een focuslengte van rond de 30

mm. Door het kiezen van een langere focuslengte werden vervormingen door de lens in de

hand gehouden. Er werd verder ook gezorgd dat de foto’s geen wazige delen bevatten door

een kleiner diafragma te kiezen. Daardoor was wel vaak een langere sluitertijd nodig. Dit was

geen probleem aangezien gefotografeerd werd met behulp van een statief.

6.1.4 Over- en onderbelichting

De linkse zijaanzichten werden telkens in tegenlicht gefotografeerd23. Vooral bij de

verwerking van het linkse stereopaar van model61 werden hierdoor problemen ondervonden.

De lichte delen op deze foto’s (de ramen waardoor het licht in de ruimte binnenkomt) zijn

heel duidelijk overbelicht (foto 13). De achtergrond op het frame en het object zelf zijn

redelijk donker. Om dit op te lossen werd de helderheid en het contrast in de foto’s aangepast

door middel van Adobe Photoshop (foto 14). Door deze aanpassingen vond de software iets

meer overeenkomstige punten op de foto’s waardoor er betere resultaten bekomen werden.

Foto 13: Over- en onderbelichting op foto 0197: de grijs-blauwe achtergrond en de urne zijn erg donker waardoor oorspronkelijk weinig homologe punten werden gevonden tijdens de relatieve oriëntatie


23 Bij deze opnamen werd namelijk naar het venster in de ruimte gefotografeerd waardoor dus, ondanks de instellingen, het buitenlicht binnenviel in de lens.

53

Foto 14: Foto 0197photoshop met aangepast contrast en helderheid: de grijs-blauwe achtergrond en de urne werden lichter gemaakt zodat meer overeenkomstige punten konden worden gevonden


Om bovenstaande problemen (6.1.3 en 6.1.4) omtrent de opnamesituatie uit de weg te gaan,

kan gekozen worden om alle foto’s in zo gelijkaardig mogelijke omstandigheden te nemen.

Door een eenvoudige “fotostudio” te creëren kunnen problemen zoals over- en

onderbelichting waarschijnlijk vermeden worden. Door vensters te verduisteren en kunstlicht

en / of een flits te gebruiken zouden het diafragma, de sluitertijd en de ISO-waarde steeds

(ongeveer) dezelfde zijn. We kunnen aannemen dat problemen en fouten hierdoor minder

zullen voorkomen.

6.2 Problemen met de coördinaten

Zoals eerder vermeld (zie hoofdstuk 4.5) moest voor elk zijaanzicht het assenstelsel met de

coördinaten van de targets worden aangepast volgens de kijkrichting. Hierna trad echter nog

een extra probleem op met de bekomen coördinaten. De zijaanzichten b en l bevatten

negatieve z-waarden. Dit lijkt niet alleen onlogisch24, de software VirtuoZoNT loopt hierop

ook spaak. Om dit probleem op te lossen werd simpelweg een constant getal (100500) bij de

z-waarden van deze zijaanzichten geteld, zodat ook deze z-waarden positief werden.

24 De z-waarde duidt normaal namelijk op de hoogte van het object.

54

6.3 Problemen met de software

Doordat VirtuoZoNT oorspronkelijk gecreëerd werd voor de verwerking van luchtfoto’s en

satellietbeelden trad af en toe een klein probleem op met de software zelf. Bij de verwerking

van de zijaanzichten werd zo duidelijk dat VirtuoZoNT het object en de gebruikte achtergrond

als één geheel ziet. Daardoor worden de achtergrond en het archeologische object verbonden

met elkaar. Aangezien in de praktijk het object zich echter steeds enkele tientallen centimeters

voor de achtergrond bevindt, zorgt dit dus voor een foute weergave van de situatie. Er wordt

als het ware getrokken aan de achtergrond zodat het verbonden is met het object (figuur 13

en figuur 15). Dit is nefast voor het bekomen van de eindproducten. Om dit probleem op te

lossen en betere DEM’s en orthofoto’s te bekomen werd tijdens het editeren (de match edit

functie) de achtergrond op één niveau gebracht. In plaats van deze gebieden echter een z-

waarde te geven die nog meer verschilt dan de z-waarde van het object, werd de achtergrond

als het ware naar voor gebracht (figuur 14 en figuur 16). Zo werd het verschil in z-waarde

(hier de afstand tot het object) kleiner en waren de vervormingen meestal weggewerkt.

Figuur 13: Model61r zonder editeren: het object “trekt” aan de achtergrond


55

Figuur 14: Model 61r na het editeren: achtergrond werd naar voren / omhoog gebracht


56

Figuur 15: Model61boven zonder editeren: de achtergrond en het object zijn één geheel


Figuur 16: Model61boven na het editeren: de achtergrond werd naar omhoog gebracht en de binnenkant van de urne werd plat gelegd


57

7. BESPREKING VAN DE EINDPRODUCTEN

In dit hoofdstuk wordt dieper ingegaan op de uiteindelijk verkregen eindresultaten. Na het

semi-automatisch aanmaken van de producten (zie hoofdstuk 5.5) volgt namelijk de

verwerking ervan. Eerst worden per model de nauwkeurigheden besproken aan de hand van

de QA-rapporten of Quality-reports (bijlage 10) die automatisch aangemaakt worden door de

software VirtuoZoNT. Hierbij is de onbewerkte orthofoto telkens afgebeeld. Daarna wordt het

aanmaken van 3D-modellen besproken. En tenslotte zijn twee anagliefen weergegeven.

In bijlage 6 is van elk stereopaar het linkerbeeld weergegeven. De bijgewerkte orthofoto’s

zijn te vinden in bijlage 7.

7.1 Bespreking van de nauwkeurigheden

In dit hoofdstuk worden de nauwkeurigheden besproken van de relatieve en absolute

oriëntatie, de afwijking(en) in phi, omega en kappa en de fouten van het DEM.

Tijdens de relatieve oriëntatie werden automatisch homologe punten aangeduid door de

software. Indien er onvoldoende punten gevonden werden, werden deze handmatig

aangevuld. Hieronder wordt telkens het aantal relatieve punten genoteerd en de totale RMSE.

Deze RMSE is uitgedrukt in millimeter. Phi, omega en kappa zijn de zogenaamde

beeldrotatieparameters (figuur 17). Wanneer de afwijking in deze waarden klein is zal de

define area (of het groene kader) minder afwijken van een rechthoek. Dit leidt uiteindelijk

ook tot betere resultaten. Omega (rotatie rond de x-as) geeft de afwijking tussen het eerste en

tweede beeld. De andere parameters tonen een waarde voor elk beeld apart.

Figuur 17: De beeldparameters phi, omega en kappa bij terrestrische opnamen


58

Bij de absolute oriëntatie werden de opgemeten GCP handmatig ingegeven. Punten met een

grote fout werden verwijderd. Het uiteindelijk aantal gebruikte absolute punten wordt

hieronder genoteerd. Voor deze oriëntatie zijn minstens zes grondcontrolepunten nodig.

Verder wordt de fout van deze oriëntatie weergegeven als een RMSE in de x, y en z-waarden,

opnieuw uitgedrukt in millimeter. Tenslotte wordt ook de afwijking tussen het DEM en de

orthofoto genoteerd. Deze moet zo laag mogelijk gehouden worden, en kan ook uitgedrukt

worden als percentage van punten die meer (of minder) dan 20% afwijkt. De Ground Spacing

Distance (GSD) werd bij elk stereopaar, tenzij anders vermeld, ingesteld op 0,1 mm en de

DEM spacing op 0,2 mm. Eén pixel op de foto komt overeen met 0,1 mm in werkelijkheid

(zie hoofdstuk 5.1).

De fout tussen het DEM en de orthofoto ligt soms nog vrij hoog25. Aangezien in dit

onderzoek vooral belang gehecht wordt aan de gehanteerde methodologie, zijn we de DEM’s

en orthofoto’s niet blijven aanpassen tot de perfectie bereikt werd. Alsnog werd er uiteraard

voor gezorgd dat bij elke stap in de verwerking de nauwkeurigheid zo hoog mogelijk ligt en

werden de fouten zo klein mogelijk gehouden.

7.1.1 Attische pyxis

De eerder beschreven Attische pyxis wordt gedocumenteerd aan de hand van vijf stereoparen.

Elk stereopaar toont één aanzicht. Elk stereopaar vormt een model. De pyxis wordt afgebeeld

door model 14boven; model 14r; model 14l; model 14b; model 14o. De gebruikte foto’s voor

het gehele object zijn foto’s 0173 tot en met 0182. De gebruikte achtergrond is de rode met

donkerrode figuren.

Tabel 4 geeft de nauwkeurigheden weer van het bovenaanzicht (foto 15). Het stereopaar

bestaat uit foto’s 0181 en 0182. Zowel de relatieve als de absolute oriëntatie verliep bij dit (en

ook de andere) bovenaanzicht(en) vlot. Aangezien het bij een bovenaanzicht gemakkelijk(er)

is om loodrechte foto’s te nemen verliep ook de verwerking vlot(ter). Er werden automatisch

veel homologe punten gevonden waardoor er handmatig geen moesten bij geplaatst worden.

De Root Mean Square Error bedraagt hier 0,0056 mm. De beeldparameters wijken slechts

minimaal af. Voor de absolute oriëntatie konden veel grondcontrolepunten gebruikt worden

25 Het betreft hier soms enkele centimeters. Deze fouten zijn weergegeven in de tabellen op de volgende pagina’s.

59

omdat er vanuit dit aanzicht veel van deze punten zichtbaar zijn op de foto’s. De RMSE bij de

absolute oriëntatie bedraagt tussen 0,5 mm en 1 mm zowel in x als y. In de z is dit 1,5 mm. Er

werd bij dit stereopaar geen gebruik gemaakt van de prepare for match functie. De RMS van

het DEM werd niet weergegeven in het QA-rapport, vermoedelijk omdat er te weinig punten

werden gebruikt bij het aanmaken van het DEM26.

Tabel 4: Nauwkeurigheden model 14boven


Model14boven bovenaanzicht

relatieve oriëntatie absolute oriëntatie aantal punten 212 aantal punten 18 RMSE (mm) 0,0056 RMSE (mm) x: 0,793842 Beeldrotatieparameters (radialen) y: 0,610490 kappa (1) -0,0101 z: 1,592641

(2) -0,0006 DEM en orthofoto omega 0,0098 RMS phi (1) -0,1670 punten > 20%

(2) 0,0030

Foto 15: Orthofoto van model 14boven


26 Het is niet duidelijk waarom de orthofoto en het DEM in deze gevallen wel werden aangemaakt maar de afwijkingen niet verschenen in het QA-rapport.

60

De twee gebruikte foto’s voor zijaanzicht r (tabel 5) zijn 0174 en 0175. Ook hier werden

zonder veel problemen een groot aantal relatieve punten aangeduid. De RMSE is 0,0036 mm.

De rotatieparameters rond de x-, y- en z-as wijken opnieuw niet veel af. Voor het absoluut

oriënteren werden negen GCP gebruikt. De RMSE bedraagt op de x- en y-as rond de 0,5 mm.

Op de z-as is dit opnieuw 1,5 mm. De functie prepare for match werd gebruikt om een beter

DEM en betere orthofoto (foto 16) te bekomen. De RMS van het DEM bedraagt bij dit

stereopaar 15,2 mm. 50% van de punten27 wijkt meer dan 20% af van de berekende punten.

Tabel 5: Nauwkeurigheden model 14r


Model14r zijaanzicht rechts

relatieve oriëntatie absolute oriëntatie aantal punten 132 aantal punten 9 RMSE (mm) 0,0036 RMSE (mm) x: 0,537786 beeldrotatieparameters (radialen) y: 0,478599 kappa (1) -0,0047 z: 1,516938

(2) -0,0002 DEM en orthofoto omega -0,0047 RMS 15,2 mm phi (1) -0,2024 punten > 20% 50%

(2) 0,0043

Foto 16: Orthofoto van model 14r


27 Merken we op dat er, wanneer dit procent zo hoog ligt, het vaak over weinig punten gaat (zie QA-rapporten). Zo zijn in dit geval twee punten vermeld waarvan één meer dan 20% afwijkt van de berekende waarde. Het andere punt wijkt minder dan 1% af.

61

In tabel 6 worden de nauwkeurigheden van het zijaanzicht l weergegeven. De orthofoto (foto

17) ontstond uit foto’s 0178 en 0179. De relatieve oriëntatie gebeurde aan de hand van 134

punten. De RMSE is 0,0042 mm. De afwijkingen van de beeldparameters zijn erg klein. De

absolute oriëntatie gebeurde aan de hand van zes grondcontrolepunten, wat het minimum is.

De fouten in x, y en z liggen allemaal onder een tiende van een millimeter. Ook hier werd

gebruik gemaakt van de prepare for match om verschillen in diepte aan te geven. De RMS

van het DEM bedraagt 9,6 mm. 0% van de punten wijken meer dan 20% af van de berekende

waarde.

Tabel 6: Nauwkeurigheden model 14l


Model14l zijaanzicht links


(2) -0,0005 DEM en orthofoto omega -0,0145 RMS 9,6 mm phi (1) 0,0862 punten > 20% 0%

(2) 0,0129

Foto 17: Orthofoto van model 14l


62

De nauwkeurigheden van zijaanzicht b (foto 18) worden weergegeven in tabel 7. De relatieve

oriëntatie gebeurde bij dit stereopaar aan de hand van 129 punten, wat opnieuw voldoende is.

De RMSE bedraagt hier 0,0053 mm. De afwijkingen van de rotatieparameters liggen erg laag.

Er werden acht grondcontrolepunten gebruikt voor het oriënteren volgens opgemeten

coördinaten of de absolute oriëntatie. De fout van deze oriëntatie bedraagt voor x en y tussen

0,5 mm en 1mm. De fout op de z-as ligt opnieuw iets hoger: ongeveer 1,5 mm. Om de

matching van de beelden vlotter te laten verlopen werd gebruik gemaakt van de prepare for

match. De RMS van het DEM is 26,6 mm, wat vrij hoog is. 25% van de punten wijkt meer

dan 20% af van de berekende waarde.

Tabel 7: Nauwkeurigheden model 14b


Model14b zijaanzicht boven


(2) 0,0000 DEM en orthofoto omega 0,0007 RMS 26,6 mm phi (1) 0,3977 punten > 20% 25%

(2) -0,0015

Foto 18: Orthofoto van model 14b


63

Tenslotte geeft tabel 8 de nauwkeurigheden weer van het zijaanzicht o (foto 19). Hier zijn

iets minder punten gebruikte bij de relatieve oriëntatie, maar nog steeds voldoende voor een

goed resultaat. De RMSE is voor dit stereopaar 0,0041 mm. Rotatieparameter phi (1) wijkt

iets meer af dan de andere (zo’n 41°28). Dit is een rotatie rond de y-as. Voor de absolute

oriëntatie zijn acht grondcontrolepunten gebruikt. De RMSE bedraagt bij deze oriëntatie

zowel voor x als y rond de 0,2 mm. De afwijking in z is 1,5 mm. De prepare for match werd

opnieuw gebruikt. De RMS van het DEM is hier 2,5 mm. 0% van de punten wijkt meer dan

20% af van de berekende waarde.

Tabel 8: Nauwkeurigheden model 14o


Model14o zijaanzicht onder

relatieve oriëntatie absolute oriëntatie aantal punten 92 aantal punten 8 RMSE (mm) 0,0041 RMSE (mm) x: 0,206470 beeldrotatieparameters (radialen) y: 0,260883 kappa (1) 0,0024 z: 1,584909

(2) 0,0004 DEM en orthofoto omega 0,0028 RMS 2,5 mm phi (1) -0,7160 punten > 20% 0%

(2) -0,0002

Foto 19: Orthofoto van model 14o


28 Dit bekomen we na het omrekenen van de radialen naar graden (rad/π * 180°).

64

Op de orthofoto van model14o is een kleine fout zichtbaar aan de voetjes van de pyxis. Deze

staan iets schever dan in werkelijkheid het geval is. De oorzaak hiervan is niet helemaal

duidelijk. Vermoedelijk is dit het gevolg van een (of meerdere) minder correct(e) GCP.

7.1.2 Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel

De Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel wordt gedocumenteerd aan de hand

van vijf modellen. Dit zijn model 51boven; model 51r; model 51l; model 51b; model 51o. De

foto’s gebruikt voor het aanmaken van deze modellen zijn 0163 tot en met 0172. Het object

werd gefotografeerd met de blauw/grijs gestippelde achtergrond. Op deze achtergrond werden

zonder problemen overeenkomstige punten aangeduid door de software.

De relatieve oriëntatie bij het bovenaanzicht (tabel 9 en foto 20) gebeurde bij dit model aan

de hand van 170 punten. De RMSE ligt echter wel hoger dan bij de meeste andere modellen.

De rotatieparameters wijken opnieuw niet veel af. Dit is te danken aan het gebruik van een

statief tijdens het fotograferen. De absolute oriëntatie kon hier opnieuw gebeuren met een

groot aantal punten. De RMSE van zowel x, y en z liggen rond 1 mm. De RMS van het DEM

is 30,3 mm. Dit is een hoge waarde. Verder wijken 56,30% van de punten meer dan 20% af

van de berekende waarde.





(2) -0,0002 DEM en orthofoto omega -0,0943 RMS 30,3 mm phi (1) 0,2017 punten > 20% 56,30%

(2) 0,0853

Op de orthofoto van het bovenaanzicht is de stempel op de dakpan / baksteen duidelijk te zien

en leesbaar.

65



Tabel 10 geeft de nauwkeurigheden van model 51rechts (foto 21) weer. Er zijn bij dit model

207 overeenkomstige punten aangeduid waarmee de relatieve oriëntatie gebeurde. De RMSE

hierbij is 0,0052 mm. De parameters kappa, phi en omega wijken miniem af. De absolute

oriëntatie gebeurde aan de hand van negen grondcontrolepunten. De fout in x en y ligt rond

een halve millimeter. In de z-as is de fout 1,3 mm. Bij dit model werd opnieuw gebruik

gemaakt van de prepare for match om een beter resultaat te bekomen.





(2) 0,0004 DEM en orthofoto omega 0,0053 RMS phi (1) 0,2854 punten > 20%

(2) -0,0063

66



Tabel 11 toont de nauwkeurigheden van model 51l (foto 22). Hier konden slechts 73

overeenkomstige punten aangeduid worden. Een honderdtal punten zijn in principe een

vereiste voor de relatieve oriëntatie, 73 is eerder weinig. De RMSE is hierbij 0,0050 mm.

Parameters kappa en omega wijken weinig af. Phi (1) wijkt opnieuw wat meer af (ongeveer

48°). Het toont een rotatie rond de y-as aan. De absolute oriëntatie gebeurde aan de hand van

acht GCP. De RMSE is zowel in x als y 0,1 mm, in z is de afwijking iets groter. Met de

prepare for match functie werden zogenaamde breeklijnen getekend. Deze duiden gebieden

aan met een groot verschil in z-waarde. De RMS is hoog (39,9 mm) en 50% van de punten

wijkt meer dan 20% af van de berekende waarde.





(2) 0,0004 DEM en orthofoto omega 0,0165 RMS 39,9 mm phi (1) 0,8384 punten > 20% 50%

(2) -0,0093

67



Bij model 51b (tabel 12 en foto 22) werden 139 overeenkomstige punten gevonden tussen

beide beelden. De RMSE van de relatieve oriëntatie is 0,0054 mm. Phi (1) wijkt meer af dan

de andere parameters (43°), die een lage waarde hebben. Voor de absolute oriëntatie werden

zeven GCP gebruikt. De RMSE in x is 0,4 mm; voor y 0,8 mm en in z bijna 3 mm. Met de

prepare for match werden enkele breeklijnen getekend. De RMS van het DEM is niet erg

hoog. 25 % van de punten wijkt meer dan 20% af van de berekende waarde.





(2) -0,0005 DEM en orthofoto omega 0,0119 RMS 14,4 mm phi (1) 0,7591 punten > 20% 25%

(2) -0,0081

68



De nauwkeurigheden van het laatste model (foto 24) worden weergegeven in tabel 13. De

relatieve oriëntatie gebeurde aan de hand van 162 punten. De RMSE is 0,0047 mm. De

afwijkingen van de rotatieparameters liggen vrij laag. De absolute oriëntatie gebeurde aan de

hand van tien GCP. Zowel in x als y is de RMSE 0,4 mm; in z 2,9 mm. De RMS van het

DEM werd niet weergegeven in het QA-rapport, vermoedelijk omdat er te weinig punten

werden gebruikt bij het aanmaken van het DEM.





(2) -0,0001 DEM en orthofoto omega 0,0240 RMS phi (1) 0,3547 punten > 20%

(2) -0,0180

69



7.1.3 Grafurne

De Bronstijd grafurne uit Aalter-Oostergem wordt gedocumenteerd aan de hand van vijf

stereoparen (of modellen). Het betreft hier model 61boven; model 61r; model 61l; model 61b;

model 61o. De gebruikte foto’s zijn 0193 tot en met 0202. Als achtergrond werd opnieuw de

blauw-grijs gestippelde gebruikt. Tabellen 14 tot 18 tonen de nauwkeurigheden van elk

model.

De eerste tabel (tabel 14) toont de nauwkeurigheden van het bovenaanzicht (foto 25). De

relatieve oriëntatie gebeurde aan de hand van 133 punten. De RMSE bedraagt 0,0043 mm.

Rotatieparameter phi (1) kent opnieuw een hogere afwijking (34°) dan de andere parameters.

Voor de absolute oriëntatie werden handmatig veertien grondcontrolepunten aangeduid. De

RMSE bedraagt hierbij zowel in x, y als z meer dan 1 mm. De RMS van het DEM is vrij hoog

en 69% van de individuele punten wijkt meer dan 20% af van hun berekende waarde.

70






(2) -0,0079



Het rechtse zijaanzicht (tabel 15 en foto 26) bezit 156 punten voor de relatieve oriëntatie, die

een RMSE kent van 0,0043 mm. Er was een rotatie rond de y-as van zo’n 37°. De absolute

oriëntatie gebeurde met acht GCP. De RMSE van deze oriëntatie ligt voor x, y en z rond een

halve millimeter. Er werd gebruik gemaakt van de prepare for match. De RMS van het DEM

bedraagt 6 mm. Geen enkel punt wijkt meer dan 20% af van de berekende waarde.

71





(2) -0,0004 DEM en orthofoto omega 0,0013 RMS 6 mm phi (1) -0,6576 punten > 20% 0%

(2) -0,0027



De volgende tabel (16) toont de nauwkeurigheden van het linkerzijaanzicht. Door

overbelichting (zie ook hoofdstuk 6.1.4) in de foto verliep deze oriëntatie iets minder vlot dan

bij de andere modellen. Om toch voldoende punten te kunnen (laten) aanduiden werd de

helderheid en het contrast in de foto’s van dit stereopaar (0197 en 0198) aangepast in Adobe

Photoshop. Uiteindelijk werden zo 89 homologe punten gevonden. De RMSE bedraagt

0,0067 mm. Alle beeldparameters wijken slechts weinig af. De absolute oriëntatie gebeurde

door het aanduiden van zeven GCP. De RMSE op de x- en y-as liggen laag. In de z-as

daarentegen is een afwijking van 5 mm. Er werd opnieuw gebruik gemaakt van prepare for

72

match. De RMS van het DEM is 17,5 mm. 50% van de punten wijkt meer dan 20% af van de

berekende waarde. Bij het aanmaken van het DEM en de orthofoto (foto 27) werd de GSD en

de DEM spacing op 0,5 mm ingesteld. Dit omdat de software steeds vastliep bij het kiezen

van kleinere waarden. Dit wil zeggen dat hier 1 pixel op de foto gelijk is aan 0,5 mm in

werkelijkheid.





(2) -0,0004 DEM en orthofoto omega 0,0013 RMS 17,5 mm phi (1) -0,1351 punten > 20% 50%

(2) -0,0025



Het zijaanzicht b (tabel 17 en foto 28) heeft 99 homologe punten en een RMSE van 0,0067

mm. Rond de y-as heeft tijdens de opname opnieuw een rotatie plaatsgevonden. De absolute

oriëntatie gebeurde aan de hand van acht GCP. De RMSE van deze oriëntatie liggen iets

hoger: 0,7 mm in x; 1,2 mm in y; bijna 3 mm in z. Met de prepare for match werden grote

73

verschillen in z-waarde aangeduid. De RMS van het DEM is niet ingevuld. Het DEM werd

aangemaakt aan de hand van te weinig punten.





(2) 0,0001 DEM en orthofoto omega 0,0072 RMS phi (1) -0,6016 punten > 20%

(2) -0,0079



De nauwkeurigheden van model 61o (foto 29) zijn weergegeven in tabel 18. De relatieve

oriëntatie bestond uit het aanduiden van 111 homologe punten. De RMSE bedraagt 0,0049

mm. De rotatieparamter phi (1) heeft een vrij hoge waarde en er is dus opnieuw een rotatie

gebeurd rond de y-as (van zo’n 50°). Er werden negen GCP aangeduid. De RMSE bij de

74

absolute oriëntatie is 0,6 mm in x; 0,2 mm in y; 1,7 mm in z. De RMS van het DEM werd niet

weergegeven in het QA-rapport, vermoedelijk omdat er te weinig punten werden gebruikt bij

het aanmaken van het DEM.






(2) 0,0186



75

In modellen 61r, b en o zijn aan de rand van de urne nog kleine onnauwkeurigheden zichtbaar

op de orthofoto’s. Ondanks het aanduiden van extra punten en het editeren bleven deze

foutjes toch voorkomen. Vermoedelijk komt dit ook door de rand van de urne zelf. Deze heeft

onregelmatige inkepingen (foto 30).

Foto 30: Detail van foto 0199: rand van de urne


7.1.4 Italo-Etruskisch schaaltje op hoge voet

Het Italo-Etruskisch schaaltje op hoge voet wordt eveneens gedocumenteerd aan de hand van

vijf modellen, dit zijn: model 22boven; model 22r; model 22l; model 22b; model 22o. De tien

gebruikte foto’s zijn 0133 tot en met 0142. Bij het fotograferen werd achtergrond 2 gebruikt,

deze is grijs met grijze en witte stippen. Deze achtergrond bleek uiteindelijk niet altijd even

goed te zijn bij het zoeken naar overeenkomstige punten. De nauwkeurigheden van de

modellen worden hieronder beschreven.

De eerste tabel (tabel 19) toont opnieuw de nauwkeurigheden van het bovenaanzicht (foto

31). De relatieve oriëntatie gebeurde aan de hand van 161 homologe punten. De RMSE is

0,0050 mm. De afwijkingen bij de beeldparameters liggen vrij laag, al heeft phi (1) opnieuw

een iets hoger waarde (zo’n 19°). Voor de absolute oriëntatie werden twintig GCP aangeduid.

De RMSE ligt voor x, y en z rond 1 mm.

76





(2) -0,0006 DEM en orthofoto omega -0,0063 RMS phi (1) 0,3320 punten > 20%

(2) 0,0035



In tabel 20 zijn de nauwkeurigheden van het rechtse zijaanzicht (foto 32) terug te vinden. De

relatieve oriëntatie gebeurde door 108 punten aan te duiden. De RMSE is daarbij 0,0049 mm.

Rotatieparameter phi (1) heeft hier een hoge waarde van 1,8 rad (of zo’n 100°). De absolute

oriëntatie is gedaan door middel van tien GCP. De RMSE ligt zowel voor x en y rond een

halve millimeter. Voor de z ligt dit opnieuw iets hoger: 1,2 mm. Ook hier werd de prepare for

77

match functie gebruikt. De RMS van het DEM is vrij hoog. 50% van de individuele punten

wijkt meer dan 20% af van hun berekende waarde.






(2) -0,0111



De relatieve oriëntatie bij model 22l (tabel 21 en foto 33) is aan de hand van 112 homologe

punten gedaan. De RMSE daarbij is 0,0056 mm. Alle drie de beeldparameters hebben lage

waarden waardoor het define area-kader zo goed als rechthoekig is. De absolute oriëntatie

gebeurde aan de hand van negen GCP. De RMSE in x en y liggen laag, in z is dit 3 mm. De

RMS van het DEM is 34,8 mm. Opnieuw 50% van de punten wijken meer dan 20% af van

hun berekende waarde.

78






(2) -0,0262



Bij het zijaanzicht b (tabel 22 en foto 34) werden 121 punten gebruikt voor de relatieve

oriëntatie. De RMSE bedraagt hier 0,0042 mm. De rotatieparameters wijken weinig af. De

absolute oriëntatie werd gedaan door het aanduiden van negen GCP. De RMSE bedraagt

daarbij voor x 1 mm; voor y 0,7 mm; voor z 4,6 mm. Met prepare for match werden

breeklijnen aangeduid. De RMS van het DEM is 5,5 mm. Geen enkel punt wijkt meer dan


79






(2) -0,0178



Het laatste zijaanzicht is verschillende keren opnieuw verwerkt. Toch kon (om een

onduidelijke reden) geen tevredenstellend DEM of orthofoto bekomen worden. Op de

volgende pagina zijn alsnog de nauwkeurigheden (tabel 23) weergegeven.

80






(2) -0,0171

7.1.5 Romeinse firmalamp met dubbele snuit

De Romeinse firmalamp wordt gedocumenteerd door model 42boven; model 42r; model 42l;

model 42b; model 42o. De stereoparen werden aangemaakt met foto’s 0143 tot en met 0152.

Deze foto’s werden genomen met achtergrond 2: grijs met grijs/witte stippen.

De nauwkeurigheden van het bovenaanzicht (foto 35) worden weergegeven in tabel 24. De

relatieve oriëntatie gebeurde aan de hand van 165 punten. De RMSE is 0,0055 mm. De

beeldrotatieparameters hebben een kleine afwijking. De absolute oriëntatie werd gedaan door

het aanduiden van zeventien GCP. De RMSE is voor x en z 0,7 mm; in y 0,5 mm. De RMS

van het DEM en het aantal afwijkende punten zijn hoog.




relatieve oriëntatie absolute oriëntatie aantal punten 165 aantal punten 17 RMSE (mm) 0,0055 RMSE (mm) x: 0,721619 beeldrotatieparameters (radialen) y: 0,536437 kappa (1) -0,0101 z: 0,764588 (2) -0,0006 DEM en orthofoto omega 0,0098 RMS 44,7 mm phi -0,1670 punten > 20% 79,4% 0,0030

81



In tabel 25 worden de nauwkeurigheden van model 42r (foto 36) weergegeven. Er werden

119 homologe punten aangeduid. De RMSE van de relatieve oriëntatie is 0,0050 mm. De

rotatieparameter phi (1) wijkt iets meer af dan de anderen. De absolutie oriëntatie gebeurde

aan de hand van tien GCP. Hun RMSE ligt, voor x en y, rond een halve millimeter en voor z

rond 1,5 mm. De RMS van het DEM is erg laag. Er zijn geen punten die meer dan 20%

afwijken van hun berekende waarde.

Tabel 25: Nauwkeurigheden model42r



relatieve oriëntatie absolute oriëntatie aantal punten 119 aantal punten 10 RMSE (mm) 0,0050 RMSE (mm) x: 0,622810 beeldrotatieparameters (radialen) y: 0,542896 kappa (1) -0,0010 z: 1,445836 (2) 0,0001 DEM en orthofoto omega 0,0107 RMS 1,1 mm phi (1) -0,3510 punten > 20% 0% (2) -0,0114

82



De relatieve oriëntatie van model 42l (tabel 26 en foto 37) gebeurde door het herkennen van

135 overeenkomstige punten. De RMSE is 0,0053 mm. Er was een duidelijke rotatie rond de

y-as in één van de beelden. De phi heeft dan ook een grotere waarde (zo’n 51°). De absolute

oriëntatie werd gedaan aan de hand van zeven GCP. De RMSE op de x-en y-as ligt onder 0,5

mm; op de z-as is het 2,5 mm. Er werd gebruik gemaakt van de prepare for match in dit

model. De RMS bedraagt 19,6 mm. 50% van de punten wijkt meer dan 20% af van de

berekende waarde.

Tabel 26: Nauwkeurigheden model42l



relatieve oriëntatie absolute oriëntatie aantal punten 135 aantal punten 7 RMSE (mm) 0,0053 RMSE (mm) x: 0,258659 beeldrotatieparameters (radialen) y: 0,461044 kappa (1) -0,0053 z: 2,578660 (2) -0,0000 DEM en orthofoto omega 0,0284 RMS 19,6 mm phi (1) 0,8975 punten > 20% 50% (2) -0,0252

83



Model 42b (tabel 27 en foto 38) werd georiënteerd door 112 relatieve punten en acht

absolute. De RMSE van de relatieve oriëntatie is 0,0046 mm. De RMSE in de absolute

oriëntatie is 0,8 mm in x; 0,5 mm in y; 2,6 mm in z. Ook in dit model werden breeklijnen

getekend in de prepare for match. De RMS is 5,7 mm en geen van de punten wijkt meer dan


Tabel 27: Nauwkeurigheden model42b



relatieve oriëntatie absolute oriëntatie aantal punten 112 aantal punten 8 RMSE (mm) 0,0046 RMSE (mm) x: 0,816462 beeldrotatieparameters (radialen) y: 0,573330 kappa (1) -0,0073 z: 2,653975 (2) -0,0003 DEM en orthofoto omega 0,0178 RMS 5,7 mm phi (1) -0,2269 punten > 20% 0% (2) -0,0178

84



Tenslotte is er nog tabel 28 die de nauwkeurigheden van model 42o (foto 39) weergeeft. De

relatieve oriëntatie gebeurde door de herkenning van 126 homologe punten. De RMSE

bedraagt 0,0046 mm. De beeldrotatieparameters zijn vrij laag, al heeft phi (1) een erg hoge

waarde (115°). Er werden opnieuw breeklijnen aangeduid voor de beeldmatching. De

absolute oriëntatie kon gebeuren door het aanduiden van negen GCP. Zowel op de x-as als op

de y-as is de RMSE 0, 2 mm. Op de z-as is dit 1,5 mm. De RMS van het DEM is niet

ingevuld. Het DEM werd aangemaakt aan de hand van te weinig punten.

Tabel 28: Nauwkeurigheden model42o



relatieve oriëntatie absolute oriëntatie aantal punten 126 aantal punten 9 RMSE (mm) 0,0046 RMSE (mm) x: 0,267775 beeldrotatieparameters (radialen) y: 0,256068 kappa (1) -0,0042 z: 1,515660 (2) 0,0001 DEM en orthofoto omega 0,0275 RMS phi (1) -2,0091 punten > 20% (2) -0,0237

85



7.1.6 Besluit

Na het bespreken van de nauwkeurigheden van alle aangemaakte modellen kunnen we enkele

algemene vaststellingen maken.

De relatieve oriëntatie gebeurde bijna altijd met meer dan 100 homologe punten. Bij twee

stereoparen zijn een lager aantal overeenkomstige punten aangeduid. Het gaat hierbij om

model51l en model61l. Zij bezitten respectievelijk 73 en 89 relatieve punten. Normaal heeft

het aantal punten een invloed op de nauwkeurigheid van de oriëntatie. In dit onderzoek

kunnen we echter geen verband aantonen tussen het aantal punten en de Root Mean Square,

die (ruim gezien) meestal rond 0,0050 mm ligt. Dat er minder overeenkomstige punten

werden gevonden (en konden aangeduid worden) bij modellen 51l en 61l, kan wellicht gelinkt

worden aan de over- en onderbelichting in deze foto’s (zie hoofdstuk 6.1.4). Bij de absolute

oriëntatie konden bij de bovenaanzichten steeds het grootste aantal grondcontrolepunten

aangeduid worden. Op de foto’s van deze aanzichten zijn namelijk het meeste GCP zichtbaar.

De RMS is daarom niet opvallend lager bij de bovenaanzichten. De fouten van de absolute

oriëntatie liggen meestal lager dan 1 mm in x en y. De fout op de z-as is vaak iets hoger (rond

1,5 mm). Aangezien alle foto’s met behulp van een statief genomen werden, ligt de fout van

de beeldparameters omega en kappa steeds laag. De grootste afwijking wordt aangetroffen in

phi, die een rotatie rond de y-as weergeeft (figuur 17, p. 57). Dit wil dus zeggen dat bij

86

bepaalde opnamen de camera niet loodrecht naar het object gericht werd, maar deze iets meer

naar links of naar rechts georiënteerd was.

Het is duidelijk dat een onderzoeker veel van de doorlopen stappen in de verwerking kan

beïnvloeden. Een keuze qua belichting kan de relatieve oriëntatie gemakkelijker of moeilijker

maken. De absolute oriëntatie hangt volledig af van de grondcontrolepunten, die handmatig

aangeduid moeten worden. De fouten van de beeldparameters kunnen beïnvloed worden door

het al dan niet gebruiken van een statief. Uiteindelijk worden het DEM en de orthofoto

automatisch aangemaakt door de software. Hierbij is het soms moeilijk om de

nauwkeurigheden te beïnvloeden (en zo te verbeteren).

7.2 3D-modellen aan de hand van de orthofoto’s

Per archeologisch object werden vijf orthofoto’s bekomen. De bedoeling was deze te

visualiseren in AutoCAD Civil 3D om zo voor elk object een 3D-model te bekomen. Het

visualiseren van orthofoto’s in AutoCAD Civil 3D is reeds verschillende malen toegepast met

orthofoto’s van muren van (historische) gebouwen. De werkwijze hiervoor wordt hieronder

besproken. Vervolgens worden de resultaten van dit onderzoek overlopen.

7.2.1 Werkwijze samenvoegen van de orthofoto’s

Vooraleer de foto’s in te voegen in AutoCAD Civil 3D worden ze bewerkt in Adobe

Photoshop. In hoofdstuk 7.1 worden de orthofoto’s afgebeeld zoals ze geëxporteerd werden

uit VirtuoZoNT. Om een mooi 3D-model te bekomen werden de overtollige delen (zoals de

achtergrond) “weggeveegd” in Adobe Photoshop. Op die manier wordt de achtergrond

transparant en is enkel het object nog zichtbaar (bijlage 7). Deze afbeeldingen worden

opgeslagen als *.png bestand, zodat ze in AutoCAD Civil 3D ingeladen kunnen worden.

Om de orthofoto’s te kunnen positioneren wordt gebruik gemaakt van de hoekpunten van de

orthofoto die gekend zijn uit het QA-rapport. De orthofoto is dan in het lokaal stelsel

gepositioneerd. Daarna wordt een 3D-polyline getekend door de vier hoekpunten en drie

grondcontrolepunten. Dit gebeurt met 2D-coördinaten (x en y). Daarna wordt een 3D-polyline

door dezelfde drie grondcontrolepunten getekend. Deze keer wordt hierbij ook de z-waarde

ingevoegd. Door de 3D-align functie worden beide polylines ‘gealigneerd’ met elkaar. Hierna

87

wordt een nieuwe 3D-polyline getekend van de drie grondcontrolepunten. Deze keer echter

met de coördinaten van het algemeen stelsel. Deze lijn wordt ‘gealigneerd’ met de vorige.

Uiteindelijk bekomt men dus een kader dat de vier hoekpunten van de orthofoto en drie

grondcontrolepunten bevat. Het kader staat nu in de 3D-coördinaten in het algemeen stelsel.

De orthofoto kan nu op de juiste plaats gepositioneerd worden (Goossens et al., 2010).

Deze werkwijze moet worden herhaald voor elke orthofoto zodat de vijf orthofoto’s

uiteindelijk een 3D-model vormen.

7.2.2 Resultaten: 3D-modellen?

Zoals hierboven vermeld is de beschreven werkwijze voor het visualiseren van meerdere

orthofoto’s in AutoCAD Civil 3D reeds verschillende malen met succes toegepast. Belangrijk

te vermelden is dat het steeds om orthofoto’s van muren ging.

In dit onderzoek bleek het samenvoegen van de orthofoto’s niet mogelijk (figuur 18).

Hiervoor zijn wellicht twee belangrijke verklaringen. Ten eerste is er een probleem met de

grondcontrolepunten voor het visualiseren in AutoCAD Civil 3D. Bij de eerdere toepassingen

van deze werkwijze lagen de grondcontrolepunten steeds op het object zelf29. In dit onderzoek

is dit niet het geval. De targets die dienden als grondcontrolepunten bevinden zich op het

frame dat gebruikt werd bij de foto-opnamen. De GCP bevinden zich zo ver verspreid in z dat

AutoCAD Civil 3D de orthofoto’s onmogelijk juist kan positioneren tegenover elkaar. Deze

software kan namelijk de orthofoto niet “uittrekken”. Verder zijn de z-waarden van de

achtergronden steeds aangepast in de match edit tijdens de verwerking in VirtuoZoNT (zie

hoofdstuk 6.3). Dit zou eveneens een rol kunnen spelen bij het niet correct kunnen

positioneren van de orthofoto’s. Ten tweede gaat het hier om de visualisatie van ronde

objecten en geen “rechte vlakken” zoals muren. Moesten de orthofoto’s aansluitend en op de

juiste plaats gezet worden, zou het 3D-model in dit geval nog steeds geen ronde vorm

aannemen. De orthofoto’s zouden een blokvormig figuur vormen.

29 Bij opnamen van een muur liggen de targets of grondcontrolepunten steeds op de muur.

88

Figuur 18: Een voorbeeld van twee orthofoto’s in AutoCAD Civil 3D. De orthofoto’s sluiten niet aan op elkaar en liggen ook fout georiënteerd in de 3D-ruimte


Als mogelijke oplossing voor het eerste probleem zou men kunnen opteren enkel de targets te

gebruiken die ‘in het vlak van de orthofoto’ liggen, waardoor de verspreiding in z klein blijft.

Bij foto 40 zou er bijvoorbeeld gebruik kunnen gemaakt worden van de drie in het groen

omcirkelde targets voor het positioneren van de orthofoto. Deze GCP liggen allemaal in het

vlak van de foto. De in het rood omcirkelde GCP zouden dan zeker niet mogen gebruikt

worden. Dit zou echter nog steeds geen goed 3D-model geven als resultaat. Opnieuw zou dan

een vierkant blok gecreëerd worden waarbij elke zijde uit een orthofoto bestaat. Er zou dus

ook met deze methode geen mooi aansluitend 3D-model met de rondingen van het object

verkregen worden.

89

Foto 40: Belang ligging van de GCP bij het positioneren in AutoCAD Civil 3D


Het is duidelijk dat de methode die zonder veel problemen kan gebruikt worden bij het

visualiseren van muren, in dit onderzoek geen resultaat geeft. Deze conclusie is echter pas

genomen na het veelvoudig testen (een voorbeeld is te zien op figuur 18) van het positioneren

van de orthofoto’s in AutoCAD Civil 3D.

7.3 Anagliefen

Ter illustratie werd van enkele van de verkregen DEM’s een anaglief gemaakt. Twee hiervan

worden getoond (foto 41 en foto 42). Op een anaglief wordt dieptezicht gecreëerd door

stereoscopische beelden weer te geven. Dit dieptezicht is enkel zichtbaar met een rood-blauw

3D-brilletje (er bevindt zich zo een brilletje helemaal achteraan in deze masterproef). Het is

een goedkope en erg eenvoudige manier om 3D-voorstellingen te tonen. De kwaliteit is echter

niet erg hoog. De anagliefen uit dit onderzoek zijn louter illustratief en werden aangemaakt

door middel van MATLAB 7.12.0.

90

Foto 41: Anaglief van de Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel


Foto 42: Anaglief van de Romeinse firmalamp30

Bron: eigen onderzoek 30 Ondanks het editeren bleef een fout zichtbaar. Eén van de gaten in de lamp lijkt omhoog te komen.

91

8. LASERSCANNING

Ter vergelijking van (de resultaten van) de fotogrammetrie werd ook gebruik gemaakt van

laserscanning voor het driedimensionaal documenteren van archeologische objecten. Deze

laserscanning gebeurde hier in combinatie met het fotograferen van de objecten, en dat beiden

vanuit dezelfde opnamehoek.

8.1 Werkwijze

8.1.1 Bepaling nodal point

Het fotograferen gebeurde door rekening te houden met het zogenaamde nodal point van de

camera. Het nodal point is het punt in de lens waar het licht zich kruist

(http://www.niekbroekhuis.nl, 26 april 2011). Dit punt is afhankelijk van de camera en de lens

die je gebruikt. De waarden voor het berekenen van het nodal point zijn samengebracht en

terug te vinden op het internet31. Door deze manier van werken bevindt het centrum van de

lens zich op exact dezelfde plaats als het centrum van de laserscanner. Beide toestellen

worden één voor één gebruikt op exact dezelfde plaats en leggen dus exact hetzelfde vast.

Daardoor wordt een combinatie van de puntenwolk met de foto mogelijk.

De laserscanning gebeurde opnieuw met de Leica HDS6100 scanner (bijlage 3). De

instellingen gebeurden met een aan de scanner gekoppelde laptop. De foto’s werden genomen

met een digitale spiegelreflexcamera Canon EOS550D en lens Canon EF 35mm f/2 (bijlage

8). Om de plaatsing van de camera of dus het nodal point te bepalen maken we gebruik van

twee afstanden (L1 en L2) die we bij elkaar optellen. L1 (foto 43) is de afstand van de

aansluiting op een driepikkel tot de lensbasis. Bij de Canon EOS550D is dit 39 mm32. L2

(foto 44) is de afstand van de basis van de lens tot de aansluiting. Voor de Canon EF 35 mm

f/2 lens is dit 12,5 mm33 (http://wiki.panotools.org, 27 april 2011). Wanneer we de som

maken van beiden bekomen we 51,5 mm of 5,15 cm. De camera werd op deze afstand

vastgezet op de driepikkel om de foto’s te maken (foto 45).

31 De website met informatie omtrent het nodal point is: http://wiki.panotools.org/Entrance_Pupil_Database. 32 De gebruikte waarden zijn deze van de Canon EOS500D, omdat deze van de 550D nog niet online staan. 33 Bij een diafragma van 11 is dit 23 mm (http://wiki.panotools.org, 27 april 2011).

92

Foto 43: De Tripod Mounth Lenght L1

Bron: http://wiki.panotools.org, 27 april 2011

Foto 44: De Entrance Pupil Length L2

Bron: http://wiki.panotools.org, 27 april 2011

Foto 45: De zogenaamde Nodal Ninja waarop de camera geplaatst wordt na het berekenen van L1 en L2

Bron: http://www.nodalninja.com/products/panoheads/nodalninja3.html, 17 mei 2011

93

8.1.2 Laserscanning en foto-opnamen

Drie van de archeologische objecten werden op deze manier gescand en gefotografeerd. Twee

objecten werden met zes scans en evenveel foto’s gedocumenteerd. Het derde object werd in

vier scans en foto’s vastgelegd34. De laserscanning gebeurde op dezelfde manier als eerder

besproken (zie hoofdstuk 4.3). De resolutie / nauwkeurigheid van de scans bedraagt opnieuw

(ongeveer) 0,632 mm. Er werd steeds eerst een laserscan uitgevoerd, waarna een foto werd

genomen. Hierbij werd de driepikkel waarop de laserscan en de camera werden gemonteerd,

niet verplaatst. Wanneer zowel een scan als een foto genomen waren, kon de driepikkel op

een volgende positie geplaatst worden. De verwerking van de foto’s en de puntenwolken

gebeurde in de software Cyclone.

Eerst en vooral werd geprobeerd de foto’s te draperen over de puntenwolken door de zes (of

vier) puntenwolken eerst samen te voegen. Dit gebeurde door de targets in alle puntenwolken

aan te duiden en een registratie uit te voeren. Een eerste foto kon op deze samengevoegde

puntenwolk gemakkelijk gedrapeerd worden. Het draperen van een foto op een puntenwolk

gebeurt aan de hand van de Edit object – Appearance – Texture Map Browser functie (figuur

19). Eerst wordt daarvoor de puntenwolk geselecteerd. Door het aanduiden van

overeenkomstige punten op de wolk en foto krijgt elk punt in de puntenwolk uiteindelijk een

kleur (uit de foto) toegewezen. Meer dan één foto draperen op een geregistreerde puntenwolk

bleek echter niet te lukken. Om die reden werd een tweede keer elke foto eerst apart met de

bijhorende puntenwolk gecombineerd. Daarna werd geprobeerd de puntenwolk met

gedrapeerde foto’s samen te voegen. Ook deze methode bleek echter niet te lukken. Ook het

draperen van elke foto apart op een (aparte) geregistreerde puntenwolk zorgde niet voor het

gevraagde resultaat.

34 Omdat op voorhand niet geweten is hoeveel scans exact nodig zijn tijdens de verwerking werden (in dit onderzoek) twee objecten gedocumenteerd aan de hand van zes scans en foto’s en één object met vier scans / foto’s.

94

Figuur 19: Attische pyxis: puntenwolk (scan 5) en bijhorende foto (1531) in Cyclone


8.2 Resultaten

Binnen de Vakgroep Geografie van de Universiteit Gent werd het combineren van

puntenwolken met gedrapeerde foto’s nog niet toegepast. Van bovenstaande methode werd

enkel gebruik gemaakt bij het registreren van muren. Daarbij werd steeds gewerkt met één

puntenwolk en één foto. Zoals hierboven beschreven is het in dit onderzoek niet gelukt

meerdere puntenwolken met gedrapeerde foto’s te combineren zodat een volledig

driedimensionale weergave van een object ontstaat. De methode werkt wel uitstekend voor

het combineren van één scan met één foto en de resultaten van een gedrapeerde foto op een

puntenwolk zijn visueel goed (figuur 20 en figuur 21). In het onderzoek naar een volledige

driedimensionale documentatie van archeologische objecten heeft deze laserscanning echter

geen (grote) meerwaarde ten opzichte van de fotogrammetrie.

95

Figuur 20: Puntenwolk (vanuit één scanpositie) met één gedrapeerde foto: Attische pyxis


Figuur 21: Puntenwolk (vanuit één scanpositie) met één gedrapeerde foto: Romeinse militaire dakpan of baksteen met stempel


96

9. BESLUIT

Een gedetailleerde documentatie van cultureel erfgoed, waaronder ook archeologische

objecten, is van groot belang. Dit om de informatie over de artefacten ook in de toekomst te

kunnen raadplegen. Een driedimensionale documentatie vormt hierbij een uitstekende bron

van informatie voor het beheren, restaureren, analyseren en interpreteren van dit erfgoed. Een

groot voordeel is dat dit kan gebeuren zonder dat de onderzoeker het object in zijn bezit heeft.

De visueel aantrekkelijke eindproducten kunnen eveneens gebruikt worden voor een

voorstelling aan het grote publiek. Een 3D-documentatie kan bekomen worden aan de hand

van zogenaamde image-based en range-based methoden, waarvan respectievelijk

fotogrammetrie en laserscanning de meest gebruikte zijn. Een belangrijk voordeel van de

fotogrammetrie is dat de gegevensverzameling (of foto-opnamen) vanop een afstand kan

gebeuren. De verwerking of restitutie achteraf kan binnenskamers uitgevoerd worden. Dit

proces leidt tot gedetailleerde en nauwkeurige eindproducten. De laserscanning wordt

voornamelijk gebruikt bij de documentatie van complexe objecten. Vaak wordt echter een

combinatie van beide methoden gebruikt. Waar de fotogrammetrie nauwkeurigheid of detail

mist, wordt dit op die manier opgelost door de resultaten van de laserscanning, of omgekeerd.

De vraagstelling die het uitgangspunt vormde voor deze masterproef was er één naar de

bruikbaarheid van de fotogrammetrie bij het (driedimensionaal) documenteren van

archeologische objecten, in combinatie met een verwerking aan de hand van VirtuoZoNT. Het

doel hierbij was een methodologie te bekomen voor de dataverzameling en

–verwerking. Er werd in deze masterproef gekozen voor een eenvoudige en toegankelijke

methode zonder bijvoorbeeld het gebruik van metrische camera’s.

In dit onderzoek deed een zelfgemaakt houten kader (het frame) dienst als ruimte waarin de

objecten werden georiënteerd. De grondcontrolepunten of targets werden hier ingemeten met

een laserscanner. Het werd duidelijk dat er voldoende grondcontrolepunten op het frame

moeten worden aangebracht om een vlotte verwerking te verzekeren. Voor de absolutie

oriëntatie zijn namelijk minstens zes grondcontrolepunten nodig. Wanneer de coördinaten van

de grondcontrolepunten bepaald zijn, is het belangrijk het assenstelsel te roteren vooraleer de

verwerking in VirtuoZoNT aan te vatten. Indien foto-opnamen worden genomen van

verschillende zijaanzichten van een object, moet voor elk aanzicht het assenstelsel aangepast

worden. Daarbij moeten negatieve z-coördinaten vermeden worden. In ons onderzoek werden

deze negatieve z-waarden pas achteraf waargenomen. Ze konden evenwel nog aangepast

97

worden. Uiteindelijk zal voor elk aanzicht een aparte lijst met coördinaten bekomen worden.

De lijsten kunnen gebruikt worden voor de restitutie door middel van de software

VirtuoZoNT.

Bij het fotograferen van de objecten is het allereerst belangrijk de instellingen (zoals

focuslengte, ISO-waarde, diafragma en sluitertijd) telkens aan te passen volgens de

opnameomstandigheden. Indien foto’s kleine problemen bevatten zoals overbelichting kan dit

opgelost worden in software zoals Adobe Photoshop. Verder is het een must te fotograferen

met behulp van een statief en is het belangrijk de foto’s zo horizontaal mogelijk te nemen.

Welke achtergrond gebruikt wordt heeft op zich niet veel belang, maar de software moet

hierop wel voldoende overeenkomstige punten kunnen aanduiden tussen het linker- en

rechterbeeld. Van de door ons gebruikte achtergronden bleek de blauw-grijze hiervoor het

beste in aanmerking te komen. Ook de rode met grote donkerrode figuren bleek goed

bruikbaar voor de relatieve oriëntatie.

Om tot zo goed mogelijke eindproducten te komen is het tijdens de dataverwerking in

VirtuoZoNT belangrijk gebruik te maken van de handmatige editeer mogelijkheden zoals

prepare for match en match edit. Na de restitutie werden digitale hoogtemodellen (DEM) en

orthofoto’s verkregen. De DEM’s geven een driedimensionaal beeld van de archeologische

objecten. Deze beelden kunnen gebruikt worden voor verschillende doeleinden waaronder een

totale analyse van het object. Ze kunnen ook gebruikt worden voor een visuele voorstelling in

musea en dergelijke. De besproken anagliefen zijn hiervan het meest eenvoudige en goedkope

voorbeeld. Deze hebben echter niet het goede resultaat dat de DEM’s zelf wel bezitten. De

orthofoto’s zijn metrisch correcte foto’s van het object. Hierop kunnen dus bijvoorbeeld

metingen gedaan worden.

Het is duidelijk dat de gehanteerde Close Range fotogrammetrie wel degelijk voldoende

resultaten geeft in dit onderzoek. Het driedimensionaal documenteren van archeologische

objecten is zeker mogelijk aan de hand van deze techniek. Een volledig 3D-model kon met de

gekende werkwijze (met behulp van AutoCAD Civil 3D) niet bekomen worden. Verder

moeten we vermelden dat de bodem van de objecten niet is gedocumenteerd. Om een volledig

artefact te registreren zou dit wel moeten gebeuren. Ook de laserscanning in combinatie met

het fotograferen van de objecten, waarbij rekening wordt gehouden met het nodal point,

toonde zijn nut in dit onderzoek. Het levert echter geen extra informatie bovenop deze

verkregen door de fotogrammetrie. Het draperen van de foto’s op de puntenwolken is niet

moeilijk of erg tijdrovend. En de resultaten van een gedrapeerde foto op een puntenwolk zijn

98

visueel mooi. Maar ook met deze techniek lukte het combineren van de verschillende

aanzichten niet, waardoor een totaal 3D-beeld ook hier niet werd verkregen.

Het wetenschappelijk belang van 3D-registraties en –visualisaties is al jaren aanvaard en werd

voornamelijk toegepast op gebouwen en archeologische sites. Gelukkig is er de laatste jaren

ook een groeiend besef gekomen dat een gelijkaardig onderzoek nuttig kan zijn voor

archeologische objecten. Niettemin het onderzoek in deze masterproef het gebruik van

fotogrammetrie voor het documenteren van archeologische vondsten demonstreert, is er nood

aan verder onderzoek. De belangrijkste uitdaging voor de toekomst is een methode vinden

waarmee volledige 3D-modellen kunnen gemaakt worden, al dan niet na een restitutie aan de

hand van VirtuoZoNT. Daarnaast zou ook een verbeterd concept bedacht kunnen worden voor

het gebruikte frame waardoor (bijvoorbeeld) ook de bodem van objecten kan worden

gefotografeerd. De opnameomstandigheden zouden ‘gestandaardiseerd’ kunnen worden door

een “ideale omgeving” te creëren waarin alle objecten worden gefotografeerd. In het

onderzoek met laserscanning, dat hier minder uitgebreid onderzocht werd, zou zeker een

manier moeten gevonden worden om verschillende gedrapeerde foto’s te combineren zodat

één 3D-object ontstaat. Eventueel kan ook bestudeerd worden of een combinatie van

fotogrammetrie met laserscanning oplossingen biedt.

99

REFERENTIES

1. Boeken / artikels

Antrop, M., De Maeyer, Ph. (2005) Theoretische basisconcepten van GIS. Gent: Academia

Press.

Bilde, P.G., Poulsen, B. (Eds.) (2008) The Temple of Castor and Pollux II.1 The Finds. Rome:

L’Erma di Bretschneider.

Boehler, W., Marbs, A. (2004) “3D scanning and photogrammetry for heritage recording: a

comparison”. In: Brandt, S.A. (Ed.) Geoinformatics 2004. Proceedings of the 12th Conference

on Geoinformatics June 7-9 2004. Geospatial Information Research: Bridging the Pacific and

Atlantic. Sweden: University of Gävle. pp. 291-298.

(http://fromto.hig.se/~bjg/geoinformatics/files/p291.pdf)

Cooper, M.A.R., Robson, S. (2001) “Theory of close range photogrammetry”. In: Atkinson,

K.B. (Ed.) Close Range Photogrammetry and Machine Vision. Caithness: Whittles

Publishing, pp. 9-51.

Dallas, R.W.A. (2001) “Architectural and archaeological photogrammetry”. In: Atkinson,

K.B. (Ed.) Close Range Photogrammetry and Machine Vision. Caithness: Whittles

Publishing, pp. 283-302.

Dowman, I.J., Scott, P.J. (1980) “Photogrammetric theory, techniques and problems”. In:

Atkison, K.B. (Ed.) Developments in Close Range Photogrammetry – 1. London: Applied

Science publishers LTD, pp. 15-38.

Fryer, J.G. (2001) “Introduction”. In: Atkinson, K.B. (Ed.) Close Range Photogrammetry and

Machine Vision. Caithness: Whittles Publishing, pp. 1-8.

Goossens, R. (s.d.) Fotogrammetrische opnamen. Onuitgegeven cursus. Universiteit Gent:

Faculteit Wetenschappen, Vakgroep Geografie

100

Goossens, R., De Wulf, A., Carlier, L., De Ryck, M., Nuttens, T. (2010) 3D-registratie en

visualisatie. Sint-Baafsadbij, Gent. Onuitgegeven cursus. Universiteit Gent: Faculteit

Wetenschappen, Vakgroep Geografie.

Habib, A.F., Ghanma, M.S., AL-Ruzouq, R.I., Kim, E.M. (2004) “3D-modelling of historical

sites using low-cost digital cameras”. In: Altan, O. (Ed.) Geo-Imagery Bridging Continents.

Proceedings of the XX ISPRS Congress July 12-23 2004. Istanbul, pp. 570-575.

(http://www.isprs.org/proceedings/XXXV/congress/comm5/papers/618.pdf)

Heinz, G. (2002) “Pharaoh Pepi I.: Documentation of the oldest known life-size metal

sculpture using laser and photogrammetry”. In: CIPA WG 6 International workshop on

Scanning for Cultural Heritage Recording. 21-23 September 2002. Corfu, pp. 1-5.

(http://www.i3mainz.fh-mainz.de/publicat/korfu/p23_Heinz.pdf)

Heno, R., Egels, Y. (2002) “Digital photogrammetric workstations”. In: Kasser, M., Egels, Y.

(Eds.) Digital Photogrammetry. London and New York: Taylor & Francis, pp. 145-158.

Ioannidis, Ch., Tsakiri, M. (2003) “Laser scanning and photogrammetry for the

documentation of a large statue. Experiences in the combined use”. In: Altan, O. (Ed.) New

Perspectives to Save Cultural Heritage. Proceedings of the XIX CIPA Symposium. Antalya

September 31 – October 4 2003. Istanbul.

(http://cipa.icomos.org/text%20files/antalya/137.pdf)

Kasser, M., Polidori, L. (2002) “From the aerial image to orthophotography: different levels

of rectification”. In: Kasser, M., Egels, Y. (Eds.) Digital Photogrammetry. London and New

York: Taylor & Francis, pp. 282-288.

Koch, M, Kaehler, M. (2009) “Combining 3D laser-scanning and close-range

photogrammetry - an approach to exploit the strength of both methods”. Making History

Interactive. Proceedings of the 37th Annual CAA Conference. March 22-26 2009.

Williamsburg, Virginia. pp. 1-7.

(http://www.caa2009.org/articles/Koch_Contribution278_a.pdf)

101

Lambers, K., Remondino, F. (2008) “Optical 3D measurement techniques in archaeology:

recent developments and applications”. In: Posluschny, A. (Ed.) Layers of Perception.

Proceedings of the 35th International Conference on Computer Applications and Quantitative

Methods in Archaeology (CAA). Berlin April 2-6 2007. Bonn. pp. 27-35.

(http://www.photogrammetry.ethz.ch/general/persons/fabio/lambers_remondino_CAA07.pdf)

Maertens de Noordhout, J. (1938) Catalogue du Musée des Antiquités de l’Université de

Gand. Années 1907-1931. Gent: De Scheemaecker.

Mikhail, E. M., Bethel, J.S., McGlone, J.C. (2001) Introduction to Modern Photogrammetry.

New York: John Wiley & Sons, Inc.

Pollefeys, M., Van Gool, L., Vergauwen, M., Cornelis, K., Verbiest, F., Tops, J. (2003) “3D

capture of archaeology and architecture with a hand-held camera”. In: Fangi, G., Malinverni,

E.S. (Eds.) Vision Techniques for Digital Architectural and Archaeological Archives.

Proceedings of the Workshop. July 1-3 2003. Vol. XXXIV, Part 6/W12. Ancona. pp. 262-267.

(http://www.isprs.org/proceedings/XXXIV/6-W12/proceedings/66.pdf)

Reimer, P.J. (Ed.) (2004) Klassieke Oudheid. Namen en begrippen uit de Griekse en

Romeinse Oudheid van A tot Z. Utrecht: Het Spectrum.

Zheng, J., Yuan, W., Qinghong, S. (2008) “Automatic reconstruction for small archaeology

based on close-range photogrammetry”. In: Maas, H.-G., Schneider, D. (Eds.) Proceedings of

the Workshop WG V/1 Industrial Vision Metrology Systems and Applications. Vol. XXXVII.

Bejing. pp. 165-168.

(http://www.isprs.org/proceedings/XXXVII/congress/5_pdf/30.pdf)

2. Internetbronnen

Broekhuis, N. (s.d.) Het bepalen van Nodal Point.

http://www.niekbroekhuis.nl/panorama/html/nodalpoint.html. 26/04/2011.

Korffg, R. (2005) Entrance Pupil Database.

http://wiki.panotools.org/Entrance_Pupil_Database. 27/04/2011.

102

Reichmann, M. (2011) Understanding Raw Files.

http://www.luminous-landscape.com/tutorials/understanding-series/u-raw-files.shtml.

16/04/2011.

Stadt Augsburg (2001) Historical Synopsis.

http://www.augsburg.de/index.php?id=12356. 23/05/2011

Van de velde, L. (2002) GPS en kaartprojecties.

http://www.belclimb.net/article-details.asp?artID=105&sid=9. 3/04/2011.

N.N. (2007) Opzoeken: binoculair.

http://www.encyclo.nl/begrip/binoculair. 3/04/2011.

N.N. (2007) Opzoeken: Pyxis.

http://www.encyclo.nl/begrip/pyxis. 31/03/2011.

N.N. (2007) Opzoeken: resolutie.

http://www.encyclo.nl/begrip/resolutie. 14/05/2011

N.N. (2007) Opzoeken: verglazen.

http://www.encyclo.nl/begrip/verglazen. 31/03/2011.

N.N. (2010) Digitale gegevens. Digitale orthofoto’s.

http://www.ngi.be/NL/NL1-5-3.shtm. 2/04/2011.

N.N. (2010) Glazen unguentarium.

http://www.bodemvondstenwereld.nl/viewtopic.php?f=66&t=23374. 31/03/2011.

N.N. (2010) ISPRS Historical Background.

http://www.isprs.org/society/history.aspx. 2/04/2011.

N.N. (2011), Phase-Based vs. Time-of-Flight.

http://www.smartgeometrics.com/rentals/phase-based-vs-time-of-flight. 11/05/2011.

103

N.N. (s.d.) Reproduction Ancient Roman Oil Lamps. Roman Empire.

http://www.ancientlamps.com/empire.html. 23/05/2011

3. Gebruikte software

Adobe Photoshop CS5 Extended

AutoCAD Civil 3D 2010

Cyclone 7.1.1

MATLAB 7.12.0

Microsoft Office 2007

VirtuoZoNT 3.2.5

104

BIJLAGEN

BIJLAGE 1 Inventaris van de uitgeleende objecten 105

BIJLAGE 2 Figuren met plaatsing van de targets en laserscan posities 108

BIJLAGE 3 Brochure met specificaties van de Leica HDS6100 113

BIJLAGE 4 Specificaties van de Nikon D5000 en 18-105 mm lens 117

BIJLAGE 5 Foto inventaris 123

BIJLAGE 6 Het linkse beeld van elk besproken stereopaar 143

BIJLAGE 7 De bijgewerkte orthofoto van elk besproken stereopaar 145

BIJLAGE 8 Specificaties van de Canon EOS550D en 35 mm lens 148

BIJLAGE 9 Extra foto’s met de werkwijze tijdens het onderzoek 154

BIJLAGE 10 QA-rapporten van alle modellen 156

DIGITALE BESTANDEN

De digitale bestanden aangemaakt in VirtuoZoNT zijn te vinden op PC2 in lokaal

40.08.110.026 en opgeslagen op een externe harde schijf (gebouw S8, Vakgroep Geografie).

De digitale bestanden aangemaakt in Cyclone zijn te vinden op de PC in lokaal 015 (3de

verdieping) en opgeslagen op een externe harde schijf (gebouw S8, Vakgroep Geografie).

3D-BRIL

Op de laatste pagina van deze masterproef is een rood-blauw 3D-brilletje te vinden waarmee

de anagliefen op p. 90 kunnen bekeken worden.

Masterproef Annelies De Roek - Ghent...

Documents

Transcript of Masterproef Annelies De Roek - Ghent...