Primena Structure From Motion tehnike za inženjerskogeološko kartiranje podzemnih prostorija
Authors
Đurić, Uroš
Brodić, Nenad

Radić, Zoran
Đurić, Dragana
Marjanović, Miloš

Contributors
Kostić, BojanConference object (Published version)
Metadata
Show full item recordAbstract
Početkom 2020. godine za potrebe rekonstrukcije i adaptacije tunela izvršena su inženjerskogeološka istraživanja koja su obuhvatila detaljno inženjerskogeološko rekognosciranje i kartiranje glavnog tunelskog hodnika i svih podzemnih prostorija kao i geofizičko profiliranje. Rad prikazuje mogućnost primene tehnike generisanja modela objekta na osnovu snimaka dobijenih kamerom pri kretanju oko objekta (engl. Structure from motion - SfM) za 3D rekonstrukciju jedne podzemne prostorije tunela „Čajkino brdo“ u Vrnjačkoj Banji za potrebe inženjerskogeološkog kartiranja i parametrizacije.
SfM predstavlja fotogrametrijsku tehniku određivanja 3D strukture objekta, pozicija i orijentacija kamere iz sekvenci dve ili više dvodimenzionalnih slika istog objekta, ali iz različitih položaja kamere (pasivnog senzora). Za razliku od klasične fotogrametrije gde je neophodno poznavanje spoljašnjih i unutrašnih parametara snimaka, SfM proces 3D rekonstrukcije okruženja je prilično automatizovan i lakši jer... je najčešće samo potrebno napraviti dovoljan broj fotografija sačinjenih istim senzorom sa različitih položaja. Snimanje se odvija u vidljivom delu spektra i princip 3D rekonstrukcije okruženja je analogan ljudskom vidu, koji na sličan način formira 3D sliku. Primena SfM tehnike u podzemnim prostorijama je kompleksna usled izostanka prirodnog osvetljenja, nemogućnosti GPS pozicioniranja senzora i ograničenog prostora, koji su ključni za njihovu uspešnu primenu i kvalitetne rezultate 3D rekonstrukcije. Dodatni problem predstavljaju senke, koje mogu otežati kvalitetno automatsko povezivanje snimaka, a koje se formiraju primenom veštačkih izvora osvetljavanja da bi se formirao snimak u vidljivom delu spektra. Kod fotogrametrijske rekonstrukcije modela objekta bitno je i da površina objekta bude matirana, tj. bez sjajnih reflektujućih površina kakve su najčešće površine stena u tunelima.
Tokom istraživanja izvršeno je ogledno fotogrametrijsko snimanje odabrane prostorije i obrada dobijenih snimaka primenom SfM tehnike. Snimanje je izvršeno korišćenjem mobilnog telefona Huawei P10 Pro i Xiaomi Mija 360° sferne kamere. Snimanje mobilnim telefonom je vršeno „iz ruke“ i sa „visine očiju posmatrača“ tako da se ostvari najveći mogući preklop između snimaka. Snimanje sfernom kamerom je izvršeno uz pomoć stativa, postavljanjem sferne kamere u pravilnom mrežnom rasporedu na tri različite visine.
Na osnovu snimaka dobijenih na ovaj način, primenom SfM tehnike generisana su dva različita 3D oblaka tačaka koja su upoređena i na osnovu kojih je izvršeno inženjerskogeološko kartiranje podzemne prostorije. 3D oblak tačaka je procesiran, uključujući urazmeravanje, orijentaciju, odnosno rotiranje prostorije u realan položaj i uklanjanje suvišnih tačaka. Na ovaj način, a nakon procesiranja, izvršeno je inženjerskogeološko kartiranje zidova i svoda podzemne prostorije, odnosno određivanje indeksa hrapavosti stenske mase, definisanje strukturnog sklopa tj. utvrđivanje karakterističnih familija pukotina (manuelno i automatski), izradu karakterističnih profila svetlog otvora i analizu njihove stabilnosti uz kritički osvrt.
Keywords:
fotogrametrija / tunel / 3D / model / oblak / tačakaSource:
Zbornik apstrakata XVIII Kongres geologa Srbije, Divčibare, 2022, 88-89Publisher:
- Srpsko geološko društvo
Funding / projects:
- Govorna komunikacija čovek-mašina (RS-11001)
Institution/Community
GraFarTY - CONF AU - Đurić, Uroš AU - Brodić, Nenad AU - Radić, Zoran AU - Đurić, Dragana AU - Marjanović, Miloš PY - 2022 UR - https://grafar.grf.bg.ac.rs/handle/123456789/2899 AB - Početkom 2020. godine za potrebe rekonstrukcije i adaptacije tunela izvršena su inženjerskogeološka istraživanja koja su obuhvatila detaljno inženjerskogeološko rekognosciranje i kartiranje glavnog tunelskog hodnika i svih podzemnih prostorija kao i geofizičko profiliranje. Rad prikazuje mogućnost primene tehnike generisanja modela objekta na osnovu snimaka dobijenih kamerom pri kretanju oko objekta (engl. Structure from motion - SfM) za 3D rekonstrukciju jedne podzemne prostorije tunela „Čajkino brdo“ u Vrnjačkoj Banji za potrebe inženjerskogeološkog kartiranja i parametrizacije. SfM predstavlja fotogrametrijsku tehniku određivanja 3D strukture objekta, pozicija i orijentacija kamere iz sekvenci dve ili više dvodimenzionalnih slika istog objekta, ali iz različitih položaja kamere (pasivnog senzora). Za razliku od klasične fotogrametrije gde je neophodno poznavanje spoljašnjih i unutrašnih parametara snimaka, SfM proces 3D rekonstrukcije okruženja je prilično automatizovan i lakši jer je najčešće samo potrebno napraviti dovoljan broj fotografija sačinjenih istim senzorom sa različitih položaja. Snimanje se odvija u vidljivom delu spektra i princip 3D rekonstrukcije okruženja je analogan ljudskom vidu, koji na sličan način formira 3D sliku. Primena SfM tehnike u podzemnim prostorijama je kompleksna usled izostanka prirodnog osvetljenja, nemogućnosti GPS pozicioniranja senzora i ograničenog prostora, koji su ključni za njihovu uspešnu primenu i kvalitetne rezultate 3D rekonstrukcije. Dodatni problem predstavljaju senke, koje mogu otežati kvalitetno automatsko povezivanje snimaka, a koje se formiraju primenom veštačkih izvora osvetljavanja da bi se formirao snimak u vidljivom delu spektra. Kod fotogrametrijske rekonstrukcije modela objekta bitno je i da površina objekta bude matirana, tj. bez sjajnih reflektujućih površina kakve su najčešće površine stena u tunelima. Tokom istraživanja izvršeno je ogledno fotogrametrijsko snimanje odabrane prostorije i obrada dobijenih snimaka primenom SfM tehnike. Snimanje je izvršeno korišćenjem mobilnog telefona Huawei P10 Pro i Xiaomi Mija 360° sferne kamere. Snimanje mobilnim telefonom je vršeno „iz ruke“ i sa „visine očiju posmatrača“ tako da se ostvari najveći mogući preklop između snimaka. Snimanje sfernom kamerom je izvršeno uz pomoć stativa, postavljanjem sferne kamere u pravilnom mrežnom rasporedu na tri različite visine. Na osnovu snimaka dobijenih na ovaj način, primenom SfM tehnike generisana su dva različita 3D oblaka tačaka koja su upoređena i na osnovu kojih je izvršeno inženjerskogeološko kartiranje podzemne prostorije. 3D oblak tačaka je procesiran, uključujući urazmeravanje, orijentaciju, odnosno rotiranje prostorije u realan položaj i uklanjanje suvišnih tačaka. Na ovaj način, a nakon procesiranja, izvršeno je inženjerskogeološko kartiranje zidova i svoda podzemne prostorije, odnosno određivanje indeksa hrapavosti stenske mase, definisanje strukturnog sklopa tj. utvrđivanje karakterističnih familija pukotina (manuelno i automatski), izradu karakterističnih profila svetlog otvora i analizu njihove stabilnosti uz kritički osvrt. PB - Srpsko geološko društvo C3 - Zbornik apstrakata XVIII Kongres geologa Srbije, Divčibare T1 - Primena Structure From Motion tehnike za inženjerskogeološko kartiranje podzemnih prostorija EP - 89 SP - 88 UR - https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_grafar_2899 ER -
@conference{ author = "Đurić, Uroš and Brodić, Nenad and Radić, Zoran and Đurić, Dragana and Marjanović, Miloš", year = "2022", abstract = "Početkom 2020. godine za potrebe rekonstrukcije i adaptacije tunela izvršena su inženjerskogeološka istraživanja koja su obuhvatila detaljno inženjerskogeološko rekognosciranje i kartiranje glavnog tunelskog hodnika i svih podzemnih prostorija kao i geofizičko profiliranje. Rad prikazuje mogućnost primene tehnike generisanja modela objekta na osnovu snimaka dobijenih kamerom pri kretanju oko objekta (engl. Structure from motion - SfM) za 3D rekonstrukciju jedne podzemne prostorije tunela „Čajkino brdo“ u Vrnjačkoj Banji za potrebe inženjerskogeološkog kartiranja i parametrizacije. SfM predstavlja fotogrametrijsku tehniku određivanja 3D strukture objekta, pozicija i orijentacija kamere iz sekvenci dve ili više dvodimenzionalnih slika istog objekta, ali iz različitih položaja kamere (pasivnog senzora). Za razliku od klasične fotogrametrije gde je neophodno poznavanje spoljašnjih i unutrašnih parametara snimaka, SfM proces 3D rekonstrukcije okruženja je prilično automatizovan i lakši jer je najčešće samo potrebno napraviti dovoljan broj fotografija sačinjenih istim senzorom sa različitih položaja. Snimanje se odvija u vidljivom delu spektra i princip 3D rekonstrukcije okruženja je analogan ljudskom vidu, koji na sličan način formira 3D sliku. Primena SfM tehnike u podzemnim prostorijama je kompleksna usled izostanka prirodnog osvetljenja, nemogućnosti GPS pozicioniranja senzora i ograničenog prostora, koji su ključni za njihovu uspešnu primenu i kvalitetne rezultate 3D rekonstrukcije. Dodatni problem predstavljaju senke, koje mogu otežati kvalitetno automatsko povezivanje snimaka, a koje se formiraju primenom veštačkih izvora osvetljavanja da bi se formirao snimak u vidljivom delu spektra. Kod fotogrametrijske rekonstrukcije modela objekta bitno je i da površina objekta bude matirana, tj. bez sjajnih reflektujućih površina kakve su najčešće površine stena u tunelima. Tokom istraživanja izvršeno je ogledno fotogrametrijsko snimanje odabrane prostorije i obrada dobijenih snimaka primenom SfM tehnike. Snimanje je izvršeno korišćenjem mobilnog telefona Huawei P10 Pro i Xiaomi Mija 360° sferne kamere. Snimanje mobilnim telefonom je vršeno „iz ruke“ i sa „visine očiju posmatrača“ tako da se ostvari najveći mogući preklop između snimaka. Snimanje sfernom kamerom je izvršeno uz pomoć stativa, postavljanjem sferne kamere u pravilnom mrežnom rasporedu na tri različite visine. Na osnovu snimaka dobijenih na ovaj način, primenom SfM tehnike generisana su dva različita 3D oblaka tačaka koja su upoređena i na osnovu kojih je izvršeno inženjerskogeološko kartiranje podzemne prostorije. 3D oblak tačaka je procesiran, uključujući urazmeravanje, orijentaciju, odnosno rotiranje prostorije u realan položaj i uklanjanje suvišnih tačaka. Na ovaj način, a nakon procesiranja, izvršeno je inženjerskogeološko kartiranje zidova i svoda podzemne prostorije, odnosno određivanje indeksa hrapavosti stenske mase, definisanje strukturnog sklopa tj. utvrđivanje karakterističnih familija pukotina (manuelno i automatski), izradu karakterističnih profila svetlog otvora i analizu njihove stabilnosti uz kritički osvrt.", publisher = "Srpsko geološko društvo", journal = "Zbornik apstrakata XVIII Kongres geologa Srbije, Divčibare", title = "Primena Structure From Motion tehnike za inženjerskogeološko kartiranje podzemnih prostorija", pages = "89-88", url = "https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_grafar_2899" }
Đurić, U., Brodić, N., Radić, Z., Đurić, D.,& Marjanović, M.. (2022). Primena Structure From Motion tehnike za inženjerskogeološko kartiranje podzemnih prostorija. in Zbornik apstrakata XVIII Kongres geologa Srbije, Divčibare Srpsko geološko društvo., 88-89. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_grafar_2899
Đurić U, Brodić N, Radić Z, Đurić D, Marjanović M. Primena Structure From Motion tehnike za inženjerskogeološko kartiranje podzemnih prostorija. in Zbornik apstrakata XVIII Kongres geologa Srbije, Divčibare. 2022;:88-89. https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_grafar_2899 .
Đurić, Uroš, Brodić, Nenad, Radić, Zoran, Đurić, Dragana, Marjanović, Miloš, "Primena Structure From Motion tehnike za inženjerskogeološko kartiranje podzemnih prostorija" in Zbornik apstrakata XVIII Kongres geologa Srbije, Divčibare (2022):88-89, https://hdl.handle.net/21.15107/rcub_grafar_2899 .