Redelius, Gunnar Fornvännen 53-57
http://kulturarvsdata.se/raa/fornvannen/html/1967_053 Ingår i: samla.raa.se
Smärre meddelanden 53
Byggnadsuppmätning och fotogrammetri
»Fotogrammetri kallas pä svenska bildmätning och definieras säsom läran om mätningar i bilder för att bestämma geometriska egenskaper såsom storlek, läge och form hos de avbildade föremålen» . . . »Dä bilder användes ftir att bestämma andra än geometriska egenskaper hos avbildade föremål talar man om bildtolk- ning.» — Definitionerna är hämtade ur en svensk lärobok, som pä ett instruktivt sätt redovisar fotogrammetrins grundläggande teori och viktigaste tillämpning.1
Ämnet är nästan lika gammalt som fotograferingskonsten, men först genom flygfotografering och därmed följande möjligheter till kartframställning har foto- grammetrin utvecklats till en teknisk vetenskap med internationell betydelse. Ut- vecklingen av metodik och utrustning har gått snabbt och har särskilt aktualiserats genom u-ländernas behov. Så gott som all kartläggning sker numera med foto- grammetriska metoder.
Det finns mänga andra områden för fotogrammetrins tillämpning. Hår skall behandlas nägra synpunkter som berör byggnadsuppmätning. Ämnet kan kallas arkitekturfotogrammetri. — Principen är i och för sig enkel. Byggnaden fotogra- feras med tvä mätkameror, uppställda pä stativ pä ett visst avstånd från var- andra. Avståndet mellan kamerorna kallas bas. Förhållandet mellan bas och foto- graferingsavständ kallas basförhållande. Det är ett begrepp som är aktuellt vid varje tillämpning, när det gäller att bedöma mätningens kvalitet och kostnad.
Bilderna från de tvä kamerorna blir sinsemellan olika, dvs. man erhåller ett ste- reoskopiskt bildpar, som framställer föremålet i tre dimensioner. Denna rekon- struktion kallas också liir optisk modell, på vilken man kan göra mätningar pre- cis som pä det verkliga objektet. Bilderna mäts i precisionsinstrument av delvis komplicerad och dyrbar natur.
Flygbilder bearbetas i specialinstrument, som med mekanisk eller optisk an- ordning gör det möjligt att direkt erhålla terrängmodellens geometri pä ett rit- bord. Inom arkitekturlotogrammetrin är denna bearbetningsmetod lämplig, om man kan ge kamerorna en trontal uppställning i förhällande till det (vägg)plan som skall karteras. Detta är inte alltid möjligt. En fasad kan vara delvis skymd eller eljest sväråtkomlig fiir fotografering. 1 sådana fall finns det en annan bear- betningsmetod, som är föga uppmärksammad, men som i det följande skall redo- visas med ett konkret exempel.
Strängt taget vilka stereoskopiska målbilder som helst kan bearbetas analytiskt, vilket innebär, att valda punkten lägen i de häda bilderna uppmätes, och frän dessa värden framräknas punkternas inbördes läge på det verkliga föremålet Dä räkningarna blir mycket omfattande, har metoden tidigare varit praktiskt oan- vändbar men iir nu fullt möjlig genom datamaskinernas användning.
Det aktuella exemplet gäller kyrkan vid Skokloster. På grund av ett skymmande träd var det lämpligt att fotografera kyrkans östra fasad snett frän sidan. Här kom till användning en modern målkamera av Zeiss tillverkning, negativ-format g x 12. För den geometriska stabilitetens skull användes allmänt glasplätar.
1 B. Hallert, Fotogrammetri, grunddrag och översikt. Stockholm 1964, s. 13. — Till professor Bertil Hallert, Tekniska Högskolan, Stockholm, framföres vördsamt tack för lärorika räd och granskning av denna uppsats.
Fig. i. Principen fiir stereoskopisk fotografering. Genom att projicera de två bilderna i inbördes oförändrat läge kan objektet rekonstrueras i cn s. k. optisk modell, pä vilken mätningar kan göras. — T h e principlc of stereoscopic photography. By projecting the two pictures in a mutually uiichangcd position the object can be reconstructed in what is known as an optical model, on which measurements can he made.
På en fotografisk kopia av stort format markeras och n u m r e r a s de p u n k t e r , som är viktiga fiir en u p p r i t n i n g av föremålet. G e n o m att en byggnad i a l l m ä n - h e t h a r en viss r e g u l a r i t e t b e h ö v e r a n t a l e t p u n k t e r inte vara särskilt stort u t a n kan begränsas till viktiga h ö r n i väggar och bilister. — M e d l e d n i n g av d e n n a bild inmätes dessa p u n k t e r på d e n optiska m o d e l l e n . H ä r a n v ä n d e s en s.k.
s t e r e o k o m p a r a t o r , ett i n s t r u m e n t vanligen med högsta kvalitet. M ä t r e s u l t a t e t er- hålles på hålremsa, som köres i d a t a m a s k i n . Slutresultatet blir ett utskrivet proto- koll med fyra k o l u m n e r , som a n g e r p u n k t e r n a s läge i tre d i m e n s i o n e r : fiirst p u n k t n u m m e r , därefter p u n k t e n s läge i sidled, i d j u p l e d (avståndet från kame- r a n ) och höjd. Med l e d n i n g av d e t t a p r o t o k o l l kan byggnadens h u v u d d r a g u p p - ritas. Fiir fasaden ifråga h a r a n v ä n t s ett 8o-lal p u n k t e r . Utifrån dessa geometriskt givna p u n k t e r inritas olika detaljer med l e d n i n g av d e n fotografiska bilden. D ä r finns en b e t y d a n d e i n f o r m a t i o n .
Den skisserade m e t o d e n h a r en särskild fördel av stor betydelse: d e n mätnings- tekniska, fotogrammetriska p r o c e d u r e n kan avskiljas från d e n u p p r i t n i n g , som bör göras av byggiiaelskunnig personal. Det är en o r i m l i g h e t att m e d teknisk perfektion söka avbilda »sanningen». N ä r d e t gäller en byggnads redovisning fordras ett o m d ö m e , ett urval och en schematisk å t e r g i v n i n g av vissa detaljer, vilket kan göras endast av d e n som förstår att b e d ö m a r i t n i n g e n s v ä r d e . V i d a r e iir u p p r i t n i n g e n icke b u n d e n till d y r b a r a , fotogrammetriska i n s t r u m e n t ( 2 0 0 0 0 0 - 3 0 0 0 0 0 kr.), som med n ö d v ä n d i g h e t i n n e b ä r b e t y d a n d e k o s t n a d e r utöver d e per- sonella resurserna.
Smärre meddelanden
Fig. 2. Stereoskopiskt bildpar taget mcel mätkamera Zeiss TMK, ncgativformat g x 12 cm. — Stcreoscopic pair of pictures taken with the measuring camera Zeiss TMK, negative tormat g x 12 cm.
Analytisk fotogrammetri med p u n k t v i s r e d o v i s n i n g i ett utskrivet p r o t o k o l l är särskilt l ä m p l i g i de fall, dä objektet h a r r e g e l b u n d e n och symmetrisk u p p b y g g - n a d m e d i h u v u d s a k räta linjer. Ett gott e x e m p e l pä en sådan byggnad är mis- sionskyrkan i V a x h o l m , en storslagen r e p r e s e n t a n t för sin a r t och ett lysande e x e m p e l pä tidens arkitektoniska formspräk. — Det fotogrammetriska fältarbetet
u p p g i c k i d e t t a fall til) ca tvä t i m m a r . D e n effektiva t i d e n fiir framkallning, m ä t n i n g och b e r ä k n i n g kan u p p s k a t t a s till 4 - 5 t i m m a r , och härtill k o m m e r tid för resor och t r a n s p o r t e r . D e n största tiden tar i regel u p p r i t n i n g och r e n r i t n i n g , i d e t t a fall ca tvä dagar, m e n viktigt är, att fältarbetet kan inskränkas till ett m i n i m u m .
Vad kostar d å d e n n a goda cigarr? — Själva fotograferingen k a n u n d e r gynn- samma o m s t ä n d i g h e t e r och med tämligen enkla i n s t r u k t i o n e r skötas av vem som helst, som är intresserad. L ä t oss a n t a , att en byggnad skall d o k u m e n t e r a s m e d m å l b i l d e r , och d e r e n t fotogrammetriska k o s t n a d e r n a skall b e r ä k n a s . T r e lika b i l d p a r (tvä i reserv) tages av var och en av byggnadens fyra sidor, och pä varje sida i n m ä t e s 40 p u n k t e r . K o s t n a d e r n a kan grovt u p p s k a t t a s enligt följande:
H y r a av k a m e r o r p e r d a g 100 kr.
M ä t n i n g av 160 p u n k t e r ( i n s t r u m e n t och arbetstid) 2 tim. 40 m i n . ä
70 kr. p e r tim. 190 kr.
B e r ä k n i n g i d a t a m a s k i n 200 kr.
Fotografiskt m a t e r i a l och kop.-kostnad 50 kr.
S u m m a 540 kr.
Fig. j . Skokloster, kyrkans östfasad. Ritningen framställd efter mätning i fotogram- metriska bilder. Erforderliga mätt har framräknats med datamaskin. — Skokloster, east front of the church. Drawing produced after measuring on phologrammetric pictures.
T h e rccpiisile measurements were calculated by Computer.
Självfallet kan k o s t n a d e r n a variera starkt m e d olika objekt och u n d e r olika kommersiella aspekter. Ytterst är k o s t n a d e r n a b e r o e n d e av den n o g g r a n n h e t som eftersträvas, och d e t t a är ur m ä t n i n g s t e k n i s k s y n p u n k t ett mycket vidlyftigt kapi- tel. H ä r skall endast beröras några frågor, som kan vara av betydelse a t t veta fin en beställare.
Ingen m ä t n i n g kan göras »exakt». Alla m ä t n i n g a r är behäftade m e d fel, som är m e r eller m i n d r e betydelsefulla. Som m a t e m a t i s k t och statistiskt b e g r e p p an- vändes uttrycket medelfel. Ett medelfel på exempelvis 5 cm kan sägas i n n e b ä r a , att 6 7 % av alla ofrånkomliga fel förväntas vara m i n d r e än 5 cm. U n d a n t a g s v i s kan enstaka mätfel vara 3 g ä n g e r större, dvs. ge m a x i m a l f e l pä o m k r i n g 15 cm.
Detla är dock en mycket liten p r o c e n t . För d e t fotogrammetriska arbetets gång är d e t av vikt att k ä n n a d e krav som ställs i d e t t a avseende. Vid s k ä r p t a krav iir d e t n ö d v ä n d i g t med o m f a t t a n d e k o n t r o l l m ä t n i n g , som kan öka grundkostiia- d e r n a med m å n g d u b b l a b e l o p p .
E n a n n a n o m s t ä n d i g h e t är värd att beakta. — Det finns k n a p p a s t n å g o n an- l e d n i n g att m ä t a ined större n o g g r a n n h e t än vad som kan redovisas grafiskt på
Smärre meddelanden 57
en ritning. 1 skala 1: 100 är exempelvis 1j2 mm = 5 cm, och belopp som ligger därunder kan endast med betydande osäkerhet redovisas. Härtill kommer den krympning och töjning, som förändrar icke mättbeständigt ritningsmaterial.
Några allmänna synpunkter på fotogrammetrins tillämpning inom detta om- räde kan vara värda att framhålla. — Metoden är användbar vid någorlunda stora och friliggande objekt. Den har en given plats, när det gäller uppmätning av fasader och alla slag av höjdbyggnader såsom kyrktorn och klockstaplar. När det gäller sektionering av stora, öppna rum kan målbilder också vara av värde och även vid inmätning av höga valv. Mörka kyrkvindar är också lämpliga ob- jekt. Härtill kommer möjligheten, att fältarbetet kan begränsas till kortare tid, byggnadens mätt kan tillförlitligt dokumenteras, och mätningarna kan när som helst upprepas.
Men det finns ocksä nackdelar. — Utrustningen är förhållandevis dyrbar och bearbetningen är bunden till mycket dyra instrument. När det gäller uppmätning av mindre objekt, trånga rum, trappor och passager är fotogrammetrm av prak- tiska skäl helt olämplig. Detta gäller vanligen också planuppmätning och sek- tionering. 1 sådana fall är manuell uppmätning nödvändig. Av alla hjälpmedel är mätband eller tumstock snabbt, billigt och säkert. Det ger utan tidskrävande räkningar de måttuppgifter som är nödvändiga för en skalriktig, grafisk redovis- ning. Härtill kommet den nära kontakt med byggnadsverket, som alltid är av- godo för en rätt förståelse av byggnadens karaktär och historia.
Allt mätningsarbete är mycket tidskrävande och följaktligen också dyrbart.
Nägra genvägar finns inte förutom god rutin, men det kan vara mycket nog.
När det gäller byggnader är konventionella mätmetoder med tumstock och skiss- block ofrånkomliga, men rätt använd är fotogrammetrin ett betydelsefullt och högkvalificerat hjälpmedel.
Gunnar Reilelius
Summary
The measurements oj buildings and photograrnmetry
The author gives an account of the methods of photograrnmetry and discusscs ils applicability in building-history investigations.
Translated by Richard Cox
Symposium i Rom om matematik och data- maskiner i samhällsvetenskaperna
Den 4 till 8 juli 1966 hölls i Villa Borghese i Rom International Symposium on Maltieiiialieal and Computational Methods in the Social Sciences, anordnat un- der medverkan av International Computation Centre, ett permanent Unesco- organ med säte i Rom. Symposiet var indelat i fyra sektioner, fiir antropologi,
