Ψηφιακή φωτογραµµετρία & νέες τεχνολογίες στην αποτύπωση & τεκµηρίωση ιστορικών μνηµείων & συνόλων

Abstract

This doctoral dissertation investigates the use of digital photogrammetry for the recording, documentation, reconstruction, and visualisation of historical monuments and architectural objects. The central objective of the research is the automation of fundamental photogrammetric procedures, including digital image preprocessing, extraction of characteristic lines and points, automatic image matching, generation of three-dimensional models and digital surface models, and production of true orthophotos for close-range objects. The dissertation focuses on the specific challenges of close-range photogrammetry, where object surfaces often present abrupt relief changes, discontinuities, and complex geometry. In this context, the automatic extraction of edges, straight lines, and interest points becomes essential for reliable object reconstruction. The research examines and develops algorithmic approaches based on image-processing techniques, edge and line extraction operators, the Hough Transform, and adapted interest-point operators, including the Plessey-Grid approach. These methods aim to enable more robust, automated reconstruction of architectural and cultural heritage objects. A major contribution of the dissertation is the development of an integrated algorithmic framework for extracting the 3D model and surface of close-range objects. This framework was implemented in the PHOTORECON software package, which supports image orientation, extraction of characteristic lines, automatic detection of interest points, digital surface model generation, and automatic production of true orthophotos.

Η διδακτορική διατριβή πραγματεύεται την αξιοποίηση της ψηφιακής φωτογραμμετρίας για την τεκμηρίωση, ανακατασκευή και οπτικοποίηση ιστορικών μνημείων και αρχιτεκτονικών αντικειμένων. Κεντρικός στόχος της έρευνας είναι η αυτοματοποίηση βασικών φωτογραμμετρικών διαδικασιών, όπως η προεπεξεργασία ψηφιακών εικόνων, η εξαγωγή χαρακτηριστικών γραμμών και σημείων, η αυτόματη συσχέτιση εικόνων, η παραγωγή τρισδιάστατων μοντέλων και ψηφιακών μοντέλων επιφανείας, καθώς και η δημιουργία πραγματικής ορθοφωτογραφίας για επίγεια αντικείμενα. Η διατριβή εστιάζει στις ιδιαιτερότητες της επίγειας φωτογραμμετρίας, όπου τα αντικείμενα παρουσιάζουν έντονες μεταβολές στο ανάγλυφο, απότομες ασυνέχειες και πολύπλοκη γεωμετρία. Για τον λόγο αυτό, η αυτόματη εξαγωγή ακμών, ευθειών γραμμών και χαρακτηριστικών σημείων αποτελεί καθοριστικό στάδιο για την αξιόπιστη ανακατασκευή της επιφάνειας. Στο πλαίσιο της έρευνας εξετάζονται και αναπτύσσονται αλγοριθμικές προσεγγίσεις που βασίζονται, μεταξύ άλλων, στον μετασχηματισμό Hough, σε τελεστές εντοπισμού ακμών και σε ειδικά προσαρμοσμένους τελεστές εντοπισμού σημείων ενδιαφέροντος, όπως η προσέγγιση Plessey-Grid. Ιδιαίτερη συμβολή της διατριβής αποτελεί η ανάπτυξη ενός ολοκληρωμένου αλγοριθμικού πλαισίου για την παραγωγή τρισδιάστατου μοντέλου και επιφάνειας επίγειων αντικειμένων. Το πλαίσιο αυτό ενσωματώθηκε στο λογισμικό PHOTORECON, το οποίο υποστηρίζει προσανατολισμούς εικόνων, εξαγωγή χαρακτηριστικών γραμμών, αυτόματο εντοπισμό χαρακτηριστικών σημείων, προσδιορισμό ψηφιακού μοντέλου επιφανείας και παραγωγή πραγματικής ορθοφωτογραφίας.