Monoplotting Tool

Virtuelle Landschafts­rekonstruktion mittels historischen Fotografien

Seit der Erfindung der Fotografie zu Beginn des neunzehnten Jahrhunderts hat man sich dieser Technik bedient, um alle sichtbaren Dinge des täglichen Lebens festzuhalten und für spätere Zeiten zu dokumentieren. Mit dem Fortschritt der Technik ist man von der Fotografie zur Photogrammetrie übergegangen, die es ermöglicht, nach alten Fotografien Vermessungen und Kartenwerke anzufertigen. Hierzu mussten die Landschaftsfotos allerdings als stereoskopisches Bildpaar vorliegen und man musste sowohl den exakten Punkt kennen, von dem die Fotografie aufgenommen wurde, als auch die optische Geometrie der Kamera.

Durch den Einsatz von Flugzeugen und später von Satelliten ist die Technik der fotogrammetrischen Abbildungen nach alten Landschaftsfotos eindeutig in den Hintergrund gerückt. Dank der jetzt verfügbaren hocheffizienten modernen Informatiksysteme und der immer präziseren digitalen Bodenmodelle gibt es heute neue Möglichkeiten, selbst einzelne alte Landschaftsfotos für eine quantitative Rekonstruktion der Landschaftsentwicklung heranzuziehen (Monophotogrammetrie, Monoplotting). Praktisch bedeutet dies, dass man auf der Grundlage der Kenntnis der technischen Charakteristiken des Fotoapparats, der Rekonstruktion der Position des Fotografen zum Zeitpunkt der Aufnahme und eines Höhenmodells des Gebietes ein Bezugssystem schafft, das anhand einzelner Fotos präzise kartografische Vermessungen möglich macht.

An der WSL haben wir eine neue Monoplotting-Schnittstelle (MPT) entwickelt mit dem Ziel, eine intuitive Plattform für die Georeferenzierung und Orthorektifizierung gewöhnlicher einzelner Schrägaufnahmen anzubieten. Die daraus resultierenden kalibrierten Bilder erlauben es dem Benutzer, georeferenzierte Vektordaten zu erzeugen, indem er sie direkt auf die Bilder zeichnet und mit herkömmlichen GIS-Systemen austauscht. Daraus resultierende Polygone können auf terrestrischen Bildern (Abb. 1) oder Orthofotos und Karten visualisiert werden. Ebenso können aktuelle geografische Elemente auf historische Bilder projiziert werden.

Zudem bietet die vorliegende Monoplotting-Version 2.0 dank der Mitarbeit und der finanziellen Unterstützung des BAFU eine Schnittstelle zur Plattform StorMe 3.0 (Siehe unten, sowei auch BAFU-Seite Naturereigniskataster), um die Beschreibung und Dokumentation von Naturgefahrenereignissen zu erleichtern. 

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Figure 1: L’examen attentif de cette carte postale ancienne, qui représente le pont reliant Melide à Bissone au début du XXème siècle, révèle avec un degré variable de certitude (vert: probabilité forte, rouge : probabilité faible) de nombreux chenaux à moitié naturels.
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Melide fig1b Figure 2: Utilisés pour le transport du bois, ces chenaux étaient connus en dialecte sous les appellations d’«óva», «tracióo», «tröcc», «vandüll» ou «vestacc». Grâce au nouveau logiciel, ils peuvent être repérés sur la carte postale ancienne, puis géo-référencés et reportés avec précision sur une carte au 1:10 000ème.
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Les vignobles aux alentours de Loco en 1885 ont été numérisés directement à partir de la photo ancienne, géo-référencés grâce au nouveau logiciel de mono-photogrammétrie…
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… puis importées dans l’environnement SIG où elles ont été mesurées avec précision (surface, exposition, etc.) et superposées sur une carte géographique au 1:25 000ème.
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Le nouveau logiciel permet de reporter sur chaque photo des objets vectoriels géo-référencés. Sur cette illustration, il s’agit de courbes de niveau espacées de 10 mètres sur une photo ancienne de Loco (Val Onsernone) en 1885.

Liens

Contacts

Publikationen

Fischer, R.; Bozzini, C., 2013: Fotos wie Karten lesen. Horizonte – Das Schweizer Forschungsmagazin Nr. 96, März 2013 (pdf)

Fischer, R.; Bozzini, C., 2013: Lire les photos comme des cartes. Horizons - Le magazine suisse de la recherche scientifique no 96, Mars 2013 (pdf)

Wiesmann, S.; Steiner, L.; Pozzi, M.; Bozzini, C.; Hurni, L., 2012: Reconstructing Historic Glacier States Based on Terrestrial Oblique Photograph.AutoCarto International Symposium on Automated Cartography, Columbus, Ohio, USA, 16-18 September 2012 (pdf)

Publikationen

Related work by users

  • A century of landscape change in the southern Rocky Mountains and Foothills of Alberta: Using historical photography to quantify ecological change by Christopher Alec Stockdale (PhD thesis)
  • Assessment of the viability of worldwide application of the WSL Monoplotting Tool in reconstruction of past glacier stands by Iris Hansche (bachelor thesis)

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