Кратко: метод ближней фотограмметрии (БФ) — очень эффективный инструмент для восстановления исторических фасадов с высокой визуальной и метрической точностью при соблюдении корректной методики, но имеет ряд ограничений, которые нужно учитывать и компенсировать проектными приёмами.
Что даёт БФ (роль)
- Нефизический, детализированный сбор геометрии и текстур фасадов: плотные облака точек, сетки (meshes), ортофото и текстуры высокой разрешающей способности.
- Экономичность и мобильность (терминальные/облеты дронами, обычные камеры).
- Возможность документирования декора, трещин, реставрационных следов для архива и аналитики.
- Простая интеграция с ГИС и CAD/ BIM рабочими процессами; совместимость с лазерным сканированием (синергия: ЛИДАР — геометрия, БФ — текстура).
Основные факторы точности
- геометрия съёмки (расстояние $Z$, фокусное расстояние $f$); масштаб изображения $s=\frac{f}{Z}$; размер одного пикселя в объектном пространстве примерно $\Delta =p\frac{Z}{f}$, где $p$ — размер пикселя матрицы;
- качество калибровки камеры (внутренние параметры, дисторсия);
- наличие и распределение геодезических опор (GCP) — задают абсолютный масштаб и устраняют дрейф;
- перекрытие кадров и разнообразие углов (рекомендуется вперёд 60–80% / бок 30–60% плюс косые кадры для рельефа);
- текстура поверхности и наличие хорошо различимых контрольных точек для сопоставления изображений.
Ограничения и типичные проблемы
- Требование текстуры: гладкие, однотонные или зеркальные поверхности плохо сопоставляются (случаи деградации орто/моделей).
- Освещение и тени: меняют видимость деталей, приводят к артефактам в реконструкции; требует HDR/контроль освещения.
- Засорение кадра (растительность, леса, временные конструкции) и частичные/полные окклюзии архитектурных деталей.
- Зависимость от GCP: без качественных опор точность масштабирования и позиционирования снижается.
- Дефекты съёмки: не откалиброванная оптика, rolling shutter, сильная дисторсия — ошибочные восстановленные формы.
- Существенные скрытые или внутренние архитектурные элементы (углубления, зазоры) фотограмметрия не «видит» — нужны дополнительные методики.
- Объём данных и вычислительные ресурсы: плотные MVS‑реконструкции тяжёлые в обработке и пост‑обработке.
- Требует ручной проверки и очистки модели (артефакты, шумы, топологические ошибки).
Практические рекомендации для сохранения архитектурной точности
- Предварительная метрическая калибровка камеры или использование метрических камер; контроль геометрии съёмки; учёт линзовой дисторсии.
- Размещение достаточного числа качественных GCP, равномерно по фасаду и в глубину сцены; применение масштабных планок при отсутствии GCP.
- Комбинирование фронтальных и косых съёмок; использование шкалирования по измеренным деталям.
- Применение HDR/стробирования света при сложном освещении; маскирование посторонних объектов.
- Интеграция с TLS (лазерное сканирование) или тахеометрией: ЛИДАР даёт надёжную геометрию, БФ — фотореалистичную текстуру.
- Верификация модели на контрольных точках и использование статистики ошибок (RMS ошибок) для оценки метрической пригодности для реставрации.
Вывод
- БФ — ключевой инструмент для высокодетальной визуально‑метрической документации фасадов и может обеспечить архитектурную точность, пригодную для реставрации, при условии корректной калибровки, адекватного числа GCP и продуманной съёмки.
- Однако для критически точных геометрических задач (структурный анализ, точное тиражирование сложных профилей) её целесообразно комбинировать с лазерным сканированием и традиционной геодезией.