写真計測とは

写真計測（写真測量と同義）とは、写真を用いて対象物の形状や位置を計測する技術です。基礎原理は人間の視覚と同じです。人間の目の代わりにカメラを用い、脳の代わりにコンピュータで処理をします。

投影関係は下の図のようになります。被写体から放射または反射された光がレンズにより集光され、フィルム（センサ）上に投影されます。実際の光の経路は黄色の帯のようになりますが、投影関係を数学的に図示すると、黒色の実線のようになります。

数学的には、３次元の対象から２次元平面上の像への中心投影ということになります。

写真を用いた３次元計測とは、２次元で表現される像を複数用いて、撮影時の状態を(仮想的に)再現したうえで、元の３次元の対象物を（仮想的に）復元する処理であるといえます。

例として、ステレオ写真を用いた奥行き方向の把握方法を下図に示します。

さまざまな写真計測の方法

写真計測の方法としては、 航空機を用いる方法、人工衛星を用いる方法、地上から撮影する方法などさまざまなものがあります。

航空機から写真撮影する方法(空中写真測量)

人工衛星ALOS(だいち)の３次元計測センサPRISMによる撮影方式 (c) JAXA

地上から比較的小さい対象を計測する場合の撮影方法（近接写真測量）

３次元写真計測の処理

写真計測を行うためには、以下のような手続きが必要です。

1. カメラの較正（焦点距離やレンズ歪の大きさを求めること）
2. 重複撮影
3. 標定計算（各写真の撮影位置、撮影方向の計算）
4. 対応点探索（異なる写真に写った同一点を探すこと）
5. 対象物の３次元座標の計算

さらに、計測された３次元情報をもとに、地図や図面を作ったり、コンピュータ上で３次元モデルを作るといった図化作業が必要となります。