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attern Recognition, 
1a 1996 
A NEW APPROACH FOR SPATIAL MEASUREMENT 
OF DYNAMICAL PROCESSES 
Lionel Dorffner 
Institute of Photogrammetry and Remote Sensing 
University of Technology Vienna 
GuBhausstraBe 27-29 
A-1040 Vienna 
AUSTRIA 
EMAIL: Idorffne @fbgeo1.tuwien.ac.at 
Commission V, Intercommisson Working Group Ill 
KEY WORDS: Three-dimensional Image Processing, Video Camera, Dynamic, Feature Extraction, 
Correlation, Matching, Animation 
ABSTRACT: 
The ability of modelling dynamical processes represents a rather new field of research. Conditioned by the great 
improvements of powerful computers in the last years, it is possible to connect the advantages of high precision 
photogrammetric measurement of static objects with the visualisation of motion. In the project presented in this paper 
video-cameras are used in order to register a dynamical process. The recorded sequence of 2D images, which is 
supplied by each of the cameras, can be interpreted as one single 3D image cube. Using feature extraction operators 
and matching algorithms corresponding object points are tracked through the image cube, building a motion curve. 
Finally, the 4D co-ordinates X, Y, Z and T of the motion model are determined by spatial intersection of corresponding 
motion curves from different image cubes. 
KURZFASSUNG: 
Die Modellierung dynamischer Prozesse stellt ein relativ neues Forschungsgebiet dar. Bedingt durch die in den letzten 
Jahren enorme Leistungssteigerung im Bereich der Computertechnik ist es môglich, die Vorteile einer hochgenauen 
photogrammetrischen Vermessung statischer Objekte mit der Visualisierung von Bewegungsabläufen zu verknüpfen. 
Im hier präsentierten Projekt werden Videokameras verwendet, um einen dynamischen Prozeß aufzuzeichnen. Jede 
einzelne Kamera liefert eine Folge von 2D Bildern, die in einem einzigen Bildwürfel zusammengefaßt werden können. 
In diesem werden durch Kombination von Merkmalsextraktions-, Verfolgungs- und Matching-Algorithmen 
übereinstimmende Objektpunkte ermittelt und zu einer Bewegungskurve zusammengefaßt. Durch räumlichen 
Rückwärtsschnitt entsprechender Bewegungskurven aus verschiedenen Bildwürfeln erhält man die räumlichen 4D 
Koordinaten X, Y, Z und T des Bewegungsmodells. 
RESUME: 
La possibilité de modeler des processus dynamiques est un domaine de recherches relativement récente. A la suite 
des grands progrès de la puissance des ordinateurs en dernier temps il est possible d'assembler les avantages d'un 
arpentage photogrammetrique d'objets statiques de haute précision avec la représentation de mouvement. Le projet 
présenté dans cet article se sert de camera vidéo pour enregistrer un processus dynamique. Chaque camera donne 
une série d'images 2D, qui peut être interprété étant une seule image 3D. En se servant de différentes méthodes pour 
trouver des éléments particuliers et d'algorithmes d'assimilation les points d'objet correspondant peuvent être 
déterminés dans l'image 3D et réunis dans une courbe de mouvement. L'intersection spatial de courbes 
correspondantes donne les coordonnées X, Y, Z et T du model qui représente le mouvement. 
1. INTRODUCTION 
The importance of modelling dynamical processes has Such problems occur for example in the area of current 
grown rapidly in the last years. One reason for that mechanism, where it is of interest to be able to describe 
development certainly is the great improvement of the spatial movement of particles in currents of air or in 
powerful computers. With their help it is possible to eddies of liquid. One concrete area of application is 
handle the data amount of dynamical processes in meteorology, where the movements of different zones of 
reasonable time. In that context there are different types air towards each other are explored by describing the 
of problems where it seems to be convenient not only to spatial movements of balloons passing these zones of 
document a state at one certain moment but also to be air. 
able to describe and analyse dynamical events. 
135 
International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing. Vol. XXXI, Part B3. Vienna 1996