Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Prezentace se nahrává, počkejte prosím

Úvod do fotogrammetrie1 4 Základy - pojmy Střed promítání,,O“ Hlavní bod snímku,,H“ Konstanta komory,,f“ Osa záběru Střed snímku,,M“ Rámová značka (měřický.

Podobné prezentace


Prezentace na téma: "Úvod do fotogrammetrie1 4 Základy - pojmy Střed promítání,,O“ Hlavní bod snímku,,H“ Konstanta komory,,f“ Osa záběru Střed snímku,,M“ Rámová značka (měřický."— Transkript prezentace:

1 Úvod do fotogrammetrie1 4 Základy - pojmy Střed promítání,,O“ Hlavní bod snímku,,H“ Konstanta komory,,f“ Osa záběru Střed snímku,,M“ Rámová značka (měřický snímek) J. Hodač – ZTI

2 Úvod do fotogrammetrie2 Základy - geometrické Snímek v. plán (mapa) snímek = středový průmět snímek = středový průmět středové promítání = promítání na průmětnu z bodu ležícího mimo ni (tj. ze středu promítání). O - střed promítání O - střed promítání f - konstanta komory f - konstanta komory vzor,,A“ – obraz,, A´ “ vzor,,A“ – obraz,, A´ “ perspektivní zkreslení obrazu!! perspektivní zkreslení obrazu!! J. Hodač – ZTI

3 Úvod do fotogrammetrie3 Základy - geometrické plán (mapa) = pravoúhlý průmět plán (mapa) = pravoúhlý průmět - pravoúhlé promítání  nezkresluje - nárys či půdorys objektu v měřítku Cílem Cílem vstup– středový průmět vstup– středový průmět proces– fotogrammetrie proces– fotogrammetrie výstup– pravoúhlý průmět výstup– pravoúhlý průmět J. Hodač – ZTI

4 Úvod do fotogrammetrie4 Základy - optické Fotografický obraz - vznik ?  zobrazení optickým členem fot. komory  zobrazení optickým členem fot. komory Optický člen = objektiv Ideální objektiv Ideální objektiv - idealizovaná tenká čočka - idealizovaná tenká čočka -platí, že - platí, že  =  ´ J. Hodač – ZTI

5 Úvod do fotogrammetrie5 Základy - optické Reálný objektiv - množství jednotlivých čoček - platí, že  ≠  ´ - clona - pupila Zobrazení - reálný v. ideální objektiv odchylky od ideálního středového promítání ► ► vady objektivu – optické; geometrické J. Hodač – ZTI

6 Úvod do fotogrammetrie6 Základy - matematické Souřadnicové soustavy ve fotogrammetrii snímkové souřadnice2D; x,z (y); přesnost snímkové souřadnice2D; x,z (y); přesnost modelové souřadnice3D; x,y,z modelové souřadnice3D; x,y,z geodetické souřadnice3D; X,Y,Z geodetické souřadnice3D; X,Y,Z J. Hodač – ZTI

7 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 7

8 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 8

9 Souřadnicové soustavy Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 9 letecký snímek pozemní snímek Rámové značky

10 10 obr.: pozemní měřický snímek – definice snímkových souřadnic

11 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 11

12 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 12

13 obr.: definice modelového SS v pozemní fotogrammetrii

14

15 obr.: definice jednoho ze systémů geodetických souřadnic

16 Úvod do fotogrammetrie16 Základy - matematické Transformace Transformace vzájemné zobrazení mezi dvěma souřad. systémy snímek  transformace plán identické body Přímý vztah x´,y´,(f)  X, Y, Z Přímý vztah x´,y´,(f)  X, Y, Z snímek geodetický systém základ moderní digitální fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

17 obr.: transformace obrazových dat – jednosnímková metoda

18 obr.: přímý vztah měřených a určovaných veličin

19 Úvod do fotogrammetrie19 Prvky vnější orientace =,,vnější geometrie“  snímek PVO - udávají polohu a orientaci snímku v prostoru, vzhledem k danému souř. systému. Jsou to:  souřadnice středu promítání  úhly rotace osy záběru Určení - v průběhu FM zpracování - přímým měřením J. Hodač – ZTI

20 Úvod do fotogrammetrie20 Prvky vnitřní orientace =,,vnitřní geometrie“  komora znalost  podmínka pro zpracování snímků PVniO - definují prostorovou polohu středu promítání vzhledem ke snímku. Jsou to:  konstanta komory – f  distorze objektivu ( zkreslení)  poloha hlavního bodu H´ Určení - výrobní závod - kalibrace J. Hodač – ZTI

21 Prvky vnitřní orientace Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 21 Prvky vnitřní orientace - schéma

22 Prvky vnitřní orientace Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 22 Konstanta komory f - vzdálenost středu výstupní pupily O´od hlavního bodu snímku H´ - zjednodušeně - nejkratší vzdálenost O´od roviny snímku - určena s přesností na 0,01 až 0,02 mm Poloha hlavního snímkového bodu H´ - v rovině snímku vzhledem ke středu snímku M´ - určena souřadnicemi dx´ dz´ (či dy´ v letecké FM) - známa s vysokou přesností 0,02 - 0,04 mm - ideálně H´ = M´

23 Prvky vnitřní orientace Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 23 Distorze objektivu ve FTG  geometrické zkreslení objektivu - rozhodující vliv na přesnost měření - způsobena souhrnem geometrických nepřesností při výrobě (víceprvkové objektivy cca 8-30 prvků) - pro přesné práce je nutno jí znát - určení distorze provádí výrobce, nebo ji lze určit analytickými metodami (viz kalibrace) Základní typy distorzí radiální tangenciální radiální tangenciální

24 Prvky vnitřní orientace Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI 24 Radiální distorze Radiální distorze průběh přibližně rotačně symetrický (hodnoty 5-10  m) Tangenciální distorze Tangenciální distorze průběh nepravidelný, u kvalitních obj. zanedbatelný vliv  radiální distorze objektivu vyjádřená hypsometricky vyjádřená hypsometricky zkreslený snímek 

25 obr.: pozemní neměřický snímek ovlivněný distorzí

26

27 obr.: průběh distorze u zoom objektivu běžné digitální zrcadlovky

28 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI Shrnutí přednášky 1 Fotogrammetrie - bezkontaktní dokumentační metoda Snímek - základ veškerého vyhodnocení Komora - pořízení snímku - vnitřní geometrie Základy - optika, geometrie, matematika závěr Fotogrammetrie - bezkontaktní dokumentační metoda Snímek - základ veškerého vyhodnocení Komora - pořízení snímku - vnitřní geometrie Základy - optika, geometrie, matematika

29 Získávání topografických informací Kalibrace Jednosnímková metoda Digitální ortofoto Jindřich Hodač

30 Program přednášky 2 - Kalibrace - Jednosnímková fotogrammetrie - Digitální ortofoto úvod J. Hodač – ZTI Úvod do fotogrammetrie

31 Znalost prvků vnitřní orientace   podmínka pro zpracování snímků  podmínka pro zpracování snímků Měřické komory prvky vnitřní orientace jsou známy   výrobní závod  kalibrační protokol Neměřické komory prvky vnitřní orientace nejsou známy   kalibrační metody  kalibrace komory 5 Metody určení PVniO Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

32 Metody určení PVniO Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI Měřické komory  kalibrační protokol  kalibrační protokol pozn.: jde o protokol letecké pozn.: jde o protokol letecké měřické komory (LMK) měřické komory (LMK)

33 Metody určení PVniO Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI Měřické komory  určení prvků vnitřní orientace laboratorní metody - speciální zařízení (výrobní a servisní závody) laboratorní metody - speciální zařízení (výrobní a servisní závody) k určení výchozích hodnot prvků měřicko-početní metody měřicko-početní metody k ověření hodnot některých nebo všech prvků k určení nových hodnot některých nebo všech prvků pozn.: jde o kombinaci měření v terénu s vyhodnocením v laboratoři pozn.: jde o kombinaci měření v terénu s vyhodnocením v laboratoři

34 Metody určení PVniO Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI Měřicko-početní metody – příklad snímek - vodorovná osa záběru záběru - horizont snímku v. panorama v. panoramaměření - volba bodů - úhlové zaměření bodů výpočet - geodetická úloha protínání zpět

35 Metody určení PVniO Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI Neměřické komory  kalibrační metody Kalibrace digitálních neměřických komor (pozemní FM) - problém - nestálost prvků vnitřní orientace Kalibrace pomocí kalibračního pole - nejběžnější metoda Kalibrační pole  forma - uměle vytvořené nebo přímo volené v rámci zaměřovaného objektu  dimenze - prostorové nebo rovinné  rozsah - velkého nebo malého rozsahu Výpočet kalibrace - specializované moduly FM systémů

36 Metody určení PVniO Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI Kalibrační pole  příklad  optimální konfigurace snímků  velké kalibrační pole  optimální konfigurace snímků  velké kalibrační pole

37 obr.: rovinné kalibrační pole – různé typy

38 obr.: jedna z možných konfigurací snímků při kalibraci pomocí 2D kalibračního pole

39 obr.: další příklad konfigurace snímků při kalibraci pomocí 2D kalibračního pole (pro Matlab)

40 obr.: technologie zpracování kalibrace v SW PhotoModeler

41 obr.: průběh kalibrace v SW PhotoModeler – kontrola modelu před výpočtem vlastní kalibrace

42 obr.: výsledky kalibrace – kalibrační protokol.. využitý pro odstranění distorze ze snímků

43 snímeksnímek bezměřítkaorientace obraz bez přesného měřítka a orientace překreslený snímek překreslený snímek směřítkemorientací obraz s přesným měřítkem a orientací fotomozaika fotomozaika překreslených snímků spojení několika překreslených snímků (maskování) fotoplán fotoplán fotomozaikapodoby ML fotomozaika upravená do podoby ML (např. výřez) fotomapa fotomapa fotoplán atributy mapy fotoplán doplněný o atributy mapy (rámové údaje aj.) 6Jednosnímková metoda Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

44 Vztah dvou rovin  rovina snímku  rovina území  rovina fotoplánu Dvě základní možnosti – podle osy záběru (OZ) a)b) Matematické základy Matematické základy Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

45 Matematické základy Matematické základy Geometrické vyjádření  projektivní vztah Matematické vyjádření  kolineární transformace K řešení jsou potřeba min. 4 identické body (vlícovací body) znám jejich souřadnice v obou souřad. soustavách. Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

46 obr.: vstupní perspektivně zkreslený snímek a transformovaný správně orientovaný sn. v měřítku

47 svislý snímek rovinné území svislý snímek + rovinné území.. OZ je kolmá na území podobnost s mapou  liší se měřítkem,,stačí zvětšit“ měřítkem ,,stačí zvětšit“.. použije se podobnostní transformace využití: méně přesné využití: méně přesné práce (např. interpretace) Ideální případ Matematické základy Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

48 obr.: vstupní snímek frontální - bez perspektivního zkreslení avšak ovlivněný distorzí

49 perspektivně zkreslen  obraz perspektivně zkreslen proměnné měřítko  proměnné měřítko na snímku ► území není rovinné radiální posuny  radiální posuny bodů Reálný případ ► skloněný snímek projektivní vztah,,rovin“ (skloněný snímek + území) použije se kolineární transformace  kolineární transformace Matematické základy Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

50 obr.: perspektivní zkreslení snímku

51 Dnes digitální zpracování SW Dnes  digitální zpracování obrazu = speciální SW překreslenírektifikace... překreslení, digitální překreslení, rektifikace obrazu Dříve opticko-mechanické Dříve  opticko-mechanické překreslení p o st u p Technologie Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

52 obr.: historický překreslovač a současný SW pro jednosnímkovou metodu

53 pořízení snímků počet překryt pořízení snímků  počet snímků, vzájemný překryt (cca %) vlícovací body početkonfiguracesouřadnice vlícovací body  počet, konfigurace, souřadnice rozložení rozložení vlícovacích bodů - příklad Technologie Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

54 obr.: různé možnosti volby typu vlícovacích bodů podle měřítka výstupu – přirozená/umělá signalizace

55 transformace snímků – vhodný SW transformace snímků – vhodný SW úpravy překreslených snímků maskování mozaikování výřez úpravy překreslených snímků - maskování + retuš - mozaikování - výřez So uh rn Technologie Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

56 obr.: zpracování fotoplánů – maskování sousedních snímků a mozaikování

57 Předpokladúzemí dokonale rovinné výškově členité Předpoklad - území dokonale rovinné - realita  území výškově členité Řešení očekávané přesnosti - stanovení očekávané přesnosti fotoplánu maximálmích hodnot výškových rozdílů - výpočet maximálmích hodnot výškových rozdílů Důsledek radiální posuny výškov. bodů snížení přesnosti  snížení přesnosti fotoplánu Vliv výškového členění na přesnost Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

58 odvození Vliv výškového členění - odvození Vliv výškového členění na přesnost Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

59 příklad Vliv výškového členění - příklad měřítko1 : 1000 přesnost0,3 mm komora305 mm snímek150 mm měřítko fotoplánu M f = 1 : m f = 1 : 1000 požadovaná přesnostgrafická  0,3 mm komora - normální OÚf = 305 mm snímek 23 x 23 cmr´ max  150 mm území zobrazené 0,65 km 2 území zobrazené na snímku (při m s  3 500) cca 800 x 800 m  0,65 km 2 maximální přípustné výškové členění 60 cm !! na okraji snímku  h max  60 cm !! na okraji snímku Vliv výškového členění na přesnost Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

60 obr.: přesnost fotoplánu - místa s radiálními posuny.. leží mimo hlavní rovinu překreslení

61 Přesnost - závěry menším obraz. úhlem - výhodnější komory s menším obraz. úhlem ojedinělé výškové rozdíly - ojedinělé výškové rozdíly  ve středu snímku požadavky na rovinnost - požadavky na rovinnost poměrně vysoké požadovaná přesnost grafické přesnosti - požadovaná přesnost  přání objednatele; obecně např.  grafické přesnosti (0,3 mm) Další vlivy na přesnost počet a rozmístění vlícovacích bodů počet a rozmístění snímků přesnost určení souřadnic rozlišeníobrazových dat - počet a rozmístění vlícovacích bodů - počet a rozmístění snímků - přesnost určení souřadnic vlícovacích bodů - rozlišení digitálních obrazových dat Vliv výškového členění na přesnost Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

62 rovinatá území nižší požadovaná přesnost rovinatá území + nižší požadovaná přesnost dokumentační práce dokumentační práce - např. záplavy, polomy aj. interpretační práce interpretační práce - vojenství, životní prostředí aj. + rychlost, jednoduchost, malé nároky na vybavení - nižší přesnost, požadavek rovinnosti Využití ?? Systémy TopoL TopoL …… GIS + fotogrammetrie (CZ) Kokeš Kokeš …… GIS + geodézie (CZ) IRAS/C IRAS/C ….. nadstavba CAD (MicroStation) Systémy a využití Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI

63 Shrnutí Kalibrace kalibrace měřických komor kalibrace neměřických komor Jednosnímková fotogrammetrie jednoduchost, rovinaté území …. závěr Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI


Stáhnout ppt "Úvod do fotogrammetrie1 4 Základy - pojmy Střed promítání,,O“ Hlavní bod snímku,,H“ Konstanta komory,,f“ Osa záběru Střed snímku,,M“ Rámová značka (měřický."

Podobné prezentace


Reklamy Google