1. Fotogrammetrie - úvod Proč?? Co ?? Jak?? snímek  mapa

Prezentace na téma: "1. Fotogrammetrie - úvod Proč?? Co ?? Jak?? snímek  mapa"— Transkript prezentace:

1 1. Fotogrammetrie - úvod Proč?? Co ?? Jak?? snímek  mapa
Fotogrammetrie a DPZ

2 1.1 Fotogrammetrie - vědní obor
 vědní obor geodézie a kartografie, který se zabývá zpracováním informací získaných o objektech měření z obrazových záznamů, nejčastěji z fotografických snímků. Fotogrammetrie Informace  bezdotykovým měřením ve velmi krátké době (pořízení obraz. záznamu). Vztah fotogrammetrie a DPZ Fotogramm. geometrická přesnost kvantita DPZ radiometrická přesnost kvalita 2 Fotogrammetrie a DPZ

3 Fotogrammetrie - vědní obor
Fotogrammetrie a DPZ - prolínání digitální data, digitální zpracovatelské systémy Geoinformatika (GIS) základní zdroje primárních informací o území: geodetické metody přesnost v řádu mm - cm fotogrammetrie přesnost v řádu cm - dm DPZ přesnost v řádu m - km 3 Fotogrammetrie a DPZ

4 1.2 Historie fotogrammetrie
Teoretické počátky - Leonardo da Vinci ( ) dírková komora - J. A. Niepce a J. L. Daguerre (1839) vynález fotografie - J. M. Petzval (1841) konstrukce moderního objektivu průseková fotogrammetrie  uplatnění fotogrammetrie při mapování (Francie) 4 Fotogrammetrie a DPZ

5 Historie fotogrammetrie
Základní etapy vývoje - prostředky Základní etapy vývoje - metody cca cca 1900 průseková  stereofotogrammetrie Základní etapy vývoje - aplikace pozemní  letecká 5 Fotogrammetrie a DPZ

6 Historie fotogrammetrie
Fotogrammetrie u nás 1867 K. Kořistka - průseková fotogrammetrie (Praha) 1921 stereofotogrammetrické měření Trutnova od 50 let topografické mapování v měřítku 1:25 000 80 léta stagnace FM (mapování velkých měřítek??) 90 léta otevření oboru, nástup komerčních firem 6 Fotogrammetrie a DPZ

7 Historie fotogrammetrie
Z historie fotogrammetrie …… 7 Fotogrammetrie a DPZ

8 1.3 Dělení fotogrammetrie
Základní kriteria dělení fotogrammetrie a) podle polohy stanoviska ODKUD ?? b) podle počtu a konfigurace snímků KOLIK ?? c) podle technologického postupu zpracování JAK ?? 8 Fotogrammetrie a DPZ

9 Dělení fotogrammetrie
a) podle polohy stanoviska Pozemní fotogrammetrie (terestrická, blízká) nepohyblivé stanovisko, umístěné na Zemi možno přesně určit polohu stanoviska a prostorovou orientaci snímku + jednodušší zpracování - zakryté oblasti proměnná přesnost (prostorové členění oblasti) 9 Fotogrammetrie a DPZ

10 Dělení fotogrammetrie
a) podle polohy stanoviska Letecká fotogrammetrie stanovisko je umístěné v letadle nebo jiném pohybujícím se nosiči + velká plocha zobrazená na snímku, konzistentní přesnost (výška letu  konstantní) - neznáme přesně prostorovou polohu snímků v okamžiku expozice  složitější zpracování 10 Fotogrammetrie a DPZ

11 Dělení fotogrammetrie
b) podle počtu a konfigurace snímků Jednosnímková fotogrammetrie zpracování samostatných snímků měříme 2D souřadnice  určíme 2D souřadnice předmět měření je rovinný nebo rovině blízký 11 Fotogrammetrie a DPZ

12 Dělení fotogrammetrie
b) podle počtu a konfigurace snímků Vícesnímková fotogrammetrie zpracování dvou a více překrývajících se snímků měříme 2D souřadnice  určíme 3D souřadnice předmět měření je zobrazen na všech snímcích Rozeznáváme - Stereofotogrammetrii - Průsekovou fotogrammetrii 12 Fotogrammetrie a DPZ

13 Dělení fotogrammetrie
Stereofotogrammetrie práce se dvěma snímky (stereodvojice, stereopár) osy záběru snímků jsou přibližně rovnoběžné využití umělého stereovjemu přesná metoda hojně využívaná Průseková fotogrammetrie práce se dvěma a více snímky osy záběru snímků jsou konvergentní metoda dnes opět častěji využívaná 13 Fotogrammetrie a DPZ

14 Dělení fotogrammetrie
c) podle technologického postupu zpracování Metody analogové mechanická či optická rekonstrukce stavu při snímkování přesné jednoúčelové analogové stroje dnes zastaralé - použití dobíhá 14 Fotogrammetrie a DPZ

15 Dělení fotogrammetrie
c) podle technologického postupu zpracování Metody analytické měření snímkových souřadnic  přesné komparátory zpracování - exaktní matem. vztahy  počítač analytické vyhodnocovací stroje - spojení obou předchozích kroků - práce s originálními snímky - práce s prostorovým modelem 15 Fotogrammetrie a DPZ

16 Dělení fotogrammetrie
c) podle technologického postupu zpracování Metody digitální práce s digitálním obrazem snímkové souřadnice se měří na obrazovce stereometoda vyžaduje speciální hardwarové doplňky (např. speciální brýle) digitální fotogrammetrické stanice (DPW) 16 Fotogrammetrie a DPZ

17 1.4 Oblasti využití fotogrammetrie
Státní mapová díla (resort ČÚZK) topografické mapy (1:10 000) Vojenské topografické mapy (Armáda ČR) Informační systémy - GIS (státní správa, správci sítí) - informační vrstvy GIS .. Stavebnictví (projekční a stavební firmy ..) - podklady, dokumentace, určení deformací .. Životní prostředí (správy NP a CHKO, ÚHUL ..) - lesnické mapy, pasporty zeleně - monitoring - kalamity, skládky, znečištění .. 17 Fotogrammetrie a DPZ

18 Oblasti využití fotogrammetrie
Památková péče (památkáři, architekti ..) - dokumentace, podklady Ostatní oblasti - územní plánování - 3D modely zástavby, DMT - vodní hospodářství - povodně - inventarizace - doly, lomy, skládky - strojírenství - kontrola přesnosti, testování - medicína …... 18 Fotogrammetrie a DPZ

19 Oblasti využití fotogrammetrie
??? proč fotogrammetrii ??? výhody: - minimalizace práce v terénu - celková úspora času (např. u topogr. mapování až 1/2) - úspora nákladů (např. u topogr. mapování až 1/3) - dokumentační hodnota snímků (časová řada) - vyšší vypovídací schopnost snímků ve srovnání s mapou (viz fotoplán, digitální ortofoto) 19 Fotogrammetrie a DPZ

20 1.5 Vstupní a výstupní data
Vstup  fotografický snímek středový průmět zobrazeného předmětu Výstup  mapa, plán pravoúhlý průmět zobrazeného předmětu Proces  zpracování snímků převod středového na pravoúhlý průmět 20 Fotogrammetrie a DPZ

21 Vstupní a výstupní data
Příklad – terén  snímek  mapa 21 Fotogrammetrie a DPZ

22 Vstupní a výstupní data
snímek - základní nositel informací doplňková data - geodetické souřadnice, prvky vnitřní a vnější orientace .. Zpracování snímku (-ů) měření snímkových souřadnic matematické výpočty 22 Fotogrammetrie a DPZ

23 Vstupní a výstupní data
23 Fotogrammetrie a DPZ

24 Vstupní a výstupní data
Analogová forma (převážně 2D) - grafické výstupy, tisky Rastrová data (2D) - fotoplán, fotomapa, digitální ortofoto Vektorová data - souřadnice bodů (např. DMT) - 2D výkresy (polohopis, vodní toky, zeleň ..) - 3D modely (objektů, měst, terénu ..) 24 Fotogrammetrie a DPZ

25 Vstupní a výstupní data
Příklady - rastr, vektor (2D, 3D) 25 Fotogrammetrie a DPZ

26 1.6 Základní pojmy Snímek Snímkové souřadnice
základ veškerého zpracování ve FM, ideální snímek = středový průmět objektu. Snímkové souřadnice rovinné souřadnice měřené na snímku (viz vstup) Středové (centrální) promítání promítání na průmětnu z bodu ležícího mimo ni, střed promítání, perspektiva bodu – obraz bodu ve středovém promít. 26 Fotogrammetrie a DPZ

27 Základní pojmy Prvky vnější orientace Prvky vnitřní orientace
definují prostorovou polohu středu promítání vzhledem ke snímku. Vztahují se k fotograf. komoře. Prvky vnější orientace definují prostorovou polohu snímku v rámci systému geodetických souřadnic. Fotogrammetrické zpracování proces  od přípravných prací přes pořízení a zpracování snímků, až po tvorbu a kontrolu výstupů. 27 Fotogrammetrie a DPZ

28 Základní pojmy pozemní FM  letecká FM  28 Fotogrammetrie a DPZ

29 2. Základy Fotogrammetrie - základy ?? co je potřeba znát ??
obraz - optické základy JAK obraz - klasický a digitální JAKÝ fotografické komory, snímky ČÍM matematika x = 2n + .. 29 Fotogrammetrie a DPZ

30 2.1 Obraz - optické základy
Fotografický obraz vznik ?  zobrazení optickým členem fot. komory  Fotografická komora = fotoaparát, fotografická kamera  videokamera  Optický člen = objektiv Objektiv - ideální v. reálný I  idealizovaná tenká čočka R  množství jednotlivých čoček (spojky, rozptylky)  optické vady zobrazení 30 Fotogrammetrie a DPZ

31 2.1.1 Základní pojmy Ideální objektiv  ideální zobrazení
31 Fotogrammetrie a DPZ

32 Základní pojmy střed promítání O hlavní snímkový bod H´
konstanta komory f (vzdálenost OH´) prostor předmětový, obrazový obrazová rovina Ideální zobrazení - vztahy  = ´ r´= f . tg  měřítko zobrazení 1 : ms= r´/ r 32 Fotogrammetrie a DPZ

33 2.1.2 Objektiv - zobrazení a zkreslení
Reálný objektiv - zobrazení 33 Fotogrammetrie a DPZ

34 Objektiv - zobrazení a zkreslení
osa záběru - paprsek  prochází středem vstupní pupily a je kolmý na obrazovou rovinu clona - redukuje množství paprsků vytvářejících obraz O vstupní pupila - obraz clony v prostoru předmětovém O´ výstupní pupila - obraz clony v prostoru obrazovém f konstanta komory - vzdálenost O´H´ Zobrazení objektivem – vztah r´= f . tg  +  r´ kde ……  r´ - vliv distorze 34 Fotogrammetrie a DPZ

35 Objektiv - zobrazení a zkreslení
Používám reálný objektiv ?? co způsobí ?? - porušení ideálního středového promítání - kvalita obj.  přesnost určení snímkových souř. Ideální zobrazení v. zobrazení objektivem ?? Jak se liší ??  vzniknou odchylky !! Odchylky jsou způsobeny:  optickými vadami (aberace) - viz fyzika sférická vada, koma, astigmatismus …  geometrickými vadami (distorze) 35 Fotogrammetrie a DPZ

36 Objektiv - zobrazení a zkreslení
Distorze (zkreslení) objektivu - souhrn geometrických nepřesností při výrobě - vliv na přesnost měření (snímkové souř.) - pro přesné práce je nutné jí znát buď dodá výrobce, nebo určím - metody kalibrace např. radiální distorze Různé typy distorzí - dělení ?? Velikost ?? cca 5-10 m 36 Fotogrammetrie a DPZ

37 Shrnutí ,,Úvod do fotogrammetrie“ - bezdotyková metoda měření
- 150-letá historie - základní dělení - pozemní, letecká; metody - variabilita výstupů + široké pole uplatnění - optické základy - ideální zobrazení - zobrazení objektivem závěr Fotogrammetrie a DPZ

38 Příští přednáška ,,Snímek – základní zdroj informací“
fotografické komory fotografický obraz fotografický snímek závěr Fotogrammetrie a DPZ

39 Cvičení FD 11 Úlohy Organizace výuky
- zadání + návody  Inet; teorie  přednášky - Jednosnímková FM - digitální překreslení snímku - Stereofotogrammetrie - orientace stereodvojice Organizace výuky - práce ve dvoučlenných skupinách - dvě bloková cvičení (blok = 3 vyučovací hodiny) - 2 podskupiny s vlastním programem  max. 10 lidí - laboratoře fotogrammetrie  místnosti B zápočet - viz Inet  hodnocení (body) závěr Fotogrammetrie a DPZ

40 Inženýrství životního prostředí
Fotogrammetrie přednášející Jindřich Hodač Ph.D. Fotogrammetrie a DPZ

41 Úvod organizace výuky - cvičení studijní materiály - internet, skripta
kontakt B 805 organizace výuky - cvičení B Ing. Pazdera, Ing. Záleská studijní materiály - internet, skripta lfgm.fsv.cvut.cz FM 10, FM 20, FM 10+20 zakončení předmětu - zápočet, zkouška zápočet ze cvičení; test FM; body úvod Fotogrammetrie a DPZ

42 Cíle a obsah předmětu Základní cíle předmětu ?? Obsah předmětu
seznámit Vás se základy fotogrammetrie se zaměřením na výstupy a jejich tvorbu. Výstupy se kterými by jste se mohli ve své praxi setkat. Podat přehled o soudobých metodách a možnostech fotogrammetrie. Obsah předmětu 1. Fotogrammetrie úvod - dělení, využití, produkty .. 2. Základy - optické, fotografické, matematické .. 3. Fotogrammetrické metody - metody, technologie .. úvod Fotogrammetrie a DPZ

43 Návaznost Dálkový průzkum Země Informační systémy Geodézie
Matematická statistika Matematika Fyzika úvod Fotogrammetrie a DPZ

44 Program přednášky ,,Úvod do fotogrammetrie“
Fotogrammetrie - vědní obor Dělení fotogrammetrie Základní pojmy, druhy dat Teoretické základy fotogrammetrie začátek úvod Fotogrammetrie a DPZ