Stáhnout prezentaci
Prezentace se nahrává, počkejte prosím
ZveřejnilDagmar Bartošová
1
4 Základy - pojmy Střed promítání ,,O“ Hlavní bod snímku ,,H“ Konstanta komory ,,f“ Osa záběru Střed snímku ,,M“ Rámová značka (měřický snímek) Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
2
Základy - geometrické Snímek v. plán (mapa) snímek = středový průmět
středové promítání = promítání na průmětnu z bodu ležícího mimo ni (tj. ze středu promítání). O - střed promítání f - konstanta komory vzor ,,A“ – obraz ,, A´ “ perspektivní zkreslení obrazu!! Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
3
Základy - geometrické plán (mapa) = pravoúhlý průmět
- pravoúhlé promítání nezkresluje - nárys či půdorys objektu v měřítku Cílem vstup – středový průmět proces – fotogrammetrie výstup – pravoúhlý průmět Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
4
Základy - optické Fotografický obraz - vznik ? Ideální objektiv
zobrazení optickým členem fot. komory Optický člen = objektiv Ideální objektiv - idealizovaná tenká čočka - platí, že = ´ Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
5
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 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
6
Základy - matematické Souřadnicové soustavy ve fotogrammetrii
snímkové souřadnice 2D; x,z (y); přesnost modelové souřadnice 3D; x,y,z geodetické souřadnice 3D; X,Y,Z Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
7
Úvod do fotogrammetrie
J. Hodač – ZTI
8
Úvod do fotogrammetrie
J. Hodač – ZTI
9
Souřadnicové soustavy
Rámové značky letecký snímek pozemní snímek Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
10
obr.: pozemní měřický snímek – definice snímkových souřadnic
11
Úvod do fotogrammetrie
J. Hodač – ZTI
12
Úvod do fotogrammetrie
J. Hodač – ZTI
13
obr.: definice modelového SS v pozemní fotogrammetrii
15
obr.: definice jednoho ze systémů geodetických souřadnic
16
Základy - matematické Transformace Přímý vztah x´,y´,(f) X, Y, Z
vzájemné zobrazení mezi dvěma souřad. systémy snímek transformace plán identické body Přímý vztah x´,y´,(f) X, Y, Z snímek geodetický systém základ moderní digitální fotogrammetrie Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
17
obr.: transformace obrazových dat – jednosnímková metoda
18
obr.: přímý vztah měřených a určovaných veličin
19
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 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
20
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 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
21
Prvky vnitřní orientace
Prvky vnitřní orientace -schéma Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
22
Prvky vnitřní orientace
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´ Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
23
Prvky vnitřní orientace
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 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
24
Prvky vnitřní orientace
Radiální distorze průběh přibližně rotačně symetrický (hodnoty 5-10 m) Tangenciální distorze průběh nepravidelný, u kvalitních obj. zanedbatelný vliv zkreslený snímek radiální distorze objektivu vyjádřená hypsometricky Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
25
obr.: pozemní neměřický snímek ovlivněný distorzí
26
obr.: pozemní neměřický snímek ovlivněný distorzí
27
obr.: průběh distorze u zoom objektivu běžné digitální zrcadlovky
28
Shrnutí přednášky 1 Fotogrammetrie Snímek Komora Základy
- bezkontaktní dokumentační metoda Snímek - základ veškerého vyhodnocení Komora - pořízení snímku - vnitřní geometrie Základy - optika, geometrie, matematika Fotogrammetrie - bezkontaktní dokumentační metoda Snímek - základ veškerého vyhodnocení Komora - pořízení snímku - vnitřní geometrie Základy - optika, geometrie, matematika Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI závěr
29
Získávání topografických informací
Kalibrace Jednosnímková metoda Digitální ortofoto Jindřich Hodač
30
Program přednášky 2 - Kalibrace - Jednosnímková fotogrammetrie
- Digitální ortofoto Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI úvod
31
5 Metody určení PVniO Znalost prvků vnitřní orientace
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 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
32
Metody určení PVniO Měřické komory kalibrační protokol
pozn.: jde o protokol letecké měřické komory (LMK) Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
33
Metody určení PVniO Měřické komory určení prvků vnitřní orientace
laboratorní metody - speciální zařízení (výrobní a servisní závody) k určení výchozích hodnot prvků 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 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
34
Metody určení PVniO Měřicko-početní metody – příklad - vodorovná osa
snímek - vodorovná osa záběru - horizont snímku v. panorama měření - volba bodů - úhlové zaměření bodů výpočet - geodetická úloha protínání zpět Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
35
Metody určení PVniO 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 Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
36
Metody určení PVniO Kalibrační pole příklad
optimální konfigurace snímků velké kalibrační pole Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
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
obr.: výsledky kalibrace – kalibrační protokol .. využitý pro odstranění distorze ze snímků
43
6 Jednosnímková metoda snímek překreslený snímek fotomozaika fotoplán
obraz bez přesného měřítka a orientace překreslený snímek obraz s přesným měřítkem a orientací fotomozaika spojení několika překreslených snímků (maskování) fotoplán fotomozaika upravená do podoby ML (např. výřez) fotomapa fotoplán doplněný o atributy mapy (rámové údaje aj.) Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
44
Matematické základy Vztah dvou rovin rovina snímku rovina území
rovina fotoplánu Dvě základní možnosti – podle osy záběru (OZ) a) b) Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
45
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
Matematické základy Ideální případ svislý snímek + rovinné území
.. OZ je kolmá na území podobnost s mapou liší se měřítkem ,,stačí zvětšit“ .. použije se podobnostní transformace využití: méně přesné práce (např. interpretace) Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
48
obr.: vstupní snímek frontální - bez perspektivního zkreslení avšak ovlivněný distorzí
49
Matematické základy Reálný případ obraz perspektivně zkreslen
► skloněný snímek obraz perspektivně zkreslen proměnné měřítko na snímku ► území není rovinné radiální posuny bodů projektivní vztah ,,rovin“ (skloněný snímek + území) použije se kolineární transformace Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
50
obr.: perspektivní zkreslení snímku
51
Technologie Dříve opticko-mechanické překreslení
Dnes digitální zpracování obrazu = speciální SW ... překreslení, digitální překreslení, rektifikace obrazu postup Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
52
obr.: historický překreslovač a současný SW pro jednosnímkovou metodu
53
Technologie pořízení snímků počet snímků, vzájemný překryt (cca %) vlícovací body počet, konfigurace, souřadnice rozložení vlícovacích bodů - příklad Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
54
obr.: různé možnosti volby typu vlícovacích bodů podle měřítka výstupu – přirozená/umělá signalizace
55
Technologie transformace snímků – vhodný SW
úpravy překreslených snímků maskování + retuš mozaikování výřez Souhrn Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
56
obr.: zpracování fotoplánů – maskování sousedních snímků a mozaikování
57
Vliv výškového členění na přesnost
Předpoklad - území dokonale rovinné - realita území výškově členité Důsledek radiální posuny výškov. bodů snížení přesnosti fotoplánu Řešení - stanovení očekávané přesnosti fotoplánu - výpočet maximálmích hodnot výškových rozdílů Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
58
Vliv výškového členění na přesnost
Vliv výškového členění - odvození Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
59
Vliv výškového členění na přesnost
Vliv výškového členění - příklad měřítko fotoplánu Mf = 1 : mf = 1 : požadovaná přesnost grafická 0,3 mm komora - normální OÚ f = 305 mm snímek 23 x 23 cm r´max 150 mm území zobrazené na snímku (při ms 3 500) cca 800 x 800 m 0,65 km2 maximální přípustné výškové členění hmax 60 cm !! na okraji snímku Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
60
obr. : přesnost fotoplánu - místa s radiálními posuny
obr.: přesnost fotoplánu - místa s radiálními posuny .. leží mimo hlavní rovinu překreslení
61
Vliv výškového členění na přesnost
Přesnost - závěry - výhodnější komory s menším obraz. úhlem - ojedinělé výškové rozdíly ve středu snímku - požadavky na rovinnost poměrně vysoké - 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 vlícovacích bodů - rozlišení digitálních obrazových dat Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
62
Systémy a využití Využití ??
rovinatá území + nižší požadovaná přesnost dokumentační práce - např. záplavy, polomy aj. interpretační práce - vojenství, životní prostředí aj. + rychlost, jednoduchost, malé nároky na vybavení - nižší přesnost, požadavek rovinnosti Systémy TopoL …… GIS + fotogrammetrie (CZ) Kokeš …… GIS + geodézie (CZ) IRAS/C ….. nadstavba CAD (MicroStation) Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI
63
Shrnutí Kalibrace kalibrace měřických komor
kalibrace neměřických komor Jednosnímková fotogrammetrie jednoduchost, rovinaté území …. Úvod do fotogrammetrie J. Hodač – ZTI závěr
Podobné prezentace
© 2024 SlidePlayer.cz Inc.
All rights reserved.