3.3 Průseková metoda - nejstarší fotogrammetrická metoda

Prezentace na téma: "3.3 Průseková metoda - nejstarší fotogrammetrická metoda"— Transkript prezentace:

1 3.3 Průseková metoda - nejstarší fotogrammetrická metoda
- digitální systémy  „renesance“ metody - princip  protínání (viz geodézie) 1 Fotogrammetrie a DPZ

2 3.3.1 Matematické základy Princip metody
co? - prostorová poloha bodů objektu jak? - prostorové protínání vpřed z úhlů z čeho? - měřené snímkové souřadnice bodů 2 Fotogrammetrie a DPZ

3 3.3.1 Matematické základy Princip metody Snímky
co? - prostorová poloha bodů objektu jak? - prostorové protínání vpřed z úhlů z čeho? - měřené snímkové souřadnice bodů Snímky - konvergence os záběru - překryt - z dlouhé základny (b) - dva a více 3 Fotogrammetrie a DPZ

4 Matematické základy Matematické řešení dříve dnes
- přímá geodetická měření  jednoduché výpoč. vztahy dnes - analytické řešení - vychází z přímého vztahu - výpočet neznámých PVniO a PVO  iteračně (nutno zadat vstupní hodnoty neznámých) - vícesnímkové (blokové) vyrovnání 4 Fotogrammetrie a DPZ

5 3.3.2 Technologie - vstupy, výstupy
Práce v terénu pořízení snímků počet snímků ► členitost objektu + kontrola geodetické měření vlícovací body (VB) - signalizace  umělá, přirozená - počet  charakter + rozsah objektu; min. počet 3 - rozmístění  rovnoměrnost nižší přesnost  stačí měř. délka náčrty + dokumentace měření 5 Fotogrammetrie a DPZ

6 Technologie - vstupy, výstupy
Práce v laboratoři přípravné práce - výpočty; fotolab. práce; digitalizace fotogrammetrické zpracování .. viz úloha 2 a) inicializace projektu kamera, snímky … b) spojení snímků vznik 3D modelu  VB+SB vícesnímkové vyrovnání spojovací body (SB) .. voleny na snímcích; neměřeny geodeticky!!; cca 6-10 bodů c) podrobné vyhodnocení - body, linie, plochy … editace dat (CAD) + výstupy + kontrola kvality 6 Fotogrammetrie a DPZ

7 3.3.3 Použití, přesnost, systémy
A. Použití průsekové FM Pozemní aplikace dnes převažují - tvorba 3D modelů, vizualizace, presentace památkové objekty; DMT - lomy, údolí; … medicína ... ► 7 Fotogrammetrie a DPZ

8 Použití, přesnost, systémy
Letecké aplikace spíše výjimečně - družicové, letecké skenující systémy příprava dat pro stereovyhodnocení Technické systémy - vysoká přesnost (v řádu 0,1 mm)  laboratoř kontrola kvality výroby (dílce - auta); památková péče 8 Fotogrammetrie a DPZ

9 Použití, přesnost, systémy
B. Přesnost průsekové FM závisí hlavně na : - počtu a konfiguraci snímků - počtu a rozložení vlícovacích bodů - počtu a rozložení spojovacích bodů monokulární měření  problémy s identifikací bodů  řešení - umělá signalizace význačných bodů + jednoduchost, rychlost, přesnost - problémy s identifikací, nárůst počtu snímků u složitých objektů 9 Fotogrammetrie a DPZ

10 Použití, přesnost, systémy
C. Systémy Komplexní systémy … reseau kamera + software např. RolleiMetric CDW (Německo) Software např. PhotoModeler (Kanada) jednoduchý + levný 10 Fotogrammetrie a DPZ

11 3.4 Jednosnímková metoda snímek překreslený snímek fotomozaika
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.) 11 Fotogrammetrie a DPZ

12 Vztah dvou rovin  rovina snímku ()  rovina území ()
3.4.1 Matematické základy Vztah dvou rovin  rovina snímku ()  rovina území ()  rovina mapy () Ideální případ svislý snímek + rovinné území podobnost s mapou  liší se měřítkem  ,,stačí zvětšit“ využití: méně přesné práce (např. interpretace) 12 Fotogrammetrie a DPZ

13 Matematické základy Reálný případ projektivní vztah ,,rovin“
► skloněný snímek  obraz perspektivně zkreslen  proměnné měřítko na snímku ► území není rovinné  radiální posuny bodů projektivní vztah ,,rovin“ (skloněný snímek + území) roviny vzájemně projektivně přidružené 13 Fotogrammetrie a DPZ

14 Matematické základy Geometrické vyjádření  Pappova věta
Dvojpoměr čtveřice bodové nebo paprskové zůstává v rovinách snímku, mapy i terénu zachován. 8 parametrů 4 vlícovací body Matem. vyjádření  kolineární transformace 14 Fotogrammetrie a DPZ

15 3.4.2 Technologie Dříve  opticko-mechanické překreslení
Dnes  digitální zpracování obrazu = speciální SW .. viz úloha 1 ...překreslení, digitální překreslení, rektifikace obrazu postup 15 Fotogrammetrie a DPZ

16 Technologie pořízení snímků  počet snímků, vzájemný překryt (cca %) vlícovací body  počet, konfigurace, souřadnice rozložení vlícovacích bodů - příklad 16 Fotogrammetrie a DPZ

17 Technologie úpravy překreslených snímků - maskování + retuš mozaikování výřez ……. Souhrn 17 Fotogrammetrie a DPZ

18 3.4.3 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 18 Fotogrammetrie a DPZ

19 Vliv výškového členění na přesnost
Vliv výškového členění - odvození 19 Fotogrammetrie a DPZ

20 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 20 Fotogrammetrie a DPZ

21 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 21 Fotogrammetrie a DPZ

22 + rychlost, jednoduchost, malé nároky na vybavení
3.4.4 Využití, systémy 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) 22 Fotogrammetrie a DPZ

23 3.5 Digitální ortofoto Jednosnímková metoda  rovinaté území
Výškově členité území  ??? Digitální ortofoto ortofoto v. digitální ortofoto (dříve v. dnes) - převod středového na ortogonální promítání - odstranění nežádoucích radiálních posunů  „Z” - pojmy - ortofoto, ortofotoplán, ortofotomapa .. viz překreslený snímek, fotoplán, fotomapa - ortorektifikace = digitální ortofoto 23 Fotogrammetrie a DPZ

24 3.5.1 Matematické základy výšková členitost  radiální posuny
odstranění  dodání „Z“ souřadnice  DMT matematický základ přímý vztah .. viz dříve 24 Fotogrammetrie a DPZ

25 Matematické základy výpočet digitálního ortofota
 transformace obrazu ze systému snímkových do systému geodetických souřadnic Základní kroky výpočtu 1. vytvořím prázdný digitální obraz souřadnicově totožný s DMT 25 Fotogrammetrie a DPZ

26 Matematické základy výpočet digitálního ortofota
 transformace obrazu ze systému snímkových do systému geodetických souřadnic Základní kroky výpočtu 1. vytvořím prázdný digitální obraz souřadnicově totožný s DMT 2. provedu nepřímou geometr. transformaci pro každý pixel obrazu 26 Fotogrammetrie a DPZ

27 Matematické základy Transformace
- „Z“ souřadnice středů pixelů  interpolací z DMT - musím znát PVO a PVniO - hodnota obrazové fce pixelu  výpočet z hodnot sousedních pixelů (na snímku) 27 Fotogrammetrie a DPZ

28 3.5.2 Technologie - vstupy, výstupy
Technologický postup  závisí na typu vstupních dat Vstupní data 1. snímky - vhodné měřítko + rozlišení  přesnost - jednotlivé snímky v. stereodvojice (mám? nemám? DMT) 28 Fotogrammetrie a DPZ

29 Technologie - vstupy, výstupy
2. PVO - určeny při snímkování? (IMU/GPS) - určím následně  vlícovací body 3. DMT - přesnost, aktuálnost, kompletnost - kde získám?? - státní správa (GIS), armáda, ČÚZK (ZABAGED, DMR 4G ..) … 29 Fotogrammetrie a DPZ

30 Technologie - vstupy, výstupy
- vytvořím FM prostředky??  stereofotogrammetrie vyhodnocení - manuální - poloautomatické či automatické (obrazová korelace); nutná kontrola! - klasické ortofoto v. true ortofoto (DMT, DMR, DMZ) klasické ortofoto DMT 30 Fotogrammetrie a DPZ

31 Technologie - vstupy, výstupy
Zpracování - digitální fotogrammetrické stanice - automatizace a dávkové (hromadné) zpracování - velké objemy dat (desítky, stovky snímků ..) - průběžná kontrola kvality - úpravy výsledných dat - maskování, mozaikování Výstupy - digitální ortofoto (rastr, 2D) - DMT (vektor, 3D)  ne vždy!! - programové aplikace nad ortofotem - IS (dle požadavků) 31 Fotogrammetrie a DPZ

32 Kde mohu ovlivnit přesnost ??
1. požadavky zákazníka (realizmus!!) 2. příprava projektu + práce v terénu a. snímkový let - velikost území  měřítko snímku, počet snímků … b. vlícovací body - počet, přesnost určení … c. DMT, PVO - odkud? jak?  přesnost; metoda 3. zpracování projektu a. digitalizace snímků  rozlišení b. DMT  podrobnost, kontrola c. zpracování  preciznost + úpravy výsledku 32 Fotogrammetrie a DPZ

33 Přesnost Co nejvíce ovlivňuje, jak ??
   DMT - nevhodný  polohové deformace ortofota  viz jednosnímková FM   PVO - málo přesné  polohové deformace ortofota  nejvíce u krajů snímků!  snímek - malé měřítko, špatné rozlišení, špatná obrazová kvalita  menší přesnost výstupu  horší kvalita (ostrost, čitelnost …) Pozn.: při mapování do ML - často 1 ML = 1 snímek, pak ideálně střed ML = střed snímku  kvalita    33 Fotogrammetrie a DPZ

34 3.5.4 Systémy, využití Digitální fotogrammetrické stanice (DPW)
PhoTopoL Atlas TopoL + Atlas (CZ) ImageStation Z/I Imaging (USA) Digitální ortofoto + a - + přesnost; univerzálnost použití - požadavky na vstupní data; složitá technologie Využití - IS - obrazová informace  periodické aktualizace - podklad pro projekty  např. liniové stavby - správa  např. MZE (programy EU - bonita) .. 34 Fotogrammetrie a DPZ

35 3.5.5 Dodavatelé digitálního ortofota
Kde ortofoto koupím, dostanu ?? - zpracovatelé  fotogrammetrické firmy Geodis (Brno), Georeal (Plzeň) …  další organizace - správy NP, Lesprojekt … - uživatelé - státní správa a organizace ČÚZK - celá republika - ortofoto 1: MZE - celá rep. - sledování bonity pozemků Krajské + městské úřady - GIS - další zdroje - ostatní organizace, podniky …... 35 Fotogrammetrie a DPZ

36 Dodavatelé digitálního ortofota
Státní organizace - příklad Český úřad zeměměřický a katastrální (ČÚZK) čb ortofoto 1 : rozlišení 0,5 m bar. ortofoto 1 : rozlišení 0,5 m rozlišení 0,25 m 150,- Kč / 1 ML .. dig. web stav ČUZK - prezentace 36 Fotogrammetrie a DPZ

37 Shrnutí Průseková metoda Jednosnímková fotogrammetrie
nejstarší FM metoda, obroda .... Jednosnímková fotogrammetrie jednoduchost, rovinaté území …. Digitální ortofoto univerzálnost, přesnost, vstupní data …. závěr Fotogrammetrie a DPZ

38 ,, Stereofotogrammetrie “
Příští přednáška ,, Stereofotogrammetrie “ - stereoskopie - normální případ stereofotogrammetrie - snímkové orientace, stereovyhodnocení závěr Fotogrammetrie a DPZ

39 Inženýrství životního prostředí
Fotogrammetrické metody přednášející Ing. Jindřich Hodač, Ph.D. Fotogrammetrie a DPZ

40 ,,Fotogrammetrické metody“
Program přednášky ,,Fotogrammetrické metody“ průseková fotogrammetrie jednosnímková fotogrammetrie digitální ortofoto úvod Fotogrammetrie a DPZ

41 ,,Matematické základy fotogrammetrie, letecká fotogrammetrie“
Návaznost ,,Matematické základy fotogrammetrie, letecká fotogrammetrie“ Základní pojmy souřadnicové soustavy prvky vnitřní a vnější orientace Základní vztahy transformace, přímý vztah Letecká fotogrammetrie projekt snímkového letu začátek úvod Fotogrammetrie a DPZ