57. Pořízení snímku pro fotogrammetrické metody

Transkript

1 57. Pořízení snímku pro fotogrammetrické metody Zpracoval: Tomáš Kobližek, 2014

2 Z{kladní informace Letecká fotogrammetrie nad 300 m výšky letu nad terénem (snímkovací vzdálenosti) Uplatnění mapování ve středním měřítku, tematické mapování ve velkém měřítku, GIS data, DMT, 3Dmodely Výhody: o Bezkontaktní o Zpracování v příznivých podmínkách Nevýhody - závislost na počasí, stavu ovzduší

3 Princip Základ středové promítání Prostorové protínání promítacích paprsků základem jsou zobrazovací rovnice centrální projekce Prvky vnitřní orientace: x 0, y 0, c + parametry zkreslení objektivu Prvky vnější orientace: X 0,Y 0, Z 0, ω, φ, κ Orientace snímku: o nepřímá (s pomocí snímků) o přímá spojení GPS + IMU

4 Vybavení pro snímkov{ní Letadlové nosiče Snímkovací zařízení: o Kamery pro leteckou fotogrammetrii Filmový záznam Digitální snímače: o Plošné snímače o Řádkové snímače o Laserové skenery

5 Fotogrametrické kamery Základní rozdělení: Řadové kamery - jednoobjektivové a víceobjektivové (multispektrální) Štěrbinové kamery Panoramatické kamery Digitální Objektivy parametry: Ohnisková vzdálenost (f) Čím je větší ohnisková vzdálenost tím je větší měřítko snímku a tím je preciznější zobrazení terénu Běžné hodnoty kolem f=115 až 210 mm nepřímo úměrná obrazovému úhlu - čím je f kratší, tím větší je obrazový úhel a tím větší území se na snímku zobrazí Podle zorného úhlu se objektivy dělí na: normální (do 70 ) širokoúhlé (70 až 110 ) tzv. rybí oka (nad 180 ) Film je umístěn v tzv. ohniskové rovině Optická osa je kolmá k rovině filmu a prochází středem optického systému Protismazové zařízení (Forward Motion Compenzation) Speciální filmové pásy v kazetách, délka filmu bývá 120 až 150 metrů, 500 až 600 snímků formátu 23 x 23 cm

6 Digit{lní velkoform{tové fotogrammetrické kamery Nutný velký snímač CCD konstrukce: o Plošné snímače o Řádkové snímače simultánní expozice více kamer (většinou 4) vybavených CCD snímači středního formátu Intergraph, Vexcel složení výsledného obrazu Registrace 0,4-0,7 μm + 0,8-1,1 μm (InfraRed) rozdíl od filmu!!! Lineární charakteristika snímání rozdíl od filmu!!!

7 Ř{dkové snímače princip řádkového skeneru - Leica. liniovýccd snímač vzniká pás o konstantní šířce a nekonečné délce Nutné znát projekční centra, prvky vnější a vnitřní orientace nutné GPS+IMU! Kodak KLI 14400x3 (3 řádky): Forward Backward Nadir Každý řádek záznamu musí mít své prvky vnější orientace Systémy Leica ADS40: Pix, 6,5 μm f= 62 mm 3 snímače panchro nadir řádkově rozsunutý zdvojený R, G, B snímače Systémy Leica ADS2nd Systémy Leica ADS80 Celé systémy: Leica IPAS 20, Starimager SI250

8 Digit{lní kamera VEXCEL UltraCam X základní parametry: Velikost panchromatického snímku: 14,430 x 9,420 pixelů Fyzická velikost pixelu: 7,2 μmetr Fokální vzdálenost panchromatických čoček: 100 mm Úhel pohledu ve vertikálním / příčném směru (podélném směru): 55 / 37 Barvy (multispektrální možnosti): 4 kanály - RGB + NIR Možnosti rychlosti uzávěrky: 1/1000 až 1/30 Kapacita úložných zařízení za letu: 1,7 TB Kapacita sběru nekomprimovaných snímků za letu: cca 4000 snímků Nejmenší pixel na povrchu při výšce letu v 300 metrech: 3 cm

9 Z{kladní etapy fotogrammetrického zpracov{ní snímků Projekt snímkového letu Geodetické práce v terénu Plánování letu Letecké měřické snímkování Zpracování (digitálních) dat

10 Překryty příčný překryv zabezpečuje stereoskopické pozorování dvojice snímků podélný překryv zabezpečuje, aby při odchýlení dráhy letadla nevznikla mezi sousedními řadami mezera standardní překryv: 60 % podélný (p) 30 % příčný (q) při velkoměřítkovém snímání a tvorbě ortofotomap zvyšují tyto hodnoty překryvu na: 80 % (p) % (q) výrazně zvyšuje náklady na snímkování umožňuje kvalitnější výstupy - true ortofoto

11 Schéma překryvů

12 Geodetické pr{ce v terénu znamenají především identifikaci, signalizaci a zaměření souřadnic vlícovacích a kontrolních bodů Počet bodů a jejich rozložení je určeno požadovanou přesností fotogrammetrických výstupů Přesnost definuje především měřítko výsledných produktů. Mapování ve velkých měřítcích vyžaduje signalizaci vlícovacích bodů Body musí být na pořizovaných snímcích vhodně rozmístěny, musí umožňovat snadnou identifikaci, nesmí být zakryty vegetací či jinými objekty při pohledu shora, v případě potřeby musí umožňovat následné doměření po fotogrammetrickém vyhodnocení Výběr vlícovacích bodů na podkladových mapách obecné schéma rozmístění bodů v terénu rozmísťovány s určitou předem definovanou tolerancí Využití technologie GPS dostatečný odstup od výškových objektů Signalizace bodů pro mapování ve velkých měřítcích - těsně před snímkováním Pro mapování v malých a středních měřítcích se často signalizují jen okraje lokality; potřebné další body se doměřují po náletu a většinou se využívá jejich přirozené signalizace (patníky, rohy chodníku, skruže, nátěr signálu na komunikaci ) Velikost signálu - dle měřítka snímkování

13 Aerotriangulace Není u řádkových snímačů! Cílem zjistit prvky vnější orientace (PVO) a prostorové souřadnice o Vyrovnáním bloku svazků o Metodou nezávislých modelů Navazovací body (TIE pints) body v gruberových překrytových oblastech Vlícovací body (control points) body o známých prostorových (objektových) souřadnicích Odhad přesnosti - cca 0,3*d pix *m s

14 Přímé měření orientačních parametrů snímků Nahrazení klasické aerotriangulace Poloha snímku počítána z akcelerometrických měření v jednotlivých osách inerciální měřické jednotky (IMU) a úhlové sklony gyroskopicky Nutné vybavení IMU: Vícekanálový dvojfrekvenční přijímač GPS počítač, který vyhodnocuje data z navigačních senzorů, IMU a přijímače GPS, a provádí přesná měření polohy letadla, jeho rychlosti, příčného a podélného sklonu, kurzu a zrychlení Calmanův filtr Kamera v okamžiku expozice snímku generuje signál, který je přiveden do IMU, kde je zaznamenán čas příchodu signálu Při postprocessingu je potom vyhodnocena poloha středu snímku a jsou zaznamenány rotace ve všech třech osách Tyto údaje potom mohou přímo sloužit jako parametry vnější orientace snímků pro další zpracování, nebo častěji jako velmi přesné vstupy pro analytickou arerotriangulaci. Jejich použití poměrně radikálně snižuje nároky na množství pozemních vlícovacích bodů, zaměřených tradičními geodetickými metodami

15 Měřítko snímkov{ní Měřítka 1 : : : : : : státní mapová díla 1 : : nepoužívá se 1 : nepoužívá se Záleží na účelu mapy

16 Produkty Axonometrické (šikmé) letecké snímky Kolmé letecké snímky Ortofotomapa 3D zobrazení a animace

17 Děkuji za pozornost