Důlní fotogrammetrie na PC

Transkript

1 Aca Monaniica Slovaca Ročník 4 (999), 4, Důlní foogammeie na PC Lačeza Ličev Mining phoogamme uing PC Thi conibuion he inoduce mining phoogamme a a elaivel new banch. I decibe a em which i divided ino wo module. The fi one i ued o decibe ingle objec on a nap, he econd one pefom a nhei of all he nap. New epanion of hi banch i made b olving phoogammeic poblem on compue. The phoogammeic em FOTOM wa ued o olve a paicula ak in mining phoogamme. The em i an inegal em on a qualiaivel bee level hen he cuen echnical and ofwae eouce. Ke wod: mining phoogamme, em FOTOM. Úvod Název foogammeie vznikl ložením ří řeckých lov: PHOTOS... vělo, GRAMMA... o, co je zapáno nebo nakeleno, čili záznam, a METRON... měři. Slovo foogammeie vzniklo ze nah nazva vhodným způobem činno, zbývající e měřením věelných záznamů, neboli foogafických nímků (Mašík, 982). Ve foogammeii e nezíkávají infomace o předměech přímým měřením ěcho předměů, nýbž měřením jejich foogafických obazů. Foogammeii můžeme ed definova jako vědní a echnický obo, zabývající e měřením na foogafických nímcích a zpacováním ako zíkaných infomací. Základem foogammeie jako měřické echnik je o, že foogafický nímek je za učiých podmínek eakním ředovým půměem foogafovaného předměu. Eiují ed jednoznačné geomeické vzah mezi předměem a jeho nímkem, keé lze numeick, gafick nebo mechanick uči pomocí peciálních příojů. Kvaliní foogammeický měřický nímek muí bý pořízen zvlášním apaáem e peciálním vbavením - foogafickou měřickou komoou. Budeme-li uvažova pouze dvě úovně čenání filmu, zjiíme, že nímek o ozměu 8 8 cm obahuje ai 2 miliónů infomací (Mašík, 982). Too množví infomací je doačující po doažení voké přenoi měření zkoumaných objeků. Vužií výpočení echnik ve foogammeii Obla digiální foogammeie ze zabývá možnoí použií výpočení echnik ve foogammeii. Je napoo zřejmé, že počíače mohou v mnoha měech unadni, zpřeni a zefekivni páce, jež e v omo obou uplaňují. Poledním kokem ve vývoji foogammeie je komplení zpacování digiální meodou. To znamená, že veškeá měření e nepovádějí na foogafiích, nýbž na zdigializovaných obazech přímo v počíači. Technologie převodu věelné infomace do digiální fom mohou bý dvojího duhu. Pvní meoda počívá v nacanování měřických nímků kvaliním canneem. Duhá, zaím píše epeimenální meoda je založena na přímé digializaci obazu ihned za objekivem kame a úplně z poceu vnechává klaickou foogafickou echniku. Vužií digiální foogammeie plně umožnil až výkonné pacovní anice; dne dokonce poačuje běžný lepší počíač pu PC. Důlní foogammeie Jednou z oblaí, kde e k měření a pořizování dokumenace používá foogammeické meod, je aké honicví a důlní půml (Gavlovký, 99). Jedná e zde především o zaměřování pofilů vilých důlních děl. U jam, šache a jejich vbavení je nuno z bezpečnoních i jiných důvodů pavidelně ledova jejich defomace, což připívá k zajišění plnulého a bezpečného povozu v ěcho pooách. Pořizování důlních nímků Po zaměřování pofilů vilých jam bla na Úavu po výzkum ud v Paze vvinua peciální foogammeická meoda. Základem meod je zdoj ovinného vazku věelných papků, keým je měřený pofil ovělen. Svělo vváří na ěnách důlního díla věelnou opu šiokou ai 3-5 cm. Ing. Lačeza Ličev, CSc., Kaeda Infomaik FEI VŠB TU v Oavě, ř. 7. liopadu, Oava-Pouba, ČR (Recenzovali: Doc. Ing. Michal Badida, CSc. a Ing. Jozef Kaife, CSc.) 34

2 Ličev: Důlní foogammeie na PC 342 Teno věelný zdoj je zavěšen pod fookomoou, fookomoa je umíěna ěně pod klecí, objekivem měem dolů. Po celé délce měřeného úeku jou v jámě pušěn olovnice, keé louží později po zajišění oienace nímků v poou. Na nímku máme ed ve fomě věelné op zachcen nejen vlaní pofil jám, puvodnic, poubí a dalšího vbavení, ale aké půečík věelné ovin e závě (dá) olovnic (vlícovací bod). Poměřování důlních nímků Meoda uplaňovaná při analýze důlních nímků padá do kaegoie jednonímkové foogammeie. To znamená, že můžeme z jednoho nímku uči na základě znaloi poloh fooanovišě a oienace foogafovaného ovinného předměu pouze dvojozměné ouřadnice v ámci ohoo foogafovaného ovinného předměu. Tanfomační vzah po převod údajů ze nímkového ouřadnicového ému do pooového ouřadnicového ému, padají do kaegoie afinních ovinných anfomací. Je nuno dodže náledující podmínk: věelná ovina a pojekční ovina jou ovnoběžné, oa záběu je kolmá na o ovin a muí bý vilá, objekiv kame má zanedbaelné zkelení. Tanfomace zahnuje poun (anlaci), oočení (oaci) a změnu měříka (cale). K učení paameů ěcho anfomací vcházíme z poloh vlícovacích bodů, u keých známe jejich polohu v poou. Po vjádření anfomace je vhodné pacova homogenními ouřadnicemi a vjádři ji v maicovém vau jako oučin maic. Jednolivé anfomační maice vpadají ako (Holuša, 997), (Sojka, 994): oočení: R ; poun: T ; změna měříka: S ; Tanfomace bodu je pak vjádřena maicovou ovnicí T X X kde X je řádkový veko epezenující polohu anfomovaného bodu po anfomaci, X je řádkový veko epezenující polohu bodu před anfomací a T je maice anfomace. Pak celková anfomační maice bude vpada ako: T S R T Zbývá uči koeficien,,, a. Zaveďme i pomocnou funkci dvou poměnných ag2, keá ze dvou paameů a vpočíá úhel odklonu pojnice bodů [, ] a [, ] od kladné poloo. Je o funkce oboem hodno (-p, p. Tanfomace je odvozena ze znaloi dvou dvojic odpovídajících i vlícovacích bodů. Lokální vlícovací bod označme L a L2, odpovídající globální vlícovací bod G a G2. Dále zaveďme L jako vzdáleno mezi bod L a L2: ( ) ( ) 2 2 L L2 L L2 L + Obdobně G je vzdáleno mezi bod G a G2. Úhel oace označme ψ: ( ) ( ) L L,L2 ag 2 L2 G,G2 G 2 G2 ag ψ

3 Aca Monaniica Slovaca Ročník 4 (999), 4, Pak anfomační koeficien jou: G L co ( ψ) in( ψ) G ( L L ) ( L L ) G + Fako ovlivňující přeno měření Tao poblemaika je poměně velmi ozáhlá a poo e zde omezíme pouze na výče jednolivých fakoů. Nejdůležiější fako ovlivňující přeno měření (Ličev a Holuša, 998), je anovení přené poloh vlícovacích bodů olovnic). Podanou chbu může způobi aké odklon věelné ovin od ovin pojekční. V ideálním případě mají bý o ovin obě vodoovné. Další fako ovlivňující přeno jou závilé na použiém foogafickém příoji (fookomoa, zkelení objekivu,...) a použiém foogafickém maeiálu (film, kleněné dek). Další chb vznikají při anovování ouřadnic bodů na nímku (ozlišovací chopno použiého zařízení - digiizé, canne, monio,...). Závěem lze říci, že přeno při použií foogammeické meod po poměřování vilých důlních děl je především závilá na kvaliě použiých zařízení, amoném nímkování a anovování poloh bodů na nímcích. Návh a ealizace ofwaového ému Navžený ém (Ličev a Holuša, 997) zpacovává bimapové oubo ve fomáu Micoof Window Bimap (BMP, DIB). To oubo jou vvořen nacanováním jednolivých důlních nímků v doaečném ozlišení. V ěcho ouboech jou ed zachcen řez jámou v ůzných hloubkách. Ke každému BMP oubou je émem vvořen eový oubo ejného jména příponou FTM, ve keém je uveden odkaz na BMP oubo (nímek), veškeé další infomace ýkající e umíění vlícovacích a zájmových bodů na nímku, definice zájmových objeků a infomace o hloubce. panel ikonama náojů hlavní menu modulu FOTOM pohled v ežimu ediace objeků pohled v ežimu edi. bodů Ob.. Modul FOTOM popi hlavního okna. 343

4 Ličev: Důlní foogammeie na PC Sém obahuje dva modul, jeden po analýzu jednolivých nímků a duhý po nézu nímků. Popi modulů:. FOTOM: V omo modulu uživael učuje oienaci nímku pomocí dvou vlícovacích bodů a označí na nímcích zv. zájmové bod. Poé nad ěmio zájmovými bod definuje ůzné duh zájmových objeků. To mohou bý: Samoaný bod je definován jedním zájmovým bodem. Hana je úečka definována dvěma zájmovými bod, keé značí její začáek a konec. Vchol je definován čřmi zájmovými bod, kd vžd dva voří přímku. Vchol je půečík ěcho dvou přímek. Kužnice je definována řemi nebo více zájmovými bod, keé leží na éo kužnici. Elipa je definována pěi zájmovými bod, keé náleží éo elipe. To objek můžeme okamžiě zkonolova, jak zapadají na foogafii do kuečných objeků. Dále může povádě nad definovanými zájmovými objek ůzné duh výpočů (vzdálenoi, úhl,...). Po odaování ému e objeví základní menu modulu FOTOM, viz obázek č.. Funkce keé modul umožňuje jou pané z obázku. Na omo obázku je znázoněn konkéní příklad zpacování nímku. Vlevo je vidě celý nímek označenými zájmovými bod a vpavo je deail éhož nímku, kde je vidě nalícování zájmového objeku (vcholu) na věelnou opu na foogafii. 2. FOTOM2: V omo modulu uživael povádí nézu více nímků. To znamená, že může ledova změnu všech paameů zájmových objeků v záviloi na hloubce pořízení nímku - má možno celkového pohledu na zájmové objek v jámě v celé délce poměřovaného úeku. panel ikonami náojů hlavní menu modulu FOTOM 2 Dialogové oklno po naavení úhlu pohledu Ob.2. FOTOM 2 modul po výpoč na éiích nímků. Na obázku č. 2 je zobazeno hlavní okno modulu FOTOM2 - gaf záviloi paameů kužnice k3 na hloubce pořízení pěi nímků. V honí polovině okna jou gaf vjadřující polohu ředu kužnice jako ouřadnice a, v dolní polovině okna je gaf poloměu éo kužnice. Je oevřeno dialogové okno po zadání měu pohledu na objek. Teno modul dále umožňuje ik akuálně zobazených gafů, pohlížení abulek hodno ěcho gafů a výup ěcho abulek do eových ouboů nebo ikových eav. 344

5 Aca Monaniica Slovaca Ročník 4 (999), 4, Realizace ému Sém bl ealizován v jazce C++ pod opeačním émem Micoof Window 95 ve vývojovém poředí Micoof Viual C++ v 2.. Sém e dá povozova pod opeačními ém Window 95, Window NT, případně i Window 3. ozšířením Win32. Ověření a zhodnocení ému Funkčno ému FOTOM bla ověřena na éii důlních nímků z dolu OKD, a.. ČSM jih - čenobílých negaivů fomáu 3 8 cm. Nacanování negaivů blo povedeno na canneu ScanMae 5. Snímk bl nacanován do 256 odínů šedi při ozlišení dpi. Celková veliko bimapových ouboů bla okolo 7 MB. Po ověření ému blo z důvodu doupného počíače pu PC (Penium MHz, 6 MB paměi) použio nímků ofwaově převzokovaných na 3% původního ozměu (jeden nímek cca 4 MB). Závě Důlní foogammeie jako odvěví foogammeie obecně je elaivně mladá. Předchůdci zde popiovaného ému jou ém vvinué ve Vědecko-výzkumném uhelném úavu v Oavě-Radvanicích a ém vvinuý na Honicko-geologické fakulě VŠB - TU Oava (Ličev, 997). Sém bl záměně ozdělen do dvou modulů, kde v pvním modulu, jak již blo řečeno, e popiují bod jednolivých objeků na nímku a ve duhém modulu e povádí néza všech nímků. Poovnáme-li eno ém předcházejícími ém, můžeme konaova, že úloha kompaáou (ASCORECORD) je eliminována (Ličev a Holuša, 997). Tuo úlohu plně řeší pvní modul, keý vváří podaně komfonější poředí páce. Co e ýká přenoi, ak a je poačující a při nacanování na kvaliním bubnovém canneu v doaečném ozlišení je možno doáhnou všší přenoi, než při použií původního poupu vužiím kompaáou. Řešení foogammeických úloh za vužií výpočení echnik vváří nový poo po ozvoj ohoo odvěví. Foogammeický ém FOTOM vřešil konkéní požadavek kladený na důlní foogammeii jako ucelený ém na kvaliaivně všší úovni, než jou ávající echnické a ofwaové poředk. Lieaua Bubnové canne: jediná cea k dokonalým bavám. CAD&Gaphic Digiální foogammeie, vvoření map z leeckých nímků. Elekonika /96. Foogammeie. Věda a echnika mládeži 2/94. Gavlovký, E.: Zaměřování a mapování lomů.. vdání, Ediční řediko VŠB, Oava 99. Holuša, T.: Počíačové zpacování foogafie. Diplomová páce, VŠB - TUO, FEI, 997. Ličev, L.: Foogammeické měření důlních jam. Habiliační páce, VŠB - TUO, FEI, 997. Ličev, L. a Holuša,T.: Nové řešení důlní foogameie na PC. URGP, Paha, 2/998. Ličev, L.: New appoache o mining phoogamme uing PC. V-a nacionalna konfeencia, čeven 98, Vana- Bulhako Mašík, Z.: Foogammeie.. Díl - Základ leecké foogammeie. 2. vdání, SNTL, Paha 982. Schejbal, C.: Geologická infomaika.. vdání,ediční řediko VŠB, Oava 994. Sojka, E.: Digiální zpacování obazu. Učební e, VŠB - TUO, FEI, 994. Šmidkal, J.: Foogammeie I, II, III.. vdání,ediční řediko ČVUT, Paha 982. Tomášek, Z.: Foogafujeme na čenobílý film. 3. vdání, Meku, Paha 984. Toma, K.: Teoeické základ leecké foogammeie.. vdání, Academia, Paha