3x3 pravidla. pro jednoduchou fotogrammetrickou dokumentaci architektury. uspoádal. Jindich Hoda Ph.D. Praha záí 2004

Transkript

1 3x3 pravidla pro jednoduchou fotogrammetrickou dokumentaci architektury uspoádal Jindich Hoda Ph.D. Praha záí 2004 Obsah Pedmluva 1. Geometrická pravidla Urení kontrolních hodnot Konfigurace snímk pi fotografování Poízení stereodvojic snímk Fotografická pravidla Geometrické parametry snímkování Podmínky pi poizování snímk Výbr fotografické kamery Organizaní pravidla Vyhotovení kvalitních nárt Zpracování protokol Závrená kontrola...8 Slovníek hesel...9 Literatura, odkazy...10 Seznam píloh...10 Píloha 1 Vzorový projekt kontrolní hodnoty...11 Píloha 2 Píloha 3 Vzorový projekt nárt situace pi fotografování...12 Vzorový projekt poízené snímky...13

2 3x3 pravidla pro jednoduchou fotogrammetrickou dokumentaci architektury Následující text je uren všem tm, kteí se zabývají dokumentací architektury. A již jde o dokumentaci zhotovovanou profesionály nebo o práci amatér i nadšenc, vždy bývá nedílnou souástí dokumentaních prací fotodokumentace. Pokud je fotodokumentace provedena uritým zpsobem, pak je možné jí v budoucnu využít pro mické úely a fotogrammetricky jí vyhodnotit. Výsledkem tohoto vyhodnocení mohou být jak klasické stavební plány, tak prostorové modely dokumentovaných objekt. Zpsob, jak takovýto typ fotodokumentace vytvoit, popisují dále uvedená pravidla. Pravidla vznikla na pd organizace CIPA * a poprvé byla presentována Prof. Peterem Waldhäuselem (Technická univerzita Víde) a Cliffem Oglebym (Univerzita Melbourne) na symposiu ISPRS ** v Melbourne, v Austrálii, v beznu Co o pravidlech íká Prof. Waldhäusl: Jednoduchá pravidla, která musí být dodržena pi fotografování amatérskými kamerami, byla formulována, testována a publikována již u píležitosti konference spolenosti CIPA v Sofii v roce Tehdy šlo o první vydání takovýchto pravidel. S novými zkušenostmi bude možná poteba tato pravidla postupn doplovat a aktualizovat... Já jsem tato pravidla pro své studenty nazval,,3x3 pravidla, protože jsou lenna do tí bod a každý bod má ti pravidla. Jsou to: 3 geometrická pravidla 3 fotografická pravidla 3 organizaní pravidla * CIPA Mezinárodní komise pro fotogrammetrii v architektue ** ISPRS Mezinárodní spolenost pro fotogrammetrii a dálkový przkum Zem 1

3 1. Geometrická pravidla Dodržením dále uvedených geometrických pravidel máme možnost výrazn ovlivnit pedevším pesnost budoucího fotogrammetrického vyhodnocení (dále vyhodnocení) námi poizované dokumentace. Geometrická pravidla stanovují co budeme na objektu mit, jak budeme objekt fotografovat a jak poídíme snímky pro stereovyhodnocení Urení kontrolních hodnot Kontrolními hodnotami jsou mínny délky mené mezi body na objektu a urené svislé linie. Délky nejastji míme pásmem nebo dvoumetrem. Tyto údaje slouží k udání rozmru a orientace (svislost, vodorovnost) pi vyhodnocení objektu. Mené délky Míme minimáln jednu dostaten dlouhou vzdálenost mezi dvma dobe identifikovatelnými body, pípadn umle vytvoenými znakami (nap. kídou vyznaenými kížky i nalepenými papírovými znakami). pozn.: zmené délky musí být jasn viditelné jak pímo na objektu, tak na snímcích. Tyto délky udávají pi vyhodnocení rozmr objektu. Definované svislice Uríme minimáln jednu svislou linii ( svislici ) na objektu, nebo jí umle provážíme olovnicí (nap. z rohu stechy na odpovídající bod svislice na terénu). pozn.: délky svislic nemusíme mit, ale musí být opt jasn viditelné jak na objektu, tak na snímcích. Svislice udávají pi vyhodnocení orientaci objektu. Kontrola mení Mení délek a urení svislic provádíme podle možností pro kontrolu na nkolika stnách stavby. Obrázek 1: Minimální metrické informace - jedna délka - jedna svislice 2

4 1.2. Konfigurace snímk pi fotografování Zpsob jakým dokumentovaný objekt nafotografujeme by neml být libovolný. Dále uvedená doporuení udávají jak optimáln volit stanoviska fotografování (odkud fotografovat) a jak volit smr osy zábru (jak snímky orientovat vi objektu). Mli bychom nafotografovat objekt,,kolem dokola, viz obrázek 2. Jednotlivé snímky by se pitom mly vzájemn pekrývat o více než z 50%. fotografovat snímky z úrovn poloviní výšky objektu, je-li to možné. fotografovat snímky s vodorovnou osou zábru, je-li to možné. poídit diagonální snímky, které zachycují dv stny objektu. poídit šikmé snímky, které spojují dva sousední snímky. poídit frontální snímky ucelených ástí objektu (nap. jednotlivých stn, fasád) pro celkový pehled a pro jednosnímkové fotogrammetrické vyhodnocení. zkontrolovat mnohonásobné zobrazení jednoho místa objektu na více snímcích. do snímk zahrnout také stechu objektu, pokud je pedmtem dokumentace. do snímk zahrnout také ásti ze sousedství objektu. Obrázek 2: Ideální konfigurace snímk kolem objektu 1.3. Poízení stereodvojic snímk Pro fotografickou dokumentaci nepravidelných prostorových tvar, jako jsou napíklad polokruhové ásti staveb, výklenky, plastické ásti fasád i sochy, s výhodou použijeme stereodvojice snímk. 3

5 Pi poizování stereodvojic se ídíme tmito doporueními: Používané pípady stereofotogrammetrie Pi poízení snímk využijeme normální pípad nebo konvergentní pípad: - v normálním pípad jsou osy zábru rovnobžné a kolmé na základnu - v konvergentním pípad se osy zábru sbíhají (protínají) Mli bychom se vyvarovat divergentního pípadu, kdy se osy zábru rozbíhají. pozn.: u normálního pípadu staí rovnobžnost os zábru a jejich kolmost k základn odhadnout. Obrázek 3: Pípady stereofotogrammetrie Délka základny fotografování Délku základny fotografování (fotogrammetrické základny) volíme podle použitého pípadu v tchto mezích: - 1/4 až 1/15 prmrné vzdálenosti od objektu u normálního pípadu - 1/10 až 1/15 prmrné vzdálenosti od objektu u konvergentního pípadu pozn.: délku základny není poteba mit, staí jí odhadnout. Snímky stereodvojice poizujeme optimáln z jedné výškové úrovn, tj. základna má být vodorovná. Vodorovnost základny opt staí odhadnout. Snímkování detail a kontrola Pro detaily na objektu pidáváme obvykle další stereodvojice. I pro tyto dvojice zmíme kontrolní míry, nebo alespo postavíme mickou la k objektu. Peliv ovíme pekryv snímk u všech nasnímaných stereodvojic. V pípad pochyb, pidáme více snímk a domíme pásmem vše, co zstává nenafotografované. 4

6 2. Fotografická pravidla Dodržením dále uvedených fotografických pravidel máme možnost výrazn ovlivnit pedevším kvalitu budoucího vyhodnocení. Fotografická pravidla stanovují - jak mžeme zajistit geometrickou kvalitu snímk, za jakých podmínek bychom mli fotografovat a jakou kamerou máme fotografování provést Geometrické parametry snímkování Pi vyhodnocení snímk jsou poetn zjištny geometrické podmínky pi snímkování (jsou provádny tzv. snímkové orientace). Respektováním dále uvedených doporuení usnadníme provedení fotogrammetrických výpot. Geometrické parametry kamery Vnitní geometrie kamery musí zstat nemnná, tzn. že: nepoužíváme zoom použijeme bu kameru bez zoomu, anebo u kamer se zoomem nastavíme objektiv do krajní polohy (znaeno obvykle W - širokoúhlé). neposunujeme optiku (u tzv. shift objektiv). nemníme zaostení nastavíme zaostení na nekoneno nebo na prmrnou vzdálenost od objektu a použijeme toto zaostení pro všechny fotografie kolem objektu. Pro detaily mžeme použít jiné zaostení. Geometrické parametry snímku Snímek je základním zdrojem dat pi vyhodnocení, proto: obraz rámu snímku musí být ostrý, dobe viditelný s dostateným kontrastem. zachováme originální výez (formát) snímku neoezáváme ani jinak neupravujeme film i digitální obrázek. nejcennjším dokumentem jsou originální snímky (negativy, diapozitivy, digitální obrázky) zacházíme s nimi opatrn a peliv je uložíme Podmínky pi poizování snímk Fotografická kvalita snímk je velmi dležitá, nebo jen to co je na snímku zachyceno, mže být vyhodnoceno. Fotografickou kvalitu zlepšíme když: fotografujeme za optimálních svtelných podmínek ostré kontrasty (osvtlené v. zastínné ásti objektu) jsou nežádoucí. Snímkování plánujeme na nejlepší denní dobu. Lépe, je-li pi snímkování zataženo. 5

7 zajistíme ostrost obrazu pi fotografování použijeme stativ a drátnou spouš. zvolíme vhodný fotografický materiál mžeme použít jakýkoliv druh filmu. ernobílý materiál je dostaující, barevný poskytuje výhody pi interpretaci a dokumentuje také barvy. U diapozitiv je nákladnjší zhotovování zvtšenin. zvolíme vhodné rozlišení digitálních snímk nastavíme spíše vyšší hodnoty rozlišení (nap x 1200 obrazových bod). pozn.: snímky poizujeme tak, aby dokumentovaná ást objektu zabírala co nejvtší ást snímku. Jdeme k objektu blíž Výbr fotografické kamery Kvalita snímk je do znané míry dána kamerou použitou pi snímkování. Kamera kvalitnjší dá také kvalitnjší snímky. Obecn však mžeme použít pro snímkování objektu,,libovolnou kameru tj. klasickou i digitální, profesionální i amatérskou, zrcadlovku i kompaktní fotoaparát. Platí, že: pro fotografování kolem objektu je lepší širokoúhlý objektiv než teleobjektiv. velkoformátové a stednformátové kamery (nap. 6x9 i 6x6 cm) jsou lepší než kamery maloformátové (nap. kinofilmové 24x36 mm). kalibrované (nebo mické) kamery jsou lepší než nemické amatérské kamery. kamery s možností pisátí nebo pitlaení filmu k zadní stn i reseau kamery, jsou lepší než bžné kamery s prohýbajícím se filmem. 6

8 3. Organizaní pravidla Ke kvalitnímu zpracování dokumentace nestaí abychom objekt pouze omili a nafotografovali. Pro další práci musíme ješt získaná data vhodn uspoádat. Uspoádání dat a vyhotovené protokoly mohou výrazn usnadnit budoucí vyhodnocení. Kvalitn poízená data ješt sama o sob nezaruují, že je bude možné zpracovat. Organizaní pravidla stanovují jaké náležitosti by jednotlivé projekty dokumentace mly mít. Tmito náležitostmi jsou pedevším kvalitní nárty a odpovídající protokoly. Na závr práce bychom mli provést závrenou kontrolu celého projektu dokumentace Vyhotovení kvalitních nárt Kvalitn zpracované nárty usnadní v budoucnu nejen vyhodnocení, ale mohou se stát zdrojem cenných informací o objektu (nap. situace okolí a rozmry objektu aj.). Základními vyhotovovanými nárty jsou: situace okolí objektu zachycuje umístní objektu v terénu, vztahy k okolním objektm. Pro tyto úely mžeme použít nap. výez z mapy. situace pi fotografování obsahuje oznaení severního smru, zákres stanovisek fotografování (s íslem filmu a íslem políka negativu), zákres fotogrammetrických základen a zákres smr os zábr pi fotografování. nárt kontrolních hodnot obsahuje nárysy stran objektu se zákresem kontrolních mr, svislic a pípadn dalších zjištných rozmr. nárt pokrytí objektu snímky obsahuje nárysy stran objektu se zákresem rám (kraj) poízených snímk a ísly snímk pozn.: nárty není nutné kreslit v mítku. Staí schematické pehledné nárty kreslené od ruky Zpracování protokol Nkteré údaje je vhodné zaznamenat také v písemné podob ve form protokol. Rozsah a konkrétní obsah vyhotovovaných protokol závisí vždy na úelu zhotovované dokumentace. Ze základních údaj, které by protokoly mly vždy obsahovat, mžeme uvést: Údaje o objektu základní údaje o objektu druh, pípadn jméno objektu (nap. Kaple sv. Jií; sýpka aj.), bližší urení místa umístní objektu (adresa, souadnice nap. GPS). 7

9 údaje o vlastníkovi objektu jméno, adresa. podrobné údaje o objektu mžeme uvést nap. detailní popis místa umístní objektu, popis souasného stavu objektu, strunou historii objektu atp. bibliografie seznam literatury kde se o tomto objektu pojednává (nap. obecní kroniky aj.). další údaje zvláštnosti, umlci, stavitelé, povsti apod. Údaje o dokumentaních pracích datum provedení dokumentaních prací. údaje o kamee znaka (druh) kamery a objektivu. údaje o snímkování mžeme uvést jak parametry snímkování nap. ohniskovou vzdálenost, clonu, expoziní dobu a zaostení; tak údaje o snímcích nap. poet snímk, použitý fotografický materiál, rozlišení a formát digitálních snímk aj. další údaje nap. kalibraní protokol kamery, je-li k dispozici Závrená kontrola Ped ukonením prací na konkrétním objektu je vhodné, když provedeme závrenou kontrolu zaznamenaných údaj. Mli bychom: zaznamenat všechny údaje pímo pi práci v terénu. kontrolovat úplnost a správnost zaznamenaných údaj ješt ped opuštním místa. vypracovat zprávu a protokoly co nejdíve, dokud si pamatujeme všechny podrobnosti. kontrolovat výsledky doma spolu s odborníkem (památká, architekt, místní znalec aj.), je-li to zapotebí. zkontrolovaný a uzavený projekt vhodn archivovat. plánovat další projekty, s uvážením všech pedchozích chyb. Pouit se z nich. 8

10 Slovníek hesel objekt = dokumentovaný stavební objekt snímkování = fotografování = poizování snímk snímek = fotografie kamera = fotoaparát = fotografický pístroj videokamera kalibrovaná kamera kamera k níž jsou laboratorn zjištny parametry jako nap. pesná hodnota ohniskové vzdálenosti (konstanta komory), zkreslení objektivu aj. reseau kamera kamera, která má v rovin snímku sklennou destiku s vyznaenou sítí kížk. Tato sí je ofotografována na snímek a používá se pi vyhodnocení. shift objektiv objektiv, který umožuje posun ve vertikálním smru. Umožuje mnit rozsah zábru ve vertikálním smru (nap. u výškových objekt). osa zábru osa procházející stedem objektivu kolmá na rovinu snímku fotogrammetrie vdní obor, který pracuje se snímkem jako se základním zdrojem informací (mených dat) pro další vyhodnocení fotogrammetrické vyhodnocení soubor metod a technologií, které se používají pro zpracování snímk jednosnímkové vyhodnocení základní jednotkou vyhodnocení je jeden snímek stereovyhodnocení základní jednotkou vyhodnocení jsou dva snímky = stereodvojice stereodvojice dva snímky poízené z vrchol fotogrammetrické základny fotogrammetrická základna spojnice mezi dvma stanovisky fotografování jejíž délka je zvolena podle uritých pedem daných kritérií pípady stereofotogrammetrie udávají rzné možnosti orientace os zábru snímk vi fotogrammetrické základn a také jejich vzájemnou orientaci (nap. rovnobžnost os) snímkové orientace proces pípravy snímk k vyhodnocení. Poetní zjištní parametr charakterizujících stav pi snímkování tj. polohy kamery, orientace osy zábru apod. (tzv. prvk vnitní a vnjší orientace). GPS globální poziní systém. Umožuje urit zempisné souadnice jakéhokoliv bodu na Zemi pomocí signál pijímaných z družic (družicová navigace). 9

11 Literatura, odkazy Pavelka, K.: Fotogrammetrie 10. Praha, VUT, 2003, skripta Pavelka, K.: Fotogrammetrie 20. Praha, VUT, 2003, skripta CIPA - Mezinárodní komise pro fotogrammetrii v architektue cipa.icomos.org 3x3 pravidla - originální anglická verze pravidel, Institut fotogrammetrie a dálkového przkumu Zem, Technická univerzita ve Vídni 3x3 pravidla - eské stránky vnované pravidlm lfgm.fsv.cvut.cz/3x3_pravidla Projekt PhotoPa databáze drobných památkových objekt s pipojenou fotogrammetrickou dokumentací poízenou podle 3x3 pravidel lfgm.fsv.cvut.cz/photopa2003 Spolenost pro fotogrammetrii a dálkový przkum R Laborato fotogrammetrie pi katede mapování a kartografie, Fakulta stavební, VUT lfgm.fsv.cvut.cz Seznam píloh Píloha 1 Píloha 2 Píloha 3 Vzorový projekt kontrolní hodnoty Vzorový projekt nárt situace pi fotografování Vzorový projekt poízené snímky 10

12 Píloha 1 nárt Vzorový projekt kontrolní hodnoty reálná situace Je vhodné, když v nártu uvedeme také detaily i slovní popis zamených bod. Jako podklad pro nárty mžeme použít pímo fotografie. pozn.: vzhledem k velikosti objektu (cca 4,3 m na výšku) byla mená délka AB krátká, proto jsme zmili ješt další délku CD. Je doporuováno, aby alespo jedna mená délka pokryla minimáln 2/3 nejdelšího rozmru objektu (zde tedy 2/3 ze 4,2 m tj. minimáln 2,8 m). 11

13 Píloha 2 Vzorový projekt nárt situace pi fotografování pozn.: z nártu je patrné, že v tomto konkrétním pípad bylo poízeno více snímk, než je nebytn nutné. Smínky 1 a 2 tvoí stereodvojici. 12

14 Píloha 3 Vzorový projekt poízené snímky 1 pední ást I. 2 - pední ást II. 3 diagonální 4 bok pravý 5 - diagonální 7 zadní ást 9 diagonální 10 - bok levý 11 diagonální pozn.: jde o výbr snímk 13