Možnosti využití barevné ortofotomapy pi projektování pozemkových úprav

Transkript

1 Západoeská univerzita v Plzni Fakulta aplikovaných vd Katedra matematiky Diplomová práce Možnosti využití barevné ortofotomapy pi projektování pozemkových úprav Plze 2007 Bc. Ondej Klor

2 Prohlášení Pedkládám tímto k posouzení a obhajob diplomovou práci zpracovanou na závr studia na Fakult aplikovaných vd Západoeské univerzity v Plzni. Prohlašuji, že jsem tuto diplomovou práci vypracoval samostatn s použitím odborné literatury a pramen uvedených v seznamu Použitá literatura, který je souástí této diplomové práce. V Plzni dne Bc. Ondej Klor 2

3 Podkování Zde na tomto míst chci podkovat všem, kteí se podíleli na mém vzdlání po dobu mého studia na vysoké škole. Chtl bych tímto podkovat nejen všem pedagogm a pracovníkm Západoeské univerzity v Plzni za získání všech odborných znalostí bhem mého studia, ale i rodim za jejich podporu pi studiu a trplivost pi výchov. Za odborné konzultace a cenné rady k diplomové práci dkuji všem, kteí se na ní podíleli, zvlášt panu doc. Ing. Jiímu Šímovi, CSc, firm Gefos a.s. a firm GEODIS Brno s.r.o., za poskytnuté materiály. Dále Ing. Liboru Chyavovi, Ing Pete Studené, Ing. Jaroslav Koudelkové, Ing. Marii Švehlové, Ing. Josefovi Polákovi, Ing. Robertu Šinknerovi, Jaroslav Urbánkové, Janu Kvapilovi a Ing. Zdenkovi Janákovi za cenné a odborné rady. 3

4 Abstrakt V této práci je analyzováno použití digitální barevné ortofotomapy pi projektování komplexních pozemkových úprav. Draz byl kladen na rozbor pesnosti poskytnutých materiál a na jejich následné použití. Abstract This diploma thesis deals with the use of digital color orthophoto map for design of complex land consolidation. An accent was given on accuracy of used materials and their further exploitation. Klíová slova ortofotomapa, pozemkové úpravy, rozbor pesnosti Key words ortophoto map, land consolidation projects, accuracy analysis 4

5 Obsah Seznam píloh 7 Seznam použitých zkratek 8 0 Úvod 10 1 Radiometrické a geometrické vlastnosti barevného leteckého mického snímku. Interpretace pedmt a jev z hlediska poteb projektanta pozemkových úprav Radiometrické úpravy obrazu Geometrické transformace Digitální ortofoto Komplexní pozemkové úpravy, fotogrammetrie a ortofoto 18 2 Digitalizace barevného leteckého snímku Základní principy Vznik digitálního obrazu Primární digitální obraz Sekundární digitální obraz 22 3 Technologický postup tvorby barevnéortofotomapy s využitím fotogrammetrické stanice Leica DPW 770 HELAVA a software SOCKET SET u firmy GEFOS. a.s. Praha Skenování Aerotriangulace Zpracování ortofotomapy 27 4 Rozbor polohové pesnosti ortofotomapy Zdroje dat Zájmové lokality Postup a poznatky pi rozboru pesnosti Výsledky rozboru pesnosti 37 5

6 5 Cíle a postupy pozemkových úprav v eské republice Historie pozemkových úprav a dvody jejich dnešní poteby Postup pi návrhu pozemkové úpravy 43 6 Možnosti využití digitálních ortofotomap z periodického leteckého mického snímkování území eské republiky v mítku 1 : Doporuené parametry leteckého mického snímkování pro poteby projektování pozemkových úprav 52 8 Doporuené parametry digitálního modelu reliéfu pro tvorbu barevné ortofotomapy urené pro projektování pozemkových úprav 54 9 Možnosti využití superimpozice katastrální mapy v digitální form s barevnou ortofotomapou Zhodnocení pínos použití barevné ortofotomapy pi projektování pozemkových úprav 60 Seznam použité literatury 61 Pílohy 62 6

7 Seznam píloh Píloha A1 Rozbor pesnosti v k.ú. Horusice Píloha A2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Horusice (celkem 41) Píloha B1 Rozbor pesnosti v k.ú. Libjice Píloha B2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Libjice (celkem 46) Píloha C1 Rozbor pesnosti v k.ú. Nemyšl Píloha C2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Nemyšl (celkem 26) k.ú. umístno vpravo Píloha D1 Rozbor pesnosti v k.ú. Poín Píloha D2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Poín (celkem 25) Píloha E1 Rozbor pesnosti v k.ú. Prudice Píloha E2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Prudice (celkem 21) k.ú. umístno uprosted Píloha F1 Rozbor pesnosti v k.ú. Rojšín Píloha F2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Rojšín (celkem 26) Píloha G1 Rozbor pesnosti v k.ú. ípec Píloha G2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. ípec (celkem 43) Píloha H1 Rozbor pesnosti v k.ú. Stítež u Kaplice Píloha H2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Stítež u Kaplice (celkem 40) Píloha I1 Rozbor pesnosti v k.ú. Sudomice u Tábora Píloha I2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Sudomice u Tábora (celkem 22) k.ú. umístno vlevo Píloha J1 Rozbor pesnosti v k.ú. Tchoovice Píloha J2 Pehledka rozmístní kontrolních bod v k.ú. Tchoovice (celkem 47) 7

8 Seznam použitých pojm a zkratek Georeferencovaný obraz obraz umístný do souadnicového referenního systému (nap. S-JTSK). Vlícovací bod umle nebo pirozen signalizovaný bod na snímku, který lze jednoznan identifikovat v terénu a jeho geodetické souadnice jsou známy (ureny nap. geodetickým mením nebo aerotriangulací). DMR digitální model reliéfu matematicko-íselná simulace prbhu terénu. Opírá se o kostru význaných prostorov urených bod v terénu, které jsou vybrány tak, aby co nejlépe charakterizovaly jeho lenitost [2]. GIS geografický informaní systém SGI soubor geodetických informací katastru nemovitostí SPI soubor popisných informací katastru nemovitostí ZABAGED Základní báze geografických dat KPÚ komplexní pozemková úprava PPBP podrobné polohové bodové pole ZPBP základní polohové bodové pole BPEJ bonitovaná pdn ekologická jednotka LMS letecký mický snímek ISO International Organization for Standardization ISO 9001 soubor základních technických norem systému managementu kvality. Skenování LMS pevod leteckých mických snímk do digitální rastrové podoby pro následné poítaové zpracování. Distorze objektivu souhrn zbytkových optických vad objektivu, který má vliv na pesnost geometrického zobrazení objektivem. Aerotriangulace innost vedoucí ke georeferencování, tj. umístní bloku leteckých snímk do pozemního souadnicového systému a k urení prvk vnjší orientace všech snímk. Vnitní orientace slouží k navázání vztahu mezi pixelovými souadnicemi rastrového obrazu (naskenovaného snímku) a snímkovanými souadnicemi definovanými rámovými znakami [7]. 8

9 Relativní orientace vzájemná orientace snímk, pi které jsou odstranny vertikální paralaxy. Absolutní orientace georeferencování, tj. umístní snímk nebo stereodvojic snímk v pozemním souadnicovém systému (nap. v S-JTSK). AAT analytická aerotriangulace, též automatická aerotriangulace. Ortofotomapa mozaika ortogonalizovaných leteckých snímk. Na celé ploše ortofotomapy je konstantní mítko, takže že ji lze použít jako polohopisný podklad namísto dosavadních árové mapy obdobné pesnosti. SM50 Státní mapa 1 : SM5 Státní mapa 1 : KK kód kvality (tída polohové pesnosti bodu) 9

10 0 Úvod Komplexní pozemkové úpravy (KPÚ) jsou v souasné dob v centru zájmu soukromých geodetických firem. Protože se provádjí zpravidla v rozsahu celého katastrálního území, jedná se o práce, které trvají i nkolik let. Na tomto projektu se podílí vždy vtší pracovní kolektiv zahrnující zejména geodety a projektanty KPÚ. Komplexní pozemková úprava je finann nároný projekt, pestavující v souasné dob ástku i nkolika milion. V prbhu zpracování se mohou výdaje neplánovan zvýšit a proto jakákoliv nová technologie i postupy, kterých by bylo možno využít, aby zlevnily, zefektivnly nebo urychlily tyto práce jsou velmi vítány. Ortofotomapy jsou používány v pozemkových úpravách již nkolik let. I pes nároný postup, kterým vznikají, jsou stále dostupnjší koncovým uživatelm a to nejen z finanního hlediska, ale i pro snadné zpracování na poítai, protože technické vybavení (hardware) je stále výkonnjší. Obr. 1 Historický nálet eských Budjovic z roku 1946 složený z nkolika snímk georeferencovaný, formát TIFF. Zdroj: fa. Gefos a.s. 10

11 Tato práce se zejména sousteuje na rozbor polohové pesnosti ortofotomap území R, které nabízí firma GEODIS Brno s.r.o. a na jejich následné použití pi projektu komplexní pozemkové úpravy. 11

12 1 Radiometrické a geometrické vlastnosti barevného leteckého mického snímku. Interpretace pedmt a jev z hlediska poteb projektanta pozemkových úprav 1.1 Radiometrické úpravy obrazu Definice: Digitální obraz je obrazová informace pevedená do íslicové formy [1]. Pedpokládejme, že máme snímek uložený v podob digitálního souboru. Na nm je nutno provést radiometrické korekce. Jsou nutné, protože jednotlivé snímky jsou vi sob nestejné. Je to dáno tím, že se neustále mní poloha nosie snímkovací kamery, rzní se délka prchodu paprsk atmosférou než dopadnou na film, rozdíly dané úhlem pohledu a nap. i roním obdobím. Snímky poizované v jarních msících by mly mít podobné vlastnosti jako ty, které byly poízeny na podzim. Na švech mezi jednotlivými snímky i uvnit jejich plochy se provádí radiometrické korekce (úprava barev, jasu,...) proto, aby tyto švy jakož i tónové a hustotní rozdíly nebyly v ortofotomapách vbec patrné. Radiometrická korekce obsahuje zpravidla tyto složky: - opravy dané kalibrací pístroj, - opravy ze zmny intenzity záení, - opravy vyplývající z geometrie snímkového letu, - opravy ze stavu atmosféry. Kalibrace idel se provádí periodicky tak, že se idla zamují na kalibraní lampy, Slunce nebo do tmavého vesmíru. Namené hodnoty se pak pipojují k obrazovým datm a na jejich základ se provádí korekce. Zmna ozáení objekt je dána rznou výškou Slunce pi poizování jednotlivých snímkových ad. Je proto nutné pepoítat hodnoty pixelu na imaginární ozaování objektu ze zenitu. Ze známé výšky Slunce a polohy letounu (snímkovací kamery) v dané dob, získáme zenitový úhel ozaování pedmtu. Hodnota pixelu se pak vypote podle vzorce 12

13 p ( i, j) = p ( i, j) / cos( θ ) orig Opravy vyplývající z geometrie snímkového letu se zavádjí proto, že vzhledem k nekolmosti osy zábru dochází ke zmnám v úhlu ozaování ve skenované ádce. Negativní roli hrají také stíny od vertikáln lenitých objekt. Oprava ze stavu atmosféry je nejkomplikovanjší složkou korekcí. V ideálním pípad je cílem získat absolutní hodnoty odrazivosti. To znamená, aby to, co namí senzor, nebylo ovlivnno atmosférou (nap. drobnými ástekami rozptýlenými v atmosfée). Nejjednodušším zpsobem (to však neznamená, že nejefektivnjším) je porovnání odrazivosti pro istou, hlubší vodu. Ta má v infraerveném pásmu prakticky nulovou odrazivost. Cokoliv tedy v tomto pípad namíme, dá se považovat za píspvek atmosféry a tuto hodnotu pak odeítáme od mených dat na snímcích. Není-li mení na takovou hladinu k dispozici, používá se standardního modelu atmosféry s ohledem na klimatickou zónu a roní období. 1.2 Geometrické transformace Aby bylo možno využít digitální obraz pro fotogrammetrické úely je nutné jej pevést do zvoleného geodetického souadnicového systému na základ transformaních vztah a také odstranit zkreslení obrazového záznamu, dané nestálostí geometrických podmínek v prbhu mení zpsobené jednak zmnami prvk vnjší orientace snímk v adách i bloku leteckých mických snímk a jednak radiálními posuny v dsledku vertikální lenitosti (terénního) reliéfu. Geometrickou korekci lze provádt temi zpsoby [2]: transformací dat na základ pesn známých parametr trajektorie nosie zobrazujícího zaízení pímo do zvoleného souadnicového systému a projekce. Takto probíhá transformace deformovaných dat z lineárních CCD komor za pomoci GPS dat (pijíma pímo na palub letadla) a IMU (Inertial Measurement Unit). Tyto systémy zaznamenávají neustále prvky vnjší orientace, které se pipojují k obrazovým datm, 13

14 pímou geometrickou transformací na základ známých transformaních vztah mezi pixelovými a geodetickými souadnicemi z originálního obrazu se berou ve smru ádek pixely a pomocí transformaních rovnic se vypote jeho nová poloha ve výsledném obraze. Nevýhodou této metody je nepravoúhlost výsledného obrazu a možnost vzniku prázdných míst. Obr. 2 Pímá geometrická transformace [2] nepímou geometrickou transformací na základ inverzních pedchozích vztah a znalosti digitálního modelu reliéfu vychází se z prázdného výsledného rastru nad digitálním modelem reliéfu a na základ inverzních transformaních rovnic se hledá v originálním obrazu pixel, který je vzorem pro pravideln petransformovaný pixel. Tato metoda je nejužívanjší (nebo spíše tou užívanou) práv z dvod pravoúhlého a celistvého výsledného petransformovaného obrazu. 14

15 Obr. 3 Nepímá geometrická transformace [2] Pro výpoet hodnoty obrazové funkce výsledného pixelu se používá tzv. metoda nejbližšího souseda, která spoívá v tom, že do prázdného pixelu v nové matici se piadí hodnota pixelu z pvodní matice, který je nejblíže vypoítanému místu vzoru z transformaního vztahu. V tomto pípad se tedy nevypoítá nová hodnota pixelu, ale pouze se piazuje stejná hodnota jako je v pvodním obrazu. Nevýhodou je, že poloha výstupních pixel mže být prostorov pochybena až o 0.5 pixelu. Proto se ješt používají metody, které poítají hodnotu nového pixelu jako vážený prmr z nejbližších ty (bilineární transformace) nebo šestnácti (bikubická transformace) pvodních pixel. Tyto metody však poskytují odlišné výsledné hodnoty obrazové funkce, což mže nepízniv ovlivnit kvalitativní klasifikaci. Ve fotogrammetrii se užívá kolineární transformace, která definuje stedové promítání a podchytí tak radiální posuny, které jsou zpsobeny výškovým lenním. Je ale teba si uvdomit jak data vznikla a jestli se opravdu jedná o stedové promítání. U elektronických skener s lineárním (pohyblivým) idlem je situace mírn jiná a je nutno užít speciálních postup. V pípad, že tedy známe prvky vnitní orientace komory ( x 0, y 0, f) a pibližné hodnoty neznámých, užijí se následující rovnice [2]: 15

16 16 ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( Z Z r Y Y r X X r Z Z r Y Y r X X r f y y Z Z r Y Y r X X r Z Z r Y Y r X X r f x x = = kde x,y jsou snímkové souadnice, X,Y,Z jsou geodetické souadnice, r ij jsou prvky matice rotace, X 0,Y 0,Z 0 jsou souadnice projekního centra a x 0, y 0, f jsou prvky vnitní orientace komory. Neznámé lze vypoítat iterací a je teba nutno mít minimáln ti vlícovací body. V pípad, že nejsou známy další údaje, je možno užít pímou lineární transformaci. Pro vyíslení neznámých koeficient je však poteba alespo šest vlícovacích bod = = Z c Y c X c b Z b Y b X b y Z c Y c X c a Z a Y a X a x Jelikož se jedná o transformaci mezi 3D prostorem a 2D plochou, je teba mít informace o digitálním modelu reliéfu v daném území nebo jej vytvoit ze stereodvojic leteckých snímk. 1.3 Digitální ortofoto Podstata stedového promítání zpsobuje radiální posuny v obraze, které jsou úmrné pevýšení z zobrazovaného bodu vzhledem k urité srovnávací rovin, jeho radiální vzdálenosti od stedu snímku a mítku snímku, které je v dsledku nestejného pevýšení promnlivé. Aby vzniklo digitální ortofoto, je teba pevést stedové promítání na promítání ortogonální, a to výpotem nových poloh pixel na základ známých pevýšení

17 pixel nad srovnávací rovinou. Výsledný obraz má po této úprav vlastnosti mapy (jednotné mítko) a lze ho použít jako datovou vrstvu do geografických informaních systém (GIS). Obr. 4 Vztah mezi snímkem a ortofotem [2] Pi tvorb ortofota je astým pípadem použití jednoho snímku a známého digitálního modelu reliéfu (dále DMR). Ten však nemusí být dostaten pesný a proto se asto vytváí fotogrammetrickým vyhodnocením stereodvojice. Pro tvorbu DMR je nutné mít výkonný poíta, protože se poítá prostorová poloha každého pixelu zvláš a navíc se používá tzv. obrazová kolerace, která automaticky vyhledává shodné body na pravém a levém snímku, poítá odpovídající horizontální paralaxy a z nich výšky pixel. Pesnost takto urených výšek mže dosáhnout až 0.1 výšky letu h. Obrazová kolerace však selhává na velkých monotónních plochách a v lesních porostech. Dalším problémem mohou být osamocené vysoké stavby jejichž výška se nemní spojit. V lesích se to eší bu odetením prmrné výšky strom v daném míst a nebo, pokud jsou mezi stromy mezery, potom lze výšku reliéfu urit v tomto míst jako výškovou kótu. Ve všech tchto pípadech je ale nutný vnjší zásah operátora a runí editace kostry bod. Dalším samostatným problémem jsou zakryté prostory, které vznikají u vysokých pedmt. Nap. budovy mají perspektivn zkresleny zdi a stechy. Prnik s terénem je však situován správn. ešením je penos obrazu stech nad pdorys. Tím vzniknou bu 17

18 prázdná místa a nebo se vyinterpoluje šum. Lze také použít sousední snímek a vyhodnotit z nj obsah zakrytých prostor na pedchozím snímku. V intravilánech se pro tyto pípady snímkuje s podélným pekrytem až 80 % a píným až 60 %. 1.4 Komplexní pozemkové úpravy, fotogrammetrie a ortofoto Využití fotogrammetrie se týká pedevším fáze zobrazení ešeného území a vlastní tvorby mapových podklad pi zpracování pozemkové úpravy. Následující fotogrammetrické produkty lze využít pro pozemkové úpravy [10]: Vektorové vyhodnocení Výsledkem je vektorový výkres, ve kterém je vyhodnocen polohopis všech viditelných objekt potebných pro zamení ešeného území. Drobné a vegetací i jinými objekty zakryté objekty je nutné domit geodeticky. Digitální model terénu (DMT) Mže být v rzných podobách, nejastji však: Hustá tvercová sí tzv. rastrový typ DMT (míž = grid). Je to automatizovan vyhotovený produkt digitální fotogrammetrie. Obvyklá hustota je 4 m. idší tvercová sí a povinné terénní hrany. Hrany vyhodnocuje operátor ze stereomodel interaktivn. Obvyklá hustota sít je metr (záleží na lenitosti terénu). Vrstevnicový plán (interval základních vrstevnic1 nebo 2m). Území porostlé hustou vegetací je nutné buto domit geodeticky nebo pevzít z digitálního modelu reliéfu a Základní báze geografických dat (ZABAGED) v místech, kde není požadavek na 3. tídu pesnosti (v lesních porostech). Ortofotomapa Ortofotomapa je obraz složený z ortogonalizovaných leteckých mických snímk, který svými vlastnostmi a kartografickým zobrazením spluje požadavky kladené na mapy 18

19 obdobného mítka a polohové pesnosti. Ortofotomapa je v poítai uložena jako rastrový soubor ve formátu TIFF, RGB, JPEG i další, který je možné prostorov umístit (georeferencovat). Tento soubor je pak možno interaktivn zpracovat pomocí programu MicroStation nebo Kokeš tak, že se provede superimpozice s dalšími vektorovými nebo rastrovými daty, jako jsou katastrální a pozemkové mapy, projekt KPÚ nebo jeho vrstvy, vrstevnice, vektorové vyhodnocení a pod. Hlavní výhoda ortofotomapy spoívá v tom, že spojuje vypovídací schopnost leteckých snímk a jejich aktuálnost s pimenou pesností [10]. Projektant využívá ortofoto v první ad pro porovnání stavu souasných mapových podklad (spíše se stavem pi snímkování). Již pi zbžném pohledu je možné identifikovat nap. vtší nálety les, ornou pdu, nové cesty, které ješt nejsou zobrazené v map apod. Terénní pochzkou si pak potvrzuje informace takto zjištné. Následn je možné ortofoto a polohopis ZABAGED použít pro ucelení informací o hranicích pozemkové úpravy. Nejastji se projektanti snaží, aby hranice probíhala po katastrálních hranicích, které jsou v terénu vtšinou zetelné a na ortofotu dobe identifikovatelné (protože jdou po okrajích kultur, stokami a po dalších liniových objektech). Dále mže projektant tímto zpsobem posoudit souasný dopravní systém v zájmovém území, pedevším stav zemdlské cestní sít vetn návazností na státní silniní sí. U polní cestní sít je teba posoudit nejen strukturu souasného zemdlského dopravního systému z hlediska jeho funkce (hustota, technický stav), ale i z pohledu funkce protierozní, krajinotvorné apod., dále pak provést vyhodnocení pšího pohybu obyvatelstva (vycházkové a turistické trasy, nauné stezky apod. V tchto pípadech pedevším rozhoduje spíše vysoká rozlišovací schopnost snímku než polohová pesnost, která je dležitá pro geodetické úely spojené s pozemkovými úpravami. Pro nemapovací úely je také vhodné použít snímky poízené v dob, kdy je území porostlé vzrostlou vegetací a ne, jak je vtšinou obvyklé, v dob vegetaního klidu. Ortofota, pípadn i zvtšené letecké snímky, lze využít již na poátku projekních prací, kdy se provádí definování obvodu pozemkové úpravy a úvodní místní šetení pímo v terénu a také pi místním šetení pi zjišování prbhu vlastnických hranic. Letecké snímky jsou zárove vhodnou pomckou pi upesování následných nejasností v kancelái. Není tedy nutné vyjíždt do píslušného území, což je jak asov, tak i finann nároný úkol [10]. 19

20 2 Digitalizace barevného leteckého snímku 2.1 Základní principy Nejdíve je nutné uvést základní informace o digitálním obrazu a jeho vzniku. První pokusy o automatizaci vyhodnocovacího procesu ve fotogrammetrii v padesátých letech vyústily v zavádní elektroniky do analogových vyhodnocovacích pístroj. Elektronické kolerátory byly pozdji vytlaeny novým prvkem mikroprocesorem, který umožnil pechod na zcela novou technologii vzniku digitálního obrazu. První poítae byly svou kapacitou a rychlostí nedostatené proto bylo nutné s praktickým využitím pokat až do doby prvních kosmických let. K masovému rozšíení došlo v polovin osmdesátých let po vstupu osobních poíta na trh. Ke konci osmdesátých let se tato technologie prosadila i ve fotogrammetrii. Výhody digitálního obrazu byly zejmé: snadný a moderní penos dat, dokonalé kopírování snímk, nové možnosti geometrické a radiometrické transformace, snadnjší odstranní šumu, možnosti pedzpracování obrazu a dokonce i automatického zpracování. Vzhledem k prakticky neomezené podrobnosti územní reality je zapotebí zvolit obrazový element urité a konené velikosti. Pro tuto elementární ástici obrazu se ustálil název pixel (z angl. picture element). Výsledný obraz se skládá z množství na sebe navazujících pixel. Je-li jejich velikost dostaten malá, pak lidskému zraku obraz složený z pixel splývá v plynulý šedotónový obraz. Pixel mže mít rzný tvar i rozmr. Používají se napíklad pixely které mají tvar rovnostranného trojúhelníku i pravidelného n-úhelníku. Vzájemné popsání polohy je ale ponkud komplikované. Proto se nejastji používají pixely, které mají tvar tverce. Definování souadnicového systému je pak jednoduché. Obraz má charakter matice, kde pixely tvoí m ádek a n sloupc a kódová hodnota jednotlivého pixelu je hodnotou matice. [ i, j] = f ( i j) P, kde f(i,j) je hodnota obrazové funkce v i-tém ádku a j-tém sloupci. 20

21 Jestliže je známa skutená velikost pixelu pechod na jejich souadnice v geodetickém referenním systému (georeferencované) je triviální. Obraz musí být georeferncován. 2.2 Vznik digitálního obrazu Digitální obraz mže vzniknout dvojím zpsobem [1]: pímo v digitální podob (primárn) digitalizací analogového obrazu (zpravidla skenováním fotografického snímku). V obou pípadech je ale teba v uritém kroku pevést analogový signál na digitální výstup tzv. vzorkování signálu.problémem je najít správnou frekvenci odeítání hodnot ze spojitého analogového signálu tak, abychom co nejlépe vystihli diskrétními hodnotami prbh takového signálu. Tento problém eší vzorkovací teorém. Pi skenování fotografických snímk je nutno velmi peliv uvážit stupe digitalizace a pesnost skeneru. Pitom je nutné vycházet z rozlišovací schopnosti fotografického materiálu. Skenování s píliš malou velikostí pixelu mže mít za následek zkreslení dat vlivem šumu, naopak pi volb píliš velkého pixelu se ztrácí informace. Obr. 5 Vzorkování signálu [2] 21

22 2.2.1 Primární digitální obraz Získání primárního digitálního obrazu je umožnno idlem, které registruje radiometrické veliiny z oblasti, která je zdrojem záení. Tyto snímané informace jsou následn zapisovány v íselné podob. Jako idel se využívá tzv. prvk CCD (Charge Coupled Device). Tyto prvky se umisují vedle sebe do ádky nebo do matice a jsou to mikroelektronické kemíkové ipy. Detekované elektromagnetické záení pevádjí na napový signál. Zaízení s tmito CCD, prvky používaná ke snímání obrazu, jsou obrazové skenující radiometry (skenery) nebo digitální komory. Skenující radiometr je používán pedevším v dálkovém przkumu Zem, ale zpracování probíhá bžn fotogrammetricky. Nejastji jako družicové stereoskopické zábry. Digitální komory byly používány nejdíve v pozemní fotogrammetrii, ale pozdji i v leteckých aplikacích. Kvalitní matice CCD o velikosti nap x 2048 prvk se objevily teprve ped nkolika lety, ale ihned našly uplatnní (nap. v Hubbleovu vesmírném teleskopu). Rozlišení tchto matic je srovnatelné s rozlišením fotografických materiál (velikost prvku CCD dosahuje až 10-3 µm), ale stále se zatím eká na rozsáhlé kvalitní matice CCD. Problémem je hlavn pesnost sestavení prvk, jejich spolehlivost, souasné spolené odetení a následné rychlé uložení záznamu. Abychom vytvoili obraz o velikosti obvyklé v letecké fotogrammetrii (230 x 230 mm), museli bychom do matice naprosto pesn umístit asi 500 milión stejných idel. Pesto jde v této oblasti vývoj velmi rychle kupedu a digitální komory budou brzo konkurovat fotografickým. Zatím levnjší, již adu let užívané a technologicky zcela zvládnuté je použití skenované klasické fotografie Sekundární digitální (digitalizovaný) obraz Digitalizace analogov poízené pedlohy (nap. leteckého snímku na filmu) probíhá na laboratorních skenerech. Barevné obrazy se skenují rozkladem na 3 barevné složky. Neprsvitné pedlohy se skenují pomocí odraženého svtla lampy nebo laseru. U prsvitných (transparentních) pedloh mže dojít k rozptylu svtla v podložce a k nkolikanásobnému odrazu a výsledkem je nejasný a neostrý obraz. Proto skenování film 22

23 ve fotogrammetrii je teba použít speciálního nástavce s výbojkovým homogenním svtlem. Na trhu skener existují znané rozdíly v cen a kvalit dané jejich pesností a rozlišením. Kvalitní skenery dosahují rozlišení DPI (Dot Per Inch, bod na 1 palec = 2.54 cm). U levných skener, které nabízejí vysoké rozlišení se však nejedná o hardwarové (fyzické) rozlišení ale o softwarové rozlišení (tzv. prázdné zvtšení). Dje se tak nap. na základ dlení pixel nebo interpolací, které mají za následek zvtšení datového souboru. Profesionální skenery vynikají vysokou geometrickou pesností skenování a nabízejí rozlišení DPI (ale také až 8500 DPI). Cena se však pohybuje až v milionech korun, a proto si vtšina menších firem nechává letecké snímky skenovat. Proces je pln automatický a trvá dle nastavení parametr rozlišení 5 30 min. na snímek. Barevné pedlohy se skenují temi postupnými prchody, pokaždé s jiným filtrem,(pro složky RGB) a nebo jednoprchodov za užití tí sad idel s rznými filtry. Tento postup je samozejm tikrát rychlejší. Digitalizovaný obraz se uloží ve zvoleném formátu rastrových dat. Mezi nejznámjší patí TIFF, PCX, IMG, GIF, JPEG, BMP. Formáty se od sebe liší stupnm komprese a strukturou ukládaných dat. Kompresní pomr se pohybuje mezi hodnotami 1/3 1/10. Nkteré formáty jsou navíc ztrátové (nap. JPEG). Ztráta se bžn pohybuje kolem 5 % což je pro bžné poteby zanedbatelné, nikoli však pro fotogrammetrii. Jakýmsi standardem je formát TIFF. Formát MrSid dosahuje dokonce kompresního pomru 1/100, není však šíen bezplatn. Další zpracování digitálního obrazu se provádí na speciálních digitálních fotogrammetrických stanicích oznaovaných zkratkou DPW (Digital Photogrammetric Workstation). Tyto stanice sestávají z výkonného poítae, monitoru, software a zaízení pro stereovidní. 23

24 3 Technologický postup tvorby barevné ortofotomapy s využitím fotogrammetrické stanice Leica DPW 770 Helava a software SOCKET SET u firmy GEFOS a.s. Praha Následující kapitola popisuje postup pechodu od leteckého mického snímku (LMS) k barevnému ortofotu, který je provádn ve firm GEFOS a.s. a je popsán v technologických postupech v souladu s ISO 9001 [9]. 3.1 Skenování LMS jsou skenovány na skeneru, který je pravideln udržován a kalibrován tak aby nedocházelo k chybám vtším než 2 µm v každé ose. Geometrická a radiometrická kalibrace se provádí ped každým projektem. Kritéria pro úspšnou geometrickou kalibraci jsou 2 µm (stední chyba v obou osách), µm (odchylka ve velikosti pixelu má být správn12.5 µm a 0.1 stup v rotaci kamery. Obr. 6 Fotogrammetrické pracovišt a skener ve firm Gefos a.s. v Praze [8] 24

25 Skla skeneru, na která jsou pokládány snímky, jsou zbavena prachu a neistot. Na snímek je nalepen papírový proužek k zakrytí okrajových ástí snímku a snímek se založí citlivou vrstvou ke kamee. Otoení snímku odpovídá umístní snímku v bloku (vtšinou na sever) a provede se vnitní orientace. Nastavení rozsahu skenování musí být takové, aby byly též naskenovány všechny rámové znaky. Následuje nastavení histogramu. Vybere se snímek pibližn uprosted bloku, který obsahuje co nejvíce rzných objekt v území (zástavba, lesy, vodní plochy, pole, komunikace). Potom se vybere zábr poblíž stedu snímku a kurzor umístí na neutrální šedé plošce (nap. na asfaltu). Nastaví se pibližn vhodné množství svtla, provede se vyrovnání barev a pevod na pozitivní obraz. Následn se množství svtla upraví tak aby maximální hodnoty pixelu byly 245 a minimální 15. Gama korekcí se posune vrchol Gaussovy kivky do stedu histogramu. Pak lze spustit skenování. Po naskenování se snímek zobrazí v prohlížei. Snímek musí mít všechny rámové znaky a nesmí na nm být výrazn patrná mížka. Všechna micky potebná místa musí být v intervalu hodnot optické hustoty pixel Pokud v nkterém pípad snímek nevyhovuje, musí se zmnit dorazy nebo provést nadstandardní kalibrace i jinak nastavit histogram a provést nové skenování. Bezprostedn po naskenování se snímky ukládají na magnetickou páskovou pam Aerotriangulace V digitální fotogrammetrické stanici (DPW) se nastaví místní pravoúhlý systém (s odstraováním zkreslení vzniklého zakivením Zem) a minimální a maximální výška terénu v píslušné lokalit. Aktivuje se automatická korekce atmosférické refrakce. Toto neplatí v pípad, že se jde o projekt z oblasti pozemní fotogrammetrie. Vloží se kalibraní údaje ohnisková vzdálenost, souadnice hlavního bodu snímku, souadnice rámových znaek a parametry distorze objektivu. Dále se importují snímky do DPW. Zde se zapíná funkce minifikace. Tato funkce pi plynulém zvtšování a zmenšování ukládá snímky s interpolovanými pixely a tím zmenšuje množství vložených dat. Pi pohledu na zmenšovaný snímek se tak nezobrazuje 25

26 originál, ale takto vytvoený snímek. Tento proces se oznauje jako tzv. snímková pyramida. Provede se vnitní orientace interaktivním zamením dvou rámových znaek. Další znaky se pak již mí automaticky. Stední chyba vnitní orientace by nemla pesáhnout 0.5 pixelu. Následuje relativní orientace. Nastaví se informace o snímkovém bloku, založí se odpovídající soubor vlícovacích bod a zadá se poadí snímkových ad, nadmoská výška letu, prmrná výška terénu, podélný pekryt a rozmr snímku. Poté se zadá sekvence ísel snímk pro každou adu a nastaví vzájemná poloha ad. Soubor dat pro aerotriangulaci se uloží a probhne inicializace snímkového bloku. Snímky se zobrazí na monitoru pracovní stanice a provede se kontrola jejich vzájemné pibližné polohy. Kurzor na snímkové dvojici se nesmí odchylovat o více než 10 % z rozmru snímku od libovoln zvoleného identického bodu. Nastaví se konfigurace orientaních bod, tj. 2 x 9 bod na snímek, a spustí automatické mení spojovacích bod. Poté se musí interaktivn domit spojovací body, které nebyly úspšn identifikovány. Spustí se funkce svazkového vyrovnání a po dosažení potebné konvergence výpotu se zobrazí opravy. Manuáln musí být pemena všechna odlehlá mení, tzn. body s nápadn velkými opravami vi ostatním bodm. Následn se znovu zobrazí snímková dvojice na monitoru a zvolí režim stereoskopické vizualizace. Pozorováním snímkové dvojice musí vzniknout prostorový model bez vertikálních paralax. Po tchto krocích se mže pistoupit k vlastnímu výpotu absolutní orientace. Zamí se tyi vlícovací body ke kterým je nalezen seznam s jejich souadnicemi v cílovém systému (S-JTSK), a provede se výpoet absolutní orientace. Poté se zamí ostatní požadované body. Spustí se svazkové vyrovnání a po dosažení konvergence výpotu se zobrazí opravy. Všechny vlícovací body s velkými opravami v geodetických souadnicích je nutné manuáln pemit. Mezní hodnota opravy je max. 2,5 násobek stední chyby aerotriangulace. V bloku se nesmí vyskytnout okrajové stereomodely bez vlícovacích bod. Pro analytickou aerotriangulaci (AAT) se v každém stereomodelu promuje 12 spojovacích bod v konfiguraci orientaních bod. Signalizované vlícovací body musí být 26

27 rovnomrn rozmístny po celém triangulaním bloku a když to není možné, je teba pistoupit k zamení vlícovacích bod s pirozenou signalizací. Jedním z výsledk AAT jsou souadnice spojovacích bod a schéma AAT Tvorba ortofotomapy Pedpokládá se, že snímky byly správn naskenovány, upraveny, a umístny pomocí aerotriangulace v souadnicovém systému S-JTSK. Pro vytvoení ortofotomapy je nutné mít k dispozici digitální model reliéfu (DMR). Ten lze získat z externích zdroj (nap. DMR ZABAGED distribuovaný Zemmickým úadem v Praze). V pípadech aplikací ortofotomap pi komplexních pozemkových úpravách se však asto DMR vyhodnocuje ze stereodvojic tchže snímk, které pak budou diferenciáln pekresleny (ortogonalizovány) pi tvorb ortofotomapy. V takovém pípad se uzaveným polygonem vyznaí zájmové území. Velikost DMR nesmí pesahovat 1 milión bod. Proto u vtších zájmových ploch je lze rozlenit nap. na budoucí mapové listy. Pro snímky do mítka 1 : 5000 je zapotebí volit hustotu bod tvercové sít alespo 2 m, pro snímky kolem 1 : postaí hustota bod m. Tvorba DMR se realizuje spuštním automatického mení terénu (ATE), které ovšem vytvoí digitální model povrchu (vetn strom staveb apod). Ten je nutné interaktivn editovat pomocí bodových, liniových a plošných editaních nástroj. Výškový rozdíl mezi výškou namenou manuáln na stereomodelu a výškou z automatizovan vyhotoveného DMR nesmí u dobe identifikovatelných bod pesahovat hodnotu 1,4 x M 0, kde M 0 je stední chyba v poloze budoucího ortofota. Tento automatický postup se používá jen pro pípady tvorby ortofotomapy. Vlastní postup tvorby ortofotosnímk, tj. diferenciáln pekreslených snímk neboli ortogonalizovaných snímk, byl již popsán v odstavci 1.5. Každý snímek byl pekreslen zvláš v uzaveném polygonu vymezujícím území, které vstoupí do ortofotomozaiky. Na styku sousedních polygon (švy) musí linie vlastnických a užívacích hranic resp. komunikací a vodních tok plynule navazovat. Švy se vedou zejména po pirozených liniích (rozhraní kultur, vodní toky, apod.), piemž se vyhýbají budovám a okrajm snímk. Šev se vede pibližn stedem pekrytu sousedních snímk. V softwaru Socket Set se používá nástroj Mosaic. Vstupy do tohoto programu tvoí seznam snímk, digitální model reliéfu a databáze šv. Po zadání souadnic roh mapových list dle jejich požadovaného kladu se automatizovaný proces spustí. Jestliže se 27

28 nkde vyskytují mimoúrovová kížení, používá se speciální postup, kdy se vytvoí ortofoto dvakrát - jednou celý mapový list s DMR ve spodní úrovni a potom výez blízkého okolí s DMR v úrovni vyšší. Obrazy jednotlivých pater se fyzicky spojí nap. pomocí programu PhotoShop. Na závr se provádí konené úpravy ortofotomap. Jedná se zejména o barevné pechody mezi snímky, které nesmí být patrné. Taktéž se vytvoí pehledná ortofotomapa celé lokality s menším rozlišením. Obr. 7 Šikmý a kolmý snímek [8] Obr. 8 Ukázka ortofotomapy z nabídky firmy Gefos a.s. [8] 28

29 4 Rozbor polohové pesnosti ortofotomapy 4.1 Zdroje dat Pro rozbor polohové pesnosti bylo nutné opatit si již vytvoené ortofotomapy a odpovídající geodetická mení polohopisu v zájmových lokalitách. Na tvorb použitých barevných digitálních ortofotomap s rozlišením 20 cm v území spolupracovaly firmy Gefos a.s. a GEODIS Brno, s.r.o. Ob firmy se potom njakou dobu vzájemn vázaly dohodami o následném použití tchto ortofotomap. Snímkování bylo organizováno po produkních blocích, které primárn tvoily 4 sdružené listy Státní mapy 1 : , takže tvoily produkní blok o velikosti 40x50 km v symetrickém uspoádání ad a snímk v mítku 1 :15 100, pi vzdálenosti sousedních ad a=2500 m, délce vzdušné základny fotografování b=1388,9 m a zvoleném podélném pekrytu p=60 % a píném q=28 % v nominálních hodnotách s 16 adami a 592 snímky v každém bloku. Následn jsou souhrnn uvedeny technické informace o tchto ortofotomapách: - barevné digitální ortofoto, rozlišení 0,20m/pixel v území, - rok snímkování 2004, LMS o formátu 23 x 23 cm, mítko 1:15 100, - f= 305 mm, f = 153 mm nebo f = 152 mm - GPS/IMU poskytly prvky vnjší orientace mené za letu, - dráhy rovnobžné s osou Y-JTSK, 8 ad na SM50, p = 60 %, q = 28 % - skenování 14 µm nebo 15,5 µm - digitální bloková aerotriangulace podle programu MATCH AT - DMR vlastní - dodací jednotka po listech katastrální mapy 1: 2000 v kladu S-JTSK - formát TIFF, TWF Geodetická mení byla provedena v letech firmou Gefos a.s. Tém všech použitých mení se diplomant osobn úastnil. Provedená mení svou pesností odpovídají požadavkm na mení pro úely katastu nemovitostí, tzn., že stední souadnicová chyba nepekrauje 0,14 m. 29

30 4.2 Zájmové lokality Pedmtem rozboru pesnosti mže být až deset katastrálních území v Jihoeském kraji, která se nacházejí na 45 listech Státní mapy 1 : 5000 (SM5). Jsou to následující katastrální území s uvedeným rokem mení: Název katastrálního území Rok mení Horusice 2005 Libjice 2003 Nemyšl 2003 Poín 2005 Prudice 2003 Rojšín 2003 ípec 2005 Stítež u Kaplice 2003 Sudomice u Tábora 2003 Tchoovice 2004 Tab.1 Zájmová katastrální území Na obr. 8 je vidt prostorové rozložení zájmových lokalit. Obr. 9 Rozmístní testovaných katastrálních území Dále se uvádí tabulka využitelných list ortofotomapy v kladu SM5, které leží ve výše uvedených zájmových lokalitách. 30

31 Oznaení ML SM50 Oznaení ML SM5 Použitá kamera Blatná 7-4, 7-5, 8-3, 8-4, 8-5, 9-3, 9-4 Intergraph RMK TOP 30, f = 305 mm eské Budjovice 8-4, 8-5, 9-4, 9-5 Intergraph RMK TOP 15, f = 153 mm eský Krumlov 4-3, 4-4 Zeiss LMK 15, f = 152 mm Kamenice nad Lipou 6-0, 7-0, 7-1, 8-0, 8-1 Intergraph RMK TOP 30, f = 305 mm Sobslav 5-1, 5-2, 6-1, 6-2 Intergraph RMK TOP 30, f = 305 mm Tábor 2-3, 2-4, 2-5, 3-3, 3-4, 3-5, 4-3, 4-4,4-5 Intergraph RMK TOP 30, f = 305 mm Veselí nad Lužnicí 2-0, 2-1, 3-0, 3-1, 4-0, 4-1, 4-3, 4-4, Intergraph RMK TOP 15, 5-2, 5-3, 5-4, 6-2, 6-2, 6-3, 6-4 f = 153 mm Tab.2 Využitelné listy ortofotomap Obr. 10 Pehledka použitých snímkovacích kamer v jihoeském kraji 31

32 4.3 Postup a poznatky pi rozboru pesnosti Pro rozbor pesnosti byly použity programy Microstation firmy Bentley a Kokeš firmy Gepro. Všechna geodetická mení zájmových lokalit byla pvodn ve formátu *.dgn, který používá program MicroStation. Mení byla tedy v deseti výkresových souborech po jednotlivých katastrálních územích. Jednotlivá ortofota byla v rastrovém formátu *.tif, o velikosti cca 375 MB/mapový list. Protože program Kokeš lépe (rychleji) pracuje s takto velkými rastrovými soubory, byly soubory s výkresy mení postupn pevádny z formátu *.dgn do formátu *.vyk v prostedí Kokeš. Tento pevod bohužel nebyl vždy bezchybný a nkdy docházelo dokonce k posunu souadnic bod. Proto bylo požíváno jak výkresu ve formátu *. vyk v programu Kokeš tak výkresu ve formátu *.dgn v programu MicroStation. V programu Excel firmy Microsoft byly vytvoeny tabulky do kterých byla zapisována data o poloze jednotlivých bod a následn z nich odvozeny další výsledky. Postupn byly na ortofotu vyhledávány zeteln identifikovatelné body a snímány kurzorem jejich souadnice. Mezi tyto body (objekty) patily nap. sloupy elektrického vedení v polní trati, melioraní šachty (skruže), zeteln identifikovatelné rohy budov i rohové sloupky plot apod. Každý typ bodu má však urité nevýhody. U sloup elektrických vedení bývá kolem nho jakýsi ostrvek neorané, neplodné pdy, který stžuje identifikaci prniku se zemí. Zavádjící mže být také stín, který sloup vrhá, ale nkdy mže být naopak nápomocný v identifikaci prniku se zemským povrchem. Melioraní skruže jsou pikryty jakousi betonovou kruhovou poklicí. U tchto skruží se zamuje (vyhodnocuje) jejich sted. V pípad, že betonová poklice skruže není koncentrická, mže pi odvození souadnic z ortofota vzniknout chyba. Dobe identifikovatelných roh budov není píliš mnoho. asto jsou pekryty penívajícím stešním pláštm. U sloupku plot je nejistota, že pi zamování nebyl men vlastní sloupek, ale napíklad podezdívka plotu a ta se mže od sloupku lišit nap o 10 cm. Velkou roli zde hraje také zkušenost s ortofoty a fotogrammetrií lovka, který souadnice z ortofota odvozuje a identifikuje body, i to, zda v dané lokalit provádl sám geodetická mení a ví jak objekty vypadají. 32

33 Jednotlivé body byly íslovány v rámci katastrálního území a to dvanáctimístným íslem bodu, kde na zaátku (první ti místa) je uvedeno íslo katastrálního území, potom následuje pt nul (v íslování v katastru nemovitostí jsou tyto pozice ureny pro íslo nártu) a poté tyi místa pro íslo bodu. Nap. bod íslo je sedmý zamený bod v ad v k.ú. Horusice. Po odsunutí a uložení souadnic, byla zapnuta kresba výkresu se zamenými body. Do pipravené tabulky byly zapsány jejich souadnice z geodetického zamení (KK = 3), které lze pro tento úel považovat za správné. Z jejich rozdíl byla pomocí pythagorovy vty vypotena délka chybového vektoru a jeho smrník. Program Microstation i program Kokeš umožují mit vzdálenost mezi dvma body (zamené geodeticky a z ortofotomapy). Tato vzdálenost byla použita pro kontrolu vypotené. Tabulky s tmito hodnotami a se zpracováním jsou souástí píloh A J. Ná obrázcích jsou uvedeny píklady tohoto sbru dat. 33

34 Obr. 11 Sloup elektrického vedení 34

35 Obr. 12 Melioraní šachta (skruž) 35

36 Obr. 13 Roh budovy a sloupek plotu 36

37 4.4 Výsledky rozboru pesnosti (komentá k tabulce 3.) Z hlediska výskytu systematických chyb (c), výrazn i minimáln ovlivujících hodnotu úplných stedních chyb m x a m y i výslednou stední souadnicovou chybu 2 2 m = 0,5* ( m + m ) v tabulce 3, lze 10 zkoumaných katastrálních území rozdlit na 3 xy skupiny. x y A. Nemyšl m xy = 0,31 m (f = 305 mm) Poín m xy = 0,51 m (f = 305 mm) Rojšín m xy = 0,32 m (f = 153 mm) Tchoovice m xy = 0,39 m (f = 305 mm) prmr m xy = 0,38 m systematické chyby nevýznamné B. Horusice m xy = 0,46 m (f = 153 a 305 mm) c y = - 0,50 m Libjice m xy = 0,54 m (f = 305 mm) c y = - 0,49 m, c x = 0,45 m Prudice m xy = 0,38 m (f = 305 mm) c y = - 0,40 m ípec m xy = 0,54 m (f = 305 mm) c y = - 0,58 m Sudomice m xy = 0,61 m (f = 305 mm) c y = - 0,59 m prmr m xy = 0,506 m C. Stítež m xy = 0,98 m! (f = 152 mm) c y = - 1,21 m!, c x = -0,42 m Skupina A zahrnuje 4 lokality, kde nebyly nalezeny významnjší systematické chyby v georeferencování ortofotomapy zhotovené z LMS v mítku 1 : s rozlišením 0,20 m v území. Prmr stedních souadnicových chyb svdí o tom, že polohová pesnost ortofotomapy odpovídá s rezervou kódu kvality (KK) 5, tj. 0,50 m. Skupina B zahrnuje 5 lokalit, ve kterých byly zjištny systematické chyby blížící se nebo nepatrn pevyšující stední souadnicovou chybu m xy. Prmr 0,506 m svdí o blízkosti KK5, ale bez rezervy. 37

38 Lokalita Stítež u Kaplice ve skupin C se vyznauje významnými systematickými chybami (zejména c y ) zpsobenými se znanou pravdpodobností horšími výsledky digitální analytické aerotriangulace (AAT), což by mly ukázat odpovídající zbytkové chyby na výchozích vlícovacích bodech po jejím provedení. Je mén pravdpodobné, že tak velké systematické chyby by byly zpsobeny nepesným digitálním modelem reliéfu pi tvorb ortofotomapy (viz. kapitola 8). Proto je velmi prospšné a nutné ped použitím píslušné ortofotomapy se seznámit s protokolem AAT a s rozložením výchozích vlícovacích bod v bloku triangulovaných snímk, jakož i s velikostí zbytkových chyb po transformaci bloku na tyto body. 38

39 Katastrální území Horusice Libjice Nemyšl Poín Prudice snímkovací kamera f = 305/153 mm f = 305 mm f = 305 mm f = 305 mm f = 305 mm systematická chyba c [m] -0,50 0,01-0,49 0,45 0,09-0,03-0,04 0,09 0,00-0,40 úplná stední chyba m [m] 0,61 0,22 0,57 0,51 0,36 0,27 0,54 0,48 0,25 0,47 min. [m] -1,53-0,63-1,19-0,03-0,80-0,74-1,50-1,69-0,49-0,88 max. [m] 0,05 0,49-0,07 0,94 0,65 0,48 0,69 0,89 0,60 0,10 náhodná chyba [m] 0,35 0,22 0,29 0,23 0,34 0,26 0,54 0,47 0,25 0,26 stední souadnicová chyba mxy [m] 0,46 0,54 0,31 0,51 0,38 poet bod <-m;+m> [%] 80,49 75,61 65,22 60,87 62,07 62,06 80,00 84,00 76,19 61,90 <-2m;+2m> [%] 90,25 92,69 95,65 100,00 96,56 96,54 88,00 96,00 95,24 100,00 <-3m;+3m> [%] 100,00 100,00 100,00-100,00 100,00 100,00 96,00 100,00 - nad ±3m [%] , Sudomice u Katastrální území Rojšín ípec Stítež u Kaplice Tábora Tchoovice snímkovací kamera f = 153 mm f = 305 mm f = 152 mm f = 305 mm f = 305 mm systematická chyba c [m] -0,14 0,01-0,58-0,09-1,21-0,42-0,26-0,59 0,26-0,07 úplná stední chyba m [m] 0,31 0,33 0,64 0,41 1,28 0,56 0,46 0,73 0,34 0,44 min. [m] -1,13-0,39-1,27-1,11-1,96-1,07-1,40-1,78-0,22-1,69 max. [m] 0,21 1,20 0,16 1,22 0,37 0,93 0,08 0,07 0,72 0,73 náhodná chyba [m] 0,28 0,33 0,27 0,40 0,41 0,36 0,38 0,42 0,22 0,44 stední souadnicová chyba mxy [m] 0,32 0,54 0,98 0,61 0,39 poet bod <-m;+m> [%] 84,62 76,93 60,47 76,93 62,50 55,00 81,82 68,18 62,16 83,78 <-2m;+2m> [%] 96,16 96,16 100,00 96,16 100,00 100,00 90,91 95,45 94,59 94,59 <-3m;+3m> [%] 96,16 96,16-96, ,46 100,00 100,00 97,29 nad ±3m [%] 100,00 100,00-100, , ,00 Tab.3 Výsledky rozboru polohové pesnosti ortofotomapy 39

40 5 Cíle a postupy pozemkových úprav v eské republice Definice: Pozemkovými úpravami se ve veejném zájmu prostorov a funkn uspoádávají pozemky, scelují se nebo dlí a zabezpeuje se jimi pístupnost a využití pozemk a vyrovnání jejich hranic tak, aby se vytvoily podmínky pro racionální hospodaení vlastník pdy. V tchto souvislostech se k nim uspoádávají vlastnická práva a s nimi související vcná bemena. Souasn se jimi zajišují podmínky pro zlepšení životního prostedí, ochranu a zúrodnní pdního formátu, vodní hospodáství a zvýšení ekologické stability krajiny. Výsledky pozemkových úprav slouží pro obnovu katastrálního operátu a jako závazný podklad pro územní plánování [3]. Pedmtem pozemkových úprav jsou všechny pozemky v jejich obvodu bez ohledu na dosavadní zpsob využívání a existující vlastnické a užívací vztahy k nim. Provádjí se zpravidla formou komplexních pozemkových úprav. Je-li nutné vyešit pouze nkteré hospodáské poteby nebo pokud se týkají jen ásti katastrálního území, provádjí se formou jednoduchých pozemkových úprav. 5.1 Historie pozemkových úprav a dvody jejich dnešní poteby Pro pochopení nutnosti komplexních pozemkových úprav v dnešní dob a k jejich uskuteování je velmi dležité znát historický vývoj, kterým krajina a i pozemky prošly. Ve století byly na našem území osidlovány okrajové ásti našich historických zemí, aby pda pinášela svým vlastníkm zisk. Vlastníky byli panovník a feudálové. Nájemce pozemk byl nesvobodný na nesvobodné pd. Tato doba se nazývá kolonizace vnitní. Po ní následovala tzv. kolonizace velká, kdy byly rozdlovány pozemky v okrajových ástech republiky. Nájem byl sjednáván ústn, byl neddiný a kdykoliv vypovditelný. Nájemci byly také asto cizinci, pevážn Nmci. To je také poátek problém v Sudetech. Nájemce byl osobn svobodným na nesvobodné pd. Osidlování provádl zjednaný mi. Ten stanovil plochy pro osadu, lesy, ornou pdy, cesty apod. Nájem byl sjednán písemn, byl ddiný a nevypovditelný. Jednalo se tedy o jakési pedchdce dnešních pozemkových úprav. Takto se postupovalo až do zaátku 18. století. Poté byla vrchností zabírána pda nezakoupeným nájemcm. 40

41 V letech probíhá tzv. Raabizace pojmenovaná podle autora návrhu kanclée Františka Antonína Raaba. Pda korunních (státních) statk, jezuitských, církevních a královských mst byla rozparcelována mezi poddané. Byly vyhotoveny mapy, provedeno íslování parcel a bonitace pdy. Tm, kteí nemli vlastní pdu, byla pidlena a stala se ddnou. Písemný operát byl pedchdcem pozdjšího stabilního katastru a pozemkové knihy. Robotní povinnost poddaných se zmnila na penžní platby. Státní i církevní pda zstala již trvale rozparcelována. Od roku 1817 byl podle císaského patentu budován Stabilní katastr. Pedpokládalo se, že tento operát bude platit po dlouhou a proto název stabilní. Pozemky byl omezníkovány kamennými mezníky, geometricky zameny a ocenny. Operát tohoto katastru je základem dodnes používaných map (tém 70 % souasného území R) a umožnil pozdji provádní snad nejpokrokovjších pozemkových úprav v Evrop. V roce 1848 bylo císaským patentem zrušeno poddanství a roboty. Obhospodaovatelé pozemk se stali jejich majiteli a museli je uhradit. K tomu ovšem asto nedocházelo. Tam kde nebyla provedena Raabizace, byly pozemky nových vlastník rozptýlené, nevhodných tvar a nebyly pístupné z veejných cest. V dsledku ddní, prodeji a výstavb cest docházelo k jejich dlení a rozmlování. Jelikož to mlo za následek zhoršení produktivity v zemdlství, pistoupilo se ke scelování. Nejprve to bylo tzv. scelování dobrovolné. K jeho zapoetí byl nutný souhlas všech vlastník dotených pozemk. Pozdji se pistoupilo k scelování úednímu, provádnému státními orgány ze zákona. Ukázalo se, že scelování je pínosem pro úspšné zemdlství.dobrovolné scelování bylo provedeno nejprve v nkolika obcích na Morav. Jelikož se prokázalo, že není možné velmi asto dosáhnout souhlasu 100% vlastník, byl v roce 1883 vydán íšský rámcový scelovací zákon. Scelování se pak provádlo na základ požadavku alespo poloviny potu majitel pozemk. Tyto scelovací práce se provádly zejména na Morav a ve Slezsku. V echách se je podailo uskutenit pouze ve dvou obvodech! Takto se pokraovalo až do nmecké okupace. V roce 1948 byl vydán nový scelovací zákon. 47/1948 Sb. zvaný unifikaní. Protože však v únoru 1948 pišel komunistický pevrat, v praxi se již neuplatnil. Následuje období s jehož následky se budeme potýkat ješt velmi dlouho. Zákon. 47/1948 sb. byl nahrazen vyhláškou. 47/1948 Sb. a vládním naízením. 47/195 Sb.Pozemkové úpravy na 41

42 podklad vlastnictví skonily a rozhodovalo pouze užívání pozemk. Pro ucelení držby vznikajících JZD se provádly hospodásko technické úpravy. Komplexní pozemkové úpravy, které mly pihlížet ke krajin a bránit erozi, se vbec neprovádly, i když metodika zpracována byla. Vlivem politických nátlak bylo hlavním cílem pevedení pozemk do státního i družstevního sektoru. Poté probíhalo scelování nov vzniklých JZD, které mlo za následek rozorávání mezí a tím neúmrné zvtšování pozemk. Tím se také zvyšovala pdní eroze, zneišovaly se povrchové a spodní vody a porušily se mimoprodukní funkce krajiny. V letech dále probíhalo období tzv. koncentrace, kooperace a specializace. Zemdlské podniky byly sluovány do nepirozených gigant o výmrách až ha a krajina se vtšinou stává dílem traktorist, kteí ji pizpsobovali ke snadnjšímu orání. Po sametové revoluci byl v roce 1991 vydán zákon. 229/1991 Sb. známý jako zákon o pd a zákon. 284/1991 Sb., o pozemkových úpravách a pozemkových úadech. Zákony byly doplnny novelami, dodatky a dalšími souvisejícími zákony a jejich aplikací je možné opt provádt komplexní pozemkové úpravy na základ respektování vlastnických vztah. Zemdlský majetek byl vracen restitucemi a je umožnno obnovovat životní prostedí, které bylo neblaze ovlivnno dívjší érou. V roce 2002 byl vydán zákon. 139/202 sb. o pozemkových úpravách a pozemkových úadech. Podle nj se pozemkové úady pevádjí do psobnosti ministerstva zemdlství R. Souasné pozemkové úpravy jsou stále astji chápány jako nezastupitelná innost pro zavedení poádku ve vlastnictví pozemk, jehož zprhlednní je také jedním ze základních požadavk EU. Komplexní pozemkové úpravy umožují ešení protierozní ochrany, ochranu a tvorbu krajiny, vytváení podmínek pro úelné a ekonomické hospodaení, eší rychlou a bezpenou zemdlskou dopravu, potebnou úpravu vodohospodáských pomr, vytváejí podklady umožující erpání finanních zdroj z EU, jsou jednou z mála možností obnovy katastrálního operátu novým mením (extravilán). Pozemky vrácené restitucemi vlastníkm jsou vtšinou zorány do velkých celk, bez pístupu. Bez provedení pozemkové úpravy je nelze samostatn obdlávat, ani pronajmout, ani prodat [3]. 42