VŠB-TU Ostrava Referát do předmětu GIS Zpracoval: Petr Heinz DIGITÁLNÍ FOTOGRAMMETRIE

Transkript

1 VŠB-TU Ostrava Referát do předmětu GIS Zpracoval: Petr Heinz DIGITÁLNÍ FOTOGRAMMETRIE

2 Obsah Úvod do fotogrammetrie Základy fotogrammetrie Rozdělení fotogrammetrie Letecká fotogrammetrie

3 Úvod do fotogrammetrie Fotogrammetrie je měřící metoda, při které se geometrický tvar části zemského povrchu neurčuje v terénu, ale na jeho obraze (fotografii) Tyto snímky se vyhodnocují fotografickými komorami U pozemní fotogrammetrie fototeodolit U letecká fotogrammetrie letecká fotokomora

4 Úvod do fotogrammetrie Úlohou fotogrammetrie je rekonstrukce tvaru, velikosti a polohy terénu (objektu) z jeho obrazu Na základě fotografických snímků odvodit jeho rovinný zobrazení, nejčastěji mapu

5 Úvod do fotogrammetrie Fotogrammetrie se používá v geodezii a kartografiim, pro vyhotovení map v měřítku od 1:1 000 do 1: Další uplatnění astronomii, meteorologii, polnohospodářství, lesnictví, geologii, kriminalistice, balistice, archeologii a zdravotnictví

6 Rozdělení fotogrammetrie podle polohy a) Pozemní b) Letecká c) Kosmická d) Podmořská

7 Rozdělení fotogrammetrie podle počtu vyhodnocovaných snímků a) Jednosnímková Slouží k určení jen rovinné souřadnice předmětu b) Dvousnímková Slouží k vyhodnocení prostorové souřadnice objektu

8 Rozdělení fotogrammetrie podle způsobu zpracování snímků a) Metody analogové využívá pro vyhodnocení opticko-mechanických zařízení b) Metody analytické převádí snímkové souřadnice do geodetických pomocí prostorových transformací, které se řeší na počítačích c) Metody digitální využívá jako vstupní informace digitální obraz.

9 Rozdělení fotogrammetrie podle druhu záznamu výstupních hodnot a) Grafické Na kreslící stůl se v reálném čase vykreslují vyhodnocená data b) Číselné (numerické) automatický záznam zájmových souřadnic na paměťové medium výsledkem je vektorový nebo bitmapový soubor

10 Letecká fotogrammetrie Vybavení Nosič Snímkovací zařízení Nosič letadlo s co nejvyšším dostupem a relativně nízkou rychlostí. Např. CESSNA, IL, DORNIER s rychlostí 110 až 360 km/hod a s dostupem m

11 Letecká fotogrammetrie

12 Letecká fotogrammetrie Další nosiče Vrtulník vzhledem k velkým vibracím využívá pro neměřické účely Horkovzdušné balóny a vzducholodě Modely letadel Pro detailní snímky z malých výšek

13 Fotografické kamery Základní rozdělení: Řadové kamery jednoobjektivové a víceobjektivové (multispektrální) Štěrbinové kamery Panoramatické kamery Digitální

14 Fotografické kamery Ohnisková vzdálenost objektivů Čím je větší ohnisková vzdálenost tím je větší měřítko snímku a tím je preciznější zobrazení terénu. Běžné hodnoty ohniskové vzdálenosti 115 až 210 mm Komory s extrémní ohniskovou vzdáleností od 30 mm do 3 m

15 Fotografické kamery Čím je f kratší, tím větší je obrazový úhel a tím větší území se na snímku zobrazí Dělení: Normální do 70 Širokoúhlé Rybí oka nad 180

16 Základní způsoby navigace při leteckém snímkování Palubní způsob navigace Radiolokační způsoby navigace Družicová navigace

17 Palubní způsob navigace vizuální navigace z paluby letadla

18 Radiolokační způsob navigace Tzv. pozemní Například SHORAN, HIRAN LORAN, RATAN řízení rovnoběžných letových drah. Dvě pozemní vysílací stanice a přijímač v letadle spojené počítačem, který určuje vzdálenost letadla od stanic v okamžiku expozice.

19 Družicová navigace GPS, GLONASS kinematické určování polohy. Příklad komor - Wild RC 20, Wild RC 30, Zeiss RMK TOP, LMK 2000

20 Snímkový let Řadové snímkování Letadlo přelétává nad vymezeným územím podél středových linií vzájemně rovnoběžných pásů - řad. Udržuje stabilní výšku letu nad terénem, směr a rychlost. Kamera exponuje v pravidelných intervalech Pořizují se zpravidla svislé letecké snímky s podélným a příčným překryvem. Překryv se vyjadřuje v procentech plochy společně zobrazené na sousedních snímcích.

21 Snímkový let Podélný překryv překryv dvou následujících snímků v jedné řadě Pohybuje se kolem 60% Příčný překryv 25-30% zabezpečuje, aby při odchýlení dráhy letadla nevznikla mezi sousedními řadami mezera

22 Snímkový let

23 Základní etapy leteckého fotogrammetrického snímkování Příprava projektu Geodetické práce v terénu Přesnost určení souřadnic vlícovacích a podrobných bodů Letecké měřické snímkování Zpracování plánu letu Plánování letu Provedení leteckého snímkování Kontrola výsledků leteckého snímkování

24 Projekt snímkového letu Vychází z rozboru požadavků zadavatele Řeší se tyto úlohy: rozsah geodetických prací v terénu před vlastním snímkováním měřítko leteckého snímkování parametry skenovaných snímků především rozlišení metodika analytické aerotriangulace způsob mapování polohopisu způsob mapování výškopisu postup překreslení snímků a tvorby ortofoto rozsah následných geodetických eventuelně dalších souvisejících prací

25 Geodetické práce v terénu Identifikace, signalizace a zaměření souřadnic vlícovacích a kontrolních bodů Počet bodů a jejich rozložení je určeno požadovanou přesností fotogrammetrických výstupů

26 Přesnost určení souřadnic vlícovacích a podrobných bodů Střední chyby vlícovacích bodů (m) v poloze a ve výšce Měřítko mapy Vlícovácí body Podrobné body Mxy Mz Mxy Mz 1 : ,06 0,05 0,14 0,15 1 : ,12 0,10 0,26 0,20 1 : ,26 0,20 0,50 0,40

27 Letecké měřické snímkování Volba měřítka snímků je provedena předem na základě požadavků zadavatele. Vychází se z požadované přesnosti a z měřítka mapování Vhodná měřítka snímků pro mapování: Mapa Rozměr listu Měřítko snímku Snímků / mapu Řad / mapu 1 : x 500 m 1 : : x 1000 m 1 : : x 2000 m 1 :

28 Zpracování plánu letu Parametry určené z tabulek: Vzdálenost mezi expozicemi snímků Odstup snímkových řad Zakreslení hranic snímkovaného území plánu snímkování Kontrola pokrytí území Následuje soutisk plánu snímkování s navigační mapou.

29 Plánování letu Základní parametry požadované měřítko výsledné mapy způsob vyhotovení a také přesnost dostupných přístrojů Řada dalších parametrů Počet snímkových pásů Příčný a podélný překryv Výška letu Počet snímků v páse a celkový počet snímků

30 Provedení leteckého snímkování Předchází předletová příprava Vyhodnocení předpovědi počasí Kontrola funkčnosti všech elektronických zařízení Dodání letového plánu na řízení letového provozu příslušného letiště Letoun je vybaven dvěma systémy GPS Běžná navigace Vlastní snímkování impulzy kameře k provedení expozice

31 Provedení leteckého snímkování Navigační počítač kontroluje informace o okamžité rychlosti letadla a o jeho snosu. Tyto informace jsou posílány kameře, která jich používá ke kompenzaci tzv. smazu. Smaz vzniká v důsledku pohybu letadla během otevření uzávěrky. Umožňuje to provádět snímkování i ve vysokých rychlostech a malých výškách

32 Kontrola výsledků leteckého snímkování Z měření GPS lze po letu provést přesné vyhodnocení trajektorie dráhy. Je provedena kontrola expozičních časů. V tzv. postprocesingu lze určit souřadnice expozic s přesností lepší než 0,1 m Po kontrole záznamu letu je provedeno vyvolání filmu

33 Souřadnicové soustavy ve fotogrammetrii Dělení dle orientace osy záběru Svislé Šikmé Ploché Horizontální

34 Souřadnicové soustavy ve fotogrammetrii

35 Příklady využití leteckých snímků pro tvorbu ortofotomap pro fotogrammetrické mapování pro tvorbu digitálního modelu terénu

36 Ortofotomapa

37 Fotogrammetrické mapování

38 Pro tvorbu digitálního modelu terénu

39 Několik poskytovatelů leteckých snímků v ČR ARGUS GEO SYSTÉM, s.r.o. Geodis, s.r.o. Gespol, s.r.o. A další

40 Použitá literatura Masarykova univerzita v Brně Základy fotogrammetrie Odkaz na stránky předmětu Vysoká škola Báňská Hornicko-geologická fakulta Odkaz na dokument SPŠS v Žilině Učební text k předmětu Fotogrammetrie a DPZ

41 Děkuji za pozornost