GlobeProjection. Technická dokumentace a manuál k programu pro kartografickou projekci digitalizovaného glóbu do rovinné mapy

Transkript

1 GlobeProjection Technická dokumentace a manuál k programu pro kartografickou projekci digitalizovaného glóbu do rovinné mapy Jan Řezníček, Karel Pavelka ČVUT v Praze Thákurova Praha 6 tel.: (+420) fax: IČ: DIČ: CZ Bankovní spojení: KB Praha 6 č.ú /0100

2 Úvod Program digitalizace glóbů byl vytvořen z důvodu výzkumu levné metody prostorové dokumentace historických objektů metodou IBMR (image based modelling and rendering). Specialitou v oblasti fotogrammetrie je kartografická dokumentace historických tisků a glóbů. Snahou bylo pomocí bezkontaktní fotogrammetrické metody dokumentovat ve vysokém rozlišení historické archiválií v podobě glóbů. Ty byly snímkovány digitálním kalibrovaným fotoaparát s rozlišením 15MPix; jednalo se stovky snímků, vždy s posunutím glóbu okolo osy o malý úhel. Ze snímků byl vytvořen 3D model, který byl kartograficky rozvinut do plochy. Druhou fází bylo rozvinutí o známých souřadnicích virtuálně vizualizovat a uzpůsobit tak, aby bylo možno s modelem pohybovat a zvětšovat ho. Projekt měl významné výsledky, i když původně nebyl koncipován jako projekt a neměl ambice provádět digitalizaci glóbů. Přesto se naše metoda ukázala jako použitelná, nízkonákladová a dostatečná k účelům virtuální prohlídky. Vytvořen byl software, který je dále popsán. Možní pokračovatelé digitalizace glóbů tak mají možnost jednoduchou metodou v této ušlechtilé práci pokračovat. Program slouží k projekci digitalizovaného glóbu do rovinné mapy za využití Mercatorova nebo Wernerova zobrazení. Mercatorovo zobrazení je konformní válcové zobrazení. V Mercatorově zobrazení se loxodroma (čára protínající poledníky pod stejným úhlem) jeví jako přímka, toho se využívalo především v námořní navigaci. Wernerovo srdcové zobrazení je případem nepravého kuželového zobrazení, je ekvivalentní. Zobrazení bylo hojně využíváno v 16. a 17. století pro mapy světa. O programu Program byl vytvořen v rámci projektu NAKI DF13P01OVV002 Nové moderní metody dokumentace památkových objektů a je k dispozici bezplatně na stránkách projektu Proces tvorby mapy Program vytváří rovinnou mapu z 3D modelu glóbu. Zobrazí 3D modelu do rovinné mapy probíhá na základě následujících vztahů. Rovnice popisující vztah mezi rovinnými (x a y) a sférickými (λ a ϕ) souřadnicemi v Mercatorově zobrazení: 2

3 Rovnice popisující vztah mezi rovinnými (x a y) a sférickými (λ a ϕ) souřadnicemi ve Wernerově zobrazení: Kde: Práce s programem Vstupní data (model glóbu) musí být ve formátu *.obj obsahujícím 3D model glóbu s texturou. Tento model je třeba uložit do složky _vzor/input. Nastavení parametrů zobrazení je třeba provést v souboru _vzor/conf.m. Soubor je možné otevřít v jakémkoli textovém editoru a následně upravit nastavení parametrů. Nastavuje se parametry par.pxsz - požadovaná velikost pixelu v úhlových jednotkách [rad] a par.maptype typ zvoleného zobrazení (Mercatorovo, nebo Wernerovo). Program je M-File a spouští se v prostředí MATLAB spuštěním souboru start.m. Výsledný rastrový soubor se zapíše do složky _vzor/output. Testování programu probíhalo na verzi MATLAB

4 Obr.1 Digitalizovaný glóbus v pdf formátu tvorba z cca 200 fotografií pomocí software AgisoftPhotoscan Obr.2 Mercatorovo zobrazení digitalizovaného glóbu 4

5 Obr.3 Wernerovo zobrazení digitalizovaného glóbu Využití Software představuje materiál vědecko-výzkumného charakteru, sloužící zejména odborné veřejnosti. Software je volně dostupné a uplatnitelné v praxi pro osoby, které by se chtěly zaobírat digitalizací glóbů. Dostupné prostřednictvím webu na adrese: kde je uveden popis s návodem, otevřený zdrojový kód spustitelný z prostředí Matlab. 5

6 Dále je využití zajištěno: Výsledek je využíván předkladatelem pro uskutečňování jeho dalších výzkumných aktivit. Prokazování je zajištěno vedením deníku využití. Dodržování podmínek platných pro VO dle 2 odst. 2 písm. d) zákona je zajištěno tím, že případný zisk je generován pouze v rámci hlavní činnosti VO a je do ní zpětně investován. Kontrolovatelnost je zajištěna přístupem poskytovatele k účetní závěrce kalendářního roku, která je též zveřejněna na Rejstříku VVI, vedenému na MŠMT a ve výroční zprávě na webových stránkách VO. Licenční podmínky Majitelem tohoto produktu je: ČVUT v Praze, Thákurova 7/2077, Praha 6 Dejvice, Česká republika. Autory tohoto programu jsou: Jan Řezníček, Karel Pavelka Tento program je zájemcům volně k použití po předchozí registraci uživatele u vlastníka na adrese pavelka@fsv.cvut.cz (požaduje se základní identifikace uživatele - název, adresa, ičo, kontaktní osoba a ).. Použití tohoto software jinými subjekty se řídí pravidly a zákony platnými pro freeware. Literatura [1] Pavelka, K. - Bílá, Z. - Řezníček, J. Low Cost Digitization, Visualization and 3D Printing of Globes Using Photogrammetry. In: 5th international conference on cartography and GIS. 5th international conference on cartography and GIS. Riviera, Riviera: ICA. 2014, s ISSN [2] Pavelka, K., Řezníček, J. New Low-cost Automated Processing of Digital Photos for Documenation and Visualisation of the Cultural Heritage. Geoinformatics [online], ISSN , vol. 6, no. 6, p , [3] Stal, C., De Wulf, A., De Coene, K., De Maeyer, P., Nuttens, T., Ongena, T. Digital Representation of Historical Globes: Methods to Make 3D and Pseudo-3D Models of 16th Century Mercator Globes. Cartographic Journal, Vol. 49 (2), pp , [4] Menna, F., Rizzi, A., Nocerino, E., Remondino, F., Gruen, A. High Resolution 3D Modeling of the Behaim Globe. International Archives of the Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Sciences, XXII ISPRS Congress Melbourne, Australia, Vol. XXXIX-B5, pp ,

7 [5] Hruby, F., Riedl, A., Tomberger, H. Virtual Representation of Antique Globes New Ways of Touching the Untouchable. International Journal of Digital Earth, Vol.1(1), pp , [6] Hruby, F., Planc, I., Riedl, A. Cartographic Heritage as Shared Experience in Virtual Space: A Digital Representation of the Earth Globe of Gerard Mercator (1541). EPerimetron, Vol. 1, pp , [7] Gede, M. The Projection Aspects of Digitising Globes. XXIVth International Cartographic Conference, Santiago, Chile, 2009a. [8] Gede, M., Márton, M., Ungvári, Z. Digital Reconstruction of Pereczel s Globe, e-perimetron, Vol. 6, No. 2, pp.68-76, [9] Adami, A. From Real to Virtual Globe: New Technologies for Digital Cartographic Representation, e-perimetron, Vol. 4, No. 3, pp , 2009 [10] Snyder, J. P., Voxland, P. M., An Album of Map Projections, U. S. Geological Survey professional paper 1453, U. S. Government Printing Office, Washington, DC 20401, 1994 (second printing). [10] Talich, M., Antoš, F.: Metody a postupy digitalizace a zpřístupnění starých kartografických děl, INFORUM 2011, 17.konference o profesionálních informačních zdrojích, Praha [11] Ambrožová,K., Talich, M., Böhm, O., Metodika digitalizace globů Dostupný z: 7