Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i

Transkript

1 Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i Zpráva o řešení úkolu za I. pololetí 2011 Výzkum uplatnění dat laserového skenování v katastru nemovitostí Červen 2011

2 Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i Název úkolu: Výzkum uplatnění dat laserového skenování v katastru Řešitel : Ing. Tomáš Cajthaml Spoluřešitelé: Ing. Alexandr Drbal Ing. Milan Kocáb Jaroslava Matesová RNDr. Pavel Vaniš Ing. Jaroslav Zemek Č. úkolu I.2c/2011 podle smlouvy zadavatele ČÚZK o poskytnutí institucionálních prostředků 13699/ , č. zak. VÚGTK Popis dílčích úkolů: Mezi technologie, které začínají značně ovlivňovat měřické metody velkoměřítkového mapování patří pozemní laserscaning. Úkol si klade za cíl vyhodnotit data z laserscaningu z pohledu využití pro případnou katastrální praxi. Tato data s ohledem na jejich prostorovou přesnost se využívají pro územní plánování, digitální technické mapy a další speciální práce. Výzkum bude zaměřen na praktické využití těchto dat pro současnou katastrální praxi, osvojení formátu dat a návrh vhodného softwarového zabezpečení, včetně možnosti využití systému MicroGEOS Nautil pro obnovu katastrálního operátu. Do úkolu budou zahrnuty i zahraniční zkušenosti prezentované na mezinárodních konferencích. Výstupy 1) Článek v odborném tisku 2) Funkční model využití dat z laserscaningu pro digitalizaci map 3) Zpráva o využití dat z laserscaningu pro katastr 2

3 Výsledky řešení K bodu 1) Článek v odborném tisku je plánován na druhé pololetí roku 2011 dle výsledků projektu. Předpokládá se zaslání příspěvku do Geodetického a kartografického obzoru. K bodu 2) Pozemní laserové skenování je novodobá metoda pořizování mračen bodů o souřadnicích v 3D, které charakterizují snímané objekty zaměřitelné ze statických laserových skenerů nebo mobilních (automobily, letadla). Kinematické (mobilní) laserové skenování se, jak už využití mobilních jednotek napovídá, využívá zejména pro zaměřování dopravních sítí, jakými jsou silnice, dálnice, cesty, vodní toky, včetně jejich nejbližšího okolí. U dopravních sítí je rozeznáváno zejména využití k analýzám infrastruktury, k identifikaci dopravního značení, poškození silnic, křížení cest s energetickými sítěmi, má však i širší uplatnění při evidenci majetku atp. Často jsou touto metodou zaměřovány a upřesňovány objekty datových sad jakými jsou objekty přírodního charakteru (různé překážky, skály, stromy), nebo objekty uměle vytvořené člověkem (výhybky, tunely a mosty). Předností kinematického laserového skenování je zejména velice rychlý sběr informací a polohová přesnost pohybující se v řádech centimetrů. Programové nástroje, které se umožňují práci s mračny bodů lze rozdělit na: software pracující s trojúhelníkovými sítěmi(tin), software umožňující prokládání mračen bodů modelovanými objekty, software určený pro zpracování digitálního modelu terénu (DMT). V rámci projektu VÚGTK byla využita data poskytnutá pro tyto účely společností GEOVAP z oblasti obce Mladkov. Pozemní laserové skenování, dle dostupných dat, je limitováno prostupností pokrytu terénu skenovaných oblastí maximálně do cca 40 m od osy vozidla. V této oblasti je katastrální území vedeno formou analogové katastrální mapy. Z těchto důvodů bylo také zvoleno, aby bylo možné Obrázek 1 2D pohled na vybranou lokalitu (Pointools) Obrázek 2 Lokalizace vybraných dat nad ortofotem (Google Earth) porovnávat výsledky s okolní kresbou vycházející z DKM. Data byla poskytnuta ve formátu XYZ což je standardní formát mračen bodů. V prostředí MicroStation Selectseries 2 bylo ukázkové mračno převedeno do proprietárního formátu POD (vlastní formát společnosti Pointools, Ltd., plug-in využívá jej společnost Bentley v produktu MicroStation). Dále došlo k vektorizaci/digitalizaci vybraných bodů z mračna bodů do formátu 3D DGN verze 8 (otevřený formát společnosti Bentley). Body, tj. vybrané, jednoznačně identifikované lomové body, zejména budov a parcel 3

4 identických se např. se silnicemi a dalšími objekty katastru, jsou poté prostou konverzí převedeny ve stejném formátu do 2D DGN. Takto vznikající funkční model si klade za cíl odpovědět na otázku, zda je možné využívat data z laserového skenování z pohledu využití pro katastrální praxi. Výzkum je zaměřen na praktické využití těchto dat pro současnou katastrální praxi, na osvojení formátu dat a na návrh vhodného softwarového zabezpečení, včetně možnosti využití systému MicroGEOS Nautil pro obnovu katastrálního operátu využitelnost je dána vlastnostmi MicroStation pracovat s mračny bodů (MicroStation V8i SELECTseries 2 jako první z řady produktů Bentley umí pracovat s mračny bodů, díky doplňku od firmy Pointools, Ltd.). K analýze obsahu katastru nemovitostí jsou nejvíce využitelné souřadnice lomových bodů budov, které jsou z mračen bodů nejlépe identifikovatelnými objekty katastru nemovitostí. K identifikaci objektů bylo využito také služeb WMS KN, načtených do MicroGEOS Nautil jako podkladová referenční vrstva. Další prohlížecí službou, která sloužila jako podklad jsou snímky Ortofota ČR, pocházející z prohlížecí WMS služby ZÚ. Celkem bylo v oblasti (malá část obce Mladkov část intravilán a část extravilánu) identifikováno 26 možných budov, z toho dvě nebylo možné z laserové skenování identifikovat prostupnost terénu zabránila sběru dat. Většinu z 24 budov tvoří budovy se třemi rohy, tj. bylo by možné dourčit i čtvrtý roh v případě potřeby za předpokladu pravidelnosti budovy. Celkový počet rohů, který byl zaznamenán je 76, viz také následující tabulka. Tabulka 1 Základní přehled o identifikovaných objektech budovách ze vzorku mračna bodů statistika počet identifikovatelných budov z mračna bodů/celkový počet objektů budov dle ortofota Počet budov 24/26 Se 3 a 4 rohy 20/24 Se 2 rohy 4/24 Neidentifikovatelné 2/26 Počet rohů 76 Vzhledem k řádově odlišné polohové přesnosti podkladů analogové KM a identických bodů z laserového skenování, bylo provedeno také jejich jednoduché porovnání. Soubor identických bodů charakterizuje průměrná polohová odchylka o velikosti 2,41m. Rozptyl identických bodů je cca 1,78m a směrodatná odchylka 1,33 m. Tyto výsledky v podstatě odpovídají dosavadním zjištěním polohové přesnosti vycházející z vektorizace a transformace dat původních katastrálních a souřadnico-vých systémů do stávajícího S-JTSK. Na základě uvedených výsledků a zkušeností získaných se vznikem funkčního modelu se jeví jako možné využití identických bodů z laserového skenování v těchto oblastech: doplnění souřadnic polohy u identických bodů pro transformace, budoucí možné využití v KN, pro přecování do formy KMD nebo i KM-D, na úseky s daty z laserového skenování je možné pohlížet také jako na vzorky dat, v oblasti zajištění kvality dat jsou tedy využitelné v metodě vzorkování pro analýzu úlnosti a polohové přesnosti vybraných objektů využitelné opět zejména pro budovy KN nebo ZABAGED, vývoj postupu obnovy katastrálního operátu, který bude vycházet z podkladů obsahujících identické body získané z mračen, za účelem jejího zrychlení, zpřesnění 4

5 Na tyto tři body je navrženo využít budoucí vývoj stávajícího úkolu spolu se zaměřením na získání identických bodů dalších objektů evidovaných v katastru nemovitostí. K bodu 3) Zpráva o využití z laserscanningu pro katastr je zpracovávána průběžně, je z ní čerpáno v bodu 2 výše. Finální podoba této zprávy bude předložena zadavateli koncem roku Obrázek 3 3D pohled na vybranou lokalitu, vizuálně je možné identifikovat cestu a stavební objekty podél (Pointools) Obrázek 4 Identifikace objektů v 3D (MicroStation) 5