Geodézie pro stavitelství KMA/GES ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI Fakulta aplikovaných věd - KMA oddělení geomatiky Ing. Martina Vichrová, Ph.D. vichrova@kma.zcu.cz Vytvoření materiálů bylo podpořeno prostředky z projektu FRVŠ č. 584/2011. Metody přímého a nepřímého sběru GEODAT TISK 1
Geodata = geografická data = geoprostorová data 1. data s implicitním nebo explicitním vztahem k místu na Zemi 2. počítačově zpracovatelná forma informace týkající se jevů přímo nebo nepřímo přidružených k místu na Zemi 3. data identifikující geografickou polohu a charakteristiky přírodních a antropogenních jevů a hranic mezi nimi http://www.vugtk.cz/slovnik/ GEODATA složky geodat: prostorová informace popisná informace časová informace sběr geodat distribuce geodat způsoby ukládání geodat zpracování geodat analýzy geodat prezentace geodat ukládání geodat: tématické vrstvy v databázích????? sběr management geodat využívání geodat GEOMATIKA - vědecký a technický interdisciplinární obor zabývající se sběrem, distribucí, ukládáním, analýzou, zpracováním a prezentací geografických dat nebo geografických informací 2
Metody sběru GEODAT a jejich zpracování Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 1 Databáze GEODAT -příklady 1. databáze základních bodových polí České republiky 2. ZÁkladní BÁze GEografických Dat (ZABAGED) 3. ortofotografické zobrazení území České republiky 4. Digitální Katastrální Mapa (DKM) 5. registr prostorové identifikace, adres a nemovitostí (RUIAN). 3
Databáze bodových polí České republiky dostupná na http://bodovapole.cuzk.cz/ http://bodovapole.cuzk.cz/ ZÁkladní BÁze GEografických Dat.. ta ZABAGED je digitální geografický model území České republiky, který svou přesností a podrobností zobrazení geografické reality odpovídá přesnosti a podrobnosti Základní mapy České republiky v měřítku 1:10 000 (ZM 10) ZABAGED je v současné době tvořena 123 typy geografických objektů zařazených do polohopisné nebo výškopisné části ZABAGED. Polohopisná část ZABAGED obsahuje dvourozměrně vedené (2D) prostorové informace a popisné informace o sídlech, komunikacích, rozvodných sítích a produktovodech, vodstvu, územních jednotkách a chráněných územích, vegetaci a povrchu, terénním reliéfu. Její součástí jsou i vybrané údaje o geodetických bodech na území ČR. Výškopisná část ZABAGED obsahuje trojrozměrně vedené (3D) prvky terénního reliéfu a je reprezentovaná 3D souborem vrstevnic. http://geoportal.cuzk.cz/ 4
Vývoj ZABAGED Prvotní naplnění ZABAGED zahájil Zeměměřický úřad již v roce 1995 vektorovou digitalizací tiskových podkladů ZM 10. Digitalizace byla s výjimkou zástavby sídel dokončena v roce 2001. Do konce 1. čtvrtletí roku 2004 byla ZABAGED doplněna o geografické objekty zástavby sídel, do databáze byly přidány další popisné a kvalitativní atributy včetně vybraných druhů identifikátorů a jednotlivé ukládací jednotky v kladu ZM 10 byly spojeny do bezešvé databáze. Současně od roku 2001 - první celoplošná aktualizace ZABAGED s cílem zpřesnění a zaktualizování polohopisné složky a revize a doplnění atributové části databáze. Využívány byly zejména FGM metody a topografické šetření přímo v terénu. Ukončeno v roce 2005. http://geoportal.cuzk.cz/ Vývoj ZABAGED 2005 a 2006 - pokračuje aktualizace dat, v závěru roku 2006 provozně nasazena nová technologie aktualizace a správy ZABAGED. Vytvořena centrální databáze, nadále aktualizována v režimu online z detašovaných teritoriálních pracovišť ZÚ. Souběžně je centrálními pracovišti ZÚ v Praze zajišťována aktualizace vybraných prvků ZABAGED ve spolupráci s centrálními orgány státní správy Další periodická aktualizace a doplňování ZABAGED budou realizovány v cyklech s využitím vždy nově zpracovaných leteckých měřických snímků a barevných ortofot, která budou každoročně vytvářena pro jednu třetinu území České republiky. http://geoportal.cuzk.cz/ 5
Vývoj ZABAGED 2005 2009 zdokonalení ZABAGED Do stávajícího výškopisu byly dovyhodnoceny lomové hrany (dodatečně vyhodnoceny fotogrammetrickou metodou na přístroji SD 3000 tento je nyní i na FAV v laboratoři fotogrammetrie). Byly doplněny doplňkové vrstevnice. V rovinách vyhotoven 10 rastr výškových kót (fotogrammetricky odečteny body v intervalu 10m na rovinách) po deseti metrech jsou tu v pravidelné síti po 10m výškové kóty MODEL NEBYL ZPŘESNĚN, ALE ZKVALITNĚN Dnes je ZM10 odvozována ze ZABAGED (ze ZABAGED vezmou základní data, doplní popis (GEONAMES), upraví tak podle kartografických zásad aby to nebyl vektorový výstup z databáze ale mapa) dnes je takto vyhotovována mapa 1:10 000. http://geoportal.cuzk.cz/ Poskytování dat ze ZABAGED po mapových listech v kladu ZM 10, dále v rozsahu krajů, případně jako ucelená bezešvá databáze z celého území České republiky v souřadnicových systémech S-JTSK, WGS84/UTM, případně v S-42/1983 a výškovém referenčním systému Balt po vyrovnání vhodným doplněním dat ZABAGED je výstup z databáze GEONAMES ve formátu DGN nebo SHP, který obsahuje standardizované názvosloví Základní mapy ČR 1 : 10 000 Poskytování dat ze ZABAGED je za úplatu. Ceník je dostupný na: http://geoportal.cuzk.cz/dokumenty/cenik.pdf Pro účely vyhotovení bakalářských a diplomových prací bezplatně, smlouva a prohlášení, že data nezneužijí. Na základě novely zeměměřického zákona jsou data ZABAGED a mapové služby ZABAGED poskytovány správním úřadům, soudům a orgánům veřejné správy pro výkon jejich působnosti v územním rozsahu jim příslušném bezplatně. http://geoportal.cuzk.cz/ 6
Katalog objektů ZABAGED Objekty jsou podle významu rozděleny do 8 kategorií (tříd) typů objektů: sídla, hospodářské a kulturní objekty komunikace rozvodné sítě a produktovody vodstvo územní jednotky včetně chráněných území vegetace a povrch terénní reliéf geodetické body Další informace přímo Katalog objektů ZABAGED. http://www.cuzk.cz/dokument.aspx?prareskod=998&menuid=0&akce=doc:30-zu_zabaged http://geoportal.cuzk.cz/ ZABAGED - polohopis http://geoportal.cuzk.cz/%28s%28tabmovbmrytqly55er4gtc45%29%29/ukazky/velke/cz-cuzk-zabaged-vp.jpg 7
ZABAGED výškopis 3D vrstevnice http://geoportal.cuzk.cz/%28s%28tabmovbmrytqly55er4gtc45%29%29/ukazky/velke/cz-cuzk-zabaged-vv.jpg ZABAGED výškopis grid10x10 m http://geoportal.cuzk.cz/%28s%28tabmovbmrytqly55er4gtc45%29%29/ukazky/velke/cz-cuzk-zabaged-vg.jpg 8
ZABAGED TIN DMR GEONAMES databáze geografických jmen České republiky na úrovni podrobnosti Základní mapy ČR 1:10 000 (ZM 10) vedena jako bezešvá databáze pro celé území ČR v centralizovaném informačním systému spravovaném Zeměměřickým úřadem je součástí informačního systému zeměměřictví a patří mezi informační systémy veřejné správy obsahuje kompletní soubor prostorových a popisných informací o standardizovaných geografických jménech a jménech sídelních jednotek je výsledkem procesu standardizace geografických jmen probíhajícího v působnosti ČÚZK již od 70. let minulého století pro potřeby tvorby SMD digitalizace původní evidence byla zahájena v roce 1997, naplnění databáze Geonames bylo dokončeno v roce 2005 http://geoportal.cuzk.cz/ 9
GEONAMES od roku 2006 je databáze Geonames průběžně aktualizována a doplňována ve spolupráci s orgány místních samospráv a s pracovišti KÚ v rámci tvorby DKM, obnovy katastrálního operátu a prováděných pozemkových úprav 2009 realizována úprava datového modelu a procesů správy Geonames - provázání dat Geonames a ZABAGED za účelem vytvoření jednotné prostorové reprezentace geografických jmen Výsledkem bylo omezení duplicitních výskytů jmen v Geonames a celkový posun Geonames od systému pro správu popisu ZM 10 k systému pro správu pojmenovaných objektů 2010 databáze Geonames rozšířena o názvoslovný obsah vybraných map malých měřítek - např. k doplnění jmen těch geomorfologických jednotek (pohoří, nížiny), které nejsou předmětem obsahu ZM 10 ani ZABAGED http://geoportal.cuzk.cz/ GEONAMES http://geoportal.cuzk.cz/%28s%28tabmovbmrytqly55er4gtc45%29%29/default.aspx?mode=textmeta&side=geonames&metadataid=cz-cuzk- GEONAMES-V&mapid=3&menu=26 10
GEONAMES ukázka dat http://geoportal.cuzk.cz/%28s%28gkh31h45vhqzjo552pnq5b55%29%29/ukazky/velke/cz-cuzk-geonames-v.jpg Ortofoto ČR periodicky aktualizovaná sada barevných ortofot v rozměrech a kladu mapových listů Státní mapy 1:5 000 (2x2,5 km) fotografický obraz zemského povrchu překreslený tak, aby byly odstraněny posuny obrazu vznikající při pořízení leteckého měřického snímku ortofota - barevně vyrovnaná, zdánlivě bezešvá snímkování každý rok po jednotlivých pásmech Západ, Střed, Východ Ortofota se stavem k roku 2008 a starší mají velikost pixelu 50 cm, ortofota se stavem k roku 2009 a 2010 mají velikost pixelu 25 cm. Tvorbu ortofot ČR zajišťuje Zeměměřický úřad již dlouhodobě ve spolupráci s Vojenským geografickým a hydrometeorologickým úřadem (VGHMÚř) na základě dohody ČÚZK s Ministerstvem zemědělství ČR (MZe) a Ministerstvem obrany ČR (MO). 11
Cykly snímkování ČR Podklady převzaty z: http://geoportal.cuzk.cz/%28s%28gkh31h45vhqzjo552pnq5b55%29%29/dokumenty/planorto.jpg 12
Ortofoto ČR od roku 2003 byla každoročně snímkována na barevný fotografický materiál 1/3 území ČR, po poledníkových pásech (poslední snímkování pásma Střed proběhlo v roce 2010, pásma Západ v roce 2008 a pásma Východ v roce 2009). V roce 2009 byly změněny parametry leteckého snímkování tak, že je možné vyrábět kvalitnější ortofota s větším rozlišením, tj. s velikostí pixelu 25 cm oproti původním 50 cm. Počínaje rokem 2010 je snímkování prováděno digitální kamerou, s rozlišením leteckého měřického snímku 20 až 25 cm. Ortofoto ČR je používáno: v resortu MZe jako podklad pro vyhodnocení základních produkčních celků v systému LPIS v resortech ČÚZK a MO jako základní podklad k aktualizaci databází topografických dat a následně státních mapových děl. Poskytováno organizacím a orgánům státní správy a územní samosprávy (plánování a přípravy projektů, v ochraně životního prostředí, v krizovém řízení atd.). http://geoportal.cuzk.cz/ Ortofoto ČR a jeho využití interpretace objektů a jevů na ortogonalizovaných snímcích měření polohových souřadnic na ortogonalizovaných digitálních ortofotech zjišťování hrubých a systematických chyb v digitalizovaných mapách velkého měřítka aktualizace základních bází geografických dat v úrovni podrobnosti map středních měřítek aktualizace databáze LPIS k administraci a kontrole zemědělských dotací v Evropské unii identifikace hrubých a systematických chyb na katastrálních mapách před jejich digitalizací posouzení aktuálnosti katastrální mapy v rámci revize katastrálního operátu aktualizace základních bází geografických dat podklad pro řešení projektových a analytických úloh tam, kde není k dispozici DKM http://geoportal.cuzk.cz/ 13
Ortofoto ČR - ukázka dat http://geoportal.cuzk.cz/%28s%28srypx25521bzxsubwbozs445%29%29/ukazky/velke/cz-cuzk-ortofoto-r.jpg Ortofotosnímek orotofotosnímek (ortogonalizovaný snímek) fotogrammetrický produkt z měřického snímku vytvořeného středovým promítáním a diferenciálně překresleného (ortogonalizovaného) na základě znalosti výškových poměrů georeliéfu, kdy se odstraní posuny obrazu, způsobené prostorovým členěním snímaného území a vlastnostmi středového promítání digitální postup užívá přesný digitální model reliéfu, měřický snímek se známými prvky vnější orientace a transformační vztah mezi snímkovými a geodetickými souřadnicemi http://www.vugtk.cz/slovnik/ 14
Ortofotomapa ortofotomapa mapa zachovávající fotografický obraz území, tvořená jedním nebo montáží více ortofotosnímků (mozaikou) a opatřená dalšími náležitostmi mapy (souřadnicovou sítí, rámem mapy, popisem mapy atd.) http://www.vugtk.cz/slovnik/ Ortofotografické zobrazení ČR letecké měřické snímky prvky vnější orientace z (y) z (x) (y) (x) Šíma J. (2009) 15
Ortofotografické zobrazení ČR diferenciální překreslení LMS snímek zhotovený středovým promítáním na film a skenovaný do rastrové formy O Z y x digitální model reliéfu v mříži orientované k souřadnicovým osám systému JTSK X Y ortogonální obraz zobrazeného území georeferencovaný do systému JTSK Šíma J. (2009) http://www.mapy.cz http://www.cenia.cz http://geoportal.cuzk.cz/ 16
Digitální Katastrální Mapa číselný (digitální) záznam obsahu katastrální mapy s geometrickým a polohovým určením v S-JTSK, se stanovenou přesností podrobného měření a se stanoveným kódem charakteristiky kvality podrobných bodů, uložený na paměťových médiích počítače je spojitá a bezešvá mapa v souřadnicovém systému S-JTSK vzniklá převážně obnovou operátu novým mapováním, případně přepracováním dosavadních map KN v měřítku 1:1000 a 1:2000 Registr Územní Identifikace Adres a Nemovitostí Soustava základních registrů zák. 119/2009 Sb.: Registr obyvatel (ROB) MV Registr osob (ROS) ČSÚ Registr územní identifikace, adres a nemovitostí (RUIAN) ČÚZK Registr práv a povinností (RPP) MV Informační systém základních registrů (ISZR) -MV 2001 - pilotní projekt základního registru územní identifikace a nemovitostí zdroje: ISKN, ÚIR ADR, ROS ČÚZK pověřen vybudováním a správcovstvím RUIAN (Usnesení vlády 1306/2005) po volbách 2006 pevné odhodlání vybudovat ZR, ale rozšíření koncepce, dlouhá jednání o koncepci budoucí obsah registru prakticky beze změn Suchánek a Štencel (2009). 17
Obsah RÚIAN RÚIAN obsahuje a poskytuje referenční: údaje o základních územních prvcích a jejich vzájemných vazbách údaje o základních územně evidenčních jednotkách a jejich vzájemných vazbách adresy údaje o účelových územních prvcích pokud to stanoví zvláštní zákon a jsou skladebné Údaje o územních prvcích identifikační - kódy, názvy (parcelní nebo popisné číslo, název a kód obce atd.) lokalizační - definiční body, hranice (referenční pouze v oblastech s DKM) vazby na ostatní územní prvky nebo územně evidenční jednotky (příslušnost obce do kraje) Údaje o územních jednotkách identifikační - kódy, názvy (název ulice ) lokalizační (pro část obce definiční bod, pro ulici definiční čára vyjadřující průběh ulice, ) vazby na ostatní územní prvky nebo územně evidenční jednotky (příslušnost části obce do obce) Suchánek a Štencel (2009). Obsah RÚIAN 18
Obsah a editoři RÚIAN RUIAN nevede žádné osobní údaje RUIAN zprostředkovává údaje o vlastnictví z ISKN ROB a ROS vedou pouze odkazy na adresní místa v RUIAN RUIAN poskytuje RPP podklady pro vymezení územní kompetence agend Editoři RUIAN ČÚZK většina územních prvků, pozemky, hranice budov, PSČ (na základě údajů od České pošty) ČSÚ základní sídelní jednotky Obce části obce, ulice a veřejná prostranství, adresy Stavební úřady adresní místa nových stavebních objektů a jejich technickoekonomické atributy Suchánek a Štencel (2009). Procesy RÚIAN Procesy iniciované správcem ISUI editace identifikačních, vazebních, a doplňkových údajů prvků správcem ISUI zplatnění údajů prvku (přenos do RUIAN) převzetí a zpracování zvláštních údajů pro doručování prostřednictvím poštovních služeb Procesy iniciované Obcí editace ulice obcí editace adresního místa obcí změna příslušnosti stavebního objektu Procesy iniciované Stavebním úřadem editace stavebního objektu stavebním úřadem Procesy iniciované Katastrálním úřadem editace údajů/prvku KN katastrálním úřadem v ISKN Procesy iniciované externím uživatelem reklamace údajů uvedených v RUIAN požadavek na zaslání změnových záznamů k zadanému datu, požadavek na poskytnutí údaje konkrétního prvku, požadavek na vyhledání prvku podle zadaných údajů Procesy iniciované ČSÚ editace údajů základní sídelní jednotky ČSU Suchánek a Štencel (2009). 19
Procesy RÚIAN Aktuální stav: Procesy iniciované správcem ISUI editace identifikačních, vazebních, a doplňkových údajů prvků správcem ISUI zplatnění údajů prvku (přenos do RUIAN) převzetí a zpracování zvláštních údajů pro doručování prostřednictvím Dodávka poštovních služeb projektu RUIAN do 30.6.2010. Procesy iniciované Obcí editace ulice obcí Od 1.7.2010 prvotní plnění daty a pilotní provoz. editace adresního místa obcí změna příslušnosti stavebního objektu Procesy iniciované Stavebním úřadem Nejpozději od 1.7.2011 ostrý provoz RUIAN a editace stavebního objektu stavebním úřadem dalších Procesy iniciované základních Katastrálním registrů úřadem poskytování editace údajů/prvku KN katastrálním úřadem v ISKN referenčních Procesy iniciované externím údajů uživatelem reklamace údajů uvedených v RUIAN požadavek na zaslání změnových záznamů k zadanému datu, požadavek na poskytnutí údaje konkrétního prvku, požadavek na vyhledání prvku podle zadaných údajů Procesy iniciované ČSÚ editace údajů základní sídelní jednotky ČSU Suchánek a Štencel (2009). Metody sběru GEODAT Metody přímého sběru geodat pozemní geodetická měření GNSS globální navigační satelitní systémy Metody nepřímého sběru geodat fotogrammetrie (pozemní i letecká) DPZ dálkový průzkum Země laserové skenování 20
Geodetická měření Polohopis je množina vyšetřených (vybraných) a zaměřených objektů zobrazených většinou jako spojnice (posloupnost) významných podrobných bodů polohopisu, které charakterizují geometrické a polohové určení objektu Podrobné body polohopisu se obvykle zaměřují polární metodou, jako doplňující se používá metoda ortogonální, metoda konstrukčních oměrných a metoda protínání ze směrů či z délek. Polární metoda zaznamenala prudký vzestup zejména v posledních letech s rozvojem elektrooptických dálkoměrů. Doplňující metody se používají, pokud není možné nebo účelné podrobné body zaměřit polární metodou. Kromě uvedených geodetických metod měření polohopisu je možné použít také metod fotogrammetrických či GPS. Podrobné body polohopisu jsou číslovány v rámci dílčích měřických náčrtů, číslovány vzestupně od 1, a evidovány (ukládány v databázích podrobných bodů polohopisu) po katastrálních územích s úplným číslem bodu. Při výpočtu souřadnic podrobných bodů se používají měřické náčrty, zápisníky podrobného měření a seznamy souřadnic daných bodů. Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 8 Přehled měřických náčrtů Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 8 21
Polární metoda určujeme polohu bodu pomocí polárních souřadnic vodorovného úhlu (mezi orientačním směrem a určovaným bodem) a délky (od stanoviska k určovanému bodu) polární doměrek (měří se v případě, kdy je vnitřní roh budovy nepřístupný a my potřebujeme zaměřit délku) polární kolmice (měří se pokud na určovaný podrobný bod není ze stanoviska vidět) Při měření polární metodou mohou nastat dva případy: stojíme na známém stanovisku pevné stanovisko, stojíme na neznámém stanovisku volné stanovisko. Zápisník Výkres Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 8 Polární metoda určujeme polohu bodu pomocí polárních souřadnic vodorovného úhlu (mezi orientačním směrem a určovaným bodem) a délky (od stanoviska k určovanému bodu) polární doměrek (měří se v případě, kdy je vnitřní roh budovy nepřístupný a my potřebujeme zaměřit délku) polární kolmice (měří se pokud na určovaný podrobný bod není ze stanoviska vidět) Při měření polární metodou mohou nastat dva případy: stojíme na známém stanovisku pevné stanovisko, stojíme na neznámém stanovisku volné stanovisko. Zápisník Výkres Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 8 22
Ortogonální metoda podrobné body se zaměřují pravoúhlými souřadnicemi staničením a kolmicí k měřické přímce. staničení - délka měřená od počátku po měřické přímce kolmice - délka kolmá k měřické přímce měřená mezi měřickou přímkou a určovaným bodem je možné použít pevnou (je připojena na body ležící na této měřické přímce) nebo volnou měřickou přímku (je připojena na body ležící mimo tuto měřickou přímku) Výkres Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 8 Ortogonální metoda podrobné body se zaměřují pravoúhlými souřadnicemi staničením a kolmicí k měřické přímce. staničení - délka měřená od počátku po měřické přímce kolmice - délka kolmá k měřické přímce měřená mezi měřickou přímkou a určovaným bodem je možné použít pevnou (je připojena na body ležící na této měřické přímce) nebo volnou měřickou přímku (je připojena na body ležící mimo tuto měřickou přímku) Výkres Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 8 23
Metoda konstrukčních oměrných metoda se používá pro zaměřování pravoúhlých výstupků budov U metody konstrukčních oměrných jsou dány dva body, které se uvádí jako první a poslední bod záznamu. Maximální počet určovaných bodů je 8. Oměrná míra má záporné znaménko, pokud leží koncový bod oměrné od spojnice předchozích dvou bodů ve směru postupu předpisu vlevo. První oměrná míra se píše k druhému bodu a má vždy kladné znaménko. Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 8 Metoda protínání vpřed v případě nutnosti zaměření nepřístupných bodů nebo osamocených předmětů měření vzdálených od sítě pomocných bodů pro určení polohy neznámého bodu se změří směry či délky ze dvou známých stanovisek (protínání ze směrů a z délek) protínání vpřed ze směrů protínání vpřed z délek Čada, V. Přednáškové texty z geodézie: kapitola 8 24
GNSS globální navigační satelitní systémy stručná historie GPS a GNSS 60. léta: USA jak zjistit rychle a přesně polohu svých jaderných ponorek kdekoli na Zemi? 70. léta nalezení teoretického řešení a následná praktická realizace GPS (NAVSTAR), Následně byla vystavěna síť 24 družic. Květen 2000: zrušení S/A záměrné chyby zaváděné do GPS signálu. 2005 budování sítí referenčních stanic v ČR (CZEPOS, VESOG). GPS NAVSTAR (Spojené státy americké) GLONASS (Ruská federace) Galileo (Evropská unie) http://www.kosmo.cz/modules.php?op=modl oad&name=kosmo&file=article&sid=1025 http://czepos.cuzk.cz/ přijímá signály z GPS i GLONASS datum určení souřadnic: 31. 3. 2003 souvislé měření od podzimu 2004 od jara 2005 - poskytuje data do sítě VESOG, dále CZEPOS data jsou následně přebírána i sítí TopNET 25
Trend v metodách přímého sběru geodat kombinace aparatur pro terestrická měření a RTK- GPS měření v sítích referenčních stanic. Totální stanice v kombinaci s GPS anténou. Fotogrammetrie Fotogrammetrie je věda, způsob a technologie, která se zabývá získáváním dále využitelných měření, map, digitálního modelu terénu a dalších produktů, které lze získat z obrazového, nejčastěji fotografického záznamu. 26
Využití fotogrammetrie Využití fotogrammetrie 27
Klasická fotografie princip založen na citlivosti halogenidů stříbra (AgBr, AgCl, AgI) rozptýlených v želatině na světlo základní principy fotografie zůstávají stejné (středové promítání, objektiv, expozice), mění se pouze nosič informace ve FGM je klasické snímkování na ústupu, dne již prakticky plně nahrazeno digitální technologií vysoká rozlišovací schopnost a stálost fotografické emulze, maximální geometrická věrnost obrazu s ohledem na středové promítání Dopad záření na citlivou vrstvu chemické změny (černání na osvětlených místech se bromid stříbrný rozpadá na brom a stříbro) urychlení, znásobení a dokončení procesu ve vývojce vznik latentního (citlivého na světlo) obrazu ustalovač (neosvětlený bromid je rozpuštěn a odplaven) obraz znecitlivěný vůči dalšímu působení světla. Měřické snímky Základní parametry měřických snímků měřítko snímku, ve kterém jsou předměty na snímku zobrazeny typ fotografického materiálu viz. citlivé vrstvy ČB, barevný, IČ.. formát snímku rozměr obrazového pole materiál snímku materiál podložky citlivé vrstvy Letecké měřické snímky měřítko snímku - např. ms = h / f (h - výška letu) obvykle mezi cca 1 tis. 30 tis. výška je v rámci jednoho snímku konstantní formát snímku standardní rozměr 23 x 23 cm, jiné rozměry 18 x 18 cm (dříve) materiál snímku film (filmová role) rámové značky letecký a pozemní snímek 28
Digitální obraz obrazová informace je převedena do číslicové podoby pixel elementární část obrazu picture element obrazová funkce nabývá určité hodnoty kódování obrazu obrazová funkce - definuje hodnotu pixelu ve zvolené souřadnicové soustavě, nabývá diskrétních hodnot digitální obraz (rastr) má charakter matice o n řádcích a m sloupcích souřadnicová soustava pixelová sloupec, řádka poloha pixelu v rámci obrazu přiřazení hodnoty pixelu obrazovou funkcí P [ i, j ] = f ( i, j ) oproti klasické fotografii se snímkování neprovádí na film, ale elektronické záznamové médium umístění přímo v přístroji (miniaturní pevné disky, paměťové karty, ) vznik digitálního obrazu primární digitalizace obrazu sekundární digitalizace obrazu (skenování snímků) Fotogrammetrie 29
Letecká fotogrammetrie Dálkový Průzkum Země Dálkový průzkum Země je věda i umění získávat užitečné informace o objektech, plochách či jevech prostřednictvím dat měřených na zařízení, která s těmito zkoumanými objekty, plochami či jevy nejsou v přímém kontaktu. (Lillesand, Kiefer) Dálkový průzkum je shromažďování informací o přírodních zdrojích s využitím snímků pořízených senzory umístěnými na palubách letadel nebo družic. (Bob Ryerson) Dálkový průzkum je skupina technik, zabývající se pořizováním snímků a jiných forem dat, pořízených měřením na dálku, zpracováním a analýzou těchto dat. (Resors). Dálkový průzkum je nejdražší způsob jak vytvořit obrázek. (Bashfield) Dálkový průzkum je umění rozdělit svět na množství malých barevných čtverečků, se kterými si lze hrát s cílem odhalení jejich neuvěřitelného potenciálu. (Huntington) 30
Dálkový Průzkum Země je moderní metoda získávání informací o objektech a jevech na povrchu planety Země bez nutnosti fyzického kontaktu základem metody DPZ je využití dvou následujících poznatků: člověk, sám či s přístroji je schopen získávat kvalitativní i kvantitativní informace o jevech a objektech, které ho obklopují každý tento jev nebo objekt nějakým charakteristickým způsobem ovlivňuje své okolí systém DPZ tvoří oblast sběru, přenosu a úpravy dat, tzv. technická stránka a oblast analýzy a interpretace dat zpracování prostorové informace. Lidský zrak je také možno přirovnat k dálkového průzkumu. Objekty a jevy, které nás obklopují, zrakem registrujeme, vnímáme, a poté je analyzujeme a interpretujeme. Dálkový Průzkum Země Definice Historie Fyzikální podstata Využití Přehled družic pro DPZ Šrámek J. Využití družic pro získávání informací o zemském povrchu. 31
Laserové skenování Brázdil K. (2009). Projekt nového výškopisu ČR Stav k roku 2009 Stručný název Popis Přesnost (střední chyba) ZABAGED - výškopis Vektorizované vrstevnice ZM 10 uložené jako 3D objekty ve formátu DGN. ZABAGED - zdokonalený výškopis ZABAGED -mříž 10x10 m DMR 2,5 generace MO ČR DMR 3 generace MO ČR Aktualizované a zpřesněné vrstevnice ZM 10, doplněné o terénní hrany náspů, výkopů, břehů, nádrží, apod. Odvozený model do formy mříže (GRID) 10x10 m Výškový model ve formě mříže (GRID) 100x100 m Výškový model ve formě nepravidelné sítě TIN získaný stereofotogrammetrickou metodou. 0,7-1,5 m v odkrytém terénu 1-2 m v intravilánech 2-5 m v zalesněných územích 0,7-1,5 m v odkrytém terénu 1-2 m v intravilánech 2-5 m v zalesněných územích 1,5-2,5 m v odkrytém terénu 2-3 m v intravilánech 3-7 m v zalesněných územích 3-5 m v odkrytém terénu 5-8 m v intravilánech 10-15 m v zalesněných územích 1-2 m v odkrytém terénu 1-2 m v intravilánech 3-7 m v zalesněných územích Digitální model povrchu neexistuje neexistuje Brázdil K. (2009). 32
Projekt nového výškopisu ČR Trojdohoda o spolupráci mezi ČÚZK, MZe a MO ČR Brázdil K. (2009). Ministerstvo obrany ČR zajistí 600 letových hodin speciálního fot. letounu L 410 FG péčí VGHMÚř Dobruška zajistí zpracování dat v rozsahu ¼ území ČR Brázdil K. (2009). 33
Ministerstvo zemědělství zajistí pronájem leteckého laserového skeneru a příslušenství poskytne referenční výšková data z měřených profilů vodních toků Brázdil K. (2009). ČÚZK Český úřad zeměměřický a katastrální 5 x 10 x zajistí řízení a koordinaci projektu zajistí výstavbu pozemního vyhodnocovacího pracoviště poskytne kapacity na zpracování dat v rozsahu 15 osob po dobu 7 let zajistí trvalou správu dat Brázdil K. (2009). 34
Laserové skenování Navrhuje se vytvořit nový výškopis území České republiky metodou leteckého laserového skenování HLAVNÍ PARAMETRY SKENOVÁNÍ tři výšky letu v závislosti na relativní výšce a členitosti terénu 1800, 2100 a 2400 m nad mořem, střední výšky letu nad terénem 1500, 1500 a 1250 m, vzdálenost letových řad 750 m, příčný překryt od 35 do 50% hustota bodů větší než 1bod/m 2 Brázdil K. (2009). Laserové skenování ALS ALS 2009-2010 2010-2011 ALS 2011-2012 Brázdil K. (2009). 35
Ukázka dat řady bodů Brázdil K. (2009). Ukázka dat břeh vodní plochy Brázdil K. (2009). 36
Ukázka dat zemědělská plocha Brázdil K. (2009). Ukázka dat příkop (hloubka 0,75 m) Brázdil K. (2009). 37
Ukázka dat rozhraní lesa Brázdil K. (2009). Ukázka dat skládka odpadů Brázdil K. (2009). 38
Ukázka dat automatická separace bodů Brázdil K. (2009). Ukázka dat věž radnice Brázdil K. (2009). 39
Laserové skenování Předpoklady kvality: Základním předpokladem zkvalitnění ortofotomap je zkvalitnění výškopisu území ČR, a to minimálně na úroveň prvního realizačního produktu, tedy výškopisné sítě ve formě GRID 5 x 5 m s maximální chybou výšky do 1 m. Plánované parametry: tříletá perioda snímkování vnitřní přesnost se střední chybou menší než 0,5 m rozlišovací schopnost (velikost pixelu) 0,25 m Brázdil K. (2009). Prameny a literatura Čada Václav. Přednáškové texty z geodézie: kapitoly 1 a 8 http://www.gis.zcu.cz/studium/gen1/html/index.html http://www.vugtk.cz/slovnik/ http://www.cuzk.cz/ http://geoportal.cuzk.cz/ http://bodovapole.cuzk.cz/ http://czepos.cuzk.cz/ http://www.kosmo.cz/ Brázdil Karel. (2009). Projekt tvorby nového výškopisu ČR. Ing. Vít Suchánek, Ing. Karel Štencel (2009). Základní registr územní identifikace, adres a nemovitostí. Český úřad zeměměřický a katastrální, Praha. Šíma, J. (2009). Digitální ortofoto celého území České republiky s vysokým rozlišením (0,25, resp. 0,20 m v území) a jeho absolutní polohová přesnost prezentace. Šrámek Josef. Využití družic pro získávání informací o zemském povrchu. Dostupné na: http://gis.zcu.cz/samostatnestranky/prehleddruzicdpz/index.htm 40
Děkuji za pozornost Dotazy ZÁPADOČESKÁ UNIVERZITA V PLZNI Fakulta aplikovaných věd - KMA oddělení geomatiky Ing. Martina Vichrová, Ph.D. vichrova@kma.zcu.cz 41