Využití letecké fotogrammetrie pro sledování historického vývoje krajiny Jitka Elznicová Katedra informatiky a geoinformatiky Fakulta životního prostředí Univerzita J.E.Purkyně v Ústí nad Labem Letecké snímkov mkování první letecký snímek z upoutaného balonu byl zhotoven v roce 1858 fotografem G. F. Tournachonem včeských zemích byly pořízeny prvotní snímky v roce 1906 a 1908 kpt. Hůlkou. Letecké snímkování bývalého Československa začalo se provádět v letech 1936 až 1938 a v roce 1946 v letech 1947 až 1956 se započalo s celoplošným snímkováním v rámci systematické údržby a obnovy topografických map se celé území státu snímkovalo v pravidelných intervalech cca. 5 až 7 let pořízené snímky jsou uloženy v archivu Vojenského geografického a hydro-meteorologického úřadu v Dobrušce VGHMÚř (bývalého Vojenského topografického ústavu). kontaminace.cenia.cz 1
Vyhledání historických snímků http://izgard.cenia.cz/lmstredy/index.htm http://geoportal.cuzk.cz Lze zažádat o zpracovaná ortofota od roku 2000 do současnosti, v intervalu 3-5 let na dané území Soukromé firmy http://www.geodis.cz/ 2
Základn kladní charakteristika leteckých snímků Druh použitého fotografického materiálu černobílé panchromatické snímky barevné multispektrální snímky infračervené snímky Orientace osy záběru a) svislé (kolmé) b) šikmé (bez horizontu) Při odchylce 1 až 3 stupně lze považovat snímek za svislý c) šikmé (s horizontem) d) vodorovné Překryt dvou snímků Formát leteckých snímků 18 x 18 cm 23 x 23 cm 30 x 30 cm Obsah leteckých snímků vlastní scéna rámové údaje: číslo komory, ohnisková vzdálenost objektivu (tj. konstantu komory), obraz bubliny libely (tj. odchylka osy komory od svislice), čas pořízení snímku, pořadovéčíslo snímku a rámové značky 3
Rozmístění a počet rámových značek Ukázka rámových značek Měřítko snímku je voleno vždy s ohledem na účel snímkování pohybuje se od měřítka 1:5 000 do 1:50 000 nejvíce bylo při snímkování používáno měřítko v rozsahu 1:23 000 do 1:27 000. Měřítko snímku M s je dáno vztahem: Letecká fotogrammetrie Letecké fotografie (ani jejich digitální reprezentace) nemohou být použity pro měřické účely přímo kvůli zkreslení, způsobenému centrální projekcí a různou výškou snímaných objektů. 4
Fotogrammetrie věda zabývající se rekonstrukcí tvaru, velikost a polohy předmětů zobrazených na fotogrammetrických snímcích základem fotogrammetrie je skutečnost, že fotografický snímek je exaktním perspektivním zobrazením (centrální projekcí) fotografovaného předmětu centrální projekce fotografického snímku se převádí na ortogonální projekci mapy Metodika zpracování leteckých snímk mků vypracována v rámci disertační práce na území Osoblažského výběžku 1) zpracováno 106 archivních leteckých snímkůčasovéřady: 1937 (1954), 1976, 1985 a 1995 skenovány s rozlišením 800 DPI použit program Leica Photogrammetry Suite: 1) PRCHALOVÁ Jitka (2006): Použití metod GIS pro analýzu vývoje krajiny -využití archivních leteckých snímků.[disertační práce], Institut geoinformatiky, VŠB TU Ostrava, Ostrava. 104 s. Postup zpracování snímků 1. Určení parametrů použitého senzoru 2. Import všech snímků 3. Výpočet tzv. pyramidových vrstev 4. Nastavení vlastností použitého senzoru pro měřickou komoru pro neměřickou komoru 5. Definování spojovacích bodů 6. Automatická generace spojovacích bodů 7. Definování vlícovacích bodů 8. Triangulace 9. Ortorektifikace 10. Tvorba mozaiky 5
Leica Photogrammetry Suite - LPS 2011 1. Parametry senzoru typ použité komory referenční systém referenční jednotky výška letu Frame Camera Non-Metric Camera 2. Import všech snímků 3. Výpočet tzv. pyramidových vrstev 4. Vlastnosti použitého senzoru Frame Camera ohnisková vzdálenost souřadnice rámových značek Non-Metric Camera ohnisková vzdálenost velikost pixelu 5. Vlícovací body (Control Points) Nutno určit geografickou polohu a nadmořskou výšku ručně (přímo souřadnice x,y,z) automaticky (z referenčních dat) 6. Spojovací body (Tie points) ručně automatická generace Ukázka vlícovacích a spojovacích bodů v prostředí Point Measurement programu LPS 6
7. Triangulace nalezení matematického vztahu mezi snímky a souřadnicovým systémem Schémata snímků vstupujících do ortorektifikace k dispozici kalibrační protokoly bez kalibračních protokolů 1995 1985 1976 1954 1937 8. Ortorektifikace na základě výsledků blokové triangulace a digitálního modelu reliéfu jsou snímky překreslené tak, aby reprezentovaly dané území jako pravoúhlý průmět do roviny výsledek triangulace DTM surový snímek ortofoto 7
9. Tvorba mozaiky odstranění okrajových části snímku definování linií řezů pomocí tzv. Cutlines barevnému vyrovnání snímků Schémata výsledných mozaik zpracovaných snímků rok 1995 rok 1985 rok 1954 rok 1976 rok 1937 Vyhodnocení Vyhodnocení leteckých sní snímků Vizualizace historické krajiny vizualizace 2D vizualizace 3D simulované průlety 8
1937 1976 1985 9
1995 Analýza vývoje krajiny Ruční vektorizace s využitím databáze ZABAGED Interpretace snímků klasifikováno:: lesní plochy orná půda trvalé travní porosty rozptýlená zeleň vodní plochy zástavba komunikace 10
11
Hodnocení vývoje vegetačního pokryvu 80,0% 20,0% 18,0% 75,0% 16,0% Orná půda 70,0% 65,0% 60,0% 55,0% 14,0% 12,0% 10,0% 8,0% 6,0% 4,0% Ostatní využití území 2,0% 50,0% 1937 1976 1985 1995 0,0% Orná půda Lesní plochy Trvalé travní porosty Zástavba Vodní plochy Rozptýlená zeleň Ostatní plochy Hodnocení změny vegetačního pokryvu rok 1937 rok 1995 Prostorové změny využití v letech 1937 1995 12
Prostorové změny využití v letech 1937 1995 Schéma změny krajinného krytu v letech 1937 až 1995 v procentech Hodnocení změn velikosti pozemků 13
Frekvence rozložení velikostí polí 1937 1995 14