TITULNÍ LIST ZÁVĚREČNÉ ZPRÁVY 2011 PROJEKTU 2C06028 Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

1 z 47 11.8.2011 14:21 TITULNÍ LIST ZÁVĚREČNÉ ZPRÁVY 2011 PROJEKTU 2C06028 Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy 2C06028 TVORBA ZNALOSTNÍHO SYSTÉMU PRO PODPORU ROZHODOVÁNÍ ZALOŽENÉHO NA GEODATECH řešitel - Ing. Milan Talich, Ph.D.... (podpis) za příjemce - Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. (IČ: 00025615 ) ředitel Ing. Karel Raděj, CSc.... (podpis, razítko) Verze zprávy: 1 Zpracováno dne: 12.8.2011

2 z 47 11.8.2011 14:21 2. SKUTEČNOST ZA UPLYNULÉ OBDOBÍ - 2011 2.1. PROJEKTOVÝ TÝM A ŘEŠITELSKÉ TÝMY 2.1.1. PROJEKTOVÝ TÝM IČ organizace 00025615 Obchodní jméno - název Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. zastoupený/á/é zastoupený Zkratka názvu VÚGTK Role organizace příjemce Vazba na organizaci 00025615 Druh organizace Veřejná výzkumná instituce (zákon č. 341/2005 Sb., o veřejných výzkumných institucích) Adresa sídla, spojení na organizaci - ulice, čp./č.or. Ústecká 98/ - PSČ, obec 25066 Zdiby - stát Česká republika - telefon 284 890 515 - http:// www.vugtk.cz Bankovní spojení -DIČ CZ00025615 - banka kód, název 0100 - Komerční banka - číslo účtu, sp.symbol 4135201, (žádný) Statutární zástupce - titul před, jméno, příjmení, titul Ing. Karel Raděj CSc. za - 7. pád jména a příjmení Ing. Karlem Radějem CSc. - funkce ředitel - 7. pád funkce ředitelem - telefon 284 890 351 - mobil 608 357 024 - fax 284 890 056 - email vugtk@vugtk.cz

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 3 z 47 11.8.2011 14:21 2.1.2. ŘEŠITELSKÝ TÝM Celé jméno, RČ Böhm Ondřej Ing. CZ Role osoby při řešení projektu člen řešitelského týmu Spojení 226802334 284 890 056 Ondrej.Bohm@vugtk.cz Příslušnost k organizaci Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. VÚ24 - výzkumný útvar geodézie a geodynamiky Pracovní poměr kmenový pracovník organizace Pracovní kapacita v % 60 Celé jméno, RČ Havrlant Jan Ing. Ph.D. CZ Role osoby při řešení projektu člen řešitelského týmu Spojení 226802334 284 890 056 Jan.Havrlant@vugtk.cz Příslušnost k organizaci Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. VÚ24 - výzkumný útvar geodézie a geodynamiky Pracovní poměr kmenový pracovník organizace Pracovní kapacita v % 80 Celé jméno, RČ Kadlec Martin Ing. CZ Role osoby při řešení projektu člen řešitelského týmu Spojení 377 632 667 284 890 056 kadlecm@kma.zcu.cz Příslušnost k organizaci Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. VÚ24 - výzkumný útvar geodézie a geodynamiky Pracovní poměr pracovník přijatý na dobu řešení projektu Pracovní kapacita v % 40 Celé jméno, RČ Soukup Lubomír Dr. Ing. CZ Role osoby při řešení projektu člen řešitelského týmu Spojení 266 052 551 737 810 546 284 890 056 soukup@utia.cas.cz Příslušnost k organizaci Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. VÚ23 - ODIS Pracovní poměr pracovník přijatý na dobu řešení projektu Pracovní kapacita v % 40 Celé jméno, RČ Talich Milan Ing. Ph.D. CZ Role osoby při řešení projektu řešitel Spojení 226802324 603 942 104 284 890 056 milan.talich@vugtk.cz Příslušnost k organizaci Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. VÚ24 - výzkumný útvar geodézie a geodynamiky Pracovní poměr kmenový pracovník organizace Pracovní kapacita v % 40

4 z 47 11.8.2011 14:21 2.1.3. ZMĚNY V PROJEKTOVÉM A ŘEŠITELSKÝCH TÝMECH - rok 2011 Pč. Typ Popis *

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty z 47 11.8.2011 14:21 2.2. ČASOVÝ POSTUP PRACÍ Komentář k metodice a časovému postupu prací a průběhu aktivit za uplynulé období V roce 2011 byly postupně dokončovánny ověřovací práce u všech čtyř úloh, tj. geometrických transformací digitálních obrazů, bayesovské klasifikace digitálních obrazů, analýzy posunů a deformací, transformace výšek s výpočetem parametrů tíhového pole Země. Tyto ověřovací práce probíhaly v rámci aktivit A10-05 až A10-08. Výstupy projektu za rok 2011 jsou ověřené technologie: - Technologie fuzzy-bayesovské klasifikace rastrových obrazů - Technologie elastické konformní transformace rastrových obrazů - Technologie analýzy posunů a deformací nástroji strain analysis - Technologie přesné transformace normálních a elipsoidálních výšek - Technologie výpočtu vybraných parametrů tíhového pole Země Pátá technologie, tj. Technologie výpočtu vybraných parametrů tíhového pole Země slouží ke správnému nastavení parametrů algoritmů pro transformaci normálních a elipsoidálních výšek. Byla doplněna proto, že hodnoty parametrů tíhového pole Země mohou být použity i pro jiné účely než k transformaci výšek. Oddělením této technologie od vlastní transformace výšek se hodnoty parametrů tíhového pole zpřístupní případným tvůrcům dalších webových aplikací. Ke dni 30.6.2011 byl zahájen rutinní provoz webového serveru (http://www.vugtk.cz/ingeocalc/), na němž jsou kromě vytvořených webových aplikací uloženy veškeré relevantní informace o projektu InGeoCalc.

6 z 47 11.8.2011 14:21 2.2.0. PŘEHLED DÍLČÍCH CÍLŮ SCHVÁLENÉ- SKUTEČNOST 2011 Číslo Dílčí cíl podrobně Datum plnění V001 Dílčí cíl Matematicky formulovat postup výpočtů Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle výpočetní postup ve formě matematických rovnic a vzorců Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle Výsledky odvození budou předány e-mailem jako dokument ve formátu PDF programátorovi. Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle žádné - 31.12.2008 V003 Dílčí cíl Zpřesnění lokálního modelu kvazigeoidu Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle Bude spočítán nový model kvazigeoidu kombinací globálního modelu EGM08 a lokálních tíhových dat. Jako lokální tíhová data bude použita databáze interpolovaných tíhových anomálií VÚGTK, případně přesnější tíhové anomálie pocházející z podrobného gravimetrického mapování, pokud se je podaří získat. Protože i globální model EGM08 vychází z pozemních tíhových anomálií, není jisté, zda pouze použití EGM08 se stávající databází anomálií povede ke zpřesnění modelu kvazigeoidu. Pokud by se však podařilo získat tíhové anomálie z podrobného gravimerického mapování 1 : 25 000, ke znatelnému zpřesnění by mělo dojít na většině území ČR (podrobné mapování nebylo provedeno na celém území ČR). Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle Nový model bude uložen do databáze spolu se zprávou o přesnosti nového modelu. Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle Získání tíhových dat z podrobného gravimetrického mapování 1:25 000. Pokud tento předpoklad nebude splněn, bude aktivita řešena pouze se stávající databází pozemních dat a novým modelem, potom však není jisté, zda se podaří dosáhnout zpřesnění modelu. 1.1.2009-31.12.2009 V002 Dílčí cíl Navrhnout a implementovat algoritmy Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle instalované programy pro výpočty a webové aplikace na webovém serveru Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle Funkční programy budou na instalovány na webovém serveru, stručná dokumentace v tištěné a elektronické podobě bude předána koordinátorovi projektu. Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle žádné - 30.5.2010 V004 Dílčí cíl Provedení ověřovacích prací Indikátory dosažení - výsledky dílčího cíle V souladu s plánem projektu (4.1 Metodika řešení) budou provedeny následující ověřovací práce: - ladění programů na zkušebních datech, - testování správné funkce programů na simulovaných datech, - hledání optimálních hodnot volitelných parametrů některých algoritmů, - zkušební, poloprovozní spuštění webového serveru, - analýza podnětů a připomínek od uživatelů, - zahájení rutinní provozu webového serveru k 30.6.2011. Prostředky ověření - Forma zpracování a předání výsledku dílčího cíle Výsledky testů funkcí programů budou dokumentovány a předány koordinátorovi (řešiteli) projektu. Funkční webové aplikace budou upraveny na základě výsledků těchto testů. K 30. 6. 2011 bude spuštěn rutinní provoz webového serveru s aplikacemi tvořícími jádro znalostního/expertního systému pro podporu rozhodování založeného na geodatech. Kritické předpoklady dosažení dílčího cíle žádné 1.6.2010-30.6.2011

7 z 47 11.8.2011 14:21

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty z 47 11.8.2011 14:21 2.2.1. AKTIVITY USKUTEČNĚNÉ v roce 2011 Číslo aktivity A10-05 Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje V004 - Provedení ověřovacích prací... Název (cíl)aktivity Ověření a optimalizace implementace bayesovské klasifikace digitálních obrazů Zahájení aktivity 1.6.2010 Ukončení aktivity 30.6.2011 Popis aktivity Jedná se o pokračování aktivity z roku 2010. V roce 2011 byly dokončeny ověřovací práce na testovacích datech, zejména družicových snímcích. Výsledky navržených variant bayesovské klasifikace byly porovnány s výsledky klasifikace obdrženými pomocí programového systému SPRING. Program SPRING byl vybrán z široké nabídky volně šiřitelných (public domain) GIS systému a programů pro zpracování obrazu proto, že je snadno ovladatelný, jednoduše instalovatelný a dobře dokumentován. Jako testovací data byly použity družicové snímky obsažené v tutoriálu k témuž programu. Bylo provedeno několik testů klasifikace téhož družicového snímku různými programy: systémem SPRING a webovou aplikací. Ve všech testech se ukázalo, že výsledky webové aplikace jsou srovnatelné s výsledky poskytnutými systémem SPRING. Pouze v případě fuzzy-bayesovské klasifikace nebylo možné srovnání, neboť systém SPRING tento typ klasifikace nepodporuje. Výsledky vybraných pokusů jsou uvedeny v popisu řešení jako příloha. Byla dokočena programová a uživatelská dokumentace a poté byl zahájen rutinní provoz webového serveru. Webová aplikace je tak zpřístupněna všem uživatelům Internetu. Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity Výsledky bayesovské klasifikace jsou v porovnání s výsledky poskytnutými systémem SPRING srovnatelné. Výsledky fuzzy-bayesovské klasifikace nebylo možné porovnat, neboť systém SPRING tento typ klasifikace nepodporuje. Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity Porovnání je dokumentöváno formou protokolu o postupu zpracování oběma metodami (webovou aplikací a systémem SPRING) a doplněno výslednými klasifikovanými obrazy. Vybrané ukázky klasifikace byly zahrnuty do Nápovědy webové aplikace "Bayesovská klasifikace digitálních obrazů", která je zpřístupněna na serveru VÚGTK pro uživatele Internetu, kteří se zaregistrují na serveru VÚGTK. Byl zahájen rutinní provoz webového serveru VÚGTK (http://www.vugtk.cz/ingeocalc/igc/classification/). Číslo aktivity A10-06 Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje V004 - Provedení ověřovacích prací... Název (cíl)aktivity Ověření a optimalizace implementace analýzy posunů a deformací Zahájení aktivity 1.6.2010 Ukončení aktivity 30.6.2011 Popis aktivity Jedná se o pokračování aktivity z roku 2010. V roce 2011 byly dokončeny ověřovací práce na testovacích datech. K ověřování byly použity souřadnice reálně naměřených bodů v konkrétních lokalitách. Protože neexistuje žádný jiný srovnatelný software pro analýzu deformací, byly porovnávány jednotlivé metody navzájem, tj. TPS a kolokace. Výpočet přesnosti tenzorů deformace byl ověřen srovnáním analytické metody a metody Monte Carlo. Na reálných

9 z 47 11.8.2011 14:21 datech nebyly zjištěny žádné významné rozdíly. Pro dokumentaci odlišných vlastností různých metod byly v několika testech některé reálné údaje záměrně pozměněny, aby vynikly výhody jedné metody vůči druhé. Tyto testy jsou přiloženy k popisu řešení. Byla též dokočena programová a uživatelská dokumentace a poté byl zahájen rutinní provoz webového serveru. Webová aplikace je tak zpřístupněna všem uživatelům Internetu. Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity Na reálných datech bylo ověřeno, že jednotlivé metody webové aplikace poskytují srovnatelné výsledky. Webové rozhraní je stabilní a bezpečné. Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity Vybrané ukázky analýzy reálně zaměřených lokalit, na nichž je patrná shoda odhadu přesnosti tenzoru deformace v analytickém a simulačním režimu klasifikace, byly zahrnuty do Nápovědy webové aplikace "Analýza posunů a deformací", která je zpřístupněna na serveru VÚGTK pro uživatele Internetu, kteří se zaregistrují na serveru VÚGTK. Protokoly s odezvami od uživatelů účastnících se poloprovozního ověření webové aplikace jsou průběžně archivovány na serveru VÚGTK. Byl zahájen rutinní provoz webového serveru VÚGTK (http://www.vugtk.cz/~deformace /pgm/index.php). Číslo aktivity A10-07 Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje V004 - Provedení ověřovacích prací... Název (cíl)aktivity Ověření a optimalizace implementace transformace výšek Zahájení aktivity 1.6.2010 Ukončení aktivity 30.6.2011 Popis aktivity Jedná se o pokračování aktivity z roku 2010. V roce 2011 pokračovalo testování funkčnosti webové aplikace pro transformace výšek. Přesnost transformace je určena přesností použitého modelu kvazigeoidu. Aplikace umožňuje použití 4 různých modelů, z nichž jeden (kombinovaný model Kadlec, 2009) je určen jako základní model vhodný pro každodenní transformaci souřadnic a další 3 principiálně odlišné modely v případě speciální potřeby pro znalé uživatele. Byly provedeny dva důležité testy: srovnání přesnosti transformace na bodech vybrané údržby a srovnání výsledků transformace s metodou gridu (Jan Ježek). Z výsledků testů lze usuzovat přesnost transformace přibližně 3 cm. Současně probíhalo testování samotné webové aplikace. Testování zahrnovalo analýzu logů a následnou opravu programátorských chyb. Do aplikace byly dále zapracovány ohlasy uživatelů týkající se uživatelského rozhraní. Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity Aplikace poskytuje správné (ověřené) výsledky v jakýchkoliv situacích. Webové rozhraní je stabilní a bezpečné. Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity Zpráva o srovnávacích testech s jinými programy a modely. Číslo aktivity A10-08 Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje V004 - Provedení ověřovacích prací... Název (cíl)aktivity Ověření a optimalizace implementace geometrických transformací digitálních obrazů Zahájení aktivity 1.6.2010 Ukončení aktivity

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 10 z 47 11.8.2011 14:21 30.6.2011 Popis aktivity Jedná se o pokračování aktivity z roku 2010. V roce 2011 byly dokončeny ověřovací práce na konkrétních testovacích datech. Výsledky geometrických transformací byly porovnány s výsledky transformace obdrženými pomocí programového systému Kokeš (http://www.gepro.cz/geodezie-a-projektovani/kokes/). Bylo provedeno několik testů transformace digitalizovaného obrazu analogové mapy do leteckého snímku téhož území. Při každém testu byl zvolen různý počet vlícovacích bodů a různé parametry kovarianční funkce. Ve všech testech se ukázalo, že výsledky webové aplikace jsou srovnatelné s výsledky poskytnutými systémem Kokeš. Pouze výpočet lokální přesnosti v libovolném bodě nebylo možno ověřit, neboť tato funkce není systémem Kokeš podporována. Výsledky vybraných testů jsou uvedeny v popisu řešení jako příloha. Byla dokočena programová a uživatelská dokumentace a poté byl zahájen rutinní provoz webového serveru. Webová aplikace je tak zpřístupněna všem uživatelům Internetu. Skutečné Indikátory dosažení - výsledky aktivity Výsledky geometrických transformací jsou v porovnání s výsledky poskytnutými systémem Kokeš srovnatelné. Skutečné prostředky ověření - forma zpracování a předání výsledku aktivity Porovnání je dokumentováno formou protokolu o postupu zpracování oběma metodami (webovou aplikací a systémemem Kokeš) a doplněno výslednými transformovanými obrazy. Vybrané ukázky geometrických transformací byly zahrnuty do Nápovědy webové aplikace "Geometrické transformace digitálních obrazů", která je zpřístupněna na serveru VÚGTK pro uživatele Internetu, kteří se zaregistrují na serveru VÚGTK. Byl zahájen rutinní provoz webového serveru VÚGTK (http://www.vugtk.cz/ingeocalc/igc/transformation/).

11 z 47 11.8.2011 14:21 2.2.2. AKTIVITY NEUSKUTEČNĚNÉ v roce 2011 Číslo aktivity Ke kterému dílčímu cíli se aktivita vztahuje Název (cíl)aktivity Zahájení aktivity Ukončení aktivity Popis aktivity Důvody, proč se aktivitu nepodařilo uskutečnit

12 z 47 11.8.2011 14:21 2.3.NÁKLADY PROJEKTU - 2011 2.3.1. NÁKLADOVÉ TABULKY ZA JEDNOTLIVÉ SUBJEKTY Projekt - Rok - Typ Organizace Role organizace 2C06028-2011 - skutečné Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. příjemce POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ F1. - Osobní náklady nebo výdaje na zaměstnance, kteří se podílejí na řešení projektu a jim odpovídající povinné zákonné odvody a případné příděly do FKSP F2. - Náklady nebo výdaje na pořízení hmotného a nehmotného majetku (investice, kapitálové) F3. - Náklady nebo výdaje na provoz a údržbu hmotného majetku používaného při řešení projektu F4. - Další provozní náklady vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu F5. - Náklady nebo výdaje na služby využívané v přímé souvislosti s řešením projektu F6. - Náklady nebo výdaje na zveřejnění výsledků projektu včetně nákladů nebo výdajů na zajištění práv k výsledkům výzkumu F7. - Cestovní náhrady vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu F8. - Doplňkové (režijní) náklady nebo výdaje vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu, např. administrativní náklady, náklady na pomocný personál a infrastrukturu, enegii a služby neuvedené výše F9. CELKEM Náklady skutečně vynaložené 623 Schváleno: 623 0 Schváleno: 0 0 Schváleno: 0 19 Schváleno: 20 12 Schváleno: 11 0 Schváleno: 0 14 Schváleno: 14 70 Schváleno: 70 Suma (F1 až F8)=738 738 Schváleno: 738 PŘEVOD DO fondu z toho skutečně hrazené z účelové podpory 468 Schváleno: 468 0 Schváleno: 0 0 Schváleno: 0 0 Schváleno: 0 6 Schváleno: 6 0 Schváleno: 0 4 Schváleno: 4 52 Schváleno: 52 Suma (F1 až F8)=530 530 Schváleno: 530 POUŽITÍ Z fondu F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků 0 24 ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM - z toho Účelová podpora (DOTACE) - z toho Ostatní veřejné zdroje - z toho Neveřejné zdroje Z9. 738 530 24 184

13 z 47 11.8.2011 14:21

14 z 47 11.8.2011 14:21 2.3.2. NÁKLADOVÁ TABULKA ZA PROJEKT Projekt - Rok - Typ PROJEKT 2C06028-2011 - skutečné 2C06028 - CELKEM POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ F1. - Osobní náklady nebo výdaje na zaměstnance, kteří se podílejí na řešení projektu a jim odpovídající povinné zákonné odvody a případné příděly do FKSP F2. - Náklady nebo výdaje na pořízení hmotného a nehmotného majetku (investice, kapitálové) F3. - Náklady nebo výdaje na provoz a údržbu hmotného majetku používaného při řešení projektu F4. - Další provozní náklady vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu F5. - Náklady nebo výdaje na služby využívané v přímé souvislosti s řešením projektu F6. - Náklady nebo výdaje na zveřejnění výsledků projektu včetně nákladů nebo výdajů na zajištění práv k výsledkům výzkumu F7. - Cestovní náhrady vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu F8. - Doplňkové (režijní) náklady nebo výdaje vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu, např. administrativní náklady, náklady na pomocný personál a infrastrukturu, enegii a služby neuvedené výše F9. CELKEM Náklady skutečně vynaložené 623 Schváleno: 623 0 Schváleno: 0 0 Schváleno: 0 19 Schváleno: 20 12 Schváleno: 11 0 Schváleno: 0 14 Schváleno: 14 70 Schváleno: 70 Suma (F1 až F8)=738 738 Schváleno: 738 PŘEVOD DO fondu z toho skutečně hrazené z účelové podpory 468 Schváleno: 468 0 Schváleno: 0 0 Schváleno: 0 0 Schváleno: 0 6 Schváleno: 6 0 Schváleno: 0 4 Schváleno: 4 52 Schváleno: 52 Suma (F1 až F8)=530 530 Schváleno: 530 POUŽITÍ Z fondu F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků 0 24 ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM - z toho Účelová podpora (DOTACE) - z toho Ostatní veřejné zdroje - z toho Neveřejné zdroje Z9. 738 530 24 184

15 z 47 11.8.2011 14:21 2.3.3. ZDŮVODNĚNÍ ZMĚN V ČERPÁNÍ V roce 2010 došlo k částečnému nevyčerpání dalších provozních nákladů (F4), nákladů nebo výdajů na služby (F5) a cestovních náhrad (F7) v celkové souhrnné výši 24. Proto bylo v roce 2011 čerpáno kromě původně plánovaných prostředků (706 ) ještě dalších 24 z Fondu účelově určených prostředků (Ostatní veřejné zdroje) a 8 z rezervního fondu VÚGTK (neveřejné zdroje). Tato změna se však nijak netýkala v projektu původně schválené požadované účelové podpory na rok 2011 ve výši 530, která tak zůstala bezezměny. Drobné nesrovnalosti oproti schváleným částkám do hodnoty jednoho tisíce Kč jsou dány zaokrouhlením částek na tisíce.

16 z 47 11.8.2011 14:21 2.3.4. NEVYUŽITÉ FINANČNÍ PROSTŘEDKY

17 z 47 11.8.2011 14:21 2.3.5. Seznam hmotného a nehmotného majetku pořízeného za sledované období

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 18 z 47 11.8.2011 14:21 3. ZHODNOCENÍ PRŮBĚHU CELÉHO ŘEŠENÍ >Stručné zhodnocení průběhu celého řešení od zahájení do ukončení řešení Cílem projektu bylo vytvoření znalostního systému ve formě webových aplikací pro čtyři základní operace nad prostorovými daty: 1. geometrické transformace digitálních obrazů, 2. bayesovská klasifikace digitálních obrazů, 3. transformace výšek a výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země, 4. analýza posunů a deformací. Pro každou z těchto základních operací byla vytvořena webová aplikace, přičemž pro 3. operaci vznikly dvě webové aplikace (jedna pro transformaci výšek a druhá pro výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země). Řešení projektu probíhalo ve třech fázích: - teoretické (2006-2008), - implementační (2007-2010), - ověřovací (2010-2011). Průběh řešení projektu odpovídal předem stanovenému časovému rozvrhu. Jedinou výjimkou bylo rozšíření teoretického výzkumu nad rámec původního návrhu. Teoretická fáze řešení byla prodloužena o půl roku (do 31.12.2008) a i poté byly prováděny změny a úpravy již navržených matematických postupů. Tento přesah teoretické fáze však nezpůsobil opoždění nástupu implementační fáze, kladl pouze vyšší nároky na programátory. Příkladem takovýchto zásahů do implementační fáze je sestavení nového modelu kvazigeoidu v roce 2009 nebo úprava fuzzybayesovské klasifikace v roce 2010. Tyto neplánované změny měly z obecného hlediska pozitivní vliv na celkový odborný záběr projektu, neboť přinesly nové, neočekávané, originální poznatky, které by při úzkostlivém dodržování stanoveného harmonogramu nemohly vzniknout. V průběhu řešení projektu byly vždy používány nejnovější poznatky jak po vědecko-výzkumné stránce, tj. při návrhu postupu zpracování geodat, tak po stránce implementační, tj. při programování navržených algoritmů. Těmito vědecko-výzkumnými poznatky byly nejnovější metody statistického zpracování experimentálních dat, zejména bayesovské metody. Moderní implementační postupy zahrnovaly zejména webové mapové služby (WMS) a související internetové standardy jako např. XML, XHTML, PHP, SVG, JavaScript, Python, cloud computing apod. Výsledné webové aplikace tedy představují špičkové softwarové produkty využívající nejnovější internetové technologie. Z vědecko-výzkumného hlediska byl nejvýznamnějším rysem projektu požadavek objektivního stanovení přesnosti výsledků u všech čtyř prostorových operací. Tento požadavek byl vždy důsledně dodržován a promítl se i do výpočetních a zobrazovacích funkcí výsledných webových aplikací. 3.1. SKUTEČNÉ PARAMETRY DOSAŽENÍ CÍLE Skutečný datum dosažení cíle 30.6.2011 Skutečné celkové náklady projektu 7106 Skutečné indikátory dosažení cíle O splnění stanovených klíčových cílů svědčí tyto indikátory: A Bylo teoreticky popsáno matematické řešení pro 1. geometrické transformace digitálních obrazů, 2. bayesovské klasifikace digitálních obrazů, 3. přesnou transformaci výšek,

19 z 47 11.8.2011 14:21 4. analýzu posunů a deformací, 5. výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země. B Byly naprogramovány a spuštěny webové aplikace pro 1. geometrické transformace digitálních obrazů, 2. bayesovské klasifikace digitálních obrazů, 3. přesnou transformaci výšek, 4. analýzu posunů a deformací, 5. výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země. C Byly sestaveny technologické postupy pro 1. elastickou konformní transformaci rastrových obrazů, 2. fuzzy-bayesovskou klasifikaci rastrových obrazů, 3. přesnou transformaci normálních a elipsoidálních výšek, 4. analýzu posunů a deformací nástroji strain analyse, 5. výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země. Skutečné prostředky ověření dosažení cíle Výše uvedené indikátory lze ověřit následujícími způsoby: A Dílčí výzkumné zprávy a další publikace jsou veřejně dostupné na stránce projektu http://www.vugtk.cz/ingeocalc/docs/publikace. B Funkční webové aplikace jsou dostupné na serveru VÚGTK (pro registrované uživatele) 1. určení přesnosti elastické konformní transformace: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/igc/transformation/ 2. bayesovská klasifikace rastrových obrazů: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/igc/classification/ 3. přesná transformace normálních a elipsoidálních výšek: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/igc/htrans/ 4. analýzu posunů a deformací nástroji strain analyse: http://www.vugtk.cz/~deformace/ 5. výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země z globálního modelu EGM08: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/igc/geocalcparam/ C Technologické postupy jsou vloženy do databáze informačního systému výzkumu, experimentálního vývoje a inovací (http://www.isvav.cz/projectdetail.do?rowid=2c06028). Podrobná dokumentace těchto technologických postupů je dostupná na stránkách projektu InGeoCalc. 1. elastická konformní transformace rastrových obrazů: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents/transformace_doc.pdf 2. fuzzy-bayesovská klasifikace rastrových obrazů: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents/klasifikace_doc.pdf 3. přesná transformace normálních a elipsoidálních výšek: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents/transformace-vysek_doc.pdf 4. analýza posunů a deformací nástroji strain analyse: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents/deformace_doc.pdf 5. výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země: http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents/tihove-pole_doc.pdf

20 z 47 11.8.2011 14:21 Srovnání dosažených výsledků s cíli projektu Cíle projektu byly splněny. Byly spuštěny funkční webové aplikace pro všechny čtyři základní operace nad prostorovými daty. Navíc byla vytvořena ještě webová aplikace pro výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země. Jeden z předpokládaných postupů při realizaci - pokus o Bayesovský přístup k transformaci výšek - se však nepodařilo realizovat, neboť nejsou k dispozici věrohodné odhady středních chyb vstupních veličin, zejména tíhových dat. Odhad přesnosti transformace je tak založen pouze na tradičním srovnání transformace na bodech se známými výškami v obou systémech. 3.2. KRITICKÉ PŘEDPOKLADY UPLATNĚNÍ DOSAŽENÝCH VÝSLEDKŮ Co všechno musí být uskutečněno nebo zajištěno, aby výsledky tohoto projektu byly uplatněny. Výsledky řešení projektu jsou dostupné ve formě zanlostního expertního systému včetně čtyř webových aplikací veřejnosti. Pro jejich další uplatnění je pouze zapotřebí zabezpečit další provoz webového serveru s expertním systémem po skončení projektu. Dále bude třeba zvýšit informovanost odborné veřejnosti o tomto systému, nejlépe formou publikací v odborných časopisech a příspěvcích na odborných seminářích.

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 1 z 47 11.8.2011 14:21 3.1.NÁKLADY PROJEKTU - CELÉ OBDOBÍ 3.1.1. NÁKLADOVÉ TABULKY ZA JEDNOTLIVÉ SUBJEKTY Rok Typ Organizace Role organizace CELK skutečné Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. příjemce Náklady skutečně z toho skutečně hrazené z POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ vynaložené účelové podpory F1. - Osobní náklady nebo výdaje na zaměstnance, kteří se podílejí na řešení projektu a jim odpovídající 6013 4512 povinné zákonné odvody a případné příděly do FKSP F2. - Náklady nebo výdaje na pořízení hmotného a nehmotného majetku (investice, kapitálové) 100 75 F3. - Náklady nebo výdaje na provoz a údržbu hmotného majetku používaného při řešení projektu 0 0 F4. - Další provozní náklady vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu 118 89 F5. - Náklady nebo výdaje na služby využívané v přímé souvislosti s řešením projektu 95 71 F6. - Náklady nebo výdaje na zveřejnění výsledků projektu včetně nákladů nebo výdajů na zajištění práv k 0 0 výsledkům výzkumu F7. - Cestovní náhrady vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu 80 59 F8. - Doplňkové (režijní) náklady nebo výdaje vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu, např. administrativní náklady, náklady na pomocný personál a infrastrukturu, 700 524 enegii a služby neuvedené výše F9. CELKEM 7106 5330 PŘEVOD DO fondu POUŽITÍ Z fondu F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků 0 0 ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM - z toho Účelová podpora (DOTACE) - z toho Ostatní veřejné zdroje - z toho Neveřejné zdroje Z9. 7106 5330 0 1776

22 z 47 11.8.2011 14:21

23 z 47 11.8.2011 14:21 3.1.2. NÁKLADOVÁ TABULKA ZA PROJEKT Rok Typ PROJEKT CELK skutečné 2C06028 - CELKEM Náklady skutečně z toho skutečně hrazené z POLOŽKA UZNANÝCH NÁKLADŮ vynaložené účelové podpory F1. - Osobní náklady nebo výdaje na zaměstnance, kteří se podílejí na řešení projektu a jim odpovídající 6013 4512 povinné zákonné odvody a případné příděly do FKSP F2. - Náklady nebo výdaje na pořízení hmotného a nehmotného majetku (investice, kapitálové) 100 75 F3. - Náklady nebo výdaje na provoz a údržbu hmotného majetku používaného při řešení projektu 0 0 F4. - Další provozní náklady vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu 118 89 F5. - Náklady nebo výdaje na služby využívané v přímé souvislosti s řešením projektu 95 71 F6. - Náklady nebo výdaje na zveřejnění výsledků projektu včetně nákladů nebo výdajů na zajištění práv k 0 0 výsledkům výzkumu F7. - Cestovní náhrady vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu 80 59 F8. - Doplňkové (režijní) náklady nebo výdaje vzniklé v přímé souvislosti s řešením projektu, např. administrativní náklady, náklady na pomocný personál a infrastrukturu, 700 524 enegii a služby neuvedené výše F9. CELKEM 7106 5330 PŘEVOD DO fondu POUŽITÍ Z fondu F0. - Zúčtování s Fondem účelově určených prostředků 0 0 ZDROJE FINANCOVÁNÍ CELKEM - z toho Účelová podpora (DOTACE) - z toho Ostatní veřejné zdroje - z toho Neveřejné zdroje Z9. 7106 5330 0 1776

24 z 47 11.8.2011 14:21 3.1.3. ZDŮVODNĚNÍ ZPŮSOBU ČERPÁNÍ ZA CELÉ OBDOBÍ Po celou dobu řešení projektu nedošlo k žádným změnám ve vynaložených nákladech a čerpání dotace u jednotlivých položek proti původnímu návrhu projektu. Pouze v roce 2010 došlo k částečnému nevyčerpání dalších provozních nákladů (F4), nákladů nebo výdajů na služby (F5) a cestovních náhrad (F7) v celkové souhrnné výši 24. Tyto prostředky byly převedeny do Fondu účelově určených prostředků (Ostatní veřejné zdroje). Proto bylo v roce 2011 čerpáno kromě původně plánovaných prostředků (706 ) ještě dalších 24 z Fondu účelově určených prostředků a 8 z rezervního fondu VÚGTK (neveřejné zdroje). Tato změna se však nijak netýkala v projektu původně schválené požadované účelové podpory na rok 2011 ve výši 530, která tak zůstala bezezměny. 4. PŘÍLOHY 4.1. ZPRÁVA O POSTUPU ŘEŠENÍ PROJEKTU - rok 2011 4.1.1. POPIS ŘEŠENÍ PROJEKTU - seznam Pořadí Soubor 1 Popis řešení projektu InGeoCalc za rok 2011 Vlastní popis řešení projektu doplněný o ukázky ověření jednotlivých webových aplikací popis-reseni-2011.pdf (1584 kb )

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 5 z 47 11.8.2011 14:21 4.1.2. DOSAŽENÉ VÝSLEDKY 1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE Číslo výsledku: 2C06028/01/2011 Název výsledku Technologie elastické konformní transformace rastrových obrazů Abstrakt Byl vytvořen technologický postup pro registraci (vlícování - transformaci) dvou nebo více rastrových obrazů. Vstupní data zahrnují vlastní vlícovávané obrazy, soubor souřadnic vlícovacích bodů a jejich směrodatných odchylek. Výsledkem vlícování je kompozice vstupních obrazů, na nichž lze znázornit polohovou přesnost libovolného bodu pomocí střední elipsy chyb. Vlícování je uskutečněno pomocí elastické konformní transformace souřadnic obrazových bodů. Míra elasticity je řízena dvěma parametry, které je možno měnit uživatelem. Konformity (zachování úhlů) bylo s výhodou dosaženo použitím komplexní aritmetiky. Navrženou technologii lze využít k vlícování leteckých nebo družicových snímků, případně jiných typů obrazů, např. medicinských. Technologie je realizována webovou aplikací pro on-line výpočty na http://www.vugtk.cz/ingeocalc/igc/transformation/. Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV) 1.- DE, 2.-, 3.-, 4.-, 5.- 2. INOVAČNÍ ASPEKTY Popis inovačních aspektů daného výsledku Hlavní výhodou navrhované technologie oproti ostatním způsobům transformace rastrových obrazů je možnost určit přesnost slícování obou vstupních obrazů v libovolném bodě výsledného transformovaného obrazu. Navržená transformace má výhodné vlastnosti neparametrických odhadů, i když je založena na parametrickém modelu (podobnostní transformace). Vlastní výpočet transformovaných souřadnic je tak realizován standardními maticovými operacemi jako u běžně používaných parametrických metod. Elasticity transformace je dosaženo pomocí tzv. kovarianční funkce, jejíž parametry mají jasně definovaný geometrický a statistický význam. Konformity transformace je dosaženo použitím komplexní aritmetiky. Z implementačního hlediska je hlavním inovačním prvkem aplikace její řešení jako webové cloudové aplikace. Díky tomu není třeba pro použití aplikace instalovat žádný specializovaný software a aplikaci tak lze provozovat na jakémkoliv počítači vybaveném moderním webovým prohlížečem a připojením na Internet. Aplikace je díky tomu nezávislá na operačním systému a do značné míry i na výkonu počítače. Přitom je aplikace způsobem ovládání analogická s desktopovými aplikacemi a poskytuje podobný komfort při práci. 3. PŘÍNOSY Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele Aplikaci lze používat zdarma a její použití je relativně jednoduché. Přitom poskytuje velice robustní řešení transformace rastrů s možností určit přesnot transformace v jakéhokoliv bodě, tedy nikoliv pouze u vlícovacích bodů. Uživatel má přístup ke svým datům z jakéhokoliv počítače připojeného k Internetu. 4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU Celé jméno Soukup Lubomír Dr. Ing. Spojení 266 052 551 737 810 546 284 890 056 Lubomir.Soukup@vugtk.cz Organizace 5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE 00025615 Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. Ústecká 98 25066 Zdiby www.vugtk.cz Číslo Název dokumentu Typ Jazyk 01 Technologie elastické konformní transformace rastrových obrazů (2011) ZB - Ověřená technologie (RIV 2009) CES

26 z 47 11.8.2011 14:21 http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents /transformace_doc.pdf

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 7 z 47 11.8.2011 14:21 1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE Číslo výsledku: 2C06028/02/2011 Název výsledku Technologie fuzzy-bayesovské klasifikace rastrových obrazů Abstrakt Byl vytvořen technologický postup pro klasifikaci digitálních rastrových obrazů. Výsledkem klasifikace je nový obraz s vyznačenými homogenními oblastmi, příslušnými předem daným třídám. Pro klasifikaci vstupního obrazu je použita modifikovaná metoda bayesovské klasifikace. Navržená modifikace vylepšuje standardní bayesovskou klasifikaci ve dvou hlavních ohledech. První vylepšení spočívá v dodatečné korekci pravděpodobnostních map, která zvýší homogenitu klasifikovaných oblastí. Podstatou druhého vylepšení je reprezentace klasifikovaných oblastí formou fuzzy množin. Technologie je realizována webovou aplikací pro on-line výpočty na http://www.vugtk.cz/ingeocalc /igc/classification/. Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV) 1.- IN, 2.-, 3.-, 4.-, 5.- 2. INOVAČNÍ ASPEKTY Popis inovačních aspektů daného výsledku Hlavní výhodou navrhované technologie oproti ostatním způsobům klasifikace rastrových obrazů je možnost zobrazit nepřesnost hranic výsledných klasifikovaných oblastí. Klasifikované oblasti jsou totiž reprezentovány fuzzy množinami, jejicž funkce příslušnosti je odvozena od entropie jednotlivých pixelů. Základem navržené technologie je sice jednoduchá bayesovská klasifikace (tzv. pixel based classification), avšak při výpočtu entropie se zohledňují i sousední pixely, což je stěžejním rysem opačného přístupu, tzv. region based classification. Navržená technologie tedy představuje netradiční kompromisní řešení na pomezí obou přístupů. Z implementačního hlediska je hlavním inovačním prvkem aplikace její řešení jako webové cloudové aplikace. Díky tomu není třeba pro použití aplikace instalovat žádný specializovaný software a aplikaci tak lze provozovat na jakémkoliv počítači vybaveném moderním webovým prohlížečem a připojením na Internet. Aplikace je díky tomu nezávislá na operačním systému a do značné míry i na výkonu počítače. Přitom je aplikace způsobem ovládání analogická s desktopovými aplikacemi a poskytuje podobný komfort při práci. Cloudové řešení aplikace poskytuje uživateli přítup k jeho datům a projektům uloženým v rámci aplikace z jakéhokoliv počítače s připojením na Internet. 3. PŘÍNOSY Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele Aplikaci lze používat zdarma, její použití je relativně jednoduché a kromě dat ve formě obrazových souborů lze klasifikovat přímo data dostupná po Internetu ve formě WMS (Web Map Service). Uživatel má přístup ke svým datům z jakéhokoliv počítače připojeného na Internet. 4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU Celé jméno Soukup Lubomír Dr. Ing. Spojení 266 052 551 737 810 546 284 890 056 Lubomir.Soukup@vugtk.cz Organizace 5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE 00025615 Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. Ústecká 98 25066 Zdiby www.vugtk.cz Číslo Název dokumentu Typ Jazyk 01 Technologie fuzzy-bayesovské klasifikace rastrových obrazů (2011) http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents /klasifikace_doc.pdf ZB - Ověřená technologie (RIV 2009) CES

28 z 47 11.8.2011 14:21 02 TALICH M., BÖHM O., SOUKUP L.: Bayesian Classification of Digital Images by Web Application. In: FIG Working Week 2011, Marrakech, Morocco, 18-22 May 2011, pp 1-13, ISBN 978-87-90907-92-1. http://www.fig.net/pub/fig2011/papers/ts05i /ts05i_talich_bohm_et_al_4827.pdf D článek ve sborníku (RIV 2009) ANG

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 9 z 47 11.8.2011 14:21 1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE Číslo výsledku: 2C06028/03/2011 Název výsledku Technologie analýzy posunů a deformací nástroji strain analyse Abstrakt Cílem bylo vytvořit a ověřit technologii postupu pro on-line výpočty analýzy deformací z opakovaných polohových geodetických měření nástroji strain analyse. Určovány jsou parametry pole deformací (tenzory napětí, totální dilatace) s následnou interpretací ve čtvercové síti. Technologie je založena na použití teorie mechaniky kontinua a základním předpokladem je homogenita vyšetřovaného území. Analýza deformací dle teorie mechaniky kontinua je nezávislá na rotacích a translacích souřadnicových systémů, což svědčí o tom, že je objektivnějším ukazatelem dynamiky vyšetřované lokality než pouhý výpočet a znázornění vektorů posunů bodů. Technologie zahrnuje též postup výpočtu přesnosti výsledných hodnot tenzorů deformací, včetně způsobu jejího grafického zobrazení. Dále jsou možné i grafické výstupy formou hypsometrie polí totálních dilatací a střihů. Technologie je realizována aplikací pro on-line výpočty na http://www.vugtk.cz/~deformace. Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV) 1.- DE, 2.-, 3.-, 4.-, 5.- 2. INOVAČNÍ ASPEKTY Popis inovačních aspektů daného výsledku Aplikace Analýza deformací slouží pro analýzu polohových deformací zemského povrchu za účelem zjištění geodynamiky zájmového území. Používá při řešení výpočtu deformací mechaniku kontinua. Pro zobrazení a posouzení neslouží posuny ale tenzory deformací (komprese, extenze), které na rozdíl od posunů nejsou závislé na použitém souřadnicovém rámci. Znamená to, že pouze tenzory deformací jsou objektivním měřítkem pro odhalení reálných geodynamických trendů ve vyšetřovaném území. A to také zdůvodňuje význam jejich výpočtu a užití v praxi. 3. PŘÍNOSY Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele Webová aplikace Analýza deformací zpřístupňuje široké odborné veřejnosti komplexní nástroj pro analýzu posunů a deformací přístupnou přes Internet. Přes webové rozhraní může uživatel velmi snadno vypočítat parametry tenzorů deformací a následně je zobrazit v mapovém okně. Navíc si může jako podkladovou vrstvu vybrat z několika mapových vrstev nabízených prostřednictvím WMS (Web Map Service), případně si nahrát na server vlastní vrstvu ve formě rastrového obrázku. Aplikace obsahuje správce projektů, pomocí kterého se může uživatel později vrátit ke svým výpočtům. Také umožňuje vkládání vstupních dat v mnoha souřadnicových systémech, což zvyšuje použitelnost zejména v zahraničí. Díky výše popsané aplikaci dostává uživatel k dispozici kvalitní výpočetní nástroj, který mu umožňuje řešit úlohu analýzy deformací v praxi. 4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU Celé jméno Talich Milan Ing. PhD Spojení 226 802 324 603 942 104 284 890 056 milan.talich@vugtk.cz Organizace 5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE 00025615 Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. Ústecká 98 25066 Zdiby www.vugtk.cz Číslo Název dokumentu Typ Jazyk 01 Technologie analýzy posunů a deformací nástroji strain analyse (2011) http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents /deformace_doc.pdf ZB - Ověřená technologie (RIV 2009) CES

30 z 47 11.8.2011 14:21

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 1 z 47 11.8.2011 14:21 1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE Číslo výsledku: 2C06028/04/2011 Název výsledku Technologie přesné transformace normálních a elipsoidálních výšek Abstrakt Cílem bylo vytvořit a ověřit technologii postupu pro přesnou transformaci normálních a elipsoidálních výšek pomocí webové aplikace. Základ technologie tvoří 4 přesné modely kvazigeoidu: tradiční gravimetrický kvazigeoid určený z pozemních gravimetrických měření, geometrický kvazigeoid určený z rozdílů elipsoidálních a nivelovaných normálních výšek na bodech výběrové údržby, globální model založený na nejnovějším globálním modelu tíhového pole Země EGM08 a kombinovaný model využívající přednosti všech tří dříve uvedených modelů. Technologie je postavena na kombinaci moderních open-source nástrojů: samotná transformace probíhá na serveru VÚGTK jako skript v Pythonu využívající GRASS GIS a knihovny GDAL/OGR. Interface k tomuto skriptu tvoří webové rozhraní implementované v jazycích HTML, JavaScript a PHP. Vizualizaci umožňuje kombinace nástrojů UMN Mapsever na straně serveru a knihoven založených na OpenLayers na straně klienta. Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV) 1.- DE, 2.-, 3.-, 4.-, 5.- 2. INOVAČNÍ ASPEKTY Popis inovačních aspektů daného výsledku Hlavním inovačním aspektem vyvinuté technologie je ojedinělá přesnost transformace výšek. Tuto přesnost umožňuje velmi přesný model kvazigeoidu, který je založen na gravimetrickém kvazigeoidu rektifikovaném na bodech GPS/nivelace. Samotný gravimetrický kvazigeoid je postaven na globálním modelu tíhového pole Země a přesných terestrických měřeních tíže v ČR i v jejím okolí. Tento kvazigeoid je rektifikován na vice než 6000 bodech, na nichž je známa jak nadmořská výška v systému Balt po vyrovnání, tak elipsoidická výška měřená statickou metodou (GNSS). Výsledný kombinovaný model dává v místech, kde je velká hustota bodů GPS/nivelace přednost konzistenci s existujícími body, zároveň je ale dostatečně detailní I v místech, kde je nízká hustota bodů GPS/nivelace nebo v blízkosti hranic, kde by bez využití přesného gravimetrického modelu docházelo k nepřesné interpolaci či dokonce extrapolaci. Kombinace byla založena buďto na globální polynomiální transformaci v minulosti, kdy bylo identických bodů méně, nyní je založena na teorii radiálních bazických funkcích, bazické funkce tvoří spline pod napětím, což je pro daný účel ideální metoda, jež byla použita v ČR poprvé. 3. PŘÍNOSY Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele Uživatel může s nejvyšší dostupnou přesností transformovat výšky mezi systémy ETRS89 a Balt po vyrovnání. Tento ojedinělý výpočetní nástroj je mu přitom zdarma k dispozici prostřednictvím webové aplikace. K jejímu spouštění mu zcela postačí libovolný internetový prohlížeč, nemusí tedy na svůj počítač instalovat žádný speciální software. Uživatel tak bude moci nahradit pracné nivelační měření tradiční geodetickou technikou (např. technickou nivelaci) rychlým a efektivním měřením pomocí GPS aparatury. 4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU Celé jméno Kadlec Martin Ing. Mgr. Spojení 377 632 667 284 890 056 kadlecm@kma.zcu.cz Organizace 5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE 00025615 Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. Ústecká 98 25066 Zdiby www.vugtk.cz Číslo Název dokumentu Typ Jazyk 01 Technologie přesné transformace normálních a elipsoidálních výšek (2011) ZB - Ověřená technologie (RIV 2009) CES

32 z 47 11.8.2011 14:21 http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents /transformace-vysek_doc.pdf

33 z 47 11.8.2011 14:21 1. ZÁKLADNÍ ÚDAJE Číslo výsledku: 2C06028/05/2011 Název výsledku Technologie výpočtu vybraných parametrů tíhového pole Země Abstrakt Cílem bylo vytvořit a ověřit technologii pro výpočet parametrů tíhového pole Země pomocí webové aplikace. Technologie umožňuje výpočet parametrů různých polí: tíhového a gravitačního pole Země W a V, normálního tíhového a gravitačního pole Země Wn a Vn a poruchového pole T. Počítá se potenciál těchto polí z globálního modelu EGM08, jeho první derivace ve směrech os sférického souřadnicového systému a druhá derivace podle průvodiče r. Kromě toho technologie stanovuje postup pro přímý výpočet (tzn. bez explicitního zadávání typu parametru a použitého pole) některých běžně používaných parametrů: výškové anomálie a tížnicové odchylky. Technologie využívá ojedinělý (velmi rychlý a přesný) způsob výpočtu přidružených Legendreových funkcí nezbytných pro výpočet uvedených parametrů. Technologie popisuje dvě základní částí webové aplikace: výpočetní jádro - program v C++, který počítá výsledky na serveru VÚGTK a webový interface v jazycích PHP a Python. Hlavní (1) a další (2-5) obory řešení výsledku (dle číselníku CEP, RIV) 1.- DE, 2.-, 3.-, 4.-, 5.- 2. INOVAČNÍ ASPEKTY Popis inovačních aspektů daného výsledku Technologie představuje ucelený postup výpočtu významných parametrů různých polí souvisejících s tíhovým polem Země: tíhového pole Země W, gravitačního pole Země V, normálního tíhového pole Země W_n i normálního gravitačního pole Země V_n a poruchového pole T. Technologie popisuje způsob výpočtu tak, aby umožňoval i výpočet z nejnovějšího globálního modelu tíhového pole Země EGM08, kde tradiční vztahy selhávají (stávají se numericky nestabilní). K dosažení tohoto cíle technologie využívá ojedinělý (velmi rychlý a přesný) způsob výpočtu přidružených Legendreových funkcí nezbytných pro výpočet uvedených parametrů. Provedené srovnávací testy prokázaly, že postup výpočtu podle této technologie je mnohonásobně až řádově rychlejší než doposud běžně užívané postupy a to při zachování stejné přesnosti. 3. PŘÍNOSY Popis konkrétních přínosů daného výsledku pro jeho uživatele Uživatel může s nejvyšší dostupnou přesností a rychlostí spočítat potřebné parametry tíhového pole Země z nejnovějšího globálního modelu EGM08. Doposud bylo využití nejnovějšího globálního modelu EGM08 mimo geodetickou komunitu (mezioborově) ale i v ní limitováno, protože v minulosti používané jednoduché algoritmy nelze použít. 4. KONTAKTNÍ ÚDAJE GARANTA VÝSLEDKU Celé jméno Kadlec Martin Ing. Mgr. Spojení 377 632 667 284 890 056 kadlecm@kma.zcu.cz Organizace 5. DOSTUPNÁ DOKUMENTACE 00025615 Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i. Ústecká 98 25066 Zdiby www.vugtk.cz Číslo Název dokumentu Typ Jazyk 01 Technologie výpočtu vybraných parametrů tíhového pole Země (2011) http://www.vugtk.cz/ingeocalc/media/documents/tihovepole_doc.pdf ZB - Ověřená technologie (RIV 2009) CES

34 z 47 11.8.2011 14:21

prava_2c06028_2011_1_00-tisk-eprojekty 35 z 47 11.8.2011 14:21 4.1.3. PLNĚNÍ DÍLČÍCH CÍLŮ 4.1.3.1. ZPRÁVA O DOSAŽENÍ DÍLČÍHO CÍLE Číslo dílčího cíle V004 Název dílčího cíle Provedení ověřovacích prací Plánované datum dosažení dílčího cíle 30.6.2011 INDIKÁTORY DOSAŽENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ V roce 2011 bylo dokončeno ověřování správné funkce čtyř vytvořených webových aplikací, tj. geometrických transformací digitálních obrazů, bayesovské klasifikace digitálních obrazů, transformace výšek, analýzy posunů a deformací. Ověřovací práce byly prováděny na simulovaných i reálných testovacích datech. Testy byly provedeny pro různé hodnoty volitelných parametrů. K ověření byly použity stávající desktopové softwarové nástroje, pokud byly dostupné mezi komerčními nebo volně šiřitelnými programovými produkty. Takto byly ověřeny geometrické transformace a bayesovská klasifikace. Pro zbylé dvě webové aplikace nejsou dostupné srovnatelné desktopové softwarové nástroje, a proto byla jejich správná funkce ověřena srovnáním výsledků dvou odlišných výpočetních metod. Vytvořené čtyři webové aplikace byly tedy úspěšně ověřeny. PROSTŘEDKY OVĚŘENÍ VÝSTUPU - SKUTEČNĚ DOSAŽENÉ Ověřovací páce jsou dokumentovány formou protokolů o porovnání dvou nezávisle obdržených výsledků. Součástí těchto protokolů jsou testovací data a výsledky provedených testů v čiselné i grafické formě. Dne 30.6.2011 byl zahájen rutinní provozu webového serveru.

36 z 47 11.8.2011 14:21 4.1.4. REDAKČNĚ UPRAVENÁ - TISKOVÁ ZPRÁVA 4.1.4.1. Tisková zpráva - česky (zpráva musí obsahovat dosažené cíle, resp. výsledky/výstupy řešení projektu; rozsah max. 400 znaků): V závěrečné fázi řešení projektu byly úspěšně ověřeny webové aplikace pro 4 základní operace nad geodaty: 1. geometrické transformace digitálních obrazů, 2. bayesovská klasifikace digitálních obrazů, 3. transformace výšek a výpočet vybraných parametrů tíhového pole Země, 4. analýza posunů a deformací Tyto webové aplikace představují softwarovou realizaci pěti nových technologických postupů. 4.1.4.2. Tisková zpráva anglicky (zpráva musí obsahovat dosažené cíle, resp. výsledky/výstupy řešení projektu; rozsah max. 400 znaků): Web applications for 4 basic spatial operations were successfully verified in the final phase of the projekt. 1. geometric transformations of images, 2. Bayesian classification of images, 3. transformation of heights and calculation of selected parameters of the Earth gravity field, 4. analysis of drifts and deformations. These web applications implement five new technological procedures.