TVORBA FOTOPLÁNU
1.
TVORBA FOTOPLÁNU
Tvorba fotoplánu pat í mezi základní úlohy jednosnímkové fotogrammetrie. Tato úloha nachází uplatn ní jak v pozemní, tak v menší mí e i v letecké fotogrammetrii, viz kapitola 1.4. Hlavním úkolem tohoto cvi ení je seznámit studenty se soudobým technologickým postupem používaným p i tvorb fotoplánu digitálním zp sobem. Tato úloha p ímo navazuje na úlohy cvi ené v minulosti, které se zabývaly p ekreslením m ických snímk optickou cestou na speciálních p ístrojích – optických p ekreslova ích, viz [1]. S ohledem na vybavení laborato e fotogrammetrie bude v dalším textu popsán konkrétní postup zpracování snímk v eském GIS/LIS software TopoL, viz [i1]. Technologický postup bude demonstrován na p íkladu z oblasti pozemní fotogrammetrie, kde se v sou asné dob tato technologie p evážn používá. Ve vhodných p ípadech je však možné technologii aplikovat i v letecké fotogrammetrii.
1.1. TEORETICKÉ ZÁKLADY Vektorová mapa i plán asto nedosta ují požadavk m jejich uživatel . Hlavním problémem je, že neobsahují všechny d ležité detaily. Mapy (plány), které by m ly obsah m ických snímk tj. fotomapy (fotoplány), se jeví v tomto p ípad jako nejlepší ešení. Další nezanedbatelnou výhodou fotomap i fotoplán oproti vektorovým mapám je jejich nižší po izovací cena a velmi krátká doba jejich výroby. Základem jednosnímkových metod je vztah dvou rovin. Snímky vznikají st edovým pr m tem povrchu objektu na rovinu snímku, kdežto liniové mapy jsou ortogonálním pr m tem povrchu. Jde tedy o to, jakými metodami bude snímek s centrální projekcí konvertován do podoby p ekresleného snímku s ortogonální projekcí. Pokud jsou roviny snímku a objektu (ideáln rovinného) rovnob žné, pak je vztah mezi nimi jednoduchý a obraz se liší pouze m ítkem, tento stav je však pouze ojedin lý a v tšinou je m ítko ve snímku prom nné s polohou na snímku. Deformace (zkreslení) obrazu zp sobena n kolika vlivy, a to zejména:
je
a) orientací osy záb ru - nespln ním požadavku kolmosti na rovinu objektu (vznik perspektivy), b) centrálním
promítáním
-
radiální
posuny obrazu vlivem hloubkové lenitosti objektu, viz kapitola 1.3 .
Obrázek 1-1: vztah mezi rovinami objektu τ, plánu µ a obecného snímku σ
-1-
TVORBA FOTOPLÁNU
Mezi obecným snímkem a rovinou objektu, viz obrázek 1-1, platí projektivní vztahy, jejichž matematickým vyjád ením je kolineární transformace. Pro její ešení je pot eba p ti vlícovacích bod . Úpravou rovnic dostaneme jednodušší vyjád ení definované pouze ty mi body, viz [2,3]. Je tedy nutno vždy mít na daném objektu geodeticky zam eny alespo možné, m í se více bod pro kontrolní ú ely.
ty i vlícovací body. Pokud je to
Limitujícím faktorem pro použití této metody je zejména deformace fotoplánu zp sobená hloubkovou lenitostí zam ovaného objektu, viz dále.
1.2. TECHNOLOGIE Technologický postup p i zpracování projektu tvorby fotoplánu se skládá ze základních krok platných pro zpracování jakéhokoli projektu. Tyto obecné kroky jsou nazna eny na obrázku 1-2.
Obrázek 1-2: pr b h projektu Konkrétní technologie tvorby fotoplánu bude vysv tlena v následujících kapitolách a p ehledn jí shrnuje následující obrázek.
Obrázek 1-3: technologické kroky Technologie používaná p i jednosnímkových metodách je pom rn jednoduchá. V závislosti na použitém vybavení (nap . použití digitálních kamer), na možnostech zpracovatelského software a na požadavcích zadavatele mohou jednotlivé kroky splývat i zcela chyb t (nap . vektorizace). Pro úlohu ,,tvorba fotoplánu,, se asto používá také termín p ekreslení i digitální p ekreslení snímk .
-2-
TVORBA FOTOPLÁNU
1.2.1. Práce v terénu Práce v terénu se podle výše uvedeného schématu dají rozd lit na t i hlavní rekognoskace, po ízení snímk a zam ení vlícovacích bod .
ásti –
Rekognoskace P i rekognoskaci volíme podle konkrétních podmínek (velikost objektu, možnost odstupu od objektu apod.) po et a rozmíst ní po izovaných snímk . Pokud po izujeme více jak jeden snímek, pak je nutné zajistit, aby se snímky p ekrývaly a to s ohledem na budoucí zpracování do podoby fotomozaiky. Po et snímk ovliv uje také to, jaký typ komory použijeme pro snímkování (komora s normálním obrazovým úhlem i širokoúhlá komora), viz také odstavec po ízení snímk . P íklad rozmíst ní snímk na fasád objektu ukazuje následující obrázek.
Obrázek 1-4: pokrytí fasády objektu snímky a vlícovacími body P i rekognoskaci dále volíme vlícovací body. Základní podmínka byla již zmín na výše – jsou požadovány minimáln 4 body na snímek. Z kontrolních d vod je vhodné volit bod více. Vlícovací body se volí bu jako p irozen signalizované (rohy íms, oken, sgrafita apod.), nebo se um le signalizují (nalepením ter ík , namalováním zna ek k ídou atd.). Body by m ly ležet v rozích jednotlivých snímk . Následující obrázky p ibližují vztah snímek v. vlícovací body.
Obrázek 1-5: nevhodná situace
Obrázek 1-6: vhodná situace
-3-
TVORBA FOTOPLÁNU
P i volb bod si je t eba uv domit, že ne vše co je dob e vid t v terénu, bude také dob e vid t na snímcích. Body by m ly být pokud možno kontrastní, nezávislé na druhu použitého fotografického materiálu ( b., barevný). Pokud budeme po izovat snímky digitáln , je pot eba vzít p i volb bod v úvahu také velikost rozlišení pro snímkování.
Po ízení snímk V sou asné dob se snímky po izují fotografickými komorami jak m ickými (nap . UMK, Rollei), tak nem ickými (b žný i digitální fotoaparát). Volba vhodné komory se ídí hlavn požadovanou p esností a technickými možnostmi zpracovatele. Limitujícím faktorem pro použití této metody je deformace fotoplánu zp sobená hloubkovou lenitostí zam ovaného objektu. Využití komor s menším obrazovým úhlem je spojeno s požadavkem v tší vzdálenosti mezi stanoviskem a objektem, který dosti asto u památkových objekt nelze splnit (stísn né prostory), naopak u komor širokoúhlých m že docházet k nežádoucím zákryt m. Z požadované p esnosti fotoplánu je možné p edem ur it jakých maximálních hodnot m že hloubková lenitost objektu dosáhnout, viz dále. Zkreslení z hloubkové lenitosti p sobí nejvíce u kraj snímku, proto se snažíme, aby ásti s nejv tšími výstupky ležely v horizontu snímku. Pokud to situace v okolí objektu dovoluje, snažíme se snímky po izovat s osou záb ru p ibližn vodorovnou a kolmou k objektu (nap . snímkování z oken protilehlé budovy). Není to však podmínkou a v od vodn ných p ípadech je možné po izovat snímky také se sklon nou nebo šikmou osou záb ru. Podle charakteru (barevnosti) zam ovaného objektu volíme typ fotografického materiálu – ernobílý nebo barevný. Není vždy nutné používat automaticky dražší barevný materiál. Citlivost materiálu vybíráme podle toho, zda pracujeme v exteriéru i interiéru. V exteriérech volíme materiály s normální i nižší citlivostí tj. kolem 21 DIN. Vzhledem k následnému digitálnímu zpracování je nutné zajistit dostate né rozlišení snímk dané maximální p ípustnou velikostí obrazového bodu (pixelu). U snímk po izovaných digitálními komorami je možné si pomoci jednoduchou úvahou – nap . p i požadavku aby 1 pixel byl ve skute nosti maximáln 1cm a p i použitém rozlišení p i snímkování 1600x1200 pixel , bude maximální p ípustná plocha zobrazená na snímku mít velikost 16x12 metr . U snímk analogových závisí volba p ípustného m ítka snímku na možnostech skeneru použitého pro digitalizaci snímk . M ítko snímku ovliv ujeme správnou volbou odstupu od objektu. P i po ízení snímk jsou velmi d ležité vhodné sv telné podmínky. Ideálním stavem je rozptýlené slune ní sv tlo, naopak nevhodné je ostré slune ní sv tlo kdy dochází ke vzniku stín . Pro pozd jší zpracování je vhodné si po ídit situa ní ná rt – p dorys, který zachycuje stanoviska fotografování, sm ry os záb ru s ísly snímk , p dorys stavby a odhadnuté vzdálenosti stanovisko – objekt.
Zam ení vlícovacích bod Zam ení vlícovacích bod se provádí b žnými geodetickými metodami – protínáním z úhl , polární metodou p ípadn protínáním z délek pro polohové ur ení a trigonometricky pro výškové ur ení. Vlícovací body by m ly být zam eny s kontrolou (nap . více kombinací, kontrolní míry aj.).
-4-
TVORBA FOTOPLÁNU
Pro zam ení bod se ve v tšin p ípad volí místní sou adnicová soustava. N kdy je však vyžadováno aby výšky bod byly v absolutních hodnotách (pro ú ely pozd jšího kótování vektorových výkres ). P esnost zam ení by m la odpovídat požadované p esnosti fotoplánu (volba odpovídajících p ístroj a metody). P i zam ování bod se v tšinou po izuje p ehledka vlícovacích bod viz obrázek 1-4 a detailní ná rtky p ípadn popisy bod . V n kterých jednoduchých p ípadech (nap . nást nné malby) a p i nižším požadavku na p esnost se vlícovací body nezam ují, ale po izují se na objektu kontrolní délkové míry mezi identifikovatelnými body nap . jedna vodorovná a jedna svislá míra. Svislá míra m že být realizována p iloženou nivela ní latí.
1.2.2. Práce v laborato i Práce v laborato i (kancelá i) je možné rozd lit na dv hlavní skupiny – p ípravné práce a vlastní zpracování dat. N které z dále uvedených technologických krok mohou podle konkrétních podmínek chyb t, viz výše.
P ípravné práce V pr b hu p ípravných prací upravujeme data po ízená v terénu do podoby vhodné pro další zpracování. Op t se jedná o n kolik základní krok již d íve uvedených, viz obrázek 1-3. Geodetické výpo ty – zpracováváme nam ená data do podoby geodetických sou adnic vlícovacích bod . Vzhledem k tomu, že výpo tem dostaneme prostorové sou adnice bod a ešení úlohy kolineární transformace vychází ze vztahu dvou rovin, bude nutné p evést vypo tené prostorové sou adnice do roviny objektu. Definujeme tedy v rovin objektu pomocnou sou adnicovou soustavu s vhodn zvoleným po átkem (nap . jeden z vlícovacích bod ). Výškovou sou adnici lze v tšinou bez problém p evzít. Zbylou sou adnici je možné jednoduchým zp sobem ur it z obou polohových sou adnic. P íklad volby sou adnicové soustavy je na následujícím obrázku.
Obrázek 1-7: volba sou . soustavy fasády Fotolaboratorní práce – spo ívají u snímk po ízených klasickou cestou ve vyvolání filmového materiálu p ípadn ve zhotovení zv tšenin snímk . Zv tšeniny není nutné zhotovovat, pokud je k dispozici speciální skener ur ený pro skenování filmových materiál .
-5-
TVORBA FOTOPLÁNU
Digitalizace snímk – p i práci s klasickými snímky je nutno je nejprve p evést do digitální podoby – digitalizovat. K tomuto ú elu se používají skenery. Pokud skenujeme zv tšeniny snímk , pak pro v tšinu aplikací v pozemní fotogrammetrii sta í svou p esností b žné kancelá ské skenery. Jeli k dispozici, je výhodné použít pro skenování negativ (diapozitiv ) p esn jší filmový skener. P i skenování se provádí úvaha o – rozlišení, formátu a typu výstupu. Správná volba rozlišení má zásadní význam pro dosažení požadované p esnosti. Rozlišení se ozna uje jako R a udává se v jednotkách DPI. Rozlišení se vypo te z následujícího vztahu: R = (k . 2,54 . ms)/ p kde:
p - je požadovaná velikost pixelu, ms – je m ítkové íslo snímku, 2,54 – velikost palce v cm k – konstanta volená v závislosti na kvalit identifikace VB (volí se mezi 1-3)
Nap . pro konstantu komory f = 80 mm, a vzdálenost od objektu y = 10 m je m ítkové íslo ms = 125 (pro zv tšeninu bude úm rn menší). Pak p i volb k = 1 a požadované p esnosti p = 3 mm vychází rozlišení R = 1058 DPI. P i vlastním skenování se hodnota rozlišení vhodn zaokrouhluje. Formát vzniklého digitálního rastrového obrazu volíme s ohledem na možnosti zpracovatelského software (import dat) a také podle nárok na diskovou kapacitu (komprimovaný i nekomprimovaný). Mezi standardní formáty rastrových dat pat í TIFF, GIF, BMP a komprimovaný formát JPG. Typem výstupu je myšlen šedotónový i barevný výstup. Je t eba uvést, že nároky na diskový prostor jsou obecn u barevných rastrových obraz zhruba 3 krát v tší než u šedotónových. S tím souvisí otázka efektivity práce – práce s velkými soubory, nároky na hardware aj. Úprava snímk – digitální rastrové obrazy je možné ješt p ed vlastním zpracováním upravit. Dají se použít operace pracující s: - úpravou jasu a kontrastu - úpravou barevnosti - zost ením obrazu i hran - rozlišením, formátem a typem obrazu
a další operace. Upravovat lze celý snímek nebo i jen jednotlivé ásti snímk (nap . okolí VB aj.). Pro úpravu snímk se používají bu b žné grafické editory jako nap . Adobe Photoshop, nebo p ímo funkce n kterých zpracovatelských software (nap . TopoL).
Zpracování dat P i zpracování dat se postupuje podle krok uvedených na obrázku íslo 1-3. V následujícím textu je uveden obecný popis jednotlivých krok – konkrétní nápl bude uvedena pro program TopoL v následující kapitole. Digitáln je možné p ekreslit snímek v jakémkoli software, který umí provád t geometrickou transformaci rastrových dat. V našich podmínkách jsou to nap . software TopoL, IRAS/C nebo Kokeš. Velký vliv na p esnost má typ použité transformace. V tšina geodetických systému je vybavena podobnostní a afinní transformací, které mohou být použity pro p ekreslení jen v krajním p ípad p i výrazné ztrát p esnosti, nejvhodn jší je kolineární transformace.
-6-
TVORBA FOTOPLÁNU
P ehled o vstupních a výstupních datech uvádí následující tabulka. Tvorba fotoplánu – zpracování dat vstupní data výstupní data
Jednotlivé snímky (s p ekrytem) Sou adnice vlícovacích bod (rovinné) 2D fotoplán – rastrový obrázek 2D výkres – vektorová data Tabulka 1-1: vstupní a výstupní data
Vlastní zpracování dat obsahuje tyto kroky: Import dat – v tomto kroku dojde k na tení vstupních dat do zpracovatelského software. N kdy je p itom nutné provést konverzi formát rastrových dat. Do tohoto kroku m žeme také zahrnout vytvo ení vlícovacího podkladu (nap . ve form vektorového souboru, viz dále). Transformace dat – vlastní transformace výchozích snímk na body vlícovacího podkladu. Jak bylo zmín no výše, používá se kolineární transformace. Úprava dat – tento krok v sob obsahuje operace pomocí nichž upravujeme p etransformované rastrové obrazy. Jde o operace – maskování, mozaikování, vý ez, retuš. Operace maskování slouží k odstran ní nadbyte ných ástí v p ekrytu p ekreslených snímk a provádí se s ohledem na hladký p echod mezi snímky a tvorbu jediného rastrového souboru. Operace mozaikování slouží ke spojení všech p ekreslených a omaskovaných rastrových obraz do jednoho souboru. Operace vý ez slouží k záv re né úprav výsledného fotoplánu a od íznutí okrajových ástí. Operace retuš slouží k p ípadnému zaretušování nehomogenností ve výsledném rastrovém obrazu. Vektorizace – výsledný fotoplán je v rastrové podob , asto však zadavatel požaduje také výstup ve vektorové podob (výkresu). Za ú elem získání vektorového výkresu se provádí vektorizace obsahu fotoplánu. Obsah a uspo ádání výkresu záleží na požadavcích zadavatele (volba vrstev apod.). V n kterých aplikacích se nap íklad m žeme setkat s vyhodnocením tzv. kameno ezu tj. vyhodnocením každého kamene fasády objektu. Kontrola kvality – ov ení kvality výsledného fotoplánu se provádí nap . pomocí prom ení kontrolních m r na fotoplánu a jejich porovnání s mírami m enými p ímo na objektu. Export dat – na záv r se provádí export jak rastrových, tak vektorových dat do n kterého ze standardních formát . Dále se v tšinou provádí také tisk obou typ výsledných dat.
-7-
TVORBA FOTOPLÁNU
P íklad výsledného fotoplánu v kombinaci s vyhodnocenou vektorovou kresbou p ináší následující obrázek.
Obrázek 1-8: výsledný fotoplán a vektorové vyhodnocení fasády 1.2.2.1
Technologie zpracování v systému TopoL
TopoL je otev ený obecný územní/geografický informa ní systém (LIS/GIS), který m že být upraven pro aplikace v mnoha oblastech (státní správ , pr myslu, marketingu, lesním hospodá ství i zem d lství). Dovoluje p ípravu geografických dat, jejich správu a analýzu. Tento p vodní eský produkt poskytuje také širokou paletu funkcí pracujících s pozemními, leteckými a satelitními snímky. Ovládání TopoLu je podobné jako u v tšiny aplikací pracujících pod opera ním systémem Windows, tzn. bu volbou z menu, nebo pomocí ikon i horkých kláves. Konkrétní položky menu, ikony a horké klávesy naleznou studenti v manuálu k TopoLu jež mají v pr b hu zpracování úlohy k dispozici, viz [i2]. V tomto textu budou uvedeny jednotlivé technologické kroky vedoucí k vytvo ení fotoplánu objektu. Pro ilustraci bude vždy zmín na možnost volání funkce z p íslušného menu.
Technologické kroky zpracování úlohy – systém TopoL: a) Spušt ní systému a nastavení pracovního prost edí b) Import rastrových dat c) Import textového souboru bod – vytvo ení vlícovacího podkladu d) Úprava pracovního prost edí – p íprava k provedení transformace e) Provedení transformace f) Maskování snímk g) Mozaikování snímk h) Vektorizace obsahu fotoplánu i) Kontrola kvality j) Tisk a export výsledných dat
Ad a) Spušt ní systému a nastavení pracovního prost edí Po spušt ní systému je pot eba nastavit správný sou adnicový systém. TopoL umož uje volbu ze dvou sou adnicových systém a to S-JTSK a Gauss. Volba systému závisí na tom, jakou soustavu (tj. orientaci os) jsme v rovin fasády zvolili . Volba systému se provádí z menu Systém.
-8-
TVORBA FOTOPLÁNU
Ad b) Import rastrových dat TopoL pracuje jak s interním rastrovým formátem RAS, tak se standardními formáty TIFF, BMP, JPG. Ostatní rastrové formáty je nutné importovat (konvertovat). Otev ení (nebo import) rastrových dat se provádí z menu P edm t – Volba rastru (Import).
Ad c) Import textového souboru bod – vytvo ení vlícovacího podkladu Na tení vlícovacích bod a vytvo ení vlícovacího podkladu je možné r znými zp soby. Nejjednodušeji je možné body na íst z textového souboru obsahujícího ísla bod a jejich rovinné sou adnice uvedené v po adí íslo bodu, Délka, Výška (pro obrázek 1-7 tedy nap . b, y, x). TopoL pracuje s interním formátem vektorových dat BLK. Vektorová data – bloky – jsou ukládány ve form adresá nap . vlicovak.blk. Na tení textového souboru se provádí z menu P edm t – Import – Vstup bod .
Ad d) Úprava pracovního prost edí – p íprava k provedení transformace P íprava spo ívá v zobrazení ísel bod k jednotlivým vlícovacím bod m a uspo ádáním pracovních oken tak, aby v jednom okn byl p ekreslovaný rastrový obraz a v druhém vektorový vlícovací podklad. Výslednou úpravu pracovní plochy uvádí následující obrázek.
Obrázek 1-9: úprava pracovní plochy Obsah oken se ovládá z menu Zobraz – Prvky pro zobrazení a popis vlícovacích bod z menu Zobraz – Zobrazení. Práce s okny se ovládá z menu Okno.
Ad e) Provedení transformace Pro provedení vlastní transformace je pot eba sejmout polohy vlícovacích bod v cílové soustav (vlícovací podklad – vektor) a následn ve zdrojové soustav (digitální snímek – rastr). Po sejmutí dostate ného po tu identických bod (minimáln 4) p ejdeme do transforma ní tabulky.
-9-
TVORBA FOTOPLÁNU
V transforma ní tabulce volíme typ transformace (pro ú ely p ekreslení Kolineární 2D) a vypo teme transforma ní klí . Tím se vypo tou sou adnicové odchylky na vlícovacích bodech. Pokud na n kterém z vlícovacích bod je odchylka výrazn v tší než na ostatních, je možno takový bod z výpo tu transforma ního klí e vylou it – odstraníme ervené zatržení bodu v levé ásti tabulky. Pak provedeme nový výpo et transforma ního klí e. Pochybené body je možné též opravit. Potvrzením OK se transforma ní tabulka uloží pod zvoleným jménem do textového souboru *.trt.
Obrázek 1-10: transforma ní tabulka Poté jsme vyzváni k zadání parametr výsledného rastru. Ve v tšin p ípad v této tabulce m níme pouze velikost pixelu (podle požadavk p esnosti zaokrouhlujeme na celé jednotky). V posledním okn ur ujeme jméno a formát výsledného p etransformovaného rastru. Potvrzením OK dojde k výpo tu p etransformovaného rastru. Inicializace transformace se provádí z menu Rastr- Geometrické operace - Transformace rastru. Systém také umož uje vrátit se k jednou uložené transforma ní tabulce a to zm nou volitelných parametr p i iniciaci transformace.
Ad f) Maskování snímk Maskování se v TopoLu provádí následujícím zp sobem: otev eme oba dva navazující rastry, každý do jednoho okna a zárove vytvo íme nový blok, který bude obsahovat masku, viz také odstavce c a d. Tento blok by m l být zobrazen v obou oknech. Nad jedním z rastr za neme vytvá et linii ezu, viz vektorizace. Stejná linie se poté zobrazuje v obou oknech a máme tedy možnost vést ez tak, aby návaznost snímk byla po maskování co nejlepší. Na styku obou rastr se m žeme setkat jak s polohovým nesouladem, tak s nesouladem v kontrastu, jasu i barevnosti. Správným vedením ezu bychom m li docílit toho, aby tyto nesoulady byly pokud možno nez etelné. Doporu uje se vést ez st edem p ekrytového území. Jelikož nelze maskovat linií, ale pouze plochou, je t eba linii uzav ít a to s ohledem na to, zda budeme maskovat (odstra ovat) rastr uvnit nebo vn plochy. Takto vytvo ený uzav ený polygon je pot eba zaplochovat a celý blok s maskou uložit. Operaci maskování p ibližuje obrázek íslo 1-11.
- 10 -
TVORBA FOTOPLÁNU
Vlastní maskování jednoho z p ekrývajících se rastr se provádí v menu Rastr- Geometrické operace Maskování. V pr b hu operace jsme vyzváni k zadání jména bloku - masky, jména a formátu maskovaného a výsledného rastrového obrazu. Výsledkem operace je vznik nového rastrového souboru zamaskovaného podle vytvo ené masky.
Obrázek 1-11: operace maskování snímk
Ad g) Mozaikování snímk Zamaskované rastry na teme postupn všechny do jednoho okna. D ležité je správné po adí rastr s ohledem na maskování. Funkce mozaikování se spouští z menu Rastr - Geometrické operace Mozaika. V pr b hu operace jsme vyzváni k zadání parametr výsledného rastru – nastavujeme zvolenou hodnotu velikosti pixelu, jméno a formát výsledné mozaiky, viz výše. Výsledkem této operace je již fotoplán pokrývající celou zájmovou oblast nebo její zvolenou ást.
Ad h) Vektorizace obsahu fotoplánu Systém TopoL umož uje snímat jak jednotlivé body, tak linie i polygony a umož uje také tvorbu ploch. Prvky je možné nov tvo it, editovat nebo vybírat. P i vektorizaci je možné využít také pomocné funkce jako nap . chytání se stávající kresby, snímání linií pod ur itým úhlem (nap . pravým) apod. V rámci jednotlivých blok je možné pracovat s tzv. druhy, které jsou ur itým ekvivalentem vrstev, jak jsou používány nap . v CAD systému MicroStation. Edita ní funkce pro vektorovou kresbu jsou dostupné z menu Edit.
Ad i) Kontrola kvality M ení vzdáleností mezi kontrolními body v rámci hotového fotoplánu je umožn no speciální funkcí. Tuto funkci aktivujeme z menu Zobraz – Vzdálenost.
Ad j) Tisk a export výsledných dat Výstupy ze zpracovaného projektu jsou dvojí – tišt né a digitální. Tisk vektorových i rastrových dat (p ípadn kombinace) se spouští z menu P edm t – Tisk v m ítku.
- 11 -
TVORBA FOTOPLÁNU
Zpracovaný fotoplán ve tvaru rastrového obrázku a vektorové vyhodnocení ve tvaru výkresu (bloku) je možné exportovat do standardn užívaných formát . U rastrových soubor jsou to p edevším formáty TIFF, BMP a u vektorových dat je to formát Dxf. Export dat se provádí z menu P edm t – Export.
1.3. P
ESNOST
Jak již bylo zmín no výše, je limitujícím faktorem pro použití této metody zejména deformace fotoplánu zp sobená hloubkovou lenitostí zam ovaného objektu. Vliv hloubkové lenitosti popisuje blíže následující obrázek a dále uvedené vztahy. Rozdíl mezi st edovým a ortogonálním pr m tem bodu lze vyjád it jako radiální posun ∆r´´: ∆r´´ = ( ∆y . r´ ) / ( f . mf ) kde f - konstanta komory, mf - m ítkové íslo fotoplánu , r´ - maximální snímková sou adnice. Pokud požadujeme aby velikost ∆r´´ byla v ur itých mezích, pak nesmí být hloubkové len ní v tší než ∆y : ∆y = ( f . mf . ∆ r´´ ) / r´ Nap .: pro grafický výstup fotoplánu s mf = 50 p i požadované p esností ∆ r´´ = 0,5 mm vychází Obrázek 1-12: vliv hloubkové lenitosti objektu na p esnost fotoplánu
pro st edn formátovou komoru (6x6cm) s normálním obrazovým úhlem f = 80 mm maximální hloubkové len ní ∆y = 66 mm.
V pr b hu zpracování projektu m žeme výslednou p esnost dále ovlivnit t mito operacemi: -
správnou volbou po tu a rozmíst ní snímk
-
po tem, rozmíst ním a dobrou identifikovatelností vlícovacích bod (kraje snímk , minimáln 4 body, kontrastní body)
-
p esností geodetického ur ení vlícovacích bod (dvojí ur ení), m ením kontrolních m r
-
správnou volbou kamery (volba obrazového úhlu)
-
volbou stanovisek fotografování a orientace osy záb ru (vodorovná osa záb ru kolmá na objekt)
-
kvalitou fotografických a fotolaboratorních prací
-
správnou volbou rozlišení p i digitalizaci snímk
-
pe livostí digitálního zpracování (cit p i maskování aj.)
Z uvedeného vý tu je patrné, že kvalitn provedené práce v terénu mají rozhodující vliv na p esnost a kvalitu výsledného fotoplánu. Obecn vycházíme p i úvahách o p esnosti fotoplánu z požadavk zadavatele.
- 12 -
TVORBA FOTOPLÁNU
1.4. POUŽITÍ Digitální p ekreslení pat í mezi nejjednodušší metody digitální fotogrammetrie. Tato jednosnímková metoda je analogií postupu p i klasickém optickomechanickém p ekreslení. Má však n kolik zásadních odlišností, které z ní d lají nejpoužívan jší metodu jednosnímkové fotogrammetrie v podmínkách zam ování historických stavebních památek. P edevším je t eba uvést tyto základní výhody oproti d íve užívaným metodám: pracuje s digitálními obrazovými daty poskytuje vyšší p esnost je mén náro ná na as, vybavení a obsluhu výsledná digitální data je možné dále zpracovávat
Naopak klade vyšší nároky na: p esnost, po et a rozmíst ní vlícovacích bod softwarové vybavení vybavení plotrem, tiskárnou - p i p evodu dat do analogové formy
V porovnání s p edchozí metodou se zde ob as vyskytují problémy s p evodem digitálních dat do analogové formy fotoplánu. Tato operace vyžaduje vybavení pracovišt kvalitním plotrem nebo tiskárnou a výsledky i p i spln ní t chto podmínek nejsou vždy p esv d ivé (zrnitost, ztráta informace aj.) zvlášt p i práci s barevnými obrazy. Nejlepších výsledk se dosahuje p i tisku na digitálních kopírkách. Nevýhodou m že být vyšší cena takovýchto tisk . Digitální p ekreslení je základní metodou digitální jednosnímkové fotogrammetrie p i zam ování historických stavebních památek. P i spln ní požadavku rovinnosti dává p esné výsledky p i minimálních požadavcích na obsluhu a vybavení (vhodný software). Umož uje další zpracování výsledných digitálních dat. Je t eba v novat vyšší pozornost rozmíst ní, p esnosti, po tu a dobré identifikovatelnosti vlícovacích bod . V n kterých p ípadech mohou nastat problémy p i p evodu do analogové formy (tisk).
Odkazy: [1]
Fotogrammetrie 10,20 – návody na cvi ení, VUT 2004
[2]
Fotogrammetrie 10, Pavelka, VUT 2003
[3]
Fotogrammetrie 20, Pavelka, VUT 2003
[i1]
TopoL Software s.r.o
www.topol.cz
[i2]
Laborato fotogrammetrie – Manuály
lfgm.fsv.cvut.cz
obrázky: 12 obrázk tabulky: 1 tabulka
- 13 -
