Mendelova univerzita v Brně
Lesnická a dřevařská fakulta
Ústav geoinformačních technologií
Rozbor polohové přesnosti hranice lesního oddělení určené z ortofotomapy
Diplomová práce
2012
Bc. Naďa Kazdová
Prohlášení:
Prohlašuji, že jsem diplomovou práci na téma: Rozbor polohové přesnosti hranice lesního oddělení určené z ortofotomapy zpracovala sama a uvedla jsem všechny použité prameny. Souhlasím, aby moje diplomová práce byla zveřejněna v souladu s § 47b zákona č. 111/1998 Sb., o vysokých školách a uložena v knihovně Mendelovy univerzity v Brně, zpřístupněna ke studijním účelům ve shodě s Vyhláškou rektora MZLU o archivaci elektronické podoby závěrečných prací.
Autor kvalifikační práce se dále zavazuje, že před sepsáním licenční smlouvy o využití autorských práv díla s jinou osobou (subjektem) si vyžádá písemné stanovisko univerzity o tom, že předmětná licenční smlouva není v rozporu s oprávněnými zájmy univerzity a zavazuje se uhradit případný příspěvek na úhradu nákladů spojených se vznikem díla dle řádné kalkulace.
Ve Staré Vsi, dne 10. 4. 2012
Bc. Naďa Kazdová
Poděkování:
Ráda bych touto cestou poděkovala vedoucímu práce Ing. Miroslavu Matějíkovi, Ph.D. za poskytnutí mnoha cenných rad, připomínek a času při četných konzultacích. Dále děkuji Ing. Václavu Šafářovi za materiály, motivaci, informace a podnětné návrhy, Ing. Zdeňku Láskovi za školení nutné pro práci v terénu a za konzultace, svému otci Ing. Václavu Mazánkovi a Ing. Karlu Švédovi za pomoc při práci v terénu a především své matce za trpělivost a pomoc s mými dětmi.
Jméno:
Bc. Naďa Kazová
Název:
Rozbor polohové přesnosti hranice lesního oddělení určené z ortofotomapy.
Abstrakt:
Cílem diplomové práce je rozbor polohové přesnosti hranic lesních oddělení
určených
z
ortofotomap
s využitím
překreslených
ortofotosnímků a digitálních ortofotomap v rozlišení 20cm/Px, posouzení jejich geometrické kvality,
stanovení střední kvadratické chyby
(směrodatné odchylky) v poloze ortofotomapy, výpočet maximální, minimální a průměrné polohové odchylky v jednotlivých skupinách krajníků
ve
srovnání
s geodeticky
zaměřenými
body
v terénu,
zhodnocení vhodnosti použití ortofotomap při tvorbě LHP a návrh řešení pro zlepšení použití ortofotomap v praxi.
Klíčová slova: ortofotomapa, střední kvadratická chyba, krajník, překreslené ortofotosnímky, DMT (digitální model terénu), vlícovací bod
Name:
Bc. Naďa Kazová
Title:
Analysis of the positional accuracy of the forest department borderline determinated by ortophotomap.
Abstract:
The goal of diploma thesis is the analysis of the positional accuracy of forest section borders determinated with the use of orthophotomaps and utilizing rectified images and digital orthophotomaps in 20 cm/Px resolution, the assessment of their geometric duality, the establishment of the mean root square in orthophotomap positions, the calculation of the maximal, minimal and mean positional error in individual groups of edge points when compared with the geodetically surveyed terrain points, the assessment of the appropriateness of orthophotomaps use when creating
LHP
and
designing
solutions
improving
the
utilization
orthophotomaps in practice.
Key words:
orthophotomap, root mean square error, edge point, rectified images, DTM (digital terrain model), plan control point.
of
Seznam použitých zkratek AOPK ČR
Agentura ochrany přírody a krajiny České republiky
BK
buk lesní (Fagus sylvatica)
BR
bříza bělokorá (Betula pendula)
CCD
Charge-couple device – součástka pro snímání obrazové informace
CHS
cílový hospodářský soubor
ČSN
česká technická norma
DMR
digitální model reliéfu
DMP
digitální model povrchu
DMT
digitální motel terénu
DSM
digital surface model – digitální model povrchu
FMC
Forward Motion Compensation – kompenzace smazu obrazu
GPS
Global Positioning System – globální polohový systém
GNSS
Globální družicový polohový systém (Global Navigation Satellite System)
GLONASS
Globální družicový polohový systém vyvinutý v Rusku
GIS
Geografický informační systém (Geographic information systém)
HS
hospodářský soubor
CHKO
chráněná krajinná oblast
IMU
Inertial Measurement Unit – inerciální měřická jednotka
ISAT
Image Station Automatic Treangulation- aerotriangulace autokorelací od firmy Ingergraph
ISLH
informační standard lesního hospodářství
JD
jedle bělokorá (Abies alba)
JR
jeřáb ptačí (Sorbus aucuparia)
KL
javor klen (Acer pseudoplatanus)
KÚ
katastrální území
LNA
nízkošumový zesilovač
LHP
lesní hospodářský plán
LHK
lesní hospodářská kniha
LVS
lesní vegetační stupeň
MD
modřín opadavý (Larix decidua)
NIR
Near infrared spectroscopy – spektroskopie blízkého infračerveného pásma
NPO
národní přírodní oblast
OL
olše lepkavá (Alnus glutinosa)
ORP
Obec s rozšířenou působností
Px
pixel
RF
vysokofrekvenční
RTK
Real Time Kinematic – měření bodů pomocí GNSS v reálném čase
SA
Selective Availability, program na vkládání chyb do GPS
S-JTSK
systém jednotné trigonometrické sítě katastrální
S-42
vojenský souřadnicový systém, na kartografickém válcovém zobrazení poledníkových pásů
SM
smrk ztepilý (Picea abies)
SW
software
SMO
státní mapa odvozená
TDI
postupné předávání informací v řádcích senzoru
ÚHÚL
Ústav pro hospodářskou úpravu lesů
WGS-84
World Geodetic Systém 1984,
pravotočivá kartézská
soustava souřadnic se středem v těžišti Země
Obsah Obsah............................................................................................................ 8 1. Úvod........................................................................................................ 12 2. Cíl diplomové práce .............................................................................. 12 3. Tvorba ortofotomap.............................................................................. 14 3.1 Historie vzniku ortofotomap................................................................................. 14 3.2 Definice map......................................................................................................... 14 3.4 Technologie leteckého snímkování ...................................................................... 15 3.4.1 Letecký snímek .............................................................................................. 15 3.4.2 Velkoformátová fotogrammetrická kamera................................................... 16 3.4.3 Syntopické snímkování.................................................................................. 18 3.4.4 Ortofotosnímek .............................................................................................. 19 3.4.5 True ortophoto ............................................................................................... 19 3.4.6 Digitální model terénu ................................................................................... 19 3.4.7 Ortofotomapa ................................................................................................. 20 3.4.8 Parametry ortofotomap .................................................................................. 20 3.4.9 Polohová přesnost ortofotomap ..................................................................... 21 3.5 Praktický postup při tvorbě ortofotomap .............................................................. 22 3.5.1 Geodetické práce v terénu.............................................................................. 22 3.5.2 Volba měřítka leteckých snímků ................................................................... 22 3.5.3 Plán letu ......................................................................................................... 22 3.5.4 Vlastní letecké snímkování............................................................................ 23 3.5.5 Zpracování leteckých snímků - určení parametrů vnější orientace .............. 23 3.5.6 Aerotriangulace.............................................................................................. 24 3.5.13 Ortogonalizace - překreslení snímků .......................................................... 25 3.6 Tvorba digitálního ortofota................................................................................... 26 3.7 Interpretace hranice lesního oddělení z ortofotomapy...................................... 27 3.8 Standardizace tvorby ortofotomap ve světě...................................................... 28 3.9 Standardizace tvorby ortofotomap v České republice .......................................... 30 3.10 Snímkování GEODIS BRNO, spol. s r.o............................................................ 31 3.10.1 Původní ortofotomapa v rozlišení 50 cm/Px................................................ 31 3.10.2 Ortofotomapy v rozlišení 20 cm/Px............................................................. 32 3.10.3 Ortofotomapy v rozlišení 20 cm/Px, první s použitím digitálních kamer ... 32 3.10.4 Ortofotomapy v rozlišení 12,5 cm/Px, první s použitím digitálních kamer 32
4. Tvorba lesnických map......................................................................... 33 4.1 Závazná ustanovení pro tvorbu lesnických map................................................... 33 4.2 Digitální zpracování lesnických map.................................................................... 35 4.2.1 Informační standard LH................................................................................. 36 4.2.2 Tvorba digitálních map.................................................................................. 36 4.2.3 Referenční systém.......................................................................................... 37 4.2.4 Způsob tvorby map ....................................................................................... 37
5. Metodika ................................................................................................ 37 5.2 Popis měřeného lesního oddělení 426 .................................................................. 37 5.2.1 Lesní oddělení 426......................................................................................... 37 5.2.2 Charakteristika dílce A .................................................................................. 38 5.2.3 Charakteristika dílce B................................................................................... 39 5.2.4 Charakteristika dílce C................................................................................... 39
5.2.5 Charakteristika dílce D .................................................................................. 40 5.2.6 Charakteristika dílce G .................................................................................. 41 5.2.7 5. lesní vegetační stupeň jedlobukový (600 - 700 m n.m.).......................... 42 5.3 Popis měřeného lesního oddělení 815 .................................................................. 43 5.3.1 Lesní oddělení 815........................................................................................ 43 5.3.2 Charakteristika dílce E................................................................................... 43 5.3.3 3. lesní vegetační stupeň – dubobukový ....................................................... 44 5.4 Terénní měření.................................................................................................. 45 5.5 Základní popis přístrojů ....................................................................................... 47 5.6 Technika měření odsazení bodu od přímky......................................................... 49 5.7 Interpretace hranice lesního oddělení .................................................................. 52 5.8 Interpretace bodů v programu MicroStation SE ................................................... 52 5.9 Vliv perspektivního zkreslení na interpretaci hranice lesního oddělení ............... 59 5.9.1 Pohledy na DSM dílce D ............................................................................... 61
5.9 Chyby při interpretaci ........................................................................ 62 5.10 Interpretace krajníků ........................................................................................... 65 5.11 Výpočet přírůstku radiální vzdálenosti a výšky krajníku .................................. 67
6. Statistické vyhodnocení měření ........................................................... 71 6.1 Průměrná odchylka ............................................................................................... 71 6.2 Medián .................................................................................................................. 71 6.3 Směrodatná odchylka............................................................................................ 71
7. Výsledky ................................................................................................. 72 8. Diskuze ................................................................................................... 79 8.1 Výsledky ............................................................................................................... 79 8.2 Negativní ovlivnění výsledků .............................................................................. 80 8.3 Porovnání s literaturou.......................................................................................... 80 8.4 Návrhy pro využití získaných výsledků v praxi ................................................... 80
9. Závěr....................................................................................................... 82 10. Summary .............................................................................................. 83 11. Seznam použité literatury .................................................................. 84 12. Přílohy .................................................................................................. 86
1. Úvod Diplomová práce se zabývá rozborem polohové přesnosti hranice lesního oddělení určené z překreslených leteckých snímků a z ortofotomapy. Pro danou studii bylo měření prováděno v lesním oddělení 426 o celkové ploše 63,23 ha, v lesní oblasti 29 Nízký Jeseník, v ORP 8120 – Rýmařov v KÚ Nová Ves u Rýmařova, Janušov a Horní Moravice. Změřeny byly všechny dílce lesního oddělení. V měřené lokalitě se nachází přírodní rezervace Franz – Franz, ležící poblíž obce Dolní Moravice v okrese Bruntál v nadmořské výšce 692 – 774 m n.m., rozprostírající se na ploše 18,79 ha. Oblast spravuje AOPK ČR Správa CHKO Jeseníky (http://cs.wikipedia.org). Jedná se převážně o pozůstatek pralesovitého typu porostu s převahou smrku. Pro zpracování diplomové práce byly použity měřické přístroje firmy Topcon, a to GNSS aparatura Topcon Hiper PLUS, kontroler Topcon FC - 200, dálkoměr Disto A5 a pásmo. Pro interpretaci polohy hranice lesního oddělení byla použita ortofotomapa v rozlišení 20cm/Px poskytnuta firmou GEODIS BRNO, s. r.o. Samotná interpretace byla složitá, protože poloha vrcholu stromu zobrazeného na překresleném snímku, respektive výsledné ortofotomapě je závislá na mnoha faktorech jako je: použitý typ letecké snímkovací kamery, na jejich geometrických parametrech, a to zejména ohnisku kamery, na podélném a příčném překrytu použitém při snímkování daného prostoru, na morfologii terénu v okolí konkrétního místa ve snímku, na výšce porostu a mnoha dalších. Zpracování mé bakalářské práce na téma „Studium přesnosti leteckých ortofotosnímků“ vedlo k dalšímu zkoumání problematiky výskytu chyb při odečítání polohy v ortofotomapě způsobené terénem a vlastní reálnou výškou objektů.
2. Cíl diplomové práce
12
Cílem diplomové práce bylo provést rozbor polohové přesnosti při definování hranic vyšších jednotek prostorového uspořádání lesa, prostřednictvím leteckých měřických snímků, ortofotomap. I když je daná problematika rozsáhlá, bylo k ní v diplomové práci přistupováno nejen v rámci teoretického, ale i konkrétního a praktického rozboru. Předpokládá se, že výsledky diplomové práce budou sloužit k dalšímu studiu polohy hranice lesního oddělení a že naleznou praktické uplatnění při zpřesňování majetkových hranic, převodu lesních i nelesních pozemků, sestavování LHP a dalších taxačních činnostech.
13
3. Tvorba ortofotomap 3.1 Historie vzniku ortofotomap Snahy o geografický záznam jsou patrné již v pravěku – rytina plánu pálavského tábořiště lovců mamutů z období kolem 24 tis.let př.n.l. Základy kartografického zobrazení zakřivení zemského povrchu byly zhotoveny v Řecku v období antiky. Až do konce 18. století se podrobné mapování předmětů a jevů na zemském povrchu spoléhalo na orientační cit kresličů. Poté se začaly mapy tvořit na základě soustavných geodetických měření, např. pro potřeby stabilního katastru, pomocí druhého a třetího vojenského mapování. Výrazný posun u leteckého snímkování můžeme pozorovat během 2. světové války, zejména v interpretaci obsahu snímků a v metodách jeho vyhodnocení ve formě klasické topografické mapy. Poslední původní topografické mapování v měřítku 1 : 25 000 z let 1953 – 1957 a v měřítku 1 : 10 000 z let 1957 – 1971 bylo provedeno v krátkém čase jen díky letecké fotogrammetrii. Letecká fotogrammetrie nachází uplatnění také při mapování ve velkých měřítcích, např. Technickohospodářská mapa z let 1961 – 1980. V průběhu totality byly letecké snímky utajovány, stejně jako produkt z počátku 80. let – ortofotomapa, která byla vyráběna analogovým fotografickým postupem na diferenciálních překreslovačích firmy VEB Carl Zeiss Jena. Invaze informačních technologií v 90. letech umožnila rychlý rozvoj digitální fotogrammetrie a také došlo k jejímu širokému využití. Kromě katastru nemovitostí se ortofotomapa stala moderním nástrojem pro zobrazování územní reality ve formě polohopisné složky map, mapových děl a GIS (Šíma 2008a).
3.2 Definice map Podle normy ČSN 730402 Názvosloví mapování definujeme mapu jako „zmenšený generalizovaný konvenční obraz Země, nebeských těles, kosmu či jejich částí, převedený do roviny pomocí matematicky definovaných vztahů (kartografickým
14
zobrazením), ukazující podle zvolených hledisek polohu, stav a vztahy přírodních, socioekonomických a technických objektů a jevů.“ Mapa má být srozumitelná pro široký okruh uživatelů, proto využíváme kartografické generalizace, kdy účelně snižujeme prostorové a významové rozlišovací schopnosti objektů, jevů a jejich vzájemných vztahů. Její konvenční obraz je pak tvořen souborem bodů, liniových a areálových mapových značek a je doplněn geografickým názvoslovím. Sběr kartografických dat pro vytvoření mapy je dlouhodobý proces končící tzv. redakční uzávěrkou. Zejména mapy velkého a středního měřítka 1 : 1000 až 1 : 25 000, jejichž obraz vzniká ortogonálním průmětem objektů a jevů do horizontální zobrazovací roviny v úrovni nulové nadmořské výšky. Mapa má stejné měřítko v celém svém rozsahu (Šíma 2008a).
3.4 Technologie leteckého snímkování 3.4.1 Letecký snímek
Letecký snímek je definován jako fotografický nebo rastrový obrazový záznam části územní reality. Pořizujeme jej z leteckého nosiče během snímkového letu. Letecký snímek obsahuje všechny viditelné objekty a jevy na zemském povrchu. Podmínkou je, že jejich velikost musí být větší, než je rozlišovací schopnost záznamového média. Letecký snímek není generalizovaná informace, obsahuje i objekty a jevy, vyskytující se pouze v době expozice snímku, např. jedoucí automobil, dopravní zácpa, rozliv vody při povodních, lesní požáry, stav lesního porostu po vichřici atd. Sběr kartografických informací trvá kratší dobu, snímkový let v řádu hodin. Objekty zakryté vegetací je potřeba zaměřit dodatečně geodeticky. Letecký měřický snímek je ovšem středovým průmětem části územní reality, tudíž jeho geometrické vlastnosti jsou ovlivněny vertikální členitostí terénu, polohou objektu vzhledem ke středu snímku, zkreslením objektivu a úhly sklonu osy záběru vůči svislici ve směru podél a napříč letové dráhy. Až na výjimky nemá stejné měřítko v celé své ploše. K pořizování leteckých snímků se používají velkoformátové fotogrammetrické kamery.
15
3.4.2 Velkoformátová fotogrammetrická kamera
Moderní digitální velkoformátová fotogrammetrická kamera (tab.1, obr.1) se skládá z několika dílčích částí Nosným prvkem je senzorová část , kde jsou umístěny objektivy a digitální snímače CCD. Další součástí jsou paměťové jednotky, výpočetní jednotka a dokovací stanice pro stažení snímkových dat z paměťových jednotek do kancelářského počítače pro další zpracování. Dále ke kameře přísluší ovládací displej a software pro zpracování snímků. V tabulce 1 jsou uvedeny technické údaje digitální kamery VEXCEL UltraCamX . Tab. 1: Technické údaje digitální kamery VEXCEL UltraCamX (senzor unit SX) Velikost panchromatického snímků 14430 x 9420 pixel Velikost pixelu panchromatického snímku
7.2 µm
Výstupní velikost dat v jednom snímku
435Mbt MB
Velikost senzoru (CCD)
100.4 x 68.4 mm
Ohnisková vzdálenost panchromatického objektivu
100 mm
Velikost clony
f = 1/5.6
Zorný úhel v příčném (podélném) směru
55°(37°)
Multispektrální schopnost
4 kanály – R, G, B a NIR
Velikost barevného snímku
4992 x 3328 pixel
Velikost pixelu barevného snímku
21.6 µm
Ohnisková vzdálenost barevného objektivu
33 mm
Velikost clony barevného objektivu
f = 1/4.0
Zorný úhel barevného objektivu v příčném (podélném) směru
55°(37°)
Rychlost závěrky
1/500 až 1/32
FMC
technologie TDI
Maximální schopnost FMC
50 pixelů
Počet snímků za sekundu
1 za 1.35 s
Radiometrické rozlišení barevného kanálu
>12 bit
Fyzická velikost kamery
45 x 45x 60 cm
Hmotnost
~ 45kg
Energetická spotřeba za plného provozu
150 W
Senzor obsahuje i zařízení Forward Motion Compensation (FMC), tj. technické potlačení neostrosti snímku, způsobené pohybem nosiče v době expozice; FMC -
16
kompenzace pohybem filmu, u digitálních komor se využívá technologie TDI (postupné předávání informací v řádcích senzoru) a AMC - kompenzace pootočením kamery (http://www.vugtk.cz). Během letu je senzor umístěn v gyroskopickém závěsu, který vyrovnává pohyby a tlumí vibrace letounu a udržuje osu kamery ve svislé poloze.
Obr. 1: Digitální velkoformátová fotogrammetrická kamera
Pro snímání je použito 8 objektivů (cones), z toho 4 objektivy slouží pro pořízení panchromatického obrazu a další 4 pro pořízení obrazových dat v jednotlivých barevných složkách R (červená), G (zelená), B (modrá) a NIR (blízká infračervená). Panchromatické objektivy jsou seřazeny za sebou ve směru letu a objektivy pro barevné snímání jsou umístěny po stranách (obr.2). Kamera je vybavena 13 CCD snímači, z toho 9 je určeno pro panchromatický obraz a 4 pro barevné složky. Každý ze snímačů pracuje nezávisle na sobě, má svůj datový tok a disk pro ukládání dat. Výsledný barevný snímek pak vznikne softwarovým spojením, kdy je geometricky přesnému panchromatickému snímku přiřazena informace z R, G, B, NIR senzoru.
17
Obr. 2: Detail snímacích objektivů
3.4.3 Syntopické snímkování Způsob skládání obrazů z jednotlivých panchromatických snímačů do jednoho snímku je tzv. syntopické snímkování (obr.3). Jednotlivé snímky jsou tvořeny z 9 dílčích obrazů, každá z této části je snímána jedním CCD snímačem. 4 objektivy postupně vytvářejí 1, 2 nebo 4 dílčí obrazy výsledného snímku. Objektiv snímající 4 části snímku je nazýván Master Cone a vytváří Master Image. Expozice všech 4 panchromatických objektivů jde po sobě s velmi malým zpožděním, což znamená téměř stejnou fyzickou pozici jednotlivých center. Princip je znázorněn na obrázku. (Albertz, Kreiling 1989).
Obr. 3: Syntopické snímkování
18
3.4.4 Ortofotosnímek Ortofotosnímek
je
letecký
měřický
snímek
převedený
ortogonalizací
do ortogonálního zobrazení. Je to proces, při kterém je odstraněno geometrické zkreslení měřického snímku, způsobené nestejnou předmětovou vzdáleností předmětů měření, a to překreslením po jednotlivých obrazových prvcích, tzv. pixelech, kde pixel (picture element) je nejmenší jednotka digitální rastrové (bitmapové) grafiky. Rozměr pixelu v rovině snímku je identický s velikostí snímacího elementu digitální kamery a v našem případě má hodnotu 6 µm a je tedy v porovnání s velikostí skenovacího elementu při skenování analogových snímků pořízených na film poloviční, neboť obvykle se filmy skenovali s ohledem na reálné rozlišení detailů při velikosti zrna fotografické emulze na 15 – 20 µm. Diferenciálně překreslený ortofotosnímek má stejné měřítko v celé své ploše a jeho obsah je polohově správný. Při běžné ortogonalizaci zůstávají horní okraje budov, stožárů a stromů sklopeny od středu snímku (Šíma 2008a).
3.4.5 True ortophoto V true ortophoto je perspektivní zkreslení výškových objektů korigováno a zakryté
prostory minimalizovány. Letecké snímkování je nákladnější, podélný
překryt snímků v řadě je až 80% a příčný překryt mezi řadami je až 60% u analogových kamer u digitálních až 76% (Šíma 2008a).
3.4.6 Digitální model terénu Digitální model terénu (DMT) je matematicko - číselná simulace průběhu terénu doplněná o pravidla používání. Opírá se o kostru význačných prostorově určených bodů na povrchu terénu, které jsou vybrány tak, aby co nejlépe charakterizovaly vlastní průběh terénu. Obyčejně je DMT jako samostatný modul součástí každého geografického systému. Obsahuje ho tedy prakticky každý GIS. DMT vzniká v digitální fotogrammetrii nejen fotogrammetricky, ale například jako produkt při tvorbě digitální ortofotomapy, kdy model vznikne buď automatickou korelací digitálních leteckých měřických snímků přičemž ortofotomapa je hlavním
19
produktem a DMT vzniká jako vedlejší produkt nebo DMT vzniká cíleně pečlivým výběrem a stereoskopickým měřením uzlových bodů v terénní kostře. Podpůrné programy mohou ulehčovat práci vyhodnocovatelů v tom, že automaticky přednastavují měřickou stereoskopickou značku v určitém, předem definovaném kroku (gridu) a vyhodnocovatel pouze stanoví měřickou stereoskopickou značku výškově správně na povrch terénu. Při tomto postupu je rovněž nutno v krajině, která obsahuje prvky lidské činnosti jako náspy, terénní úpravy apod., vybírat též body na hranách těchto útvarů a označit je za lomové hrany, jelikož při výsledné terénní interpolaci by byly zaobleny (Pavelka, Hodač 2008).
3.4.7 Ortofotomapa Ortofotomapa pokrývá větší území, je proto sestavena z většího množství ortofotosnímků, které jsou vyhotoveny ve stejném měřítku, kartografickém zobrazení a jsou umístěny ve zvoleném souřadnicovém systému. Tento postup umožňuje vytvořit bezešvou mozaiku lokality. Problémem může být barevná jednotnost ortofotomapy, protože i sousedící snímky mohou být pořízeny za jiných podmínek např. jiné osvětlení Sluncem. Proto se provádí radiometrické korekce (Šíma 2008a).
3.4.8 Parametry ortofotomap Ortofotomapy svou přesností a kartografickým zobrazením splňuje požadavky, které jsou kladeny na mapy odpovídajícího měřítka. Poskytují aktuální, nezkreslenou a komplexní polohopisnou informaci o území. Ortofotomapa je rastrovým souborem, který lze plynule zvětšovat nebo zmenšovat, tisknout a kombinovat s daty. Využívá ji široká škála oborů jako doplněk ostatních mapových oborů, informační vrstvu pro geografické informační systémy (GIS), tvorbu informačních tabulí, letáků, reklamních předmětů, prezentaci projektů atd. (Hanzl, Sukup 2001)
20
3.4.9 Polohová přesnost ortofotomap Závisí na měřítku leteckých měřických snímků, typu kamery, na ohniskové vzdálenosti použitého objektivu, na výsledných středních kvadratických chybách vniklých při vyrovnání analytické aerotriangulace a na kvalitě digitálního modelu terénu (DMT). Volba rozlišení ortofotomapy – v rozměru pixelu v území – je velmi důležitá. Odvíjí se od nároků na dostatečnou podrobnost zobrazovaných objektů a jevů. Každý pixel obsahuje informace o optické hustotě barevných složek R – červená, G – zelená, B – modrá. Díky tomu jsou soubory digitálních dat obsáhlé. Ortofotomapa pokrývající jeden mapový list Státní mapy 1 : 5000 s rozlišením 0,5 m v území, představuje 58 MB ve formátu TIFF. Jeden list katastrální mapy v měřítku 1 : 2000, který pokrývá ortofotomapa v rozlišení 0,2 m v území představuje 93 MB dat. Ze zkušeností byla vytvořena doporučení pro volbu optimální velikosti pixelu v území, která je závislá na měřítku referenční mapy, se kterou ortofotomapu srovnáváme, aktualizujeme nebo doplňujeme (Šíma 2008b). Ortofotomapu v rozlišení 1 m v území můžeme zvětšit maximálně do měřítka 1 : 10 000, v rozlišení 0,4 – 0,5 m v území do měřítka 1 : 2000, v rozlišení 0,25 m v území do měřítka 1 : 1000 a v rozlišení 0,1 m v území do měřítka 1 : 500. Hodnota střední souřadnicové chyby ortofotomapy závisí na kvalitě digitální aerotriangulace, která se odvíjí od dobře identifikovatelných a optimálně rozložených výchozích vlícovacích bodů. Jejich určení na ortofotomapě v rozlišení 0,5 m v území vykazovalo hodnotu střední souřadnicové chyby 0,53 m, tzn. 1,1 pixelu. Mezi snadno identifikovatelné body patří paty sloupů, viditelné rohy domů v úrovni terénu, rohy plotů, zídek, překlady mostků, středy poklopů melioračních zařízení. Lomové body vlastnických hranic lze identifikovat pouze po jejich předchozím vyznačení v terénu terčíky nebo kontrastním nátěrem. Jinak vidíme pouze hranice skutečného užívání půdy, komunikací, vodních toků, plochy lesních porostů atd. (Šíma 2008b).
21
3.5 Praktický postup při tvorbě ortofotomap
3.5.1 Geodetické práce v terénu Geodetické práce v terénu zahrnují identifikaci, signalizaci a zaměření souřadnic vlícovacích a kontrolních bodů (Hanzl, Sukup 2001). Vlícovací body jsou zřetelně viditelné body na snímku a mají známé snímkové i objektové souřadnice. Jsou signalizované uměle nebo přirozeně. Uměle signalizované body jsou vhodně stabilizované, často jsou použity trigonometrické zhušťovací body. Důležité je umístit vlícovací bod tak, aby nebyl na snímku zakryt budovou nebo jiným objektem a byl zobrazen na více než dvou snímcích. Dále musí být rozmístěny tak, aby byly na pořizovaných snímcích pravidelně rozmístěny, aby byly snadno identifikovatelné, nebyly zakryty vegetací a bylo možno je použít pro případné doměřování po fotogrammetrickém vyhodnocení. Přesnost určení vlícovacích a kontrolních bodů je daná požadavkem na výslednou přesnost měření a mapování (Hanzl, Sukup 2001).
3.5.2 Volba měřítka leteckých snímků Vycházíme z požadované výsledné přesnosti měření a měřítka mapování. Po výběru vhodného měřítka zvážíme, zda snímkování provedeme na barevný, černobílý nebo spektrozonální materiál se standardním podélným na příčným překrytem, nebo z technologických důvodů je potřeba změna konfigurace. Standard je snímkování s 60% podélným a 30% příčným překrytem leteckých snímků. Změnu parametrů podélného a příčného překrytu vyžaduje snaha o co nejmenší počet zakrytých prostorů. Obvykle se volí podélný překryt 80% a příčný překryt 35% až 60% (Hanzl, Sukup 2001).
3.5.3 Plán letu Parametry letu určíme podle tabulek v závislosti na měřítku snímků, použitém typu kamery a požadovaném překrytu. Za základní parametry letu považujeme
22
vzdálenost mezi expozicemi jednotlivých snímků (základnu snímkování) a odstup jednotlivých snímkových řad. Poté je provedena grafická konstrukce schématu plánu snímkování a kontrola pokrytí lokality a kontrola příčného odstupu jednotlivých řad a vzdálenosti jednotlivých snímků na jednotlivých snímkových osách. Takto určené polohy budoucích snímků v souřadnicích S – JTSK nebo S – 42 jsou převedeny do navigačního programu pro uskutečnění vlastního letu a snímkování (Hanzl, Sukup 2001).
3.5.4 Vlastní letecké snímkování Po startu je využíván GPS přijímač pro přílet do lokality. Po přiblížení k hranicím lokality je provedena zkouška všech systémů a zkušební expozice a je zapojen druhý navigační systém GPS. Snímkování se provádí za standardních podmínek pokud je provedeno pod oblačností nebo v hodinách, kdy Slunce je níže než 30° nad obzorem. Je potřeba příslušným způsobem korigovat expozici digitální kamery. Po ukončení snímkování je provedena kontrola záznamu o letu, sloužící ke zjištění atmosférických podmínek při snímkování a je provedena kontrola úplnosti pokrytí lokality snímky a dodržení podélných a příčných překrytů. Chybějící snímky jsou doplňovány. Snímky jsou opatřeny evidenčními čísly jednotlivých záznamů a jsou archivovány (Hanzl, Sukup 2001).
3.5.5 Zpracování leteckých snímků orientace
- určení parametrů vnější
V současné době mají GNSS/IMU aparatury na palubě letadel dvě základní funkce. Jednak GNSS/IMU aparatury slouží pro navigaci, usnadnění pilotáže snímkového letounu a kontinuálním měřením trajektorie letu umožňují výpočet ideálního okamžiku expozice jednotlivých snímků na snímkové řadě a dále GNSS/IMU aparatury umožňují vypočítat po ukončení letu souřadnic projekčních středů všech snímků. Souřadnice projekčních středů snímků určených těmito aparaturami vypočtené po ukončení letu se použijí při aerotriangulaci a vstupují do vyrovnání jako další přímá
23
měření. Významným přínosem přímého určení souřadnic středů projekcí snímků je možnost snížení počtu vlícovacích bodů signalizovaných v terénu a tím snížení nákladných geodetických přípravných prací v období před započetím snímkové mise. Hlavní součástí IMU (Inertial Measurement Unit) jsou tři gyroskopy a tři akcelerometry. Pomocí gyroskopů se určují rotační prvky vnější orientace a akcelerometry poskytují údaje o rychlosti a poloze. Právě kombinace GNSS/IMU poskytuje kompletní údaje o prvcích vnější orientace pro každý snímek. GNSS/IMU aparatura nepřetržitě určuje polohu letadla v reálném čase a porovnává
ji
s plánovanou
polohou
projekčních
center,
což
umožňuje
operátorovi/pilotovi pružně reagovat a korigovat odchylky od ideální náletové osy. Přijímač GNSS pro určování projekčních center a kamera vzájemně spolupracují. GNSS přijímač vyhodnocuje svoji aktuální polohu v prostoru letové řady a při přiblížení na nejkratší vzdálenost od plánovaného středu snímku vyšle ke kameře elektrický impuls pro spuštění expozice kamery a odexponování snímku (predikce okamžiku expozice je prováděna Kalmanovým filtrem1 v závislosti na aktuální pozici letounu vůči náletové ose). Kamera tedy na pokyn GNSS odexponuje snímek a do časové osy GNSS aparatury zpětně vyšle impulz o přesném okamžiku expozice (tzv. Event Mark Input). GNSS přijímač zaznamenává data od frekvence 1 Hz a výše, pro co nejpřesnější určení průběhu trajektorie letu. K dalšímu zpracování, v etapě analytické aerotriangulace , se po ukončení postprocessingových výpočtů projekčních center leteckých měřických snímků, předávají prvky vnější orientace (X, Y, Z, ω, φ, χ) všech leteckých snímků.
3.5.6 Aerotriangulace Letecká aerotriangulace je technologické propojení na sebe vzájemně navazujících kroků, zahrnujících vnitřní orientaci, měření spojovacích bodů mezi snímky a měření kontrolních bodů. 1
Kalmanův filtr byl navržen Kalmanem jako rekurentní odhad neznámého stavového vektoru xt ve stavovém modelu. Podmínkou řešitelnosti úloh filtrace, predikce a interpolace, formulovaných pomocí vnitřního popisu systému, je možnost odhadovat stav systému na základě pozorování vstupů a výstupů systému. V deterministické formulaci problému lze k odhadování stavu sestrojit pozorovatele stavu metodou umísťování pólů. Ve stochastické formulaci problému lze úlohu odhadu stavu formulovat ve smyslu optimálního LMS odhadu stavu a výsledný optimální pozorovatel stavu se nazývá Kalmanův filtr, kde LMS odhad je lineární odhad minimalizující střední kvadratickou chybu (Havlena 2001).
24
Postup identifikace význačných bodů nebo hran v obrazu snímků je používán při vyhledávání spojovacích bodů korelací. Snímek je rozdělen do sekcí, je vytvořena tzv. snímková pyramida a zahájí se korelace. Snímková pyramida obsahuje v jednotlivých „patrech“ identický snímek s různým stupněm rozlišení, souřadnice vlícovacích bodů, informace o zapojení korekcí zakřivení Země a případně korekce pro atmosférickou refrakci (obr.4) pro zpracování snímků z velkých výšek (Pavelka 1998).
Obr. 4: Atmosférická refrakce (http://www.cs.wikipedia.org)
3.5.13 Ortogonalizace - překreslení snímků Ortogonalizace je proces, při němž se letecký snímek ze středového promítání (centrální projekce) diferenciálně překreslí do projekce ortogonální(obr. 5). Během tohoto procesu se přepočítává jak velikost každého originálního pixelu snímku, tak jeho polohové posuny, které jsou způsobeny proměnlivými výškovými poměry terénu. Nové polohy pixelů v ortofotosnímku se počítají na základě známých převýšení pixelů nad srovnávací rovinou. V ortofotosnímku každá poloha jednotlivého pixelu odpovídá jeho ortogonálnímu průmětu na terén v konstantním měřítku (Miklošík 1976, Hermany, Pichlík 1976, Šmidrkal 1986). Z ortofotosnímků jsou vybírány středové části, ze kterých je složena výsledná ortofotomapa, která je následně rozdělena po kladu mapových listů. Během ortogonalizace se obrazový pixel přesunuje z jeho snímkové pozice, ve kterém ho zaznamenala kamera svým objektivem (středovým promítáním), do jeho pravé pozice, ve které je skutečně na terénu.
25
Obr. 5: Překreslení snímku
Na ideálně svislém snímku se vrchol terénu tedy jeví radiálně posunutý směrem od nebo ke středu snímku podle toho, zda je terén ve vztahu ke srovnávací rovině převýšený nebo zahloubený. Pro názornost je snímek ideálně svislý, ve skutečnosti se však letadlo díky nejrůznějším vlivům naklání (hodnoty ω, φ, χ parametrů vnější orientace). Vliv převýšení má značný vliv na měřené vzdálenosti ve snímku.Velikost radiálního posunu je přímo úměrná radiální vzdálenosti a převýšení nebo snížení bodu vzhledem promítací rovině a nepřímo úměrná k výšce letu. Smysl posunu záleží na poloze bodu vzhledem k srovnávací rovině. Body převýšené se posunou od středu, snížené blíže ke středu snímku (Novák, Číhal 1984).
3.6 Tvorba digitálního ortofota Tvorba ortofota je součástí většiny zpracovatelských systémů v digitální fotogrammetrii. Jedná se o softwarové řešení odvislé od výrobce, nelze proto přesně říci, jak je řešení přesně provedeno. Teoretické principy jsou často v praxi upravovány výrobci software. Časté je řešení, které neurčuje převýšení korelací pro každý pixel, ale z důvodu vysoké početní náročnosti v určitém kroku (rastru, kostry DMT)
26
dle měřítka od jednoho do desítek m a mezilehlé body se pomocí interpolace v DMT vypočtou. Tato možnost a dále volba kroku bývá volitelná. Přesnost ve výškách je různá podle použitých snímků, terénu, počtu výškových bodů apod., ale dosahuje až 0.1 ‰ z výšky letu h. Program i metoda mohou snadno při automatickém postupu využívajícím obrazovou korelaci selhat, např. jsou-li na snímcích zasněžená pole, vodní plochy nebo jiné homogenní oblasti. Korelace v tomto případě je v mnoha místech přibližně stejná a systém vytváří nesmyslné výsledky. Častým problémem jsou umělé objekty, jejichž výška se mění nespojitě (dům, násep apod.). Zpracováním jsou tyto objekty interpolací deformovány (rozmazány). Dalším problémem jsou vysoké a rozlehlé stavby, vegetace, stožáry apod. DMT je definován jako průběh skutečného terénu, korelátor ale nalézá homologické body na střechách, na vegetaci, na stožárech atd., tj. vzniká DMR (digitální model reliéfu), DMP (digitální model povrchu), který jde i po objektech. I když velikost korelačního koeficientu je podrobena různým testům a je k dispozici nastavitelná maximální možná výšková diference mezi sousedními body DMT z důvodu staveb, osamělých stromů apod., případně maximální přípustný rozdíl paralaxy, přesto může dojít k chybám. V takovýchto případech je nutný zásah operátora a ruční editace kostry bodů. Pro tento účel jsou některé systémy pro tvorbu digitálního ortofota vybaveny možností "ručního" stereo nastavení (používají se 3D brýle). V případě zastínění velké plochy např. lesem, je nutno provádět ruční opravy DMT. Korelátor vytvoří bod DMT chybně - po korunách stromů. Jsou dvě možnosti: v případě homogenního neprůhledného porostu zjistit jeho průměrnou výšku na kraji lesa a o tuto výšku celé zalesněné území konstantně snížit. Pokud je les řidší, lze výšková data z lesní plochy odstranit (plocha se označí uzavřeným polygonem) a pak je nutno ručně nastavit měřickou značku v mezerách mezi stromy.Kostra bodů bude řidší, nepravidelná a věrohodnější než při konstantním odečtu výšky (Pavelka, Hodač 2008).
3.7 Interpretace hranice lesního oddělení z ortofotomapy Interpretace hranice lesního oddělení z ortofotomapy je složitá zejména v místech, kde nejsou viditelné paty jednotlivých stromů. Na těchto lokalitách jsou zobrazeny pouze koruny krajních stromů porostu a nelze proto s přesností určit kraj lesa. Pro interpretaci musíme brát v úvahu délky, plochy a tvary zobrazených vztahů. Plochy
27
a tvary zobrazených vztahů na snímku jsou jedním z nejdůležitějších interpretačních znaků. Obrazem každého předmětu je určitá částečka roviny snímku a podle jejího tvaru zpravidla poznáme, o jaký předmět jde. Vypomáháme si při tom ještě posuzováním tvaru vlastního a vrženého stínu (obr. 6). Tvar obrazu téhož předmětu se na svislém snímků mění podle místa, kam je promítán a tvar vrženého stínu se mění zase podle výšky slunce a plochy, na kterou je vrhán (Tomsa 1966).
Obr. 6: Tvary korun keřů a stromů a jejich vržené stíny
Lesy, odstíny, textury jsou často problematickými objekty při snímkové analýze. V případě zaměření bodů, vyvolávají tři typy problémů - přesná pointace stromů, rozlišení odstínů mezi dvěmi snímkovými akvizicemi a
problém při identifikaci
u textur, je snadné si splést dva velmi podobné detaily v zónách s opakujícími se motivy (Kasser, Egels 1995).
3.8 Standardizace tvorby ortofotomap ve světě Při popisu požadavků na tvorbu ortofotomap, ať vnitřními předpisy dané organizace nebo předpisem daným zadavatelem (obvykle státní mapovací službou dané země) jsou vždy dány alespoň následující údaje: •
k plánování snímkování a k snímkovému letu je uváděn a požadován prostor snímkování
•
typ kamery, kterou se má snímkový let pořídit a její parametry a přípustné stáří poslední kalibrace kamery
•
předepsané vybavení kamery periferiemi (navigační technika a zařízení pro určení parametrů vnější orientace dGPS2 a IMU3)
2
dGPS je diferenciální metoda dnes velmi hojně používaná při přesném určování prostorových vztahů na terénu. Stejně tak je možné ji aplikovat na pohybující se letadlo. Při použití dvou aparatur GPS
28
•
příčný a podélný překryt, respektive přípustné rozmezí těchto hodnot
•
mezní velikost pixelu (největší přípustný pixel obrazu v originálním snímku) v reálném terénu
•
termín pro snímkování a denní doba snímkování.
K rozmístění výchozích (vlícovacích bodů) se obvykle požaduje plný měřický protokol o změření souřadnic polohy a výšky a rozbor přesnosti měřených dat se stanovením střední kvadratické chyby která nesmí převýšit zadanou mez. Dále se požaduje rozmístění vlícovacích bodů především s důrazem na hranicích snímkového bloku lokality, rovněž se požaduje vyhotovení náčrtku vlícovacího bodu jeho identifikace v leteckém snímku a podpůrné pozemní fotografické snímky pro jeho dohledání pro další kampaně. K tvorbě a dodávce digitálního modelu pro potřeby tvorby ortofotomapy je předepsána obvykle přesnost výsledného výškopisu jak na terénních hranách (povinných spojnicích) tak na diskrétních bodech výškového modelu. Zároveň bývá předepsána střední vzdálenost dvou sousedících podrobných bodů výškopisu , případně je daná tato hodnota jako hodnota rozestupu
pravidelné nebo pseudopravidelné
čtvercové sítě. Dále se obvykle definuje požadovaný formát dat případně i forma těchto dat (například vrstevnicový plán). V procesu triangulace, který je jednou z nejdůležitějších technologických etap výroby ortofotomapy se obvykle udává mezní hodnota zbytkové vertikální paralaxy na bodech klíče triangulačního bloku a na bodech spojovacích. Dále se specifikuje poměr vah typu známých bodů vstupujících do výpočtu vyrovnání triangulačního bloku, tedy je stanoven váhový poměr mezi souřadnicemi projekčních středů změřených a vypočtených za pomocí aparatur dGPS a IMU a vlícovacími body. Rovněž je stanoveno, jaké střední kvadratické chyby by mělo být dosaženo na bodech klíče triangulačního bloku a jaké jsou přípustné maximální odchylky na těchto bodech. Požadavky na ortofotomapy jsou obvykle specifikovány popisem počtu barevnostních kanálů. Dále jsou popsány požadavky na barevnostní vyrovnání výsledné ortofotomapy a další korekce (například geometrické opravy mostů a nadzemních umístěných v letadle lze určit vektor letu a zároveň kontrolovat rotace získané měřením gyroskopy (Dolanský,2001) 3 IMU (Inertial Measurement Unit) využívá dvou fyzikálních zákonitostí a to vlastnosti velmi rychle rotujících těles, které se snaží udržet svoji osu rotace ve směru tíže a setrvačnosti těles. Tyto jevy je možno měřit pomocí několika gyroskopů a akcelerometru. Soustava gyroskopů (jeden je vždy svisle, další jsou pak k němu kolmé) dokáže velmi přesně určit náklony celého systému vzhledem k tížnici.
29
křížení komunikací). Zároveň jsou sepsány požadavky na vedení seamline, nebo-li řezných či švových čar na jednotlivých snímcích. Ty mohou být schematické, tzn.vedeny tak, jak se spočítají překryty mezi snímky a řadami nebo mohou být vytvořeny
automatickými
postupy
a
nebo
mohou
být
vytvořeny
postupy
automatizovanými s následnou kontrolou technikem, který manuálně odstraní nežádoucí jevy, jako jsou rozpůlené domy, auta, nenavazující komunikace či jiné efekty. Podle této dohody se odvíjí jedna ze složek ceny ortofotomapy a je potřeba tyto požadavky s klientem dohodnout, stanovit a písemně sepsat. Je popsán klad listů a souřadný systém, v kterém se mají ortofotomapy odevzdávat, jaký má být jejich datový formát.
3.9 Standardizace tvorby ortofotomap v České republice V současnosti neexistuje v České republice žádná státní norma ani předpis, vnitrooborové či resortní směrnice, které by nařizovaly jak má být ortofotomapa polohově přesná. Proto vycházíme ze všeobecných požadavků na přesnost mapových děl. Vyhláška č. 164/2009 Sb. (katastrální vyhláška), která novelizuje vyhlášku č. 26/2007 Sb. ze dne 5. února 2007, kterou se provádí zákon č. 265/1992 Sb., o zápisech vlastnických a jiných věcných práv k nemovitostem, ve znění pozdějších předpisů, a zákon č. 344/1992 Sb., o katastru nemovitostí České republiky (katastrální zákon), udává: Mezní souřadnicová chyba uxy se stanoví dvojnásobkem základní střední souřadnicové chyby mxy. Mezní rozdíl délky ud se stanoví dvojnásobkem základní střední chyby délky md. Mezní polohová chyba je dána vztahem:
up = 2 × uxy
Kód
kvality
podrobných
bodů
(tab.2)
určených
geodetickými
nebo fotogrammetrickými metodami se stanoví podle hodnoty výběrové střední souřadnicové chyby v závislosti na základní střední souřadnicové chybě mxy.
Akcelerometr naopak měří zrychlení, což je funkce rychlosti a času a porovnáním rozdílů zrychlení v čase lze zpětně určit polohovou složku letu. Měření je korigováno dGPS (Dolanský,2001).
30
Tab. 2: Kód kvality podrobných bodů
KÓD KVALITY ZÁKLADNÍ STŘEDNÍ SOUŘADNICOVÁ CHYBA mxy
3
0,14 m
4
0,26 m
5
0,50 m
Body převzaté ze schváleného návrhu pozemkových úprav se považují za body určené se základní střední souřadnicovou chybou mxy = 0,14 m. Pro tvorbu ortofotomap se využívá kód kvality 8 (Vyhláška č. 26/2007 Sb.). Kód kvality podrobných bodů (tab.3) určených digitalizací z analogové mapy se stanoví podle měřítka mapy:
Tab. 3: Kód kvality podrobných bodů určených digitalizací z analogové mapy
KÓD
MĚŘÍTKO MAPY
KVALITY
ZÁKLADNÍ
STŘEDNÍ
CHYBA mxy
6
1 : 1 000, 1 : 1 250
0,21 m
7
1 : 2 000, 1 : 2 500
0,50 m
8
1 : 2 880 a jiné výše
1,00 m
neuvedené
3.10 Snímkování GEODIS BRNO, spol. s r.o.
3.10.1 Původní ortofotomapa v rozlišení 50 cm/Px
31
SOUŘADNICOVÁ
Barevná digitální ortofotomapa byla dokončena na konci roku 2003. Celé území České republiky bylo snímkováno v letech 2002 a 2003 v měřítku 1 : 20 000 s použitím fotogrammetrické kamery s ohniskovou vzdáleností f = 153 mm. Snímky byly zpracovány do konečné ortofotomapy s rozlišením 50 cm/Px. Data ve formátu TIFF jsou uložena v databázi systému TerraShare a jsou k dispozici klientům i přes internet. K měření a výpočtu analytické aerotriangulace používá GEODIS BRNO, spol. s r.o. systém Image Station Automatic Treangulation (ISAT), jenž generuje spojovací body na základě automatické korelace leteckých snímků. Pro ortogonalizaci snímků je použit digitální model terénu, který je vytvořen na základě shromážděných výškopisných podkladů a vrstevnic digitalizovaných z rastrových mapových podkladů. (Meixner 2003, Kotolan, Hotař 2004).
3.10.2 Ortofotomapy v rozlišení 20 cm/Px Dynamickému rozvoji krajiny je nutno aktualizovat data, proto bylo v letech 2004 až 2006 provedeno nové plošné snímkování s větším rozlišením, a to 20 cm/Px v měřítku 1 : 15 000. Byla použita širokoúhlá fotogrammetrická kamera s ohniskovou vzdáleností f = 153 mm a nově kamera s ohniskovou vzdáleností f = 305 mm, která eliminovala radiální posuny způsobené překreslením výškových objektů. Výsledná ortofotomapa byla zpracována s rozlišením 0,2 m v území (Meixner 2003).
3.10.3
Ortofotomapy
v rozlišení
20 cm/Px,
první
s použitím
digitálních kamer V letech 2007 až 2009 firma GEODIS
celoplošným snímkováním pokryla
potřetí celou Českou republiku. Pro snímkování bylo již více jak na 50% plochy České republiky použito digitálních leteckých fotogrammetrických kamer, především pak kamery UltraCamX popsané výše. Ortofotosnímky a ortofotomapy použité v této práci pro rozbor polohové přesnosti hranice lesního oddělení určené z ortofotomapy jsou z této kampaně.
3.10.4 Ortofotomapy digitálních kamer
v rozlišení
32
12,5 cm/Px,
první
s použitím
V letech 2010 až 2012 firma GEODIS
celoplošným snímkováním pokryla
počtvrté celou Českou republiku (snímkování bude dokončeno v roce 2012). Pro snímkování bylo a je použito pouze digitálních
leteckých fotogrammetrických
kamer UltraCamX popsaných výše. Ortofotomapy jsou dodávaný ve výsledné hodnotě rozlišení 12,5 cm. Řada měst je pořizována s rozlišením 10 cm (Praha, Brno, Ostrava, Plzeň, Olomouc).
4. Tvorba lesnických map 4.1 Závazná ustanovení pro tvorbu lesnických map Závazným výchozím podkladem pro tvorbu lesnických map je katastrální mapa nebo Státní mapa odvozená v měřítku 1 : 5 000 a zachovávají její klad mapových listů. Lesnické
mapy
se
zpracovávají
a
zobrazují
v geodetickém
referenčním
systému S-JTSK v souladu s nařízením vlády č.116/1995 Sb., kterým se stanoví
33
geodetické referenční systémy, státní mapová díla závazná na celém území státu a zásady jejich používání. Nezbytnou podmínkou pro dosažení potřebné přesnosti zjištění ploch jako jednoho ze základních atributů hospodářské úpravy lesů je dostatečná přesnost mapového zobrazení bodů (linií), jimiž jsou plochy definovány. Při zobrazení vyšších jednotek - oddělení, dílec se pracuje s geodetickou přesností 0.0004 x M [m], kde M je měřítko mapy, druhý činitel je konstantní. Při měřítku 1 : 5 000, které je obvyklým konstrukčním měřítkem lesnických map, je pak požadovaná přesnost 2 m, při měřítku 1 : 10 000, které je obvyklé pro uživatelskou podobu lesnických map (mapa porostní, obrysová, typologická, těžební a další) činí požadovaná přesnost 4 m. Základní pravidla umožňující zachovat dobrou úroveň a nezbytnou jednotnost ve zpracování lesnických map uvádí §5, vyhl. 84/1996 Sb., o lesním hospodářském plánování, ve znění pozdějších předpisů a zákon č. 289/1995 Sb., lesní zákon, ve znění pozdějších předpisů. Mapa katastrální může být nahrazena „mapou pozemkového katastru“ obsahující zákres „původních“ parcel, podle kterých proběhly restituce. Z tohoto konstrukčního podkladu obvykle v měřítku 1 : 5000, označovaného tradičně jako „hospodářská mapa“, do kterého se vnáší lesnická situace (základní prostorové rozdělení lesa a lesnický detail), vzniká další „montáží“ a úpravou měřítka (obvykle na 1 : 10 000) „uživatelská“ podoba mapy (Staněk a kol. 1997). Lesnickými mapami jsou mapa obrysová, porostní, typologická, těžební nebo těžebně technologická, které se vyhotovují zpravidla v měřítku 1 : 10 000 nebo větším (podrobnějším) a ostatní účelové lesnické mapy, např. organizační, dopravní, mapa dlouhodobých opatření ochrany lesa atd.. Na lesnických mapách, které jsou náležitostí plánů,Je vždy uvedeno měřítko mapy a přehled mapových značek. Povinnou náležitostí plánu je lesnická mapa v měřítku alespoň 1 : 10 000, zahrnující všechny vylišené jednotky prostorového rozdělení lesa, pro které je provedeno zjištění stavu lesa. Veškerá porostní půda na celku musí být zařazena do jednotek prostorového rozdělení lesa. Bezlesí a jiné pozemky (§3 odst.1 písm.b) lesního zákona) jsou v plánech označeny samostatnými číselnými řadami.
Jednotky prostorového rozdělení lesa jsou vytvářeny tak, aby byla: •
usnadněna orientace v lese
34
•
umožněna jednoznačná identifikace částí lesa při plánovacích, hospodářských, evidenčních a kontrolních činnostech.
Jednotkami prostorového rozdělení lesa jsou: oddělení, dílec, porost, porostní skupina a etáž, přičemž porost je základní jednotkou tohoto rozdělení, která musí být vždy vylišena. Oddělení jsou nejvyššími jednotkami prostorového rozdělení lesa. Jejich výměra nepřesahuje 150 ha a označují se arabskými čísly. Dílce se vytvářejí na základě podobnosti přírodních a hospodářských podmínek s cílem postupného dosažení jednotného způsobu hospodaření. Výměra dílce nepřesahuje 30 ha. Dílce se označují velkými písmeny. Porosty se vymezují jako plošně souvislé části lesa, odlišující se od sebe druhovou, věkovou či prostorovou skladbou, kategorií lesů nebo vyžadující odlišné hospodaření. Výměra porostů neklesá pod 0,20 ha, nejedná-li se o les ve vlastnictví různých subjektů. Porosty se označují malými písmeny. Porostní skupiny se vylišují pro části porostů, u nichž se v důsledku vývoje mění hranice, a pro plošně málo významné části lesa nevylišené jako porost. Etáže se vylišují k vyjádření vertikálního členění porostů a porostních skupin, významného pro zjištění stavu lesa a pro plán hospodářských opatření. Jako skupiny nebo etáže se vylišují části lesa o výměře nad 0,04 ha. Při vylišování jednotek prostorového rozdělení lesa se respektují hranice katastrálních území na úrovni hranic porostů nebo porostních skupin. Hranice oddělení a dílců se navrhují po zřetelných liniích v terénu. Tam, kde mohou vzniknout pochybnosti o průběhu těchto hranic, zpracovatel plánu zřetelně označí jejich průběh v terénu na lomových bodech a v případě potřeby i mezi nimi.
4.2 Digitální zpracování lesnických map Digitální zpracování lesnických map začalo teprve po roce 1990 s rozvojem technologií GIS. Do roku 1996 bylo digitální zpracování pouze jako sekundární produkt. S novou lesnickou legislativou zákon.č. 289/1995 Sb., „lesní zákon“, ve znění pozdějších předpisů a vyhl.č. 84/1996 Sb. „o lesním hospodářském plánování“, ve znění pozdějších předpisů, bylo vše již digitální. Díky relativně štědrým státním dotacím jsou veškeré plány zpracovány digitálně. Státní dotace činí 350 Kč/ha, její podíl v důsledku
35
konkurenčního tlaku mezi taxačními firmami postupně stoupá někdy až nad 100% ceny plánu. Plány jsou zpracovávány privátními taxačními firmami. Ty jsou plně vybaveny všemi potřebnými technologiemi.
4.2.1 Informační standard LH Vznikl jako reakce na změny ve způsobu pořizování, zpracování a využívání dat o lese pro hospodářské a správní účely vyplývající z lesního zákona č.289/1995 Sb., „lesní zákon“, ve znění pozdějších předpisů. Změny spočívají v diverzifikaci zdrojů, způsobů zpracování i tvarů výstupů elaborátů hospodářské úpravy lesů. ISLH zajišťuje zachování plné srozumitelnosti a kompatibility těchto děl na úrovni věcné i datové (http://www.oryx.mendelu.cz).
ISLH obsahuje: •
Katalog objektů – výpis informací, které musí být obsaženy v digitálním LHP
•
Výměnný formát dat – definuje formát výměny dat mezi zainteresovanými subjekty (taxační firma, ÚHÚL, státní správa, vlastník lesa, atd.)
•
Definuje kartografické výstupy – finální podobu map včetně definice mapových značek
4.2.2 Tvorba digitálních map Závazným podkladem současných lesnických map je mapa katastrální, nebo Státní mapa odvozená M 1 : 5 000. Upřednostňuje se mapa katastrální, pokud není k dispozici, využije se SMO (http://www.oryx.mendelu.cz).
Tab. 4: Srovnání katastrální mapy a SMO
Katastrální mapa výhody
Státní mapa odvozená
nevýhody
výhody
Není v souvislém
Souvislé zobrazení
neustále
zobrazení pro celou ČR Není ještě plně
pro celou ČR Unifikovaný obsah a
Neobsahuje
aktualizovaná
digitalizovaná
klad
hranice všech
přesnější
36
nevýhody Vázne aktualizace
Obsahuje hranice
Plně digitální -rastr
Často nepřesná
všech parcel
4.2.3 Referenční systém Pro ČR je v současné době závazným geodetický referenční systém tzv. S-JTSK. Udává polohu bodu v souřadném systému, jehož počátek (pravý horní roh) je v Estonsku cca 1300 km SSV od Brna (http://www.oryx.mendelu.cz).
4.2.4 Způsob tvorby map Taxátor v terénu do papírové pracovní mapy zanese všechny změny, které se za deset let platnosti plánu staly. Jsou to například nové holiny, zalesnění pasek, nově vybudované cesty, prosvětlení porostů nebo nové stavby. Využívá především kompas, laserový dálkoměr a jednoduché systémy GPS. Po návratu z terénu se tato mapa buď snímá pomocí tabletu, nebo se skenuje. Pracovní mapa v rastrovém formátu se transformuje na závazný mapový podklad, a to na mapu katastrální nebo SMO. Po transformaci se jednotlivé linie vektorizují. Mapa se plochuje, plochám se přiřazují databázové atributy, jako jsou věk, označení rozdělení lesa, typologie atd. Poté se vytváření mapové vrstvy čistě kartografického charakteru, např. vrstva značek rozdělení lesa, vrstva linií netvořících hranice ploch atd. Kontroluje se soulad s hospodářskou knihou a informačním standardem pomocí speciálních kontrolních SW (http://www.oryx.mendelu.cz).
5. Metodika 5.2 Popis měřeného lesního oddělení 426 5.2.1 Lesní oddělení 426 Pro danou studii bylo měření prováděno v lesními oddělení 426 o celkové ploše 63,23 ha, v lesní oblasti 29 Nízký Jeseník, v ORP 8120 – Rýmařov v KÚ Nová Ves
37
u Rýmařova, Janušov a Horní Moravice. Změřeno byly všechny dílce lesního oddělení (LHK 2011-2020).
Obr. 7: Porostní mapa oddělení 426
5.2.2 Charakteristika dílce A Dílec A o celkové ploše 20,96 ha. Dílec A se nacházel na rovině s terénem pomístně podmáčeným a porosty mírně prolámanými, ve 3. zóně CHKO Jeseníky, NPO Jeseníky, KÚ Nová Ves u Rýmařova a Janušov. HS 297, 291 a 551,
lesní typ 5L2
a 5S1, stáří porostu od 0 (holina) do 103 let. Dřevinná skladba dílce A byla složena z olše (OL), smrku (SM), břízy (BR) a modřínu (MD). V porostech do deseti let věku byla olše v stoprocentním zastoupení. V padesátiletých porostech byl z 55% zastoupen
38
smrk a ze 45% procent zastoupena olše. V šedesátiletých porostech převažoval v 55% SM, dále se zde vyskytovala ve 25% OL a ve 25% BR, ve stoletých porostech převažoval z 90% SM nad 10% OL. U stodesetiletých porostů převládal výrazně SM, a to v 97% a byl doplněn MD ve 3% (LHK 2011-2020).
5.2.3 Charakteristika dílce B Dílec B o celkové ploše 1,09 ha tvořil izolovaný lesík v poli s předrženou MD kmenovinou rozpracovanou nahodilou těžbou. Byl zahrnut do 3. zóny CHKO Jeseníky, NPO Jeseníky, KÚ Nová Ves u Rýmařova. HS 551, lesní typ 5B1. Věk porostu byl 6 až 140 let. SM byl v první části porostní skupiny zastoupen 65%, KL 35%, v druhé části porostní skupiny byl nejvíce zastoupen MD 60%, KL 30% a SM 10% (LHK 20112020).
Obr. 8: Lesní oddělení 426
5.2.4 Charakteristika dílce C Dílec C označoval les zvláštního určení na území PR Franz – Franz . Byl to dílec na svahu převážně SZ expozice s místy silně ředinatou kmenovinou, ve 3. zóně CHKO Jeseníky, NPO Jeseníky, o celkové rozloze 16,7 ha. Lokalita se nachází na rozhraní katastrů
Nová Ves u Rýmařova a Horní Moravice. Geomorfologicky leží poblíž
přechodové části mezi JV okrajem Hrubého Jeseníku a SZ oblastí Nízkého Jeseníku – podcelek Bruntálská vrchovina (Czudek a kol. 1973).
39
Porosty s lesními typy 5A1, 5B1 a 5S1 popisují HS 4506 a 4541. Věk porostu byl 5 až 155 let. Dílec C byl rozdělen na 16 porostních skupin s převážným zastoupením BK, SM a KL. Dále se zde vyskytuje BR, JR a MD. Franz-Franz je jedno z nejvýznamnějších zimovišť zvláště chráněného druhu v kategorii kriticky ohrožených druhů vrápence malého, druh zařazen do kategorie jako kriticky ohrožený. Pozůstatek pralesovitého typu porostu, na jehož biotop je vázaná řada dalších zvláště chráněných druhů fauny. Zalesněný hřeben jako celek tvoří významný ekosystém.
Obr. 9: Hranice PR Franz-Franz
5.2.5 Charakteristika dílce D Dílec D o celkové ploše 10,98 ha se rozprostírá na rovině a svahu Z a J expozice ve 3. zóně CHKO Jeseníky, NPO Jeseníky. Lesní typ 5S1, LVS 5, CHS 55. Věk porostu od 94 do 108 let. Největší zastoupení v dílci D měl SM, dále se zde vyskytoval BK, KL a MD (LHK 2011-2020).
40
Obr. 10: Hranice dílce D
5.2.6 Charakteristika dílce G
Dílec G o celkové rozloze 3,91 ha tvořil izolovaný lesík protáhlého tvaru. Zralé SM kmenoviny a nastávající kmenovina založena na bývalé zemědělské půdě ve 3. zóně CHKO Jeseníky, NPO Jeseníky. Věkové zastoupení dřevin od 13 do 130 let. V první porostní skupině byl 100% zastoupen KL a méně než jedním procentem SM, v druhé porostní skupině v 80% SM a ve 20% OL, ve třetí porostní skupině byl zastoupen SM 65%, JD 33% a BR 2% a ve čtvrté porostní skupině byl z 80% zastoupen SM a ze 20% zastoupena JD (LHK 2011-2020).
Obr. 11: Hranice dílce G, zralá SM kmenovina
41
Obr. 12: Lesní oddělení 426, dílec G
Obr. 13: Rozhraní lesního oddělení a zemědělské půdy
5.2.7 5. lesní vegetační stupeň jedlobukový (600 - 700 m n.m.) Vyskytuje se na lokalitách klimaticky podmíněných průměrnou roční teplotou 5,5 - 6 °C, průměrným ročním úhrnem srážek 800 – 900 mm a délkou vegetační doby 130 – 140 dní. Na základě lokálních rozdílů převažuje buď buk lesní (Fagus sylvatica), nebo jedle bělokorá (Abies alba). Přirozeně je přítomen už i smrk ztepilý (Picea abies), který má v tomto LVS produkční optimum. Zcela chybí dub zimní (Quercus petraea). Jedle bělokorá je častější na těžších půdách a v polohách hřbetů, kde se nehromadí buková hrabanka. Naopak místa s hromaděním bukové hrabanky a tedy častějším výskytem jejích slehlých pláství podstatně vyhovují buku lesnímu. V bylinném patře se hojně vyskytují tzv. bučinné druhy, přítomny jsou i druhy vodou ovlivněných půd 42
nižších LVS. V inverzních polohách se vyskytují již tzv. subalpinské bylinné druhy (Průša 2001).
5.3 Popis měřeného lesního oddělení 815
5.3.1 Lesní oddělení 815 Lesní oddělení 815 o celkové ploše 58,01 ha se nachází v lesní oblasti 28 – předhoří Hrubého Jeseníku a v lesní oblasti 34 – Hornomoravský úval, LS Janovice, revír Oskava, ORP 7112 – Uničov, KÚ Břevenec a ORP 7111 – Šumperk, KÚ Dolní Libina. Lesní oddělení 815 je rozděleno na pět dílců. Pro danou studii byly použity geodeticky naměřené body dílce E.
5.3.2 Charakteristika dílce E Dílec E rozprostírající se na ploše 6.74 ha. Spadá pod LS Janovice, revír Oskava, ORP 7111 – Šumperk, KÚ Dolní Libina. Je tvořen lesem zvláštního určení se zvýšenou funkcí půdoochrannou. Dílec se nachází na mírném až prudkém, místy skalnatém svahu všech expozic ve stadiu obnovy. Je tvořen převážně kmenovinami. Západní část byla narušena kalamitou. Dílec je rozdělen na šest porostních skupin, které spadají do lesního typu 3S2 a 3A2. Věk porostu je od 2 do 53 let. Převládajícími dřevinami jsou BK v zastoupení 20 – 100% a DB v zastoupení 10-100%. V porostní skupině 6 se dále nachází BO v 50% zastoupení a SM ve 20% zastoupení (LHK 2011-2020).
43
Obr. 14: Dílec E v lesním oddělení 815
5.3.3 3. lesní vegetační stupeň – dubobukový Nachází se v nadmořské výšce 400 – 550 m n. m. a vyskytuje se na lokalitách klimaticky podmíněných průměrnou roční teplotou 6,5 – 7,5 °C, průměrným ročním úhrnem srážek 650 – 700 mm a délkou vegetační doby 150 – 160 dní. Převažuje buk lesní (Fagus sylvatica), přimíšený dub zimní (Quercus petraea) a habr obecný (Carpinus betulus) zde mají produkční optimum. Při výmladkovém způsobu hospodaření pak ve vzniklých pařezinách jsou buk lesní a dub zimní potlačeny habrem obecným. Společenstva mají většinou silně travnatý ráz. Vodou ovlivnitelné půdy byly zaujaty dubem letním (Quercus robur) a jedlí bělokorou (Abies alba). Živinově chudší stanoviště zaujímá borovice lesní (Pinus sylvestris) (Průša 2001).
44
5.4
Terénní měření Pro terénní měření byla použita GNSS aparatura Topcon Hiper PLUS, kontroler
Topcon FC-200, dálkoměr Disto A5 a pásmo. Pro měření byla zvolena technika odsazení bodu od přímky. Výpočet přesné polohy vyžadovalo splnění následujících čtyř položek:
A) Přesnost - přesnost polohy závisí na počtu a poloze sledovaných satelitů a integritě přijímaného signálu (rovněž vyjádřené jako faktor snížení přesnosti DOP). B) Diferenciální GPS (DGPS) - značně zmírňuje atmosférické a orbitální chyby a ruší SA (Selective Availability), program ministerstva obrany Spojených Států, který vkládá chyby do GPS signálu. C) Více sledovaných satelitů, silnější signál, nižší hodnota DOP - to vše znamená přesnější polohu. D) Dostupnost - dostupnost satelitů má vliv na výpočet platné polohy. Větší počet dostupných satelitů znamená platnou a přesnou polohu. Přirozené i umělé objekty mohou blokovat, přerušovat, nebo zeslabovat přijímané signály a snižovat počet dostupných satelitů. E) Integrita - chybová tolerance dává možnost získat větší integritu a nárůst přesnosti pozice.
Výška výtyčky s přijímačem GPS byla zafixována ve dvou metrech, aby byl přístroj nad hlavou měřiče a nedocházelo k chybám v měření. Anténa byla vycentrována a byl propojen přijímač a kontrolér. Poté byly tyto přístroje zapnuty. Byl zvolen mód GPS+ a v programu TopSURV byla zadána nová zakázka v menu položky Job/New. Zakázka byla pro dané účely pojmenována jako LES (TopSURV 2002). Soubor zakázky obsahoval všechna odpovídající data doposud provedeného měření. V okně Select Survey Config (výběr konfigurace v měření) bylo zvoleno ze dvou režimů, které mohly být
používány a to režim měření totální stanicí,
nebo GPS+. Pro měření diplomové práce byl zvolen režim měření GPS+. (TopSURV 2002). V zobrazení Config: Survey (konfigurace: měření), byl vybrán typ RTK, který byl jediný dostupný. Byla vybrána konfigurace pro RTK měření s připojením na síť TopNET. Použité přístupové body byly NVR2, NVR3, NAU2 a NAU3, kde NVR
45
jsou stanice virtuální a NAU je označení pro automatický výběr nejbližší stanice. Číslo v označení přístupového bodu značí použitý formát korekcí (RTCM 2.3 resp. RTCM 3.0). Po navázání spojení s GPS se zobrazilo okno automatického spojení do internetové sítě. Byl zvolen vhodný modem. Pro mou diplomovou práci byly tyto prvky již nastaveny poskytovatelem přístrojů, kterým byl GEODIS Brno, spol. s r.o..
Obr. 15: Výtyčka s GPS
Obr. 16: Aparatura Topcon
Obecně je použití modemů dáno nastavením standardní skupiny parametrů: port, partita, počet datových bitů, přenosová rychlost atd. Anténa referenční stanice byla nastavena tak, že byl navolen příslušný typ TPS antény a zadána výška a typ výšky. Výška byla nastavena na dva metry, typ výšky byl nastaven vertikální. Po připojení kontroléru a GPS bylo zobrazeno okno automatického spojení do internetové sítě. U značky antény se objevila hodnota kvality internetového spojení (zpravidla 100 %). Červené pole s informací Auto znamenalo, že přijímač dosud nevyužil přijímané korekce a nabízí pouze autonomní řešení (přesnost 2 – 4 m). Dále byla zatržena položka Mer v menu měření, ve které bylo vybráno zobrazení Topo, což je informační část, kde jsou zobrazeny následující informace: úroveň GSM signálu, typ řešení, horizontální přesnost, vertikální přesnost, počet GPS satelitů.
46
Základním předpokladem přesného RTK měření bylo tzv. Fix řešení, kdy bývá dosažena centimetrová přesnost. Bod nebyl uložen, pokud nebylo řešení fixováno. Dalšími filtry pro typ řešení, které mohly být použity jsou Fix and Float (fixní a plovoucí), Fix, Float and Code Differential (fixní, plovoucí a kódově diferenciální) a All (všechna řešení). Pro diplomovou práci byl zvolen režim Fix s ohledem na maximální přesnost měření daných bodů. Bylo zadáno pořadí bodu a kód bodu SM. Do kolonky výška antény ARP (Antena Reference Point) byla zadána výška dva metry k této výšce je pak softwarem automaticky připočítán rozdíl ARP a APC (Antena Phase Center - což je fázový střed antény - od nějž jsou měřeny vzdálenosti k družicím). Při měření v daných lokalitách docházelo k častým výpadkům signálu, což značně ztěžovalo samotné měření. Bylo proto nutné volit větší odstup od měřeného bodu a díky tomu častěji využívat pásmo pro měření vzdálenosti od měřeného bodu k přístroji. Čím blíže bylo přistupováno k porostu, tím byly výpadky signálu častější. Některá oddělení nebyla proto změřena po celé délce hranice, ale jen v dosahu signálu. Byly také vybírány členitější úseky hranic lesních oddělení a také úseky snadno dostupné, aby bylo získáno dostatek zlomových bodů. Celkem bylo v terénu naměřeno 500 bodů. .
5.5 Základní popis přístrojů Přístroj HiPer+ firmy Topcon Positioning Systems je dvoufrekvenční GPS+ přijímač, který obsahuje nejpokrokovější a kompaktní přijímač pro geodetické aplikace. Může přijímat a zpracovávat L1 a L2 signály, což znamená zlepšení geodetického měření a polohy bodů. Lze použít signálů ze satelitů GPS (Global Positioning systém), které provozuje ministerstvo obrany Spojených Států, tak signály GLONASS (Global Navigation Satellite systém), provozovaný Ruskou Federací, což zvýší počet satelitů a tak dále zvýší přesnost měření geodetických bodů. Funkce jako coop tracking nebo potlačení vedlejších odrazů signálu umožňuje sledovat satelity i pod korunami stromů a při slabém a zašumělém signálu. Globální systém pro určování polohy, neboli GPS (Global Positioning systém) je provozován ministerstvem Spojených Států. Jedná se o síť 28 satelitů, obíhající Zemi
47
každých 12 hodin. Globální systém pro určování polohy GLONASS (Global Navigation Satellite System) je provozován ministerstvem obrany Ruska. Satelitní sítě GPS i GLONASS obsahují tři základní podsystémy. Satelity GPS a GLONASS, které krouží kolem Země ve výšce přibližně 20 000 km, jsou vybaveny přijímačem, vysílačem, atomovými hodinami a řadou přístrojů, které slouží pro navigaci nebo jiné speciální úkoly. Tyto satelity šíří digitální informaci. Po zapnutí provede přijímač samokontrolu a po jejím ukončení inicializuje 40 kanálů a začne sledovat dostupní GPS a GLONASS satelity. Počet dostupných kanálů umožňuje kdykoliv a kdekoliv současně přijímat všechny viditelné GPS a GLONASS satelity. GPS+ anténa může přijímat kombinaci různých signálů GPS a GLONASS určených pro další zpracování. Interní GPS+ anténa je vybavená volitelným nízkošumovým zesilovačem (LNA) a dále je zde vysokofrekvenční (RF) zařízení přijímače. Širokopásmový přijímaný signál je konvergován, filtrován, digitalizován a přiřazen různým kanálům. Procesor přijímače řídí zpracování sledovaných signálů. Z navigačního rámce jsou získána vysílaná navigační data. Poté, co přijímač zaklíčuje signál ze čtyř, nebo více satelitů, je možné řešit tzv. problém určení absolutní polohy a vypočítat souřadnice přijímače a přesný čas (v systému WGS-84). Surová měřená data mohou být ukládána v paměti přijímače i v případě, že je přijímač spuštěný v módu RTK (mód měření polohy v reálném čase). Jakmile přijímač zaklíčuje sledování satelitu, začne zaznamenávat měření a přijímat různé digitální informace, které satelit šíří. Pro výpočet polohy využívají přijímače následující základní vzorec: S = v × t , kde
S je dráha, v je rychlost a t je čas.
Rychlostí je míněna rychlost šíření rádiového signálu (tzn. rychlost světla) a Čas je časový rozdíl mezi okamžikem odeslání signálu ze satelitu a okamžikem příjmu signálu GPS přijímačem. Pro výpočet absolutní 3D polohy zeměpisné šířky, délky a výšky musí přijímač sledovat alespoň čtyři satelity současně. V případě současného přijímání signálů
48
ze satelitů GPS a GLONASS je potřeba pro získání absolutní polohy sledovat nejméně pět satelitů.
5.6 Technika měření odsazení bodu od přímky Jako technika měření bylo zvoleno odsazení bodu od přímky (obr.17). Byl určen směr přímky volbou vpřed. Bylo možné nastavit výškové odsazení bodu od terénu, pokud se nacházel např. v prohlubni nebo na vyvýšeném břehu. Bod v terénu byl změřen dálkoměrem (pro tyto účely byl použit dálkoměr Disto A5) a tato vzdálenost byla zadána do kolonky koncový bod. Ve ztíženém terénu, kde nebylo možno zaměřit bod dálkoměrem, zejména kvůli nepřehlednosti terénu (buřeň),
bylo nutné použít
pásmo ke změření vzdálenosti. Nejprve byl zaměřen koncový bod přímky, který se nacházel blíže hranice lesního oddělení a byl stabilizován kolíkem. Poté byl zaměřen počáteční bod přímky, vzdálenější od lesního porostu a byl opět stabilizován. Pásmem nebo dálkoměrem Disto A5 bylo doměřeno prodloužení přímky od koncového bodu přímky po určovaný bod krajníku. Z hlediska přesnosti bylo nutno dodržovat zásadu, že doměrek byl kratší než vzdálenost počátečního a koncového bodu přímky. Do kontroleru byl vepsán pouze doměrek od konce přímky. Důvod, proč se nejprve měří koncový bod přímky, je ten, že je vždy blíž lesu a tudíž se na něj hůř fixujeme. Bod byl změřen pomocí tlačítka Start. Po zaznění signálu bylo potvrzeno zaměření bodu. Následně byly všechny naměřené hodnoty přiřazeny k bodu a mohl být změřen další bod. Jednotlivé body byly měřeny zhruba po patnácti metrech, tato vzdálenost byla krokována měřičem. Poslední zaznamenaný bod lze nalézt v záložce Data nebo v grafické formě v záložce Map.
49
Obr. 17: Metoda odsazení bodu od přímky
Pro uložení dat bylo použito tlačítko Edit/Points a dále tlačítko Add (připojit). Body bylo možno mazat pomocí tlačítka Delete. Bylo možné je nalézt i podle názvu pomocí záložky Find by Point (vyhledání podle bodů). Body byly uloženy stisknutím tlačítka Sur. data a dále exportovány do adresáře LES (TopSURV 2002)..
Obr. 18: Práce v terénu – měření hranice lesního oddělení 426
50
Obr. 19: Krokování vzdálenosti mezi jednotlivými body
Pro přesnější určení hranic lesního oddělení a pro orientaci v nepřehledných lokalitách byly využity ortofotomapy lesních oddělení s jejich vyznačenou hranicí.
Obr. 20: Lesní oddělení 416 s vyznačenou hranicí
51
5.7 Interpretace hranice lesního oddělení V prvé řadě bylo nutné uvědomit si, na čem je závislá poloha vrcholů korun stromů na ortofotosnímku. Jsou to: 1. Charakteristiky letecké kamery a parametry letového plánu – na použitém typu
letecké snímkovací kamery, na jejich geometrických parametrech, tedy velikosti snímací plochy a především ohnisku kamery. Dále na podélném a příčném překrytu použitém při snímkování daného porostu (tyto parametry ovlivní to, jakou část z celého leteckého snímku budeme používat do výsledné ortofotomozaiky, respektive ortofotomapy). 2. Přesnost určení parametrů vnější orientace – na kvalitě určení parametrů vnější
orientace leteckých měřických snímků určených postprocessingovými výpočty z aparatur dGPS a IMU a na kvalitě provedené analytické aerotriangulace. 3. Přesnost a kvalita digitálního modelu terénu použitého pro překreslení leteckých
měřických snímků. 4. Vzdálenost konkrétního místa ve snímku, kde rozdíly poloh v ortofotomapě
a v reálu budou předmětem studie, od jeho středu, tedy na tzv. radiální vzdálenosti. 5. Morfologie terénu v okolí konkrétního místa ve snímku, kde byly určovány
body hranice lesního oddělení. 6. Výška porostu 7. Pozice krajové linie oddělení vůči středu snímků. Do přivrácené krajové linie
v ortofotomapě nebyly body interpretovány tam, kde byla vidět pata stromu.
5.8 Interpretace bodů v programu MicroStation SE V programu MicroStation SE byl otevřen dgn výkres s geodeticky naměřenými body (obr. 21), které reprezentují krajníky lesního oddělení. Geodeticky změřené body byly očíslovány vzestupně. První bod byl očíslován jako 1000, další byly číslovány vzestupně.
52
Obr. 21: Přehled geodeticky změřených bodů
Dále byl nahrán dgn výkres s jednotlivými středy leteckých snímků.
Obr. 22: Otevření souboru se středy leteckých snímků
Pomocí MDL Application byl otevřen program IRAS/C, ve kterém byly postupně otevírány jednotlivé ortofotosnímky ve formátu .tif. Snímky byly nahrávány z pevného disku počítače, a to vždy jeden snímek ke svému středu, ze kterého byly
53
body interpretovány. V programu IRAS/C byl otevřen příslušný překreslený letecký snímek (ortofotosnímek), do něhož byly body interpretovány.
Obr. 23: Otevření ortofotosnímku v programu IRAS/C
Dalším krokem bylo nahrání vektorového souboru, který obsahoval popisy středů snímků a mapových listů. Pro lepší zřetelnost popisků byl použit obrázek bez překresleného leteckého snímku.
Obr. 24: Vektorový soubor s popisy středů ortofotosnímků
54
Poté byla v programu zapnuta nová neobsazená vrstva. Její koncové číslo bylo podobné koncovému číslu středu snímku, ze kterého byly body interpretovány. Například pro snímek 009_114724 byla zapnuta aktivní vrstva LV = 24. Do této vrstvy byly interpretovány vrcholy krajníků tak, jak se promítaly ve směru od středu snímku. Na vrcholy byly umístěny body, které byly očíslovány shodně s odpovídajícím geodeticky zaměřenými body. Tak bylo dosaženo rozdělení dat ve výkrese do samostatných vrstev pro jednotlivé středy překreslených snímků a zároveň interpretované body a geodeticky změřené body byly stejně očíslovány. Interpretované body s čísly byly pro každou vrstvu jinak barevně odlišeny. Po zapnutí všech vrstev bylo možno přiřadit ke každému geodeticky změřenému bodu nejméně dva body interpretované. V závislosti na tom, z kolika středů snímků bylo možno body interpretovat. Tento postup byl proveden
se všemi překreslenými snímky,
a to na odvrácených stranách, nebo – li na těch stranách, kde nebyla na snímku viditelná pata stromu.
Obr. 25: Otevření nové vrstvy v programu MicroStation SE
Samotná interpretace bodu byla provedena následovně. Od středu překresleného snímku byl veden průvodič, který proťal geodeticky změřený bod a poté byl protažen
55
na vrchol příslušného stromu. Na vrchol byl vložen bod, který byl následně očíslován shodně jako příslušný geodeticky změřený bod. Bod vrcholu i jeho očíslování byly barevně odlišeni. Pro každou vrstvu byla použita jedna vybraná barva. Byly vybírány geodeticky změřené body okraje lesa, které spadaly do více snímků, takže vrcholy jednotlivých stromů mohly být interpretovány z více středů snímků. Tento systém byl zvolen pro následné statistické srovnání jednotlivých veličin. Dále byla použita funkce pro uchopení, modifikaci a změnu umístění průvodiče tak, aby zůstal ukotven ve středu snímku a mohl být zároveň posunut na další bod okraje lesa, aniž by se ze středu snímku posunul do prostoru. Tím byla zajištěna polohová přesnost interpretovaných bodů.
Obr. 26: Vedení průvodičů od středu ortofotosnímku k hranici lesního oddělení
Po dokončení interpretace bodů ve všech vrstvách byly tyto vrstvy jednotlivě otevírány. V každé vrstvě zvlášť bylo pomocí Fence (ohrady) ohraničeny interpretované body, které měly být extrahovány do textového souboru. Překreslený letecký snímek byl odpojen pro snazší čitelnost ohraničovaných bodů. Odpojeny byly i dgn výkresy s popisem středů snímků a mapových listů a se středy leteckých snímků. Nutné bylo nastavení funkce Fence (ohrada) na Fence Type (typ ohrady): Block (blok) a Fence
56
Mode (režim ohrady): Inside (uvnitř). Tím bylo určeno, že budou extrahovány body nacházející se uvnitř ohrady (Fence), kterou byla ohraničena vybraná oblast.
Obr. 27: Interpretované body ve vrstvě 24
V další záložce Utilities byla zvolena funkce Macros. Po otevření funkce Macros se otevřela tabulka Macro Name. Zde byla zadána funkce Browse (nahrát) a byl nahrán soubor tn.bas uložen na pevném disku počítače. Soubor byl potvrzen tlačítkem OK. Tím se otevřela tabulka Start Macro (začít makro), příkaz byl potvrzen kliknutím na tlačítko Run (spustit). V následující tabulce byla vybráno číslo
vrstvy, ze které byl text
extrahován, například vrstva 24, a bylo zvoleno zaokrouhlení na dvě desetinná místa. Volba byla potvrzena tlačítkem OK. Poté se na ploše počítače objevil textový soubor s vyextrahovanými body z vrstvy 24 a s jejich souřadnicemi. Pro další vrstvu bylo potřeba pod sloupcem již vyextrahovaných bodů nadepsat označení následující vrstvy a kurzorem kliknout do dalšího řádku pod označení. Změny v textovém souboru bylo nutné uložit. Poté bylo možno extrahovat další vrstvu. Ta se v textovém souboru vyextrahovala pod předem vytvořené označení. Pokud by nebyl dodržen výše uvedený postup, nebylo by možné rozpoznat, kde začínají a končí jednotlivé soubory bodů. Souřadnice byly nahrány do programu Microsoft Office Word a po sloupcích pomocí funkce Ctrl + Shift + F8 přiřazeny ke geodeticky změřeným bodům v tabulkách vytvořených v programu Microsoft Office Excel 2003.
57
Obr. 28: Extrahování textového souboru z vrstvy 24
Obr. 29: Zobrazení interpretovaných bodů v porostní mapě v dílci A červeně, v dílci B zeleně
58
Po dokončení programu se na ploše počítače objevil textový soubor s extrahovanými souřadnicemi. V textovém souboru byla data označena číslem vrstvy, ze které byla extrahována.
5.9 Vliv perspektivního zkreslení na interpretaci hranice lesního oddělení Nekorektní zobrazení krajníků na terénu způsobuje, že pata krajníku je zobrazena polohově správně, zatímco vrchol krajníku je perspektivně promítán do průmětu, který je posunutý směrem od středu promítání. Toto je vážnou překážkou pro používání ortofotomapy při přesné interpretaci hranice lesního oddělení v místech, kde není viditelná pata krajníku.
Obr. 30: Posunutí hranice lesa při interpretaci vlivem perspektivního zkreslení
V současné době problém perspektivního zkreslení řeší True Ortofotomapy (věrné ortofotomapy), kdy oprava perspektivního zkreslení spočívá v určení co nejpřesnějšího povrchového modelu DSM všech terénních předmětů včetně porostů a to v rozlišení nejméně 10 x 10 cm (http://www.g4d.cz). Pokud DSM známe nebo jej změříme, popřípadě určíme jinou technologií, lze provést korekci perspektivního
59
zkreslení objektů a uvést je do správné ortogonální polohy, což znamená, že True Ortofoto, na rozdíl od běžného ortofota, zobrazuje prvky v kolmém průmětu, a proto ji můžeme používat stejným způsobem jako běžnou mapu velkého měřítka, kde je možno provádět různé analýzy, měření atd. bez rizika vzniku chyb, přičemž výsledky jsou nezávislé na způsobu provedení směru snímkování (http://www.geodis.cz). Díky detailnímu DSM je výsledná True Ortofotomapa plynule barevně vyvážená a neobsahuje žádné ostré přechody mezi jednotlivými snímky. Po výpočtu povrchového modelu lze rovněž určit tzv. zakryté prostory způsobené perspektivním stínem budov. Na každém snímku, který má jiný střed promítání, např. při blokovém snímkování území, jsou zakryty zcela jiné prostory. Analytická úloha, která problém řeší, hledá všechny perspektivně zakrytá místa na snímcích. Lze najít kombinaci snímků, ze kterých bude možno zakryté prostory vybrat a chybějící části doplnit (http://www.geodis.cz). Z těchto dvou stejných ortofotosnímků překreslených na DMT a DSM se vyřežou části obrazu (budov) dané obvykle tzv. „okapovou čárou", kdy se z prvního překreslení použije část ležící mimo střechy a z druhého překreslení se použije stereoskopické vyhodnocení budov ve 3D. Při navýšeném podélném překrytu na 80% a příčném překrytu na 60% se pak vyřezávají dílčí části jednotlivých ortofotosnímků, které se skládají speciálním postupem ve výslednou True Ortofotomapu (věrnou ortofotomapu). I přesto se objevuje (ve standardně vysoké zástavbě do 4-5 pater a s běžně širokými ulicemi 12-16 m) zhruba 0.5% plochy, která je zakryta prostory. Tato plocha se buď ručně vyplní nejbližším zobrazeným terénem nebo se automaticky označí neutrální barvou, aby bylo jasné, že v tomto místě obrazová informace není a nikdy nebude korektní. Aby se měřili reálně prostorově obvody lesního oddělení musela by být každá taxační kancelář vybavená stereoskopickou stanicí, aby byla schopna naměřit obvod lesa v okapové čáře, což se v současnosti jeví jako nereálné. V budoucnu lze spíše počítat s tím, že hranici lesního oddělení bude možno určit přímo při tvorbě digitálního modelu terénu, respektive digitálního modelu povrchu obrazovou korelací, a definicí každého pixelu obrazu leteckého snímku ve 3D a v ortogonální poloze tohoto obrazu pak pozorovat jejich reálnou (korigovanou) pozici.
60
Obr. 31: Ukázka zobrazení krajiny v True Ortofotomapě (G4D s.r.o.)
5.9.1 Pohledy na DSM dílce D Korelací stereopáru leteckých snímků (dva snímky stejného území nafocené z jiného úhlu) s původním rozlišením 20 až 23 cm na terénu byl vytvořen DSM dílce D. Korelace proběhla na každém druhém pixelu obrazu, tedy čtyři prostorové body na jeden metr čtvereční. Pro korelaci byl použit program firmy Onoho Stuttgart. Korelace je vysvětlena v kapitole 3.5.6.
Obr. 32: Pohled od jihovýchodu (GEODIS, spol. s r.o.)
61
Obr. 33: Detailní pohled od jihovýchodu na korelované bodové mračno (GEODIS, spol. s r.o.)
Obr. 34: Pohled od jihozápadu (GEODIS, spol. s r.o.)
5.9 Chyby při interpretaci 62
Při interpretaci bodů krajníků může dojít k některým chybám jako jsou:
1. Umístění bodu do stínu, kde není vidět jasně vrchol krajníku. Jako špatnou lze považovat i interpretaci, kdy je bod vložen mezi koruny dvou stromů a není jasně patrné, ke kterému vrcholu patří.
Obr. 35: Bod umístěn do stínu
2. Umístění bodu mimo hranici oddělení – k tomuto dochází převážně při neznalosti měřeného terénu, kdy není vidět například polní cesta, na které bylo prováděno měření, vedoucí mezi hlavním porostem a zemědělskou půdou díky vzrostlému náletu. Proto bylo v těchto lokalitách upuštěno od interpretace bodů v překresleném snímku. Pro určení hranice lesní a zemědělské půdy by v těchto případech bylo nutné použít digitální katastrální mapu, která by sloužila jako vodítko pro přesnější interpretaci hranice lesního oddělení.
63
Obr. 36: Umístění bodů mimo hranici lesního oddělení
3. Interpretovaný bod neleží na průvodiči vedoucím od středu snímku. Chyba vzniká především špatným zvolením funkce posouvání průvodiče při interpretaci bodů, který se tak dostane mimo střed ortofotosnímku do prostoru.
Obr. 37: Bod neleží na průvodiči ze středu snímku
4. Umístění bodu do lokality se silným zápojem korun, kde není možno rozeznat, jednotlivé koruny krajníků. Jedná se především o listnaté porosty.
64
Obr. 38: Bod vložen mezi koruny stromů
5.10 Interpretace krajníků Při interpretaci krajníků je nutné vždy vést radiálu od středu daného překresleného snímku protínající geodeticky zaměřený bod na vrchol krajníku. Vybírány jsou pouze jasně interpretovatelné krajníky. Je nutné vyhnout se lokalitám převážně v listnatých porostech, kde jsou koruny v silném zápoji, takže nelze od sebe rozeznat jednotlivé krajníky. Pro interpretaci byly zvoleny lokality, ve kterých bylo možno určovat body z více středů jednotlivých překreslených snímků, aby bylo dosaženo násobného určení výsledných výšek porostů a tím porovnání hodnot vypočtených poloh krajníků a jejich výšek z různých snímků.
Pro správné určení vrcholu krajníku v méně přehledných situacích byly použity:
A) Výška jedince, který byl na mapě vidět od paty až po vrchol koruny, nacházejícím se ve vzrostlém porostu. V méně jasném případě bylo takto možno určit, kde by se měl vrchol interpretovaného vrcholu promítat.
65
Obr. 39: Orientační výška jedince
B) Hranice stínů, kde byly jasně rozpoznatelné změny výšky porostu. Toho bylo možno využít v případě, kdy změřený krajník byl nižší než okolní jedinci převážně pro kontrolu správné interpretace, kdy byla přímka mezi geodeticky měřeným bodem a interpretovaným bodem výrazně kratší než v ostatních případech.
Obr. 40: Hranice stínů kopírující hranici lesního oddělení
66
C) Interpretované body z různých středů ortofotosnímků náležející jednomu geodeticky změřenému bodu by měly být zhruba ve stejné linii.
Obr. 41: Přibližná linie interpretovaných bodů z různých středů ortofotosnímků
5.11 Výpočet přírůstku radiální vzdálenosti a výšky krajníku Pro výpočet přírůstku radiální vzdálenosti r (viz. obr. 39), která dále poslouží k výpočtu korekce polohy souřadnic krajníku určeného z perspektivně zkreslené polohy v zobrazení krajníku na ortofotosnímku do reálné pozice (jakou by jsme naměřili a jaká byla naměřena, přímým geodetickým měřením), bylo nutné určit výšku krajníku na které lze posoudit (z vícenásobného - až pětinásobného - určení výšky toho stejného krajníku z různých překreslených snímků) pravděpodobnou chybu v určení výšky a přírůstku radiální vzdálenosti. Vzhledem k tomu, že při použití výsledných vztahů pro korekci radiální vzdálenosti a určení polohy okraje oddělení se nepředpokládají žádná přímá měření v terénu (snad jen kontrolní při pochůzce pro zpřesnění taxace), nebylo provedeno přímé měření výšek krajníků.
67
Do vytvořené tabulky byla zadána tato data: •
Souřadnice středů leteckých snímků E (x, y, H)
•
Souřadnice geodeticky změřeného bodu paty krajníku P x1, y1, H1
•
Souřadnice vrcholu krajníku odečtené z ortofotomapy V x2, y2
Obr. 42: Zobrazení měřených veličin
S - rozměr čidla kamery f - ohnisková vzdálenost letecké kamery E - střed snímku o souřadnicích x,y,H h – rozdíl nadmořské výšky projekčního středu snímku a nadmořské výšky krajníku určeného geodetickou metodou P - prostorová poloha krajníku o souřadnicích x1, y1, H1 vs - výška krajního stromu porostu - krajníku d – horizontální vzdálenost od středu snímku ke krajníku r – přírůstek radiálu (radiální vzdálenosti) k poloze krajníku určeného z ortofotomapy
68
Pro výpočet výšky krajníků a kontrolu postupu byly provedeny následující výpočty: •
Výpočet horizontální vzdálenosti mezi projekčním středem snímku a geodeticky měřeným okrajem lesa neboli krajníkem, podle vzorce:
d = ( x − x1 )2 + ( y − y1 )2 kde x a y jsou souřadnice leteckého snímku a x1 a y1 souřadnice geodeticky změřené polohy krajníku. •
Výpočet přírůstku radiální vzdálenosti mezi geodeticky určenou polohou krajníku a v ortofotosnímku interpretovaným vrcholem krajníku.
r = (x1 − x2 )2 + ( y1 − y2 )2
kde x1 a y1 jsou souřadnice geodeticky změřeného bodu a x2 a y2 souřadnice bodu interpretovaného z ortofotosnímku. •
Rozdíl výšek projekčního středu leteckého měřického snímku vypočteného v procesu analytické aerotriangulace a bodem geodeticky zaměřeným:
h =H − H1 kde H je nadmořská výška středu leteckého snímku a H1 je výška geodeticky zaměřeného bodu. •
Kontrolní výpočet prostorové vzdálenosti mezi středem projekce snímku
•
a geodeticky měřeným bodem krajníku:
Sg =
( x − x1 ) 2 + ( y − y 1 ) 2 + ( H − H 1 ) 2 69
kde x,y a H jsou souřadnice leteckého snímku, x1, y1 a H1 jsou souřadnice geodeticky změřeného bodu •
Kontrolní
výpočet
prostorové
vzdálenosti
mezi
středem
projekce
a interpretovaným bodem na ortofotomapě při předpokladu rovinného okolí v oblasti měřeného krajníku:
So =
h 2 + (r + d )2
, kde h je rozdíl výšek středu leteckého snímku a geodeticky zaměřeným bodem, r pak přírůstek radiální vzdálenosti mezi geodeticky určenou polohou krajníku a interpretovaným vrcholem krajníku a d vzdálenost mezi středem projekce snímku a geodeticky měřeným krajníkem.
•
Výpočet výšky krajníku:
vs =
( r × h) (r + d )
, kde h je rozdíl výšek mezi středem leteckého snímku a geodeticky změřenou výškou krajníku, r pak radiální přírůstek mezi geodeticky určenou polohou krajníku a interpretovaným vrcholem krajníku v ortofotomapě d vzdálenost mezi středem projekce snímku a geodeticky měřeným krajníkem.
Body změřeny geodeticky a body určené z ortofotosnímků byly vloženy do tabulky a vyhodnoceny pomocí programu Microsoft Office Excel 2003. Vypočtené vzdálenosti naměřených bodů od středu snímků byly porovnávány se vzdálenostmi bodů určených z ortofotomapy od středu snímku a byla vypočten polohový posuv (redukce souřadnic krajníku v obou souřadných osách) jednotlivých krajníků, o které je nutné opravit polohu krajníku určeného z ortofotosnímku na polohu reálnou. Pro tyto účely byly porovnávány body ležící na odvrácené hranici lesního oddělení, kde nebylo možné tuto hranici určit podle viditelných pat krajních stromů.
70
6. Statistické vyhodnocení měření Pro statistické vyhodnocení výsledků byl zvolen výpočet aritmetického průměru, mediánu, modu a střední odchylka.
6.1 Průměrná odchylka Průměrná odchylka d (mezní střední polohová chyba) vrátí průměr absolutních odchylek bodů dat od jejich střední hodnoty. Průměrná odchylka je měřítkem variability množiny dat, je aritmetickým průměrem absolutních hodnot odchylek hodnot proměnné od jejich aritmetického průměru.
Rovnice pro průměrnou odchylku je:
d=
1 ∑ x−x n
6.2 Medián Medián je 50% kvantil, prostřední hodnota vzestupně uspořádaného souboru. Je to základní statistická kvantilová charakteristika polohy. Hodnota, kterou nese prostřední prvek v statistickém souboru uspořádaném podle velikosti .
Vzorec pro výpočet mediánu:
x( N +1 ) 2 ~ x = 1 2 ⋅ x( N2 ) + x( N2 +1)
(
)
pro N liché pro N sudé
Medián je nezávislý na extrémních hodnotách v souboru.
6.3 Směrodatná odchylka 71
Směrodatná odchylka σ je odmocninou z rozptylu náhodné veličiny x. Rozměr směrodatné odchylky je stejný jako rozměr veličiny, což je její hlavní výhodou oproti rozptylu pro účely popisné statistiky. Směrodatná odchylka vyjadřuje, jak se hodnoty liší od průměrně hodnoty (střední hodnoty). Směrodatná odchylka byla vypočtena tendenční metodou, nebo-li metodou „n“ v programu Excel. Je definována následujícím vztahem:
∑(x − x)
2
σ=
n
, kde x je střední hodnota výběru (aritmetický průměr) a n je velikost hodnoty.
7. Výsledky Výsledné korekce polohy krajníků pro případ této práce byly pomocí programu Microsoft Excel vypočtené na základě znalosti prostorových souřadnic projekčních 72
středů leteckých snímků (po ukončené AAT), geodeticky změřených prostorových souřadnic krajníků a na ortofotosnímcích změřených hodnot polohových souřadnic těchto krajníků. Spočteny byly výšky porostů a dále korekce polohy krajníků po složkách souřadnic x a y. Celkový počet naměřených krajníků byl 800 a z toho posuzovaných byl 245.
V příloze 1 „Výpočet výšky porostu“ byly vypočteny výšky jednotlivých krajníků, a to pomocí vzorce:
vs =
(r × h ) (d + r )
, kde vs
je výška krajníku
r
je radiální přírůstek, tj. horizontální vzdálenost, měřený mezi geodeticky určenou polohou krajníku a špičkou stromu v ortofotomapě
h
je rozdíl výšek H a H1 ze souřadnic, kde H je nadmořská výška středu leteckého snímků a H1 je nadmořská výška geodeticky změřeného bodu.
d
je horizontální vzdálenost mezi středem projekce snímku a geodeticky měřeným okrajem lesa, neboli krajníkem.
Průměrná vypočtená výška porostů podle jednotlivých měření je 21,4 m, polohy vrcholu krajníků na ortofotosnímcích , na jejichž základě je vypočtena výška krajníků, byla měřena z ortofotosnímků alespoň dvakrát, celkem na 89 krajnících. Neboť měření polohy vrcholu krajníků na ortofotosnímcích, neboli výšky krajníků, bylo provedeno z více než se dvou snímků (někdy až z čtyřech snímků), tak výsledný průměr měření na jednom krajníku je 2,49 měření. Procentní nejistota v určení výšky porostu na základě určení odchylky z průměrné výšky porostu je 7,15%. Tato chyba v určení výšky porostu by vedla v nejnepříznivějším případě, tedy zobrazení krajníků v rohu leteckého měřického snímku, kdy reálná hodnota poloviny úhlopříčky při daném měřítku snímkování je cca 2067 m a výška snímkování nad terénem 3350 m, k chybě
73
v určení výsledné korekce polohy krajníků (při průměrně zjištěné výšce porostu 21,5 m) 1,05 m v jedné ze souřadnic. V příloze 2 „Výpočet korekce polohy krajníku“, je uveden postup výpočtu korekce polohy krajníku. Poloha je vypočtena ze souřadnic středu vrcholu koruny krajníku, interpretované a určené z ortofotosnímku, ze známé výšky porostu a ze známého DMT (v této práci výška terénu převzata z geodetického měření nadmořské výšky krajníku) a jejich následné porovnání s geodeticky změřenými souřadnicemi těchto krajníků. V této práci byla použita výška porostu převzatá z Lesní hospodářské knihy. Výpočet v této práci předpokládá, že v okolí krajníku se do hodnoty velikosti korekce radiální vzdálenosti r terén nijak výškově dramaticky nemění a má nulový sklon. Na základě odečtu souřadnic krajníků v ortofotosnímků a známých souřadnic středů projekčních snímků a výšky porostu z porostní mapy se vypočítala korekce radiální vzdálenosti, o kterou se zkrátil průvodič tak, aby byl krajník ve správné poloze a aniž by se musely souřadnice krajníku měřit geodeticky v terénu. Vzdálenost mezi geodeticky zaměřenou polohou a polohou vypočtenou byla kalkulována dle vzorce:
v=
(x
2
+ y2
)
, kde v
je vzdálenost mezi polohou geodetickou a polohou určenou na základě výšky krajníku
x a y jsou souřadnicové rozdíly mezi vypočtenou polohou krajníků na základě dané
výšky porostu xo a yo a geodeticky určenou polohou krajníků x1 a y1
Průměrná vzdálenost mezi polohou geodeticky změřenou a polohou určenou na základě výšky porostu je 0.82 m, což odpovídá požadavkům na přesnost lesnických map, kdy při zobrazení vyšších jednotek - oddělení, dílec, se pracuje s geodetickou přesností 0.0004 x M [m], kde M je měřítko mapy, druhý činitel je konstantní. Při měřítku 1: 5000, které je obvyklým konstrukčním měřítkem lesnických map, je pak požadovaná přesnost 2 m, při měřítku
1 : 10 000, které je obvyklé pro uživatelskou
74
podobu lesnických map (mapa porostní, obrysová, typologická, těžební a další) činí požadovaná přesnost 4 m.
Graf 1 ukazuje závislost vzdálenosti mezi krajníkem geodeticky určeným a krajníkem vypočteným z polohy na ortofotosnímku. Z grafu vyplývá, že maximální odlehlost takto určených bodů je 7,5 m, tedy tato hodnota je mimo výše zvažovanou toleranci, ale z celého souboru je jediná, která překračuje požadavek zmiňovaných 4 m. Dále z grafu vyplývá, že hodnota vzdálenosti krajníku od středu snímku nemá významný prokazatelný vliv na výslednou přesnost určení polohy krajníku.
Hodnota vz dálenos ti mez i g eodetic ky z měřeným krajníkem a krajníkem s poč teným z ortofotos nímku v z ávis los ti na vz dálenos ti krajníku od s tředu s nímku (v metrec h) 8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0 500.0
1000.0
1500.0
2000.0
Graf 1: Závislost vzdálenosti mezi krajníkem geodeticky změřeným a vypočteným z polohy na ortofotosnímku
Graf 2 ukazuje závislost hodnoty radiálního přírůstku na vzdálenosti mezi geodeticky změřeným krajníkem a krajníkem spočteným z ortofotosnímků. Rovněž z tohoto grafu nevyplývá, že by existovala výrazná kauzalita mezi velikostí radiálního přírůstku a diferencí poloh krajníků určených dvěma metodami.
75
Hodnota radiálního přírůs tku v závis los ti na vzdálenos ti mezi g eodetic ky změřeným krajníkem a krajníkem s poč teným z ortofotos nímku (v metrec h) 8.0
7.0
6.0
5.0
4.0
3.0
2.0
1.0
0.0 0.0
2.0
4.0
6.0
8.0
10.0
12.0
14.0
16.0
Graf 2: Závislost hodnoty radiálního přírůstku na vzdálenosti mezi geodeticky změřeným krajníkem a krajníkem spočteným z ortofotomapy
Dále byl určen nad tímto statistickým souborem medián vzdálenosti mezi polohou geodeticky změřenou a polohou určenou na základě výšky porostu, průměrná odchylka,
minimum,
maximum
a
střední
odchylka)(tab. 5).
Tab. 5: Výsledné odchylky
Měřená hodnota Medián Průměrná polohová odchylka Minimální polohová odchylka Maximální polohová odchylka Směrodatná odchylka
Výsledky uvedené v metrech 0.74 m 0.53 m
0m
7.5 m 0.79 m
76
kvadratická
chyba
(směrodatná
Pro ortofotomapu s rozlišením 20 cm/Px platí následující tabulka (tab. 6), a to u vybraných krajníků o výšce 10 m, 15 m, 20 m, 25 m, 30 m a 35 m z výškově diferencovaného lesního porostu.
Tab. 6: Maximální a směrodatná odchylka
Výška krajníků v metrech
10
15
20
25
30
35
Počet měřených jedinců ve skupině
17
38
81
49
29
2
Průměrná vzdálenost mezi polohou geodetickou a polohou určenou na základě výšky porostu (v metrech)
0.76
0.81
0.96
0.92
0.78
0.69
0.28
0.46
0.7
0.46
0.38
0.52
1.52
2.31
7.49
2.76
2.38
1.21
0.33
0.57
1.08
0.59
0.48
0.52
Průměrná polohová odchylka ve skupině Maximální polohová odchylka ve skupině Směrodatná odchylka ve skupině
Z výše uvedené tabulky sestavené z dat z přílohy 2 vyplývá, že mezi výškou porostu a hodnotou vzdálenosti mezi správnou (geodeticky měřenou) polohou a polohou určenou z ortofotomapy není zásadní přímá jednoznačná závislost a výsledná hodnota opravy polohy krajníku určeného z ortofotomapy závisí především na přesnosti s jakou jsme schopni interpretovat střed koruny krajníku v ortofotosnímku. Na základě výše uvedených rozborů a výsledků měření lze říci, že největší chybou, která se projeví ve výsledné korekci polohy krajníku je chybná interpretace polohy jeho středu koruny v ortofotosnímku vyhodnocovatelem (taxátorem). Pro praktické určení správné polohy hranice oddělení
z ortofotomap
nebo ortofotosnímků bylo potřebné od dodavatele ortofotomap vyžádat mimo samotných ortofotomap rovněž souřadnice středů leteckých snímků po provedené analytické aerotriangulaci, výškopis tj. digitální model terénu, který dodavatel musel vytvořit nebo mít pro výpočet ortogonalizace jednotlivých leteckých měřických snímků před sestavením ortofotomozaiky a dělicí linie (seamline), které určují, jaké části z leteckých snímků budou použity do výsledné ortofotomapy. Na základě těchto podkladů nyní lze pro daný konkrétní grafický program (Microstation, ArcView, atd.) napsat účelový program, který po identifikaci středu snímku v grafickém souboru při zadání výšky porostu z klávesnice kontinuálně spočítá a interaktivně zobrazí (a případně kreslí – zaznamenává) korigovanou, reálnou polohu
77
krajníku v ortofotomapě na základě v pozadí programem kontinuálně odečítané výšky digitálního modelu terénu. Postup tohoto výpočtu je jasný ze vztahů uvedených v kapitole 5.9 a z příloh 1 a 2. Tuto základní koncepci možného programu lze dále rozšiřovat například o výpočet radiálního posunu vůči konkrétnímu profilu terénu získaného jako průsečnice vertikální roviny procházející projekčním centrem (středem) a interpretovaným krajníkem snímku a zlepšit tak určení korekční vzdálenosti oproti v této práci předpokládanému „nulovému“ sklonu území v okolí krajníku. Další podporou pro určení správné hranice oddělení z ortofotomapy je možné spatřovat při sestavování nových hospodářských map s použitím stávajících hranic parcel vedených katastrálním úřadem. Zde je však otázka, jak se postavit k rozdílům mezi daty vedenými v katastru nemovitostí a reálné hranici zalesnění v terénu a mezi výměrou plochy lesa uvedenou v katastru a reálným stavem a skutečností. Tato posouzení a návazná problematika však není předmětem této práce.
78
8. Diskuze 8.1 Výsledky Vlastním měřením hranice lesního oddělení GPS aparaturou a následným porovnáním této naměřené hranice s interpretovanými body v ortofotomapě bylo zjištěno, že ortofotomapa odpovídá přesnostním kritériím pro tvorbu lesnických map, která je dána vztahem 0.0004 x M [m], kde M je měřítko mapy, druhý činitel je konstantní. Při měřítku 1: 5000, které je obvyklým konstrukčním měřítkem lesnických map, je pak požadovaná přesnost 2 m, při měřítku
1 : 10 000, které
je obvyklé pro uživatelskou podobu lesnických map (mapa porostní, obrysová, typologická, těžební a další) činí požadovaná přesnost 4 m. Krajníky byly rozděleny do šesti skupin podle své výšky s odstupem pěti metrů mezi jednotlivými skupinami. Počáteční výška byla zvolena deset metrů. Směrodatná odchylka ve všech skupinách byla 0.65 m, maximální odchylka byla 7.5 m a minimální polohová odchylka byla 0 m. V jednotlivých skupinách byly zjištěny tyto výsledky: u jedinců s výškou deset metrů byla zjištěna průměrná hodnota vzdálenosti 0.68 m, maximální polohová odchylka 1,5 m, směrodatná odchylka 0.32 m. U krajníků patnáctimetrových byla zjištěna průměrná hodnota vzdálenosti 0.78 m, maximální polohová odchylka pak 2.3 m, směrodatná odchylka 0.56 m, u skupiny dvacetimetrových krajníků byla průměrná hodnota vzdálenosti 0.96 m, maximální polohová odchylka 7.5 m, směrodatná odchylka 1.07 m, u dvacetipětimetrových krajníků byla průměrná hodnota vzdálenosti 0.93 m, maximální polohová odchylka 2.7 m a směrodatná odchylka 0.59 m, pro třicetimetrové stromy byla průměrná hodnota vzdálenosti 0.78 m, maximální polohová odchylka 2.4 m, směrodatná odchylka 0.48 m a u poslední skupiny, která zahrnovala třicetipětimetrové jedince, byla průměrná hodnota vzdálenosti 0.69 m a maximální polohová odchylka 1.2 m a směrodatná odchylka 0.5 m. Z výše uvedených výsledků vyplývá, že mezi výškou porostu a hodnotou vzdálenosti mezi správnou (geodeticky měřenou) polohou a polohou určenou z ortofotomapy není přímá jednoznačná závislost a výsledná hodnota opravy polohy krajníku určeného z ortofotomapy závisí především na přesnosti s jakou jsme schopni interpretovat střed koruny krajníku v ortofotosnímku.
79
8.2 Negativní ovlivnění výsledků Výsledky mohou být ovlivněny:
Nedostatečnou zkušeností taxátora při měření bodů v terénu. Nedostatečnou zkušeností taxátora při interpretaci jednotlivých vrcholů krajníků. Nevhodným výběrem posuzované oblasti – místa zabuřenělá nebo se silným zápojem korun, převážně u listnatých porostů.
8.3 Porovnání s literaturou Nebyla nalezena práce, která by se zabývala stejnou tématikou, proto byly vybrány zdroje zabývající se analýzou přesnosti ortofotomap, které se dané tématice blížily. Rozborem přesnosti hranic lesního oddělení byla určena průměrná polohová odchylka 0.87 m, pro 245 bodů, Mrázková (2007) ve své práci uvádí střední polohovou odchylku u tří metrových porostů 0.61 m, u desetimetrových stromů 2.01 m a u dvacetimetrových jedinců 4.02 m. Směrodatná odchylka daných lesních oddělení činila 0.65 m. Studiem přesností ortofotomap se také zabýval Skřítecký (2006) ve své diplomové práci „Využití digitální fotogrammetrie při tvorbě mapových podkladů pro projekt komplexní pozemkové úpravy“, kde v extravilánu ze 155 bodů bylo 125 do odchylky 0,14 m a 30 bodů do odchylky 0.28 m, Klor (2007) ve své diplomové práci „Možnosti využití barevné ortofotomapy při projektování pozemkových úprav“ vádí maximální hodnotu střední chyby 0,61 m.
8.4 Návrhy pro využití získaných výsledků v praxi Výsledky práce by mohly být použity pro sestavení programu, který by po identifikaci středu snímku v grafickém souboru, při zadání výšky porostu z klávesnice, kontinuálně počítal a interaktivně zobrazoval (a případně kreslil, zaznamenával) korigovanou, reálnou polohu krajníku v ortofotomapě na základě v pozadí programem kontinuálně odečítané výšky digitálního modelu terénu. Tuto základní koncepci možného programu lze dále rozšiřovat například o výpočet radiálního posunu vůči konkrétnímu profilu terénu získaného jako průsečnice
80
vertikální roviny procházející projekčním centrem (středem) a interpretovaným krajníkem snímku a zlepšit tak určení korekční vzdálenosti oproti v této práci předpokládanému „nulovému“ sklonu území v okolí krajníku. Další podporou pro určení správné hranice oddělení z ortofotomapy je možné spatřovat při: •
sestavování nových hospodářských map s užitím stávajících hranic parcel vedených katastrálním úřadem
•
při přeměně zemědělských půd porostlých lesem na lesní pozemky
•
při vyjasňování majetkových vztahů mezi jednotlivými parcelami, kdy hranice lesa nekoresponduje s katastrální hranicí parcely
•
a další.
Zde je však otázka, jak se postavit k rozdílům mezi daty vedenými v katastru nemovitostí a reálné hranici pozemku porostlého lesem v terénu.
81
9. Závěr V lesních odděleních 426 a 815 bylo provedeno zaměření jejich
hranic
a následné porovnání těchto zaměřených bodů s interpretovanými body v ortofotomapě. Měření pat krajníků v terénu pomocí GPS aparatury bylo složité, zejména díky častým výpadkům signálu. Ze zkušeností se zaměřováním bodů v terénu vyplývá potřeba dvou terénních pracovníků, čímž by byl zajištěn rychlejší a snazší sběr dat. Srovnáním dat získaných v terénu a interpretovaných bodů v ortofotomapě bylo dosaženo cíle diplomové práce, která byla zaměřena na rozbor polohové přesnosti při definování hranice lesního oddělení prostřednictvím leteckých měřických snímků, ortofotomap. Při rozboru přesnosti hranic lesních oddělení bylo dosaženo uspokojivých výsledků, kdy polohové odchylky nepřesahují limity dané zákonem, a proto lze výsledky použít k sestavení programu, který by po identifikaci středu snímku v grafickém souboru, při zadání výšky porostu z klávesnice, kontinuálně počítal a interaktivně zobrazoval (a případně kreslil – zaznamenával) korigovanou, reálnou polohu krajníku v ortofotomapě na základě v pozadí programem kontinuálně odečítané výšky digitálního modelu terénu. Program by mohl být využíván při sestavování nových hospodářských map s užitím stávajících hranic parcel vedených katastrálním úřadem, při přeměně zemědělských půd porostlých lesem na lesní pozemky nebo při vyjasňování majetkových vztahů mezi jednotlivými parcelami, kdy hranice lesa nekoresponduje s katastrální hranicí parcely. Ortofotomapu v rozlišení 20 cm/Px lze doporučit jako základní součást všech GIS systémů pro lesnické účely, ovšem při práci s ortofotomapou musí být brán ohled na možná perspektivní zkreslení, která by mohla zásadně ovlivnit určení hranic lesního oddělení.
82
10. Summary There has been measuring of borders of forest sections 426 and 815 organised and the identified points were then compared with the interpreted points on an ortophotomap. The measuring of edge points with GPS apparatus was complicated, mainly thanks to frequent missing signals. The experience from the points’ measuring in the terrain suggests the need of two workers. That would ensure faster and easier data collection. The comparison of data gained in the terrain with the interpreted points on the ortophotomap achieved this final Diploma study objective, which focussed on the analysis of situational preciseness of forest sections’ borders with the use of aircraft gained measuring photographs, ortophotomaps. The analysis of the forest section borders’ preciseness presented satisfactory results as the site deviations did not exceed the limits given by law. The results can be thus used for the set up of a programme, which would, after identifying the photograph centre in a graphic file and entering the height of growth, with the use of a keyboard, continuously calculate and interactively display (possibly also draw – record) the revised real location of the edge points on an ortophotomap on the basis of continuously by the programme read height of the digital terrain model on the background. The programme could be used when setting up new management maps while utilising the existing lots’ borders registered by the Registry Offices, when agricultural lands with forests change to forest land lots, or when ownership relations need clarification of borders between lots and the forest border does not correspond to the registered lot’s borders. An ortophotomap of 20 cm/Px resolution can be recommended as a basic part of all GIS systems for forestry purposes. However, when using an ortophotomap, we must take into consideration possible perspective presentation deviations which could significantly influence the determination of forest section borders.
83
11. Seznam použité literatury ALBERTZ, J. a KREILING, W.: Photogrammetrisches Taschenbuch. Herbert Wichmann Verlag GmbH. Karlsruhe: Druck:Erwin Lokay, Reinheim, 1989. ISBN 387907-176-4. CZUDEK, T. et al.: Geomorfologické členění reliéfu ČSR. Geografický ústav ČSAV. Brno, 1973. HAVLENA, V.: Moderní teorie řízení: doplňkové skriptum. 1.vydání, dotisk. Praha: ČVUT, 2001. ISBN 80-01-02036-3. SUKUP, K a HANZL, V.:Fotogrammetrie I: Učební texty. Brno: Akademické nakladatelství CERM, VUT Brno, 2001, 94 s. HERMANY, J a PICHLÍK, V .:Fotogrammetrie. Praha: Kartografie n.p., 1976. ISBN 29-901-76. KLOR, O.: Možnosti využití barevné ortofotomapy při projektování pozemkových úprav , diplomová práce, Plzeň, 2007, 149 s. KOTOLAN, J., HOTAŘ, Z.: Ortofotomapa České republiky je hotová. A co dál? In GIS, 2004, č. 2. KASSER, M., ENGELS, Y.:Digital Photogrammetry, The Geoinfornation Group, London, 1995. ISBN 0-7484-0944-0. KRAUS, K.: Photogrammetry, Vol.I., Der. Dümmler Verlag, Bonn, Germany, 1993, 397 s.. ISBN 3-427-78684-6. LHK (2011 – 2020): Hospodářská kniha s evidencí, LHP pro LHC Janovice, TAXONIA CZ s.r.o., Olomouc, 2011. MEIXNER, P. :Několik technologických poznámek k výrobě ortofotomapy ČR aneb jak se rodilo největší fotogrammetrické dílo poslední doby. In GEODIS NEWS, 2003, č 2.
MIKLOŠÍK, F. : Mapování, Vojenská akademie Antonína Zápotockého,VAAZ Brno, 1976, 364 s. MRÁZKOVÁ, B.: Průzkum možností využití periodického ortografického zobrazení území České republiky v tříletém intervalu lesnictví, bakalářská práce, Plzeň, 2007, 83 s.
NOVÁK, O. a ČIHAL, A.: Geodézie a fotogrammetrie, Vysoká škola zemědělská škola v Brně, Státní pedagogické nakladatelství, n.p., Praha, 1984. ISBN 17-086-84. PAVELKA, P.: Fotogrammetrie 10. Skripta ČVUT, Praha, 1998, 180 s. PAVELKA, P. a HODAČ, J.: Fotogrammetrie 3 Digitální metody a laserové skenování, České vysoké učení technické v Praze, 2008. ISBN 978-80-01-03978-6. 84
PRŮŠA, E.: Pěstování lesů na typologických základech, Lesnická práce, Kostelec nad Černými lesy, 2001, 593 s.. ISBN 80-86386-10-4. QUITT, E.: Klimatické oblasti Československa, Studia Geographica 16, Praha, ČSAV – GÚ Brno, 1971, 82 s. STANĚK, J.: Lesní zákon v teorii a praxi, Úplné znění prováděcích předpisů s komentářem, Matice lesnická, spol. s r.o., Písek, 1996. STŘÍTECKÝ, Z.: Využití digitální fotogrammetrie při tvorbě mapových podkladů pro projekt komplexní pozemkové úpravy, diplomová práce. Plzeň, 2007.
ŠŤASTNÁ, P.: Geomorfologické poměry vybraných vrcholů Nízkého Jeseníku, diplomová práce, Olomouc, 2007, 92s. ŠÍMA, J. Ortofotomapa - soudobý nástroj zobrazování územní reality: první díl.GeoBusiness. 2008, č. 5, 27 - 29. Dostupné z: http://www.issuu.com ŠÍMA, J. Ortofotomapa - soudobý nástroj zobrazování územní reality: druhý díl.GeoBusiness. 2008, 6+7, 33 - 35. Dostupné z: http://www.issuu.com ŠMIDRKAL, J.: Fotogrammetrie, Geodetický a kartografický podnik v Praze, n.p., 1986. ISBN 29- 610- 96. TOMSA, K.: Praktická geometrie lesnická, Mír-novinářské závody, n.p., Praha 2, 1966. ISBN 07-027-66. TOPCON: Topsurv, Software pro integrovaný kontrolér Topcon, Referenční manuál, Topcon Corporation, 2002, 346 s., P/N: 7040-0025, Rev. A 10/02 000.
Internetové zdroje:
TrueOrto. In: http://www.geodis.cz [online]. [cit.10.3.2012]. Dostupné z: http://geodis.cz True Ortofoto. In: www.g4d.cz [online]. [cit.13.3.2012]. Dostupné z: http://www.g4d.cz KNEIFL, M. Digitální zpracování lesnických map. In: http://www.oryx.mendelu.cz[online]. Brno, 16.března 2010 [cit. 4.2.2012]. Dostupné z: http://www.oryx.mendelu.cz BEYER, H.A. Close Range Photogrammetry in Industrial Environments:Design and Performance of 6 and 28 Milion Pixel Cameras. In: http://www.vugtk.cz [online]. 1999, 21. února 2000 [cit. 9.12.2011]. Dostupné z: http://www.vugtk.cz Franz-Franz. In: http://www.cs.wikipedia.org [online].[cit.20.3.2012]. Dostupné z: http://www.cs.wikipedia.org
85
DOLANSKÝ, T. Laserové skenování – DMT za letu. In: http://www.gis.vsb.cz[online]. Ostrava, 2001 [cit.20.3.2012]. Dostupné z: http://gis.vsb.cz
12. Přílohy
86
87
