Měřická dokumentace části zámku ve Chvatěrubech (okr. Mělník)

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE Fakulta stavební Katedra mapování a kartografie

Měřická dokumentace části zámku ve Chvatěrubech (okr. Mělník)

bakalářská práce

Studijní program: Geodézie a kartografie Studijní obor: Geodézie a kartografie Vedoucí práce: Ing. Jindřich Hodač, Ph.D

Květen 2013

Vladimír Ouřada

Praha 2013

Zde vložit list zadání

Z důvodu správného číslování stránek

ABSTRAKT Cílem této bakalářské práce je navržení vhodných fotogrammetrických a geodetických metod pro vytvoření měřické dokumentace a její následnou realizaci v části zámku ve Chvatěrubech, konkrétně zbytky zámecké chodby v nedostavěném jihovýchodním křídle. Výsledná dokumentace se skládá z fotoplánů jihovýchodní a severovýchodní stěny, půdorysu a řezu. V práci byl kladen důraz na zachycení skutečného stavu objektu s co nejmenší mírou generalizace. Práce obsahuje krátký popis objektu a jeho historii, postup prací při pořizování měřické dokumentace a její následné zpracování. Výsledná dokumentace nalezne využití jako podklad pro stavebně historický průzkum prováděný kolegy z Fakulty architektury ČVUT. KLÍČOVÁ SLOVA Jednosnímková pozemní fotogrammetrie, fotoplán, kalibrace kamery, Topol, AutoCAD, stavební výkres, měřická dokumentace ABSTRACT The objective of this thesis was to suggest suitable photogrammetric and geodetic methods for creation of metric documentation and to implement it in Chvatěruby castle, specifically in one chamber in unfinished south-eastern castle wing. Final documentation includes photoplans of south-eastern and north-eastern walls, ground plan and cross-section. Emphasis was put on real condition of the building with rate of generalization as samall as possible. The thesis contains short description of the object, its history, working procedure during creation of metric documentation and its processing. Final documentation can be used as material for civil-historical research by colleagues from Faculty of architecture CTU. KEYWORDS One-shot terrestrial photogrammetry, photoplan, calibration of camera, Topol, AutoCAD, construction drawing, metric documentation

PROHLÁŠENÍ Prohlašuji, že bakalářskou práci na téma „Měřická dokumentace části zámku ve Chvatěrubech (okr. Mělník)“ jsem vypracoval samostatně pod vedením vedoucího bakalářské práce za použití v práci uvedených pramenů a literatury.

V Praze, dne………………..

............………………….. (podpis autora)

PODĚKOVANÍ Rád bych poděkoval vedoucímu své bakalářské práce Ing. Jindřichu Hodačovi, Ph.D. za cenné rady a trpělivost během zpracovávání této práce. Dále bych rád poděkoval doc. Ing. Michaelu Ryklovi, Ph.D. za vstřícný přístup a konzultace.

Obsah Úvod............................................................................................................................. 8 1.

Teoretické základy................................................................................................ 9 1.1.

1.1.1.

Matematické základy ............................................................................. 9

1.1.2.

Vliv hloubkového členění .................................................................... 10

1.2. 2.

4.

Kalibrace digitálních komor ........................................................................ 11

Zámek Chvatěruby ............................................................................................. 13 2.1.

3.

Jednosnímková pozemní fotogrammetrie ..................................................... 9

Historie zámku ............................................................................................ 13

Pořízení měřické dokumentace........................................................................... 16 3.1.

Rekognoskace objektu ................................................................................ 16

3.2.

Zaměření vlícovacích bodů na fasádách ..................................................... 16

3.3.

Pořízení snímků stěn ................................................................................... 18

3.4.

Zaměření podrobných bodů objektu ........................................................... 19

Zpracování měřičské dokumentace .................................................................... 21 4.1.

Kalibrace digitální komory ......................................................................... 21

4.2.

Tvorba fotoplánů stěn ................................................................................. 21

4.2.1.

Výpočet souřadnic vlícovacích bodů ................................................... 22

4.2.2.

Zpracování fotografií ........................................................................... 23

4.2.3.

Tvorba fotoplánů v sw Topol xT v 9.0. ............................................... 23

4.2.4.

Finální dokončení výstupů ................................................................... 25

4.3.

Výpočet bodů měřičské sítě ........................................................................ 25

4.4.

Výpočet podrobných bodů .......................................................................... 26

4.5.

Tvorba půdorysu ......................................................................................... 26

4.6.

Tvorba řezu ................................................................................................. 29

5.

6.

Posouzení dosažených výsledků......................................................................... 31 5.1.

Přesnost vlícovacích bodů ........................................................................... 31

5.2.

Přesnost měřičské sítě ................................................................................. 37

5.3.

Úroveň generalizace výkresů ...................................................................... 38

Kalkulace ceny ................................................................................................... 40

Závěr .......................................................................................................................... 42 Seznam zkratek .......................................................................................................... 43 Literatura a prameny .................................................................................................. 44 Seznam obrázků ......................................................................................................... 45 Seznam tabulek .......................................................................................................... 46 Seznam příloh ............................................................................................................ 47

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku

Úvod Cílem této bakalářské práce je navržení vhodných fotogrammetrických a geodetických metod pro vytvoření měřické dokumentace a její následné vyhotovení ve zbytku zámecké chodby v nedostavěném jihovýchodním křídle zámku ve Chvatěrubech v okrese Mělník. Při zpracování této práce bylo postupováno v součinnosti s pracovníky a studenty Fakulty architektury ČVUT. Výsledná dokumentace stavby se skládá z fotoplánů stěn v měřítkách 1:50 a 1:20 a stavebních výkresů ve formě půdorysu a řezu v měřítku 1:50. Pro tvorbu fotoplánů byla zvolena metoda jednosnímkové fotogrammetrie a pro pořízení měřické dokumentace ve formě půdorysu a řezu byla zvolena klasická geodetická metoda prostorové polární metody doplněná o metodu konstrukčních oměrných měr. Výše zmíněné metody byly zvoleny pro jejich časovou efektivitu a dostačující přesnost. Pro fotogrammetrickou část není vhodnější metody než použitá jednosnímková fotogrammetrie. Pro sběr dat potřebných pro vyhotovení výkresové části dokumentace by mohl být eventuálně využit laserový skener. Tato metoda nebyla použita z důvodu velké časové náročnosti zpracování naměřených dat do formy požadovaných výkresů. Veškerá měřická dokumentace byla zpracovávána pro využití v procesu stavebně historického průzkumu daného objektu, a proto byl při zpracovávání kladen důraz na zachycení skutečného stavu objektu s co možná nejmenším stupněm generalizace. Práce je rozdělena do pěti kapitol. První kapitola se věnuje teoretickým základům použitých metod. Je zde vysvětlena jednosnímková pozemní fotogrammetrie a také kalibrace digitálních komor. Náplní další kapitoly je historie objektu. Těžiště práce je obsaženo v kapitolách tři a čtyři, kde je popsán sběr dat pro měřickou dokumentaci a jejich následné zpracování do vhodné formy k prezentaci výsledků. V páté kapitole se zabývám dosaženou přesností v průběhu pořizování měřické dokumentace. Poslední šestá kapitola je věnována kalkulaci skutečné ceny měřické dokumentace.

České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

8


1. Teoretické základy První kapitola má za cíl krátce popsat základní principy a mechanismy fotogrammetrických metod, které byly použity k vypracování této bakalářské práce. Poznatky k těmto kapitolám byly čerpány z [1],[2].

1.1. Jednosnímková pozemní fotogrammetrie Hlavní výhodou této metody je rychlost a nízké náklady. Další nespornou výhodou je velká detailnost výstupu. Jednosnímková pozemní fotogrammetrie se výhradně používá při tvorbě fotoplánů objektů s nepříliš hloubkově členitým povrchem, například fasády domů. Principem metody je vztah mezi dvěma rovinami. Rovina snímku vzniká centrální projekcí a rovina mapy vzniká projekcí ortogonální. Je tedy potřeba definovat vztahy jak docílit převodu z centrální na ortogonální projekci. K tomu slouží kolineární transformace.

1.1.1. Matematické základy V případě, že rovina objektu je svislá, rovina snímku je svislá a obě roviny jsou rovnoběžné, pak je vztah mezi snímkem a objektem jednoduchý, liší se pouze v měřítku. V praxi tento stav většinou nenastane, protože osa záběru není kolmá na objekt a to způsobí proměnlivé měřítko v rámci snímku. Měřítko se mění s polohou bodu na snímku z důvodu proměnlivé vzdálenosti mezi jednotlivými body a dojde k perspektivnímu pohledu. Další aspekt, který se musí zohlednit je ten, že ve skutečnosti žádný objekt není zcela rovinný a to zapříčiní radiální posuny podrobných bodů s ohledem na jejich prostorové uspořádání. Pro matematické vyjádření použijeme výše zmiňovanou kolineární transformaci. Tato transformace umožní přechod mezi obecným snímkem a rovinou objektu. Transformace je dána vztahem 𝑋=

𝑎1 𝑥´ + 𝑎2 𝑦´ + 𝑎3 𝑐1 𝑥´ + 𝑐2 𝑦´ + 1

𝑌=

𝑏1 𝑥´ + 𝑏2 𝑦´ + 𝑏3 𝑐1 𝑥´ + 𝑐2 𝑦´ + 1

1.1.

Je tedy vidět, že pro řešení této transformace potřebujeme geodeticky zaměřit minimálně čtyři identické = vlícovací body (déle VB). Tyto body by měly České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

9

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku rovnoměrně pokrývat snímek. Je ale lepší mít zaměřených bodů více, aby bylo možno provést kontrolu.

1.1.2. Vliv hloubkového členění Přesnost výsledného fotoplánu je ovlivněna jednak měřítkem snímku, především však hloubkovým členěním měřeného objektu. Přílišná hloubková členitost má za důsledek velký projev rozdílu mezi středovým průmětem a průmětem ortogonálním, tedy vznik radiálních posunů podrobných bodů. Celý problém lze ukázat na Obr. 1.1.

. Obr.1.1 Vliv hloubkové členitosti objektu ([1] str. 56) Jak již bylo řečeno, rozdíl mezi středovým a ortogonálním průmětem se nazývá radiální posun ∆r´´. Fotoplán je dán grafickou přesností výstupu. Na základě její volby lze ze vztahu (1.2) spočítat maximální hloubkovou členitost, aby byla dodržena požadovaná přesnost výstupu.


10

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku ∆𝑦𝑚𝑎𝑥 =

𝑓 ∗ 𝑚𝑓 ∗ ∆𝑟´´𝑚𝑎𝑥 𝑟´

1.2. 𝑚𝑓 - měřítko číslo fotoplánu

𝑓 - konstanta komory

∆𝑟´´𝑚𝑎𝑥 - maximální rozdíl radiálního posunu

Z uvedeného vzorce vyplývá, že je důležité správně zvolit snímkovací komoru,

protože zvolení komory s dlouhým ohniskem způsobí malý zorný úhel a to může být problém v místech, kde jsme limitováni maximální vzdáleností od objektu. Dále je vidět, že zkreslení způsobené radiálním posunem bodů roste směrem od středu ke kraji snímku. Proto je nutno objekty s větší prostorovou členitostí umisťovat co možná nejblíže do středu snímku

1.2. Kalibrace digitálních komor S rozvojem moderních digitálních fotoaparátů, které disponují mnoha výhodami oproti klasickým filmovým kamerám, přišla snaha o jejich začlenění do oblasti pozemní fotogrammetrie. Z důvodu, že většina digitálních fotoaparátů není primárně určena k měřickému využití, je nutno stanovit základní parametry těchto komor. Tyto prvky mají souhrnný název prvky vnitřní orientace (PVO). Při kalibraci určujeme tyto prvky PVO: 

Konstanta komory



Poloha hlavního snímkovacího bodu



Radiálně-symetrické zkreslení



Tangenciální a asymetrické zkreslení



Afinita a nekolmost od souřadnicového systému



Případně další parametry

Pro jejich určení můžeme využít tři základní metody 

Laboratorní kalibrace



Kalibrace pomocí testovacího pole



Simultánní kalibrace


11

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku U digitálních fotoaparátů se nepředpokládá dlouhodobá stálost PVO tak jako u klasických měřických komor, a proto je nutno provádět kalibraci cyklicky, v závislosti na současných požadavcích na přesnost.


12


2. Zámek Chvatěruby První zmínka o chvatěrubské tvrzi pochází z 12. století. Během let objekt mnohokrát změnil majitele. V této kapitole budou uvedeni pouze ti majitelé, kteří v objektu provedli zásadní stavební úpravy. Při tvorbě této kapitoly bylo čerpáno z [4],[7].

2.1. Historie zámku Původní tvrz byla ve druhé polovině 15. století přestavěna rodem Zajíců z Hasenburka na hrad. Ten přešel v roce 1568 do vlastnictví Jana z Valdštejna, který k původnímu hradu přistavěl renesanční zámek. V letech 1682 – 1828 se Chvatěruby nacházely v majetku rodu Voračických z Paběnic na Božejově. V době, kdy chvatěrubské panství spravovali Karel Josef Voračický a jeho manželka Marie Konstancie, byla započata stavba nového chvatěrubského zámku. Jednalo se o barokní přístavbu k původní budově. Tato přístavba nebyla nikdy dokončena. V roce 1752 byla střecha zámku poničena vichřicí. Objekt nebyl nikdy zcela opraven, byly provedeny pouze nezbytné opravy a zámek postupně začal chátrat. Udržováno bylo jen východní křídlo, které bylo obýváno. Po smrti Karla Josefa Voračického zdědil jeho veškerý majetek syn Jáchym. Ten v roce 1781 zemřel bez dědiců a chvatěrubské panství přešlo do držení jeho příbuzného Jáchyma, svobodného pána Voračického z Paběnic. Ten provedl – dle dochovaných dokumentů – rozsáhlejší opravy jen přilehlých hospodářských budov. Na podzim roku 1817 se zřítila střecha východního zámeckého křídla. Budova byla v tomto stavu ponechána až do května 1820, kdy byla provedena částečná oprava střechy. V dalších letech zámek chátral a v dochovaných materiálech je charakterizován jako „zřícenina“. Podoba objektu kolem roku 1845 je zachycena na Obr. 2.1, jejímž autorem je František Alexandr Heber. Další vyobrazení zámku pochází kolem roku 1870, viz Obr. 2.2 V roce 1891 začaly být zdi hlavní části zámku životu kolemjdoucích nebezpečné, a proto je farář Frolík nechal zbořit.


13


Obr. 2.1 Pohled od řeky

Obr. 2.2 Podoba zámku okolo roku 1870 Poté, co se jeden z majitelů, Adolf, svobodný pán von Riese-Stallburg dostal do finančních potíží, nabyla v roce 1901 objekt Hospodářská úvěrní banka pro Čechy, která panství pronajímala. V roce 1918 Chvatěruby od banky odkoupil František Xaver Matějovský, který chtěl původně celý zámek přestavět (ve slohu české renesance). Zámek nakonec přestavěn nebyl, upraveno bylo pouze bezprostřední okolí zámku. Vratislav Diviš Matějovský nabyl panství v roce 1938. V roce 1948 mu bylo zkonfiskováno komunistickým režimem. V 60. letech 20. století hrozilo zámku České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

14

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku zboření. Nakonec však bylo rozhodnuto, že zřícenina zůstane zachována. V roce 1967 přešel zámek do užívání Národní galerie. V letech 1972-1973 byl zámek i s okolím opraven a roku 1986 začalo objekt užívat Umělecko-průmyslové muzeum v Praze. Po změně režimu byl zámek a další chvatěrubské nemovitosti restituovány rodinou Matějovských a následně koupeny majitelem Vasiljevem. Nyní je nemovitost ve vlastnictví rodiny Drášilových.


15


3. Pořízení měřické dokumentace Třetí kapitola popisuje postup prací při sběru dat pro vyhotovení měřické dokumentace vybrané části zámku ve Chvatěrubech. Průběh projektu lze vyjádřit v několika bodech 

Prohlídka objektu a domluvení rozsahu prací a formy výstupů



Zaměření vlícovacích bodů pro potřeby fotoplánů



Snímkování stěn pro fotoplány



Zaměření podrobných bodů na objektu

3.1. Rekognoskace objektu Dne 25.2.2013 se uskutečnila první prohlídka objektu za přítomnosti vedoucího bakalářské práce (dále BP) pana Ing. Jindřicha Hodače, Ph.D. a pana doc. Ing. Michaela Rykla, Ph.D. z Fakulty architektury ČVUT, který je zadavatelem práce. Po prohlídce objektu bylo dohodnuto – vzhledem k jeho rozsáhlosti – že práce bude zaměřena pouze na jednu vybranou část, konkrétně zbytky zámecké chodby v nedostavěném jihovýchodním křídle zámku. Pro dokumentaci aktuálního stavu objektu bylo rozhodnuto vytvořit fotoplány severovýchodní a jihovýchodní stěny chodby a také půdorys a řez objektu, vše v měřítku 1:50 (1:20). Dále bylo dohodnuto, že veškeré výstupy budou vytvářeny s důrazem na zachycení detailů skutečného stavu.

3.2. Zaměření vlícovacích bodů na fasádách Datum: 8.3.2013 Pomůcky: Canon EOS 5D Mark II, Totální stanice Trimble 3600 DR, stativ, dřevěné kolíky (2x), svinovací metr, kladivo Počasí: zataženo, bezvětří, cca 0 °C


16

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Postup: Souřadnice bodů byly měřeny v místním souřadnicovém systému (dále MS). Byly vytvořeny dva MS a to konkrétně jeden pro potřebu fotoplánů severovýchodní stěny a druhý pro fotoplán jihovýchodní stěny. Viz Obr. 3.1. První MS byl definován stanovisky 4001 a 4002, mezi které byla vložena osa +x. Druhý MS definovala stanoviska 4006 a 4008 a opět byla mezi ně vložena osa +x. Všechna stanoviska byla stabilizována za pomoci dřevěných kolíků. Před samotným měřením byla provedena rozvaha nad počtem snímků pro jednotlivé fotoplány a byly pořízeny náčrty jednotlivých stěn. Na základě této rozvahy byly voleny vlícovací body tak, aby pokrývaly celkovou plochu jednotlivých snímků a aby byl zajištěn dostatečný překryt v případě, že bude nutno fotoplán skládat z více snímků. Počet vlícovacích bodů pro jeden snímek by měl být přibližně šest. K zaměření bodů se použila polární metoda. Měřilo se na každém stanovisku na všechny viditelné body. Tím, že některé body byly zaměřeny dvakrát, bylo možno jejich souřadnice určit třemi způsoby. Dvoje souřadnice se získaly z polární metody a třetí souřadnice se vypočítaly protínáním z úhlů z daných stanovisek. Dvojí měření na bodech sloužilo také jako kontrola správnosti měření. Závěr: Bylo zaměřeno 14 vlícovacích bodů na JV stěně a 12 na SV stěně, tedy celkem 26 VB. Výpočet je popsán v kapitole 4.2.1. a přesností výpočtu se zabývá kapitola 5.1. Zápisník s měřenými daty je obsažen v příloze (F).


17


Obr. 3.1 Místní souřadnicové systémy

3.3. Pořízení snímků stěn Datum: 25.3.2013 Pomůcky: Canon EOS 5D Mark II, objektiv Canon EF 16-35mm Počasí: zataženo, bezvětří, cca -2 °C Postup: Po prohlídce okolí snímkovaných stěn byla zvolena vhodná místa, ze kterých se toto snímkování provede. Dále bylo nutno zvolit rozsah jednotlivých fotoplánů a pro ně odpovídající počet snímků. Snímkování se provádělo ve formátu RAW, který umožnuje nejvyšší kvalitu výstupu. Na fotoaparátu byl nastaven režim priority clony. Pořídil se vždy snímek s ideálním nastavením a poté ještě přeexponovaný a podexponovaný. Pro severovýchodní stěnu byly zvoleny dva samostatné fotoplány – jižní a severní části – každý je tvořen jedním snímkem. Volba dvou samostatných fotoplánů byla aplikována z důvodu hloubkové odlišnosti rovin stěny. Severní část byla snímkována přibližně kolmo na objekt s orientací na výšku přibližně ze vzdálenosti 3 m. Protože prostor před SV stěnou je mírně stísněný, byl snímek jižní části pořízen ze stejného místa jako snímek pro severní část, má tedy šiknou osu záběru. České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

18

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Fotoplán jihovýchodní stěny je tvořen dvěma snímky. Nutnost dvou snímků vyplývá z toho, že před snímkovaným objektem je vzrostlý strom a dřevěná přístavba. Výsledný fotoplán vznikne mozaikováním těchto dvou snímků. Snímky byly pořízeny zhruba ze stanovisek 4001 a 4002 viz kap. 3.2. Závěr: Celkem byly pořízeny čtyři snímky ve formátu RAW. Konkrétně dva snímky pro SV stěnu a dva po JV stěnu. Snímky jsou obsaženy v příloze (A, F).

3.4. Zaměření podrobných bodů objektu Datum: 25.3.2013 a 24.4.2013 Pomůcky: Totální stanice Trimble 3600 DR, stativ, dřevěné kolíky, kladivo, svinovací metr, dálkoměr Leica Disto, křída Počasí:25.3.2013 – zataženo, 0 °C, sníh, 24.4.2013 – polojasno, 15 °C, Postup: Dne 25.3.2013 byla navržena měřická síť, ze které bude prováděno podrobné měření. Náčrt sítě je zobrazen na Obr. 3.2. Poté byla stabilizována stanoviska 4001-4009 a to buď za pomoci dřevěných kolíků, anebo křížkem na dlažbu mastnou křídou. Měřická sít se měřila jako volný polygonový pořad, ale stanoviska 4005, 4007, 4010 a 4011 se zaměřila jako rajón. Stanovisko 4007 a 4010 bylo pro kontrolu měřeno dvakrát. Měřická síť byla budována zároveň s podrobným měřením. Celá síť je v místním souřadnicovém systému, který má počátek v bodě 4001 a osu +x proloženou do spojnice stanovisek 4001 a 4002. Místní síť byla připojena do výškového systému Bpv. Připojení bylo realizováno na bod ZHB 245 (střed makovice kostela). K připojení se použilo trigonometrické určení. Toto připojení je pouze orientační z důvodu malé vzdálenosti od kostela, což znemožnilo jednoznačně identifikovat střed makovice. Podrobné body byly měřeny pro potřebu vyhotovení půdorysu a řezu. Měřily se tedy pouze charakteristické body, popřípadě body, které označil zadavatel práce. Body byly zaznamenávány do náčrtů a fotografií. Náčrty jsou součástí přílohy (E).


19

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku V první etapě, tedy dne 25.3.2013, byly zaměřeny body na vnějším plášti zámecké chodby a také body na hradbách a na budově zámku to z důvodu ověření geometrie areálu či určení výškových poměrů staveb vůči sobě. K měření se použila polární metoda s bezodrazovým měřením délek. Druhá etapa byla měřena dne 24.4.2013. V této fázi byly zaměřeny podrobné body interiéru. V této etapě musela být měřická síť doplněna o body 4010 a 4011. Tato stanoviska se určila rajónem. Podrobné měření bylo většinou prováděno polární metodou, ale muselo být doplněno o metodu konstrukčních oměrných, z důvodu nepřístupnosti určitých částí chodby. Závěr: Byla vybudována měřická sít s jedenácti stanovisky a postupně byly zaměřeny podrobné body na celém objektu zámecké chodby, které jsou potřebné k vyhotovení dokumentace v podobě půdorysu a řezu. Na závěr prací bylo provedeno orientační připojení celé sítě do výškového systému Bpv. Zápisníky z měření jsou součástí přílohy (F)

Obr. 3.2 Měřická sít


20


4. Zpracování měřičské dokumentace Tato kapitola popisuje postupy vyhotovení měřické dokumentace zbytků zámecké chodby, které byly použity pro zpracování naměřených dat.

4.1. Kalibrace digitální komory Kalibrace digitální komory Canon EOS 5D Mark II s objektivem Canon EF 16–35 mm byla převzata z bakalářské práce kolegy Poloprutského [2]. Kalibrace byla provedena za použití rovinného kalibračního pole a vyhodnocena v programu PhotoModeler Scanner. Pro potřeby této BP byla využita kalibrace pro konstantu komory f = 24mm. Výsledky kalibrace jsou uvedeny v Tab. 4.1. Canon EOS 5D Mark II s objektivem Canon EF 16-35mm Konstanta komory (f) [mm] : 24,78846

Parametry radiální distorze [mm]:

σf [mm]: 0,001118

K1: 0,000081855

Hlavní bod - Xp [mm]: 17,95616

K2: -2,966E-07

σX [mm]: 0,000622

K3: 1,7075E-10

Hlavní bod - Yp [mm]: 11,84632 σY [mm]: 0,000637

Další parametry distorze [mm]:

Šířka - Fw [mm]:

35,9424

P1: 0,000003248

Výška - Fh [mm]:

23,9616

P2: 0,00000976

Tab. 4.1 Výsledky kalibrace [2] str. 30

4.2. Tvorba fotoplánů stěn V této části je uveden kompletní laboratorní postup při tvorbě fotoplánů. Nejprve jsou popsány přípravné práce, které se skládají z geodetických výpočtů a úpravy digitálních snímků ve formátu RAW, následuje samotný postup zpracování, který zahrnuje transformaci snímku do roviny vlícovacích bodů, jejich úpravu a nakonec vytvoření finálního výstupu.


21


4.2.1. Výpočet souřadnic vlícovacích bodů Výpočet byl realizován v sw Groma v. 8.0.5. Nejprve bylo nutno vypočítat prostorové souřadnice z naměřených dat. Body byly měřeny polární metodou. V případě, že je na bod měřeno z různých stanovisek, lze souřadnice tohoto bodu vypočítat třemi způsoby. Dvakrát polární metodou a pak také jako protínání z úhlů. Výsledné souřadnice byly určeny jako průměr. Protokoly o výpočtech a seznamy souřadnic jsou obsaženy v přílohách (B, F) Tyto souřadnice byly počítány v místních souřadnicových systémech viz kap 3.2. Po výpočtu prostorových souřadnic bylo nutno převést tyto souřadnice do roviny objektu. To bylo prováděno proto, že řešením kolineární transformace je vztah mezi dvěma rovinami. Musely se tedy definovat nové, pomocné souřadnicové systémy v rovinách stěn objektu. Konkrétně jedna pro JV stěnu a dvě pro SV stěnu. Tyto pomocné souřadnicové systémy byly voleny tak, že počátek byl zvolen v jednom z vlícovacích bodů a osa +x se vložila do spojnice s dalším vlícovacím bodem. Výšková souřadnice byla převzata. Souřadnice Y je tedy kolmá na rovinu stěny objektu a vyjadřuje odlehlost od této roviny. Vlastní volba pomocných souřadnicových systému je zřejmá z Tab. 4.2. a z přílohy (C), ve které je zobrazeno rozmístění vlícovacích bodů na jednotlivých fotoplánech. Souřadice VB na JV stěně Č.b. X [m] Z [m] Y [m] 1 6,108 0,519 -0,015 2 6,300 1,507 0,000 3 5,793 3,758 -0,028 4 3,497 0,579 -0,057 5 3,580 1,371 -0,047 6 3,440 2,914 -0,027 7 3,450 4,239 -0,021 8 1,703 0,309 -0,050 9 1,552 2,813 -0,029 10 0,716 3,401 0,006 11 0,000 2,280 0,000 12 -0,303 3,027 0,056 13 -1,066 2,948 0,121 14 -1,687 2,328 0,066

Souřadice VB na SV stěně (jižní část) Č.b. X [m] Z [m] Y [m] 1 4,904 0,171 0,000 2 4,715 4,076 0,002 3 1,843 0,637 0,012 4 2,768 3,398 0,015 5 0,000 0,730 0,000 6 0,572 2,524 -0,019 Souřadice VB na SV stěně (severní část) Č.b. X [m] Z [m] Y [m] 7 1,479 0,689 0,037 8 1,534 1,393 0,000 9 1,475 2,150 -0,020 10 0,070 0,170 0,025 11 0,011 0,765 0,017 12 0,000 1,526 0,000

Tab. 4.2 Souřadnice VB v pomocných soustavách


22

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Na hodnotě souřadnice Y můžeme vidět, že objekt odpovídá předpokladu relativně nepříliš prostorově členitého objektu. Tato residua mohou být způsobena tím, že stěnu tvoří kamenné zdivo s neopracovaným povrchem.

4.2.2. Zpracování fotografií V této části mé bakalářské práce je popsán postup úpravy fotografií ve formátu RAW a formátu TIFF, dále také samotné zpracování v sw Digital Photo Professional a sw SIMphoto. Zpracování v sw Digital Photo Professional v. 3.12. Software Digital Photo Professional (dále DPP) od firmy Cannon je výkonný a intuitivní program pro úpravu fotografií ve formátu RAW. Formát RAW obsahuje přímo signál z CCD snímače a tedy ještě před zpracováním samotným fotoaparátem. To umožňuje nejvyšší kvalitu výstupu. Po importu snímků do sw DPP je nutno upravit jejich histogramy. Dále je nutno nastavit vyvážení bílé. Zde byla zvolena přenastavená hodnota „cloudy (oblačno)“, tím bylo dosaženo věrné reprodukce barev na snímku. Poté byly ještě nastaveny hodnoty kontrastu a jasu. Software DPP umožnuje funkci úpravy stínů a i ta byla využita při úpravě snímků. Nakonec byla fotografie doostřena a uložena v bezztrátovém formátu TIFF. Zpracování v sw SIMphoto v. 12.2010 Tento software byl použit pro úpravu snímků ve formátu TIFF. Konkrétně pro odstranění distorze. Postup v tomto programu je velice snadný, stačí pouze načíst příslušný snímek, vyvolat funkci eliminace distorze a do té vyplnit parametry digitální komory dle výsledků z kalibrace (Tab. 4.1). Poté se již jen uloží nově vzniklý snímek zbavený distorze. Opět do formátu TIFF.

4.2.3. Tvorba fotoplánů v sw Topol xT v 9.0. Program Topol xT umožňuje přípravu geografických dat a jejich správu či analýzu. Dále disponuje funkcemi pro práci se snímky z pozemní, letecké a satelitní fotogrammetrie. Proto byl zvolen pro hlavní část tvorby fotoplánů. České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

23

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Jako první bylo nutno nastavit správný souřadnicový systém tak, aby byla zajištěna správná orientace os. Byla zvolena možnost S-JTSK v menu programu a formát seznamu souřadnic byl tedy Č.b. X (= X) Y(= -Z). Následně se načetl požadovaný snímek, který měl být transformován do roviny VB. Import souřadnic VB se provedl z textového souboru. Poté byla provedena identifikace VB. Po identifikaci byla zvolena příslušná metoda transformace. Pro tento typ úlohy je, jak již bylo zmiňováno, nejvhodnější 2D kolineární transformace. Po výpočtu transformačního klíče v transformační tabulce je možnost některé body z výpočtu vypustit z důvodu příliš velké odchylky. Odchylka v žádné souřadnici by neměla přesáhnout 0,01 m. Tato hodnota je stanovena s ohledem na měřítko výstupu. Po vypuštění těchto bodů se výpočet opakuje. Dalším kokem je uložení transformační tabulky nově vzniklého rastru. Tyto transformační tabulky jsou součástí přílohy (F) Rastr je nyní tvarově narovnán a lze u něj zvolit velikost pixelu. Byla zvolena velikost 5 mm. Fotoplány SV stěny jsou tvořeny pouze jedním snímkem, takže není nutno provádět maskování a mozaikování těchto snímků na sebe. V případě fotoplánu JV stěny, který je tvořen dvěma snímky, je ale nutno provést maskování a mozaikování. Proces maskování spočívá v tom, že v oblasti překrytu dvou snímků, které nejeví výrazný posun vůči sobě, se založí nový blok, který obsahuje maskovací plochu. Maskovací plocha ořízne jeden z rastrů. Měla by tvořit jemný přechod mezi těmito rastry. Následné mozaikování je metoda, při které se namaskované rastry spojí v jeden a oříznou se do požadovaného tvaru. Tím vznikne fotoplán, který pokrývá celou zájmovou oblast. Následné finální dokončení je popsáno v kapitole 4.2.4. Mozaika je součástí přílohy (F).


24


4.2.4. Finální dokončení výstupů Finální podoba fotoplánů byla vytvořena v programu AutoCAD 2013 s nadstavbou Rastr Design. Z programu Topol xT byl výstupem rastr ve formátu TIFF a jeho polohové určení v souboru ve formátu *.TFW. Tyto soubory byly naimportovány do sw AutoCAD. Fotoplán zde byl doplněn o síť křížků, dále o vhodné grafické měřítko a také o výškové připojení v rámci systému Bpv. Následně byl fotoplán doplněn ještě o mapku, kde byla vyznačena poloha fotoplánu v rámci areálu Chvatěrubského zámku. Na úplný závěr byl fotoplán opatřen rozpiskou, ve které jsou obsaženy veškeré potřebné informace. Celkem byly tedy vyhotoveny tři fotoplány stěn zbytků zámecké chodby. Dva pro SV stěnu a jeden pro JV stěnu. Fotoplán SV stěny, její severní části, byl vyhotoven v měřítku 1:20 a zbylé dva v měřítku 1:50. Jednotlivá data k fotoplánům, tedy vstupní neupravené snímky, transformační tabulky a souřadnice vlícovacích bodů s přehlídkami jsou obsaženy v příloze (F). Výsledné fotoplány jsou součástí přílohy (E).

4.3. Výpočet bodů měřičské sítě Měřická sít byla budována ve dvou etapách. Nejprve ji tvořila stanoviska 4001 až 4009. Ve druhé fázi byla tato síť doplněna o stanoviska 4010 a 4011 z důvodu měření podrobných bodů v interiéru. Náčrt celé měřičské sítě je zachycen na Obr. 3.2. str.20. Výpočet byl proveden v sw Groma v. 8.0.5. Síť byla počítána v místním souřadnicovém systému jako volný polygonový pořad doplněný o stanoviska určená rajónem. Rajónem byla určena stanoviska 4005, 4007, 4009, 4010 a 4011. Počátek soustavy byl umístěn do bodu 4001 s vloženou osou +x do spojnice s bodem 4002. Do programu byl načten zápisník z měření (ze dne 25.3.2013) a byl zvolen výpočet volného polygonového pořadu ze zápisníku. Výpočet proběhl automaticky a výsledkem byly souřadnice stanovisek polygonového pořadu. Dále byla dopočtena zbývající stanoviska pomocí rajónu. V případě bodů 4007 a 4010 byly souřadnice vypočteny dvakrát a výsledkem byl jejich průměr. Na závěr byla celá síť připojena České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

25

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku do výškového systému Bpv. Toto připojení bylo realizováno přes ZHB 245. Byla zde využita metoda trigonometrického určení výšky. Z měřené šikmé vzdálenosti a zenitového úhlu byl dopočten výškový rozdíl mezi ZHB 245 a horizontem přístroje. Dále byla tato výška přenesena pomocí nivelace na bod 4006. Po určení výšky bodu 4006 v systému Bpv byly dopočteny výšky všech zbývajících bodů měřičské sítě. Protokoly o výpočtech a seznam souřadnic jsou součástí přílohy (D a F). Přesnosti sítě je věnována kapitola 5.2.

4.4. Výpočet podrobných bodů Podrobné body byly měřeny ve dvou etapách, konkrétně ve dnech 25.3. a 24.4.2013. Jejich výpočet se opět provedl v sw. Groma v. 8.0.5. Do programu byly naimportovány zápisníky z obou měření a dále seznam souřadnic bodů měřické sítě. Dále byl zvolen způsob výpočtu označovaný jako polární metoda dávkou. Výpočet proběhl automaticky a výsledkem byl seznam souřadnic podrobných bodů. Aby bylo možno od sebe lépe rozlišit jednotlivé etapy měření, bylo k číslům bodů měřených dne 24.4. vždy připočteno 1000. Seznamy souřadnic a protokoly a výpočtu jsou součástí přílohy (F)

4.5. Tvorba půdorysu Tvorba celého výkresu byla provedena v sw. AutoCAD. 2013. Tento program umožňuje efektivní tvorbu stavebních výkresů. Disponuje pokročilými funkcemi pro konstruování, popis a následnou prezentaci výkresů v různých formách. Samotný postup tvorby lze rozdělit do několika kroků. Nejprve bylo nutno nahrát seznam souřadnic bodů do nově založeného výkresu. Toho bylo docíleno tak, že v sw Groma byly zobrazeny souřadnice jako kresba a tato kresba byla uložena ve formátu *.DXF. Před samotným uložením bylo třeba správně nastavit atributy, které se budou ukládat v kresbě. Pro potřebu tohoto výkresu byly zvoleny atributy: bod, číslo bodu a výška bodu. Každý atribut se ukládal do vlastní vrstvy, což následně usnadnilo orientaci a práci ve výkresu. Poté, co byly souřadnice všech bodů nahrány do výkresu, bylo nutno definovat nový souřadnicový systém. Důvodem bylo, že program AutoCAD konstruuje 2D křivky v předefinované rovině se souřadnici Z=0. Protože všechny body byly ve výškovém České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební. 26

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku systému Bpv s nadmořskou výškou okolo 193 m, byla by tato diference příliš matoucí v průběhu tvorby výkresu. S ohledem na to, že pro tvorbu řezu by bylo nutno také definovat nový souřadnicový systém, se takto pouze změní orientace osy z. v nově vytvořeném systému. Viz Obr. 4.1.

Obr. 4.1 Orientace os ve výkresech Po definování nového souřadnicového systému bylo nutno definovat jednotlivé hladiny pro různé prvky výkresu. To zaprvé ulehčilo orientaci ve výkresu v průběhu konstruování a za druhé to umožnilo zapínání a vypínání konkrétních hladin a tvorbu různě obsahově zaměřených výkresů. Níže je uveden seznam vybraných hladin použitých ve výkresu 

1 - body –(body měřené 25.3 a 24.4.2013 a také body měřičské sítě)



2 - čísla bodů – ( Č.b. měřené 25.3 a 24.4.2013 a také body měřičské sítě)



3 - výšky – (výšky bodů měřené 25.3 a 24.4.2013)



4 - půdorys



5 - nadpraží



6 – šrafy



7 – kóty

Po definování hladin bylo přistoupeno k samotnému konstruování výkresu. Výkres byl tvořen z průmětu jednotlivých bodů do roviny. Bylo nutno vzít v potaz kudy bude veden půdorysný řez. V tomto konkrétním případě je půdorysný řez několikrát zalomen, to z důvodu zachycení nejdůležitějších částí objektu. Místa zlomu jsou vyobrazena na výkresu „Řez AA´“, který je součástí přílohy (E). Definování této České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

27

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku roviny řezu bylo závazné pro další práce ve výkresu. Ovlivnilo to způsob vizualizace jednotlivých prvků stavby. V místech, kde nebyly body potřebné ke konstrukci, byly použity konstrukční oměrné míry. Konstrukce výkresu byla ztížena tím, že se jednalo o historický objekt, na kterém se již podepsal zub času a veškeré tvary byly nepravidelné a ne vždy zcela jasně identifikovatelné. Výkres neobsahuje pouze samostatný objekt nedostavěné zámecké chodby, ale i část hradeb. To z důvodu, aby bylo

možno

posoudit

prostorové

uspořádání

jednotlivých

staveb

v rámci

areálu zámku. Poté co byl výkres dokonstruován, bylo nutno vyplnit plochy zdiva šrafou pro větší přehlednost výkresu. Dále bylo nutno okótovat celý výkres, aby bylo na první pohled zřejmé, jaké rozměry mají jednotlivé prvky stavby, jaké jsou například stavební otvory, záklenky či přípravy pro klenby atd., nebo jaké rozměry mají jednotlivé místnosti, popřípadě celý objekt zbytků zámecké chodby. Pro tyto účely byl založen nový kótovací styl. Pro tento styl bylo nutno definovat jednotky, ve kterých kóty budou. Používaným standardem pro stavební výkresy je udávat rozměry v mm. Body byly ovšem měřeny v soustavě kde je výchozí jednotka jeden metr. Tento problém řeší nově vytvořený styl kótování a výsledné kóty jsou tedy v mm. Na závěr byl celý výkres doplněn o čtvercovou síť křížku ve vhodném měřítku v místním souřadnicovém systému. Křížky byly rozmístěny s rozestupem pěti metrů. Poté byl výkres opatřen severkou a rozpiskou, ve které jsou uvedeny všechny důležité informace. Výsledkem je výkres ve formátu A2 a měřítku 1:50. Výkres je v tištěné podobě součástí přílohy (E) a v digitální formě ve formátu DWG a PDF v příloze (F). Na Obr. 4.2 je vyobrazen výřez z výkresu.


28


Obr. 4.2 Výřez z Půdorysu

4.6. Tvorba řezu Technologie tvorby řezu je shodná s technologií konstrukce půdorysu. Byla použita stejná data (body). Musel ale být definován nový souřadnicový systém. Výchozím systémem byl systém použitý pro tvorbu půdorysu. Tento systém si zachoval počátek, ale byla provedena rotace kolem osy x, tedy původní osa z je nyní osa y. Tím byla definována rovina řezu. Dále se postupovalo analogicky, tedy definovaly se jednotlivé hladiny, ve kterých bude výkres tvořen. Poté přišla na řadu samotná konstrukce výkresu. Bylo přitom dbáno na co možná nejvěrnější zachycení jednotlivých prvků a jejich správné vyobrazení. Při konstrukci řezu byly použity i zvektorizované obrysy objektu z fotoplánu JV stěny. Z důvodu, že objekt nebyl zcela přístupný, přesněji řečeno prostor v centrální části chodby a také prostor zaústění chodby do budovy zámku viz Obr. 4.3, které byly zhruba do výše dvou metrů vyplněny různorodým materiálem, bylo nutno idealizovat řez v těchto místech. Konkrétně byla odvozena výška podlahy z přechozích prostor, kde bylo možno provést měření. České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

29

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Výkres je doplněn o výškové i rozměrové kóty a o další výškové údaje a to jak v místním systému měřičské sítě, tak i v systému Bpv. Pro pochopení širších souvislostí výškového uspořádání samotné zámecké chodby a okolních staveb, jsou ve výkresu uvedeny i výšky podlah v zámku či výšky kapsy pro usazení klenby v nároží gotické věže. Výsledná podoba řezu je výkres v měřítku 1:50 na formátu A3 doplněný o rozpisku se všemi důležitými informacemi. Výkres je v tištěné podobě součástí přílohy (E) a v digitální formě ve formátu DWG a PDF v příloze (F). Na Obr. 4.4 je vyobrazen výřez z výkresu.

Obr. 4.3 Nepřístupné prostory

Obr. 4.4 Výřez z Řezu AA´


30


5. Posouzení dosažených výsledků Tato

kapitola

stručně

shrnuje

dosaženou

přesnost

při

tvorbě

výstupů.

V podkapitolách je posouzena přesnost vlícovacích bodů a také budované měřické sítě a z ní měřených podrobných bodů. Poznatky a vzorce k těmto podkapitolám byly čerpány z [9],[10]. Celkově lze říci, že přesnost výsledků je nejvíce ovlivněna přístrojem, kterým bylo celé zaměření realizováno. V tomto případě jím byla totální stanice Trimble 3600 DR, která je vybavena duálním dálkoměrem, který umožnuje jak měření vzdálenosti na hranol, tak i bezodrazově. Přesnost měření délek jsou 3 mm + 2 ppm. Úhlová přesnost je 0,9 mgon. Převzato z [8].

5.1. Přesnost vlícovacích bodů Přesnost byla posouzena dvěma způsoby, nejprve byla posouzena přesnost zaměření souřadnic vlícovacích bodů tj. část geodetická a poté posouzena přesnost fotoplánů tj. fotogrammetrické části pomocí výsledků z 2D kolineární transformace. Většina vlícovacích bodů byla zaměřena ze dvou stanovisek. To umožnuje určit jejich souřadnice X a Y třemi různými způsoby. Dvakrát jsou vypočteny z polární metody a jednou z protínání z úhlu. Souřadnici Z lze určit dvěma způsoby z polární metody Výsledná hodnota je poté reprezentována jejich průměrem a přesnost vyjadřuje výběrová směrodatná odchylka. Pro výpočet výběrové směrodatné odchylky byl použit vzorec ∑ 𝑣𝑣 𝑆𝑡 = � (𝑛 − 1)

5.1

𝑣 – opravy

𝑛- počet měřených bodů


31

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Pro výpočet mezní směrodatné odchylky byl použit vzorec

𝑆𝑀 = 𝜎0 ∗ (1 + �

2 𝑛´

5.2

𝑛´ - počet nadbytečných měření

𝜎0 = 1 𝑐𝑚 – směrodatná odchylka

Pro výpočet rozdílu dvojího zaměření byl použit vzorec ∆= |𝑝1 − 𝑝2 |

5.3 𝑝1 , 𝑝2 – první a druhé zaměření

Pro výpočet mezního rozdílu dvojího zaměření byl použit vzorec ∆𝑀 = 𝑢𝑝 ∗ 𝜎0 ∗ √2

5.4 𝑢𝑝 = 2- koeficient spolehlivosti

𝜎0 = 1 𝑐𝑚 – směrodatná odchylka

Pro výpočet výběrové směrodatné odchylky průměru byl použit vzorec 𝑆𝑡̅ = ∆/2

Č.b. 1 2 3 6 7 9

VB pro fotoplán JV stěny – souřadnice Y [m] výběrová směrodatná z 4001 z 4002 ze směrů průměr odchylka 3,501 3,468 3,470 3,480 0,015 3,416 3,404 3,408 3,409 0,005 3,595 3,581 3,586 3,587 0,006 4,293 4,277 4,288 4,286 0,007 4,291 4,268 4,272 4,277 0,010 4,862 4,836 4,852 4,850 0,011

5.5

mezní směrodatná odchylka 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020

Tab. 5.1 Posouzení přesnosti VB pro JV stěnu – souřadnice Y


32

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku VB pro fotoplán JV stěny – souřadnice X [m] výběrová směrodatná z 4002 ze směrů průměr odchylka -2,767 -2,770 -2,777 0,013 -2,947 -2,956 -2,956 0,007 -2,470 -2,481 -2,480 0,007 -0,224 -0,238 -0,233 0,007 -0,237 -0,243 -0,241 0,003 1,576 1,564 1,569 0,005

Č.b z 4001 1 2 3 6 7 9

-2,795 -2,964 -2,488 -0,238 -0,244 1,567

mezní směrodatná odchylka 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020

Tab. 5.2 Posouzení přesnosti VB pro JV stěnu – souřadnice X

Č.b

z 4001

1 2 3 6 7 9

0,507 1,504 3,758 2,913 4,244 2,812

VB pro fotoplán JV stěny – souřadnice Z [m] výběrová směrodatná z 4002 rozdíl mezní rozdíl odchylka 0,528 0,021 0,028 0,011 1,511 0,007 0,028 0,003 3,759 0,001 0,028 0,000 2,915 0,002 0,028 0,001 4,238 0,006 0,028 0,003 2,813 0,001 0,028 0,001

Tab. 5.3 Posouzení přesnosti VB pro JV stěnu – souřadnice Z

Č.b

z 4006

z 4008

1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

-3,114 -3,333 -3,274 -3,452 -3,391 -3,104 -3,057 -3,043 -3,144 -3,137 -3,121

-3,116 -3,331 -3,276 -3,452 -3,395 -3,087 -3,056 -3,040 -3,145 -3,143 -3,123

VB pro fotoplány SV stěny – souřadnice Y [m] výběrová směrodatná ze směrů průměr odchylka -3,114 -3,115 0,001 -3,345 -3,336 0,008 -3,278 -3,276 0,002 -3,447 -3,450 0,003 -3,390 -3,392 0,003 -3,098 -3,096 0,009 -3,057 -3,057 0,001 -3,038 -3,040 0,003 -3,142 -3,144 0,002 -3,136 -3,139 0,004 -3,121 -3,122 0,001

mezní směrodatná odchylka 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020 0,020

Tab. 5.4 Posouzení přesnosti VB pro SV stěnu – souřadnice Y


33


Č.b 1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

VB pro fotoplány SV stěny – souřadnice X [m] výběrová směrodatná mezní směrodatná z 4006 z 4008 ze směrů průměr odchylka odchylka -1,367 -1,370 -1,367 -1,368 0,002 0,020 1,677 1,695 1,683 1,685 0,009 0,020 0,761 0,764 0,762 0,762 0,002 0,020 3,529 3,522 3,524 3,525 0,004 0,020 2,958 2,954 2,956 2,956 0,002 0,020 4,195 4,188 4,187 4,190 0,004 0,020 4,137 4,138 4,137 4,137 0,001 0,020 4,202 4,194 4,194 4,197 0,005 0,020 5,601 5,599 5,598 5,599 0,002 0,020 5,660 5,659 5,656 5,658 0,002 0,020 5,670 5,670 5,669 5,670 0,001 0,020

Tab. 5.5 Posouzení přesnosti VB pro SV stěnu – souřadnice X VB pro fotoplány SV stěny – souřadnice Z [m]

Č.b

z 4006

z 4008

rozdíl

mezní rozdíl

1 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12

0,170 0,638 3,394 0,728 2,522 0,696 1,390 2,150 0,167 0,762 1,522

0,171 0,639 3,400 0,732 2,527 0,682 1,396 2,150 0,172 0,767 1,529

0,001 0,001 0,006 0,004 0,005 0,014 0,006 0,000 0,005 0,005 0,007

0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028 0,028

výběrová směrodatná odchylka 0,001 0,001 0,003 0,002 0,003 0,007 0,003 0,000 0,002 0,003 0,003

Tab. 5.6 Posouzení přesnosti VB pro SV stěnu – souřadnice Z

Z výše uvedených tabulek je zřejmé, že mezní výběrová směrodatná odchylka a mezní rozdíl nebyly u žádného bodu překročeny a v tomto ohledu je můžeme považovat za správné. Dalším krokem posouzení přesnosti bylo posouzení 2D kolineární transformace snímků do roviny vlícovacích bodů. V následujících obrázcích jsou uvedeny jednotlivé body, které byly využity při transformaci a jejich směrodatné odchylky. Byly použity pouze ty body, u kterých nepřesáhla směrodatná odchylka 0,01 m.


34


Obr. 5.1 Transformační tabulka fotoplánu SV stěny – jižní část

Obr. 5.2 Transformační tabulka fotoplánu SV stěny – severní část

Obr. 5.3 Transformační tabulka fotoplánu JV stěny – snímek 1


35


Obr. 5.4 Transformační tabulka fotoplánu JV stěny – snímek 2 Z Obr. 5.4. je vidět, že pro snímek 2 byly použity i body 15, 16, 18 a 19, které nejsou měřeny. K tomuto řešení bylo přistoupeno po konzultaci s vedoucím práce. Postup byl zvolen proto, že snímek pokrývá pouze malou část výsledného fotoplánu a toto řešení dopomohlo k hladkému namaskování obou snímků na sebe. Výše uvedené body byly tedy přímo snímány z již natransformovaného snímku 1 a nemůžeme je tedy brát za plnohodnotné VB. Přesnost snímku 2 tím mírně utrpěla. Výše uvedené obrázky ukazují, že požadovaná přesnost 2D kolineární transformace byla dodržena a přesnost výsledného fotoplánu je dostačující. Pouze již zmíněná malá část fotoplánu JV stěny je zatížena větší nepřesností.


36


5.2. Přesnost měřické sítě Měřická síť byla budována jako volný polygonový pořad. Tento pořad je charakterizován sadou parametrů, které jsou uvedeny v Tab. 5.7. Délka pořadu 29.280m Největší / nejmenší délka pořadu 8.248m / 4.581m Poměr největší / nejmenší délka 1:1.80 Max. poměr sousedních délek 1:1.80 Největší rozdíl 2x měřené délky 0.005m Nejmenší vrcholový úhel 122.9231g Tab. 5.7 Parametry volného polygonového pořadu ze sw. Groma Lze posoudit přesnost rozdílů délek mezi měřením vpřed a vzad. K tomu slouží vzorec pro mezní rozdíl. Ten je dán předpisem ∆𝑀 = 𝑢𝑝 ∗ 𝜎0 ∗ √2

délka vpřed délka vzad

∆[m]

4001

5.6 𝑢𝑝 = 2 – koeficient spolehlivosti

𝜎0 = 3 mm + 2 ppm

průměr 𝜎0 [mm] ∆𝑀 [m]

∆𝑀 ≤ ∆

5,1065

3,005

0,008

vyhovuje

-0,006

5,421

3,005

0,009

vyhovuje

5,928

-0,008

5,924

3,006

0,009

vyhovuje

8,249

8,247

0,002

8,248

3,008

0,009

vyhovuje

4,584

4,578

0,006

4,581

3,005

0,008

vyhovuje

5,105

5,108

-0,003

5,418

5,424

5,92

4002 4003 4004 4006 4008

Tab. 5.8 Mezní rozdíl měření vpřed a vzad

Všechny délky v polygonovém pořadu tomuto kritériu vyhověly. Další kontroly nejsou vzhledem k typu pořadu možné. Dále byla měřická síť doplněna o řadu stanovisek vybudovaných za pomoci rajónu. Jejich přesnost je charakterizována střední souřadnicovou chybou 𝜎𝑥𝑦 .


37


𝜎𝑥𝑦 = �0,5 ∗ (𝜎𝑠2𝐴𝑃 +

2 𝑠𝐴𝑃 ∗ 𝜎𝜔2 𝜌�2

5.7

𝜎𝑠𝐴𝑃 - směrodatná odchylka délky

𝑠𝐴𝑃 - délka mezi body

𝜎𝜔 - směrodatná odchylka úhlu

Střední chyba souřadnicová [m] 4005 0.002 4007 0.002 4009 0,002 4010 0.002 4011 0.002 Tab. 5.9 Střední souřadnicové chyby pro rajóny Číslo bodu

Výškové připojení bylo prováděno pouze jako orientační a proto na něj nebyly kladeny žádné požadavky na přesnost.

5.3. Úroveň generalizace výkresů V této podkapitole je názorně předvedeno, jak byl vyobrazen skutečný stav a tvar částí nedostavění zámecké chodby na staveních výkresech, půdorysu a řezu. Tedy jaká byla míra generalizace.

Obr. 5.5 Vyobrazení skutečného stavu v Řezu AA´ České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

38


Obr. 5.6 Vyobrazení skutečného stavu v Půdorysu Z přiložených obrázků je patrno, že byl věnován velký důraz na zachycení detailů, skutečného stavu a tvaru a míra generalizace byla co nejmenší.


39


6. Kalkulace ceny Tato kapitola má za cíl vyjádřit hodnotu projektu. Vzhledem k tomu, že konkrétní ceny v CZK nebyly k dispozici, nemohla být stanovena finální cena projektu. Kalkulace byla provedena dvěma způsoby. Nejprve dle výměr jednotlivých výstupů a poté na základě časové náročnosti jednotlivých úkonů. V Tab 6.1. je uveden výpočet ceny na základě výměr jednotlivých výstupů, kde měrnou jednotkou (dále MJ) je 1 m2. Celková cena projektu by byla součtem celkových cen dílčích položek. Typ výkresu Plocha [m2] Půdorys 50 Řez 50 Fotoplán JV stěny 28 Fotoplán SV stěna – 20 jižní část Fotoplán SV stěna – 4 severní část CELKEM

Cena za 1 MJ [m2]

Cena celkem [kč]

Tab. 6.1 Ceny dle výměry výkresů Druhý způsob výpočtu je na základě časové náročnosti jednotlivých úkonů potřebných pro zhotovení výsledného projektu. Měrnou jednotkou je zde 1 hodina. Délka trvání jednotlivých úkonů byla stanovena s přihlédnutím na to, že zpracovatelem projektu byl začátečník. Po zaškolení (tj. pokročilý) by bylo možno dle mého názoru dobu pro zpracování jednotlivých úkonů zkrátit o jednu třetinu. Tab. 6.2 vyjadřuje cenovou kalkulaci na základě časové náročnosti projektu. Celková cena projektu by byla opět součtem celkových cen dílčích položek.


40

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Činnost Zaměření VB Snímkování stěn Zaměření podrobných bodů Výpočty Tvorba fotoplánů Tvorba půdorysu Tvorba řezu CELKEM

Časová náročnost 2 1

Cena za 1 MJ [m2]

Cena celkem [kč]

12 4 3 6 4

Tab. 6.2 Ceny dle časové náročnosti projektu V tomto případě, kdy rozsah projektu není velký, by bylo výhodnější zvolit k výpočtu ceny projekt druhou metodu tj. dle časové náročnosti. V případě výpočtu ceny dle výměr jednotlivých výstupů by se mohlo stát, že projekt bude nerentabilní.


41


Závěr Hlavním cílem této bakalářské práce bylo navrhnout metodu nebo kombinaci metod vhodnou pro pořízení a zpracování měřičské dokumentace zbytků zámecké chodby na zámku ve Chvatěrubech. Práce byla vytvářena ve spolupráci s Fakultou architektury ČVUT v Praze a bude použita k dalšímu stavebně historickému průzkumu objektu. Z tohoto důvodu byl kladen zvláštní důraz na zachycení skutečného tvaru objektu se zaměřením na charakteristické historické stavební prvky. Dílčí výsledky byly poskytovány ostatním kolegům již v průběhu zpracovávání, což umožnilo rychlejší postup stavebně historického průzkumu. Nejprve byly zvoleny nejvhodnější metody pro pořízení měřické dokumentace. Za účelem sběru dat pro tvorbu výkresů byla aplikována polární metoda doplněna o metodu konstrukčních oměrných měr. Polární metoda byla zvolena díky její rychlosti a efektivnosti ve spojení s totální stanicí Trimble 3600 DR, která umožňuje bezodrazové měření vzdáleností. Metoda konstrukčních oměrných měr byla použita jako doplňková metoda v nepřístupných prostorách a to jak v interiéru, tak exteriéru. Následovalo zaměření vlícovacích bodů pro potřeby fotoplánů. Po jejich zaměření bylo přistoupeno k snímkování. Následnou sérii úprav a výpočtů byly vytvořeny celkem tři fotoplány, z toho dva pro SV stěnu a jeden pro JV. Hlavní těžiště práce spočívalo ve tvorbě dokumentace ve formě půdorysu a řezu objektem. Tyto dva výkresy byly konstruovány na základě zaměřených podrobných bodů a jak již bylo zmíněno doplněny o údaje z konstrukčních oměrných z nepřístupných částí. Samostatná část práce byla věnována kalkulaci reálné ceny za vyhotovení měřické dokumentace v tomto rozsahu. Kalkulace byla provedena na základě výměry ploch, ke kterým byla přiřazena odpovídající cena. Dle mého názoru bylo cíle práce dosaženo, tj. byla vytvořena měřická dokumentace zbytků zámecké chodby zámku v Chvatěrubech. Tato práce by mohla následně sloužit jako podklad pro další, například diplomovou práci.


42


Seznam zkratek PVO – prvky vnitřní orientace VB – vlícovací body MS – místní souřadnicový systém Bpv – výškový systém Balt po vyrovnání JV – jihovýchod SV – severovýchod DPP – Digital Photo Profesional SW – Software MJ – měrná jednotka


43


Literatura a prameny [1] PAVELKA, Karel. Fotogrametrie 1. vyd. Praha: Česká technika - nakladatelství ČVUT, 2009, ISBN 978-80-01-04249-6. [2] PAVELKA, Karel. Fotogrametrie 2. vyd. Praha: Česká technika - nakladatelství

ČVUT 2003, ISBN 80-01-02762-7. [3] POLOPRUTSKÝ, Zdeněk. Kostel sv. Bartoloměje mochov měřická dokumentace vybraných částí. Praha, 2012. Bakalářská práce ČVUT. Vedoucí práce Ing. Jindřich Hodač, Ph.D. [4] ZAHRADNÍK, Pavel, Chvatěruby, Zámek, Dějiny objektu. vyd. Praha 2007. [5] canon.com Canon EOS 5D Mark II. [online]. © 2002-2013 [cit. 2013-4-15].Dostupné z:

http://www.canon.cz/For_Home/Product_Finder/Cameras/Digital_SLR/EOS_5D_M ark_II/ [6] Výukový materiál Lfgm ČVUT [online] [cit. 2013-5-11]. Dostupné z: http://lfgm.fsv.cvut.cz/data/download/m_TopoL_fotoplan.pdf [7] chvateruby.cz. Histotie obce Chvatěruby, [online] [cit. 2013-5-11]. Dostupné z: http://www.chvateruby.cz/historie.php [8] ftp.geoteam.dk. Trimble 3600-series User Guide [online] [cit. 2013-5-21]. Dostupné z: ftp://ftp.geoteam.dk/Manualer/Trimble%203600/3600_1e.pdf [9] PROCHÁZKA, Jaromír. Sylabus přednášky č. 2 a 3 z inženýrské geodézie Dostupné z: http://k154.fsv.cvut.cz/vyuka/geodezie/ing/Sylabus_IG_2a3.pdf [10]SKOREPA,Zdeněk. Geodézie 4. vyd. Praha. Česká technika - nakladatelství ČVUT 2008, ISBN 978-80-01-03955-7.


44


Seznam obrázků Obr.1.1 Vliv hloubkové členitosti objektu ([1] str. 56) ............................................. 10 Obr. 2.1 Pohled od řeky ............................................................................................. 14 Obr. 2.2 Podoba zámku okolo roku 1870 .................................................................. 14 Obr. 3.1 Místní souřadnicové systémy ...................................................................... 18 Obr. 3.2 Měřická sít ................................................................................................... 20 Obr. 4.1 Orientace os ve výkresech ........................................................................... 27 Obr. 4.2 Výřez z Půdorysu......................................................................................... 29 Obr. 4.3 Nepřístupné prostory ................................................................................... 30 Obr. 4.4 Výřez z Řezu AA´ ....................................................................................... 30 Obr. 5.1 Transformační tabulka fotoplánu SV stěny – jižní část ............................... 35 Obr. 5.2 Transformační tabulka fotoplánu SV stěny – severní část .......................... 35 Obr. 5.3 Transformační tabulka fotoplánu JV stěny – snímek 1 ............................... 35 Obr. 5.4 Transformační tabulka fotoplánu JV stěny – snímek 2 ............................... 36 Obr. 5.6 Vyobrazení skutečného stavu v Půdorysu ................................................... 39


45


Seznam tabulek Tab. 4.1 Výsledky kalibrace [2] str. 30...................................................................... 21 Tab. 4.2 Souřadnice VB v pomocných soustavách ................................................... 22 Tab. 5.1 Posouzení přesnosti VB pro JV stěnu – souřadnice Y ................................ 32 Tab. 5.2 Posouzení přesnosti VB pro JV stěnu – souřadnice X ............................... 33 Tab. 5.3 Posouzení přesnosti VB pro JV stěnu – souřadnice Z ................................. 33 Tab. 5.4 Posouzení přesnosti VB pro SV stěnu – souřadnice Y ................................ 33 Tab. 5.5 Posouzení přesnosti VB pro SV stěnu – souřadnice X ................................ 34 Tab. 5.6 Posouzení přesnosti VB pro SV stěnu – souřadnice Z ................................ 34 Tab. 5.7 Parametry volného polygonového pořadu ze sw. Groma ............................ 37 Tab. 5.8 Mezní rozdíl měření vpřed a vzad ............................................................... 37 Tab. 5.9 Střední souřadnicové chyby pro rajóny ....................................................... 38 Tab. 6.1 Ceny dle výměry výkresů ............................................................................ 40 Tab. 6.2 Ceny dle časové náročnosti projektu ........................................................... 41


46


Seznam příloh Příloha A – originální snímky pro fotoplány ............................................................. 48 Příloha B – souřadnice VB ........................................................................................ 50 Příloha C – přehledka VB .......................................................................................... 52 Příloha D – seznam souřadnic bodů měřičské sítě .................................................... 53 Příloha E – volně ložené výkresy .............................................................................. 54 Příloha F – digitální přílohy ....................................................................................... 54


47


Příloha A – originální snímky pro fotoplány Snímek 1 – JV stěna

Snímek 2 – JV stěna


48

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Snímek – SV stěna – severní část

Snímek – SV stěna – jižní část


49


Příloha B – souřadnice VB Souřadnice VB na jihovýchodní stěně Souřadnice Y [m] Č.b. z 4001 z 4002 ze směrů průměr 3,470 3,480 1 3,501 3,468 3,408 3,409 2 3,416 3,404 3,586 3,587 3 3,595 3,581 4,298 4 4,298 4,263 5 4,263 4,288 4,286 6 4,293 4,277 4,272 4,277 7 4,291 4,268 4,825 8 4,825 4,852 4,850 9 4,862 4,836 5,065 10 5,065 5,284 11 5,284 5,321 12 5,321 5,486 5,486 13 5,723 5,723 14

Souřadnice VB na jihovýchodní stěně Souřadnice X [m] z 4001 z 4002 ze směrů průměr 1 -2,795 -2,767 -2,770 -2,777 2 -2,964 -2,947 -2,956 -2,956 3 -2,488 -2,470 -2,481 -2,480 -0,297 4 -0,297 -0,373 5 -0,373 6 -0,238 -0,224 -0,238 -0,233 7 -0,244 -0,237 -0,243 -0,241 1,418 8 1,418 1,564 1,569 9 1,567 1,576 2,377 10 2,377 3,059 11 3,059 3,365 12 3,365 4,113 4,113 13 4,689 4,689 14

Souřadnice VB na jihovýchodní stěně Souřadnice Z [m] z 4001 z 4002 průměr 0,528 0,519 1 0,507 1,511 1,507 2 1,504 3,759 3,758 3 3,758 0,579 4 0,579 1,371 5 1,371 2,915 2,914 6 2,913 4,238 4,239 7 4,244 0,309 8 0,309 2,813 2,813 9 2,812 3,401 10 3,401 2,280 11 2,280 3,027 12 3,027 2,948 2,948 13 2,328 2,328 14


50

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku Sořadnice VB na severovýchodní stěně Souřadnice Y [m] z 4006 z 4008 ze směrů průměr Č.b. 1 -3,114 -3,116 -3,114 -3,115 2 -3,130 -3,130 3 -3,333 -3,331 -3,345 -3,336 4 -3,274 -3,276 -3,278 -3,276 5 -3,452 -3,452 -3,447 -3,450 6 -3,391 -3,395 -3,390 -3,392 7 -3,104 -3,087 -3,098 -3,096 8 -3,057 -3,056 -3,057 -3,057 9 -3,043 -3,040 -3,038 -3,040 10 -3,144 -3,145 -3,142 -3,144 11 -3,137 -3,143 -3,136 -3,139 12 -3,121 -3,123 -3,121 -3,122

Sořadnice VB na severovýchodní stěně Souřadnice X [m] Č.b. z 4006 z 4008 ze směrů průměr 1 -1,367 -1,370 2 -1,180 3 1,677 1,695 4 0,761 0,764 5 3,529 3,522 6 2,958 2,954 7 4,195 4,188 8 4,137 4,138 9 4,202 4,194 10 5,601 5,599 11 5,660 5,659 12 5,670 5,670

-1,367 1,683 0,762 3,524 2,956 4,187 4,137 4,194 5,598 5,656 5,669

-1,368 -1,180 1,685 0,762 3,525 2,956 4,190 4,137 4,197 5,599 5,658 5,670

Sořadnice VB na severovýchodní stěně Souřadnice Z [m] z 4006 z 4008 průměr Č.b. 0,171 1 0,170 0,171 4,076 2 4,076 0,639 3 0,638 0,637 3,400 4 3,394 3,398 0,728 0,732 5 0,730 2,527 6 2,522 2,524 0,682 7 0,696 0,689 1,396 8 1,390 1,393 2,150 2,150 9 2,150 0,172 10 0,167 0,170 0,767 11 0,762 0,765 1,529 12 1,522 1,526


51


Příloha C – přehledka VB JV – stěna

SV – stěna – jižní část

SV – stěna – severní část České vysoké učení technické v Praze. Fakulta stavební.

52


Příloha D – seznam souřadnic bodů měřické sítě Souřadnice měřičské sítě Č.b Y[m] X[m] Z[m] 4001 0,000 0,000 193,817 4002 5,107 0,000 194,287 4003 9,549 3,107 194,135 4004 10,766 8,904 193,350 4005 5,741 4,384 193,741 4006 3,809 13,334 193,457 4007 3,058 7,588 193,672 4008 -0,483 11,734 193,537 4009 -2,366 11,495 193,605 4010 -0,171 8,424 193,621 4011 -1,810 6,236 193,765


53


Příloha E – volně ložené výkresy 

Fotoplány - A1, A2, A3



Řez AA´ - B1



Půdorys - C1

Příloha F – obsah CD 

BP-Vladimír Ouřada.pdf



Fotodokumentace



Fotoplan A1



o 1_puvodni_snimek1.CR2 o 1_puvodni_snimek2.CR2 o 1_fotoplan.dwg o 1_fotoplan.pdf o 1_Prehledka_VB.pdf o 1_mozaika.TFE o 1_mozaika.TFW o 1_mozaika.tif o 1_VB_2D_Sour_snimek1.trt o 1_VB_2D_Sour_snimek2.trt o 1_VB_2D_Sour.txt o kalibrace.xlsx Fotoplan A2



o 2_puvodni_snimek.CR2 o 2_fotoplan.dwg o 2_fotoplan.pdf o 2_prehledka_VB.pdf o 2_mozaika.TFE o 2_mozaika.tfw o 2_mozaika.tif o 2_VB_2D_Sour.trt o 2_VB_2D_Sour.txt o kalibrace.xlsx Fotoplan A3 o o o o o o o o o o

3_puvodni_snimek.CR2 3_fotoplan.dwg acad.err 3_fotoplan.pdf 3_prehledka_VB.pdf 3_mozaika.tfw 3_mozaika.tif 3_VB_2D_Sour.trt 3_VB_2D_Sour.txt kalibrace.xlsx


54

Zámek Chvatěruby – měřická dokumentace části zámku 

Měření o Podrobné body  24042013.job  25032013.job  24042013-editovano.mes  25032013-editovano.mes o Vlícovací body     

08032013.job stan4001.mes stan4002.mes stan4006.mes stan4008.mes



Náčrty



Protokoly



o Měřičská síť o Podrobné body o Vlícovací body Seznam souřadnic



o Měřická síť o Podrobné body o Vlícovací body Výkresy



o B1_Rez_AA.dwg o C1_pudorys.dwg o B1_RezA_A3_1_50.pdf o C1_Pudorys_A2_1_50.pdf Výškové připojení o Geodetické údaje – ZHB 245.gif o Výškové připojení.jpg


55

Měřická dokumentace části zámku ve Chvatěrubech (okr. Mělník)

Recommend Documents