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