Fotogrammetrické 3D měření deformací dálničních mostů typu TOM Ing. Karel Vach CSc., EuroGV s.r.o. Archeologická 2256, 155 00 Praha 5 http://www.eurogv.cz
22.-23.10.2007
EuroGV
1
Objekt SO 208
22.-23.10.2007
EuroGV
2
Technické zadání: - provést zaměření prostorových deformací dvojtubusu Navržené řešení: Pro tento úkol byl vyvinut speciální technologický postup využívající kombinace měření svislých posunů metodou velmi přesné nivelace, měření deformace vnitřního líce ostění pomocí konvergenčního pásma a využití vícesnímkové digitální průsekové fotogrammetrie pro sledování deformací a posunů profilů tubusu. Pro vzájemné propojení měření jednotlivých tubusů bylo nutné ještě úhlové měření.
22.-23.10.2007
EuroGV
3
Rozmístění profilů na sledovaném objektu
22.-23.10.2007
EuroGV
4
Rozmístění značek v profilu
22.-23.10.2007
EuroGV
5
Osazená kulová značka
22.-23.10.2007
EuroGV
6
Konvergenční měření délek
22.-23.10.2007
EuroGV
7
Vícesnímková průseková fotogrammetrie
provádí rekonstrukci měřických snímků (fotografií), tj. cílem metod je nalézt transformační vztah mezi systémem snímkových souřadnic a systémem souřadnic objektu tak, aby bodu zaměřenému na snímku byl přiřazen právě jeden bod předmětu ve zvoleném systému souřadnic.
22.-23.10.2007
EuroGV
8
Na čem závisí přesnost určení souřadnic bodů při použití vícesnímkových průsekových fotogrammetrických systémů: - měřítku snímku = vzdálenosti stanoviště snímkování od zaměřovaného objektu a ohniskové vzdálenosti objektivu, - přesnosti určení prvků vnější orientace [souřadnice stanoviště, směr, sklon, rotace kamery]. Protože systém je analytický tj. tyto parametry se určují výpočtem na základě snímkových souřadnic orientačních bodů, zvoleného systému souřadnic, vlícovacích bodů a prvků vnitřní orientace, tj. na přesnosti identifikace na snímcích orientačních bodů a přesnosti zaměření vlícovacích bodů, resp. doplňujících měření. - velikosti úhlů protnutí os záběrů, záběrů resp. paprsků středových průmětů objektů jednotlivých snímků (na geometrii protnutí os snímků), 22.-23.10.2007
EuroGV
9
Rozbor přesnosti - zjednodušený Výrobce Sony
přesnost
vel. 1 pixelu pro kurzor elipsooperátor
Velikost čipu Počet pixelů (mm) DSLR-A100 23,6x15,8 3872x2592 určení sn.souř. kurzorem 0,3 elipsooperátor 0,1
Typ kamery
Velikost pixelu (mm) 0,00610 0,00183 0,00061
Ms = 2/0,0061
S=Ms*c
Ms = σx/σx'
S (mm)
c (mm) = 328 1093 3279
20 6557 21858 65574
40 13115 43716 131148
L=Ms*l L (mm) 23,6 7738 25792 77377
15,8 5180 17268 51803
l (mm) =
22.-23.10.2007
Velikost pixelu (mm) 0,0061 přesnost 0,0018 0,0006
EuroGV
60 19672 65574 196721
10
Postup provádění prací: 1. přípravné práce, projekt prací (vymezení rozsahu, formy, účelu zaměření, připojení na zvolený systém souřadnic, stanovení přesnosti zaměření) 2. označení a stabilizace orientačních a vlícovacích bodů na sledovaném objektu (kulové čepy, svislice) 3. geodetická měření v nezbytném rozsahu (výšky, konvergenční délky, svislice) 4. fotogrammetrické snímkování (upravená komora Sony DSLR-A100 ) 5. fotogrammetrické vyhodnocení (orientace snímků, vyrovnání zavedení doplňkových měření) 6. analýza a interpretace výsledků - předání technické zprávy, seznamů souřadnic, porovnání s předchozími etapami, určení posunů a deformací,
22.-23.10.2007
EuroGV
11
Měřická sada fotogrammetrických snímků jednoho z profilů
22.-23.10.2007
EuroGV
12
Rozmístění stanovisek snímkování a zaměřovaného profilu
22.-23.10.2007
EuroGV
13
Měřické snímky – digitalizace snímkových souřadnic
22.-23.10.2007
EuroGV
14
Postup při vyhodnocení Rolleimetric CDW A) Přípravné práce známe:
- prvky vnitřní orientace komory - parametry mřížky, resp. velikosti čipu, - délky zaměřené konvergenčním měřidlem - souřadnici X,Y,Z vybraných kulových čepů - svislice umístěné v sledovaném prostoru
přibližně určíme:
prvky vnější orientace
definujeme:
vztažný systém souřadnic, měřítko
na snímcích měříme: - mřížku, resp. rohy snímku - snímkové souřadnice orientačních bodů 22.-23.10.2007
EuroGV
15
prvky vnitřní orientace
22.-23.10.2007
EuroGV
16
prvky vnější orientace
22.-23.10.2007
EuroGV
17
B) Orientace snímků vypočteme:
- zpřesněné souřadnice orientačních bodů - zpřesněné prvky vnější orientace
C) Blokové vyrovnání svazků paprsků stanovíme:
doplňující podmínky pro vyrovnání: • souřadnice Z z přesné nivelace, resp. X,Y z geod. měření • šikmé délky zaměřené konvergenčním měřidlem, • rozdíly souřadnic bodů (X,Y) na svislicích
vypočteme:
- souřadnice orientačních (pozorovaných) bodů a jejich přesnost - prvky vnější orientace a jejich přesnost
22.-23.10.2007
EuroGV
18
Doplňující měření do vyrovnání - např. souřadnice X,Y, nebo Z z přesné nivelace
22.-23.10.2007
EuroGV
19
Délky zaměřené konvergenčním pásmem
Rozdíly souřadnic bodů na svislici d-X, d_Y=0
22.-23.10.2007
EuroGV
20
Výsledné vyrovnané souřadnice (X,Y,Z v mm) a jejich střední chyby (mx, my, mz v mm) číslo bodu 111 112 113 114 115 116 117 120 121 122 123 124 125
22.-23.10.2007
x 116677.1 116889.9 116858.2 116956.2 116982.6 116804.4 116878.4 116932.3 116931.9 117009.0 117008.6 116942.4 117088.2
y 129715.0 115027.6 128553.1 115243.8 122122.3 124894.2 119162.1 124952.2 124953.2 119189.2 119189.2 122353.1 121985.8
z 99236.2 99638.6 103299.8 103163.9 105687.1 105387.4 105509.8 103115.7 99093.5 103238.9 99226.1 99412.3 99423.2
EuroGV
mx 0.5 0.0 0.8 0.8 0.9 2.0 2.1 1.3 1.3 1.2 1.2 2.1 2.6
my 0.2 0.0 0.2 0.2 0.2 1.1 1.2 0.9 0.9 0.9 1.0 1.0 1.3
mz 0.2 0.0 0.3 0.7 0.3 1.3 1.4 0.8 1.1 0.8 1.0 1.2 1.5
p. u. 8 9 8 9 17 9 10 13 13 14 14 11 6
21
Prováděné etapy měření:
0.etapa - po dokončení tubusu - před zahájením zasypávání (2.10.06) 1.etapa - po dosypání zóny 1 (po úroveň nad klouby) (2.11.06) 2.etapa - po dokončení násypu objektu (po pláň) před kolaudací (6.12.06)
22.-23.10.2007
EuroGV
22
Rozdíly prostorových souřadnic 1-0, 2-1, 2-0 profil I1 a I2 Profil rozdíl 1-0 I1 dx dy 111 -0,3 0,4 112 0,0 0,0 113 0,9 -1,3 114 2,1 0,8 115 0,5 -0,6 I2 211 212 213 214 215
rozdíl 1-0 dx dy 0,0 0,0 -0,3 -1,3 0,3 -0,3 0,9 0,3 0,5 -0,4
22.-23.10.2007
dz -0,8 1,4 -1,6 0,9 0,6
rozdíl 2-1 dx dy 0,3 -1,2 0,0 0,0 -0,9 -1,5 -1,9 0,7 -0,6 0,7
dz -0,1 -1,7 -0,4 -2,3 -1,0
rozdíl 2-1 dx dy 0,0 0,0 0,0 0,0 -0,6 -1,0 -0,3 -1,0 0,0 0,6 EuroGV
dz -2,6 -4,1 -3,6 -5,1 -1,8
rozdíl 2-0 dx dy 0,0 -0,8 0,0 0,0 0,0 -2,8 0,2 1,5 -0,1 0,1
dz -3,5 -2,7 -5,2 -4,2 -1,2
dz -2,7 -3,0 -5,2 -6,5 -6,7
rozdíl 2-0 dx dy 0,0 0,0 -0,3 -1,3 -0,2 -1,3 0,6 -0,7 0,5 0,2
dz -2,8 -4,8 -5,6 -8,7 -7,7 23
Rozdíly prostorových souřadnic 1-0, 2-1, 2-0 profil II1 a II2 Profil rozdíl 1-0 II1 dx dy 121 -0,4 0,2 122 0,0 0,0 123 1,0 -4,4 124 1,3 0,3 125 1,4 0,7 II2 221 222 223 224 225
rozdíl 1-0 dx dy -0,1 0,7 0,0 0,0 0,2 0,3 1,6 3,2 0,0 0,6
22.-23.10.2007
dz -2,5 0,7 -4,4 1,2 -1,2
rozdíl 2-1 dx dy 3,2 2,7 0,0 0,0 -2,3 -0,7 -2,7 2,3 -1,5 0,0
dz -0,5 -1,2 -0,2 -2,2 -0,1
rozdíl 2-1 dx dy 0,0 0,0 0,4 0,5 -0,4 0,2 -0,4 0,7 -0,3 0,7 EuroGV
dz -1,4 -7,1 -4,8 -10,4 -6,6
rozdíl 2-0 dx dy 2,8 2,8 0,0 0,0 -1,3 -5,1 -1,4 2,6 0,0 0,6
dz -3,9 -6,4 -9,2 -9,2 -7,8
dz -6,3 -4,7 -4,8 -7,0 -8,7
rozdíl 2-0 dx dy -0,1 0,7 0,4 0,5 -0,2 0,4 1,2 3,9 -0,2 1,2
dz -6,8 -5,9 -5,0 -9,2 -8,8 24
Rozdíly prostorových souřadnic 1-0, 2-1, 2-0 profil III1 a III2 Profil rozdíl 1-0 III1 dx dy 131 -0,3 0,3 132 0,0 0,0 133 0,8 -3,1 134 135 1,1 -1,7 III2 231 232 233 234 235 22.-23.10.2007
rozdíl 1-0 dx dy 0,0 0,7 0,0 0,0 0,2 -0,3 1,1 2,1 -0,2 1,3
dz -1,9 0,7 -3,2 -0,1 dz -0,5 -1,1 0,5 -1,6 0,0
rozdíl 2-1 dx dy 1,3 0,7 0,0 0,0 -0,8 -3,2 -0,1
-1,3
rozdíl 2-1 dx dy 0,0 0,3 0,1 0,3 0,1 0,0 -0,3 3,8 -0,3 0,9 EuroGV
rozdíl 2-0 dz dx dy -1,5 0,9 1,0 -3,7 0,0 0,0 -4,0 0,0 -6,3
dz -3,3 -3,0 -7,3
-3,7
-3,0
-3,8
rozdíl 2-0 dx dy 0,0 1,0 0,1 0,3 0,2 -0,4 0,8 5,9 -0,6 2,2
dz -4,3 -2,1 -4,3 -5,6 -1,7
dz -3,8 -1,0 -4,8 -4,1 -1,6
1,0
25
Závěr:
Zjištěné odchylky korespondují s výsledky z přesné nivelace a z měření konvergenčních délek,
Navržená technologie s využitím vícesnímkové průsekové fotogrammetrie je vhodná pro měření 3D prostorových deformací,
22.-23.10.2007
EuroGV
26
