RONÍKOVÝ PROJEKT DATABÁZE PAMÁTEK R (PHOTOPA)

RO NÍKOVÝ PROJEKT – DATABÁZE PAMÁTEK R (PHOTOPA)

1. RO NÍKOVÝ PROJEKT – DATABÁZE PAMÁTEK

R

(PHOTOPA) 1.1. ÚVOD Cílem projektu je vytvo it jednoduchou m ickou fotodokumentaci památkových objekt v R pro archiva ní ú ely a p ípadné budoucí vyhodnocení geometrického tvaru objektu. Taková forma dokumentace je v praxi asto po izována pro vytvá ení plán pro pot eby architekt (návrhy úprav fasády) nebo památká (dokumentace sou asného stavu památky), kdy není požadována p íliš vysoká p esnost. Projekt je zam en na dokumentaci s využitím nem ické komory a prostorové vztahy na objektu (m ítko) jsou definovány vhodn zvolenými om rnými mírami. Vytvo ení kvalitní databáze památek je dlouhodobou záležitostí a sama forma databáze se neustále vyvíjí a zdokonaluje. Kvalita celého díla a tedy jeho použitelnost pro další osoby je otázkou kvality obsahu, který vytvá íte. Pro zajišt ní homogennosti a jakosti dat o jednotlivých objektech je nutné pro všechny projekty používat stejné postupy m ení a fotografování a jednotnou formu zpracování. Tomu je pod ízena metodika cvi ení a je nezbytné ji dodržovat.

1.2. ORGANIZACE PROJEKTU Ro níkový projekt je rozd len na t i etapy. Nespln ní n které z etap v ádném termínu m že vést k hodnocení „nedostate n “ a tudíž neobdržení zápo tu! Zpracovávejte proto jednotlivé etapy s p edstihem s asovou rezervou na odstran ní p ípadných nedostatk .

I.Etapa – registrace objektu Sou ástí této etapy je výb r objektu a po konzultaci s cvi ícím jeho registrace prost ednictvím webu. Termín je stanoven na poslední listopadový pracovní den. Bez konzultace není registrace platná!

II.Etapa – apriorní rozbor Apriorním rozborem je myšlena úvaha o zp sobu zpracování jednoduché m ické fotodokumentace objektu. (jaké metody budou použity, seznam pot ebných pom cek, p ehled a po et snímk , po et a rozmíst ní vlícovacích bod ...) Op t je povinná konzultace, bez níž nelze pokra ovat v dalších zpracování projektu! Termín je stanoven na 20.3.

III. Etapa – realizace projektu V rámci této etapy je objekt nafotografován, jsou zam eny vlícovací prvky a vypln n formulá v aplikaci PhotoPa. Výsledkem jsou data uložená na serveru laborato e fotogrammetrie, po jejichž schválení je p edán cvi ícímu vytišt ný Eviden ní list.. Závazný termín je pátek p ed výukou v terénu. Každý student zpracovává projekt samostatn , pokud ve výjime ných p ípadech vyu ující nerozhodne jinak.

-1-


1.3. VÝB

R VHODNÉHO OBJEKTU

Objekt pro projekt musí spl ovat n kolik základních podmínek: •

byl postaven p ed rokem 1940

•

je zmín n jako historický objekt minimáln ve dvou publikacích

•

ješt není zpracován

Velikost objektu není omezující, není však vhodné poušt t se do p íliš rozsáhlých nebo složitých staveb s mnoha výstupky, p ípadn rotund a jiné okrouhlé stavby. Jako ideální se jeví r zné kapli ky, altány, menší kostelíky a v n kterých p ípadech i mostky. Zde se každý musí rozhodnout podle vlastních schopností, neb projekt zpracovává každý samostatn . P edm tem databáze v sou asné dob nejsou boží muka, pomníky a plastiky. Výb r konkrétního objektu je však ponechán na studentovi samotném. Na za átku zimního semestru je cvi ícími poskytnut jako pom cka p i výb ru seznam preferovaných objekt – nap íklad Seznam nejohrožen jších a nevyužívaných nemovitých památek v eské republice [1]. Vybraný objekt je nutné si co nejd íve zaregistrovat, nebo objekt si m že zaregistrovat pouze jeden student.

1.4. ZÁKLADNÍ PRINCIPY TVORBY FOTODOKUMENTACE Základní principy p i vytvá ení jednoduché m ické dokumentace objekt (nejen památkových) presentoval Peter Waldhäusl v lánku 3x3 Rules [2]. Pravidla pro vytvá ení takovéto dokumentace lze rozd lit do t í skupin po t ech pravidlech: •

geometrická

•

fotografická

•

obsahová

1.4.1. Geometrická pravidla Jedná se o pravidla, jež mají vliv na geometrii objektu.

Geometrické parametry objektu Pro následné vyhodnocení objektu je nutné znát jeho základní geometrické parametry, to znamená znát prostorové vztahy n kolika charakteristických bod na objektu, ze kterých je možné odvodit polohu ostatních bod na objektu. V ideálním p ípad se jedná o vlícovací body, zam ené theodolitem. Ve v tšin p ípad bude posta ovat jednoduché om ení objektu n kolika vhodnými mírami pásmem, z nichž lze spo ítat prostorovou polohu alespo t í jednozna n identifikovatelných bod na každé st n (Obr. 1b). Nevhodné pro om ení pásmem jsou kruhové stavby. Pro složit jší a v tší stavby je nutné provést podrobn jší geodetické zam ení. V p ípad , že na objektu nelze nalézt p irozené jednozna n identifikovatelné body, je pot ebné provést signalizaci ter i. Pro ur ení velikosti ter e platí podmínka, aby se na snímku zobrazil minimáln jako 5x5 pixel veliký bod. Vzdálenost mezi vlícovacími body na objektu musí být minimáln 75% rozm ru objektu ve výšce i v délce.

-2-


Dále je nutné om it celý objekt tak, aby bylo možné sestrojit p dorys. Všechny zm ené míry je zapot ebí pe liv zakreslit do kvalitního ná rtu.

Obr. 1 M ení délek pro vlícování

P edm tem dokumentace je celý objekt. Není-li možné zam it všechny st ny objektu, lze m it jen n které, avšak minimum jsou dv st ny. Pokud nelze m it dv st ny na témže objektu, je nutné zam it více objekt . Výsledkem geodetického zam ení jsou prostorové sou adnice alespo t í bod na každé st n , jejichž vzájemná vzdálenost iní alespo 75% rozm ru objektu. Body nesmí ležet v jedné p ímce.

Geometrická konfigurace fotografií Je nutné po ídit snímky kolem celého objektu a to s p ekrytem alespo 50%. Nesmí se stát, že by mezi snímky vznikla mezera. Vždy je lepší ud lat více snímk než mén . Zásadou je, aby každá ást objektu byla viditelná alespo na t ech r zných fotografiích (pozor u vnit ních roh výklenk ). Snímek je vhodné po ídit s vodorovnou osou záb ru. Z toho plyne nejlepší umíst ní fotoaparátu do polovi ní výšky objektu. Pokud má objekt st echu, je vhodné ji též vyfotografovat, je-li to ovšem realizovatelné. Rovn ž nesmí chyb t diagonální snímky zobrazující dv st ny a kolmé snímky, zobrazující v tší st ny p ehledn na jednom snímku. Pro fotografování stereodvojic je preferován normální p ípad p ed konvergentním. Divergentní p ípad je naprosto nevhodný. Základnový pom r by m l být v rozmezí 1:5-1:10 (platí pro normální objektiv). Vždy pe liv ov it, že se snímky dostate n p ekrývají – pro stereopár platí 6080% p ekryt.

-3-


Obr. 2 P dorysný plán uspo ádání snímk kolem objektu

Jsou-li na objektu význa né detailní prvky jako malby nebo plastiky, je žádoucí po ídit jejich detailní snímky. Vzdálenost fotografování od objektu se ídí rozlišením komory (senzoru u digitální komory nebo skeneru u analogových snímk ), ohniskem objektivu a velikostí objektu. Pro databázi památek je definována velikost pixelu ve skute nosti (= na objektu): -

pro st ny max. 10mm (ideální velikost = 3mm)

-

pro detaily max. 2mm (ideální velikost = 0,5mm)

V p ípad fotografování na negativní film se vychází z p edpokladu, že pro skenování bude použit skener s rozlišením až 4000 DPI.

1.4.2. Fotografická pravidla Vycházejí z pravidel pro po izování snímk , která se snaží eliminovat chyby p i použití nem ické komory.

Nem nnost vnit ní geometrie komory Aby snímky byly použitelné pro m ické ú ely, je nutné alespo áste n simulovat m ickou komoru se stálými prvky vnit ní orientace. Není proto možné použít zoomování – f musí být konstantní po celou dobu fotografování. S tím souvisí i zaost ování, p i kterém se konstanta komory také m ní. Je proto nutné objektiv zafixovat v ur ité poloze. Pokud fotoaparát disponuje manuálním objektivem, je situace jednodušší – sta í zaost it p ed fotografováním a zajistit nastavenou polohu p ed necht ným p eost ením p i manipulaci nap íklad izolepou. U automat je nutné vypnout autofokus a nepoužívat zoom. Jakmile je jednou zaost eno na ur itou vzdálenost je nutné fotografovat vždy z této vzdálenosti od objektu, aby nedocházelo k rozost ení snímku. Rámové zna ky pro naše ú ely budou suplovat rohy obrazu rámu snímku. Nesmí tedy být p i skenování negativ o íznuty. U snímk z digitálních fotoaparát je nem nnost roh již primárn zajišt na.

-4-


Typ kamery a médií St edoformátová komora je samoz ejm lepší než kinofilmová zrcadlovka. U staveb a v tších objekt lze s výhodou použít širokoúhlé objektivy, u menších objekt je naopak výhodn jší použít normálního objektivu (viz. teorie konstrukce objektiv a vlivy distorze). Naprosto nevhodné jsou automaty, u kterých nelze p ejít do manuálního režimu a nelze tak zajistit stálost prvk vnit ní orientace. Snímkování lze provád t na ernobílý materiál (klasický nebo pro vyvolávací proces C41), který pro v tšinu dokumenta ních prací posta uje. Barevný materiál naproti tomu poskytuje výhody p i interpretaci a dokumentuje i barevnou informaci, která je nap íklad u výtvarného díla naprosto prioritní. Je možné použít jak negativních tak i diapozitivních materiál . Pro pot eby tohoto projektu lze použít rovn ž digitální techniku. Optika digitálních fotoaparát sice není v sou asné dob p íliš kvalitní (je na úrovni analogových kompakt ), ale výhodou je, že již primárn vzniká digitální obraz, u kterého se neprojeví chyby vznikající p i skenování. Také prvky vnit ní orientace (mimo f) vykazují velice dobrou stabilitu. Op t zde platí – žádné zoomování a p ejít do manuálního režimu zaost ení.

Stálost a homogennost osv tlení Pro technické fotografování nejsou vhodné slune né dny. Stíny vrhané sluncem jsou p íliš kontrastní. Nejvhodn jší je mírná obla nost, která poskytuje m kké osv tlení bez výrazných stín . V takovém po así není nutné pro expozici uvažovat žádné korekce.

P íslušenství Stativ. Nejlépe vždy. Bez použití stativu se vám nepoda í p i delších asech vyfotografovat ostrý snímek. Rovn ž je vhodné použít drát nou spouš nebo samospouš . Slune ní clona. Pokud k danému objektivu je, pak ji použijte. Není-li k dispozici, objektiv vhodn zasti te tak, aby na p ední o ku nedopadaly paprsky ze zdroje sv tla. Výrazn se tím zlepší kresba. Blesk. P i fotografování v protisv tle je možné pro lepší prokreslení snímk použít blesk. Nastavení správné expozice ale není jednoduché. Filtry. Pro ernobílou fotografii lze s výhodou použít filtr pro zvýrazn ní kresby na objektu. U barevné je použijte jen vyjíme n .

1.4.3. Obsahová pravidla Definují obsah a kvalitu souvisejících dokument , jako jsou:

Ná rty Net eba jist p ipomínat, že co není v ná rtu, jako by neexistovalo. íslo nebo obrázek není nic, pokud nelze zjistit, k emu se vztahuje. Snažte se ud lat p dorys a nárysy každé strany v m ítku. Vyzna te na nich všechny m ené délky, pokrytí jednotlivými snímky, v p dorysu polohu a sm r fotografování. P ipojte vyzna ení severu a informace o objektu ( p. ulice, vlastník, ..). Pro zákres

-5-


použijte barevného odlišení jednotlivých údaj , nezapome te ale p ipojit legendu. Vše zapisujte nejlépe okamžit nebo b hem delšího m ení údaje zapomenete a doma už nic nevymyslíte. Veškeré údaje pište „na isto“. P episováním vznikají snadno chyby.

Protokoly V rámci projektu se eviduje mnoho údaj , které se na záv r vyplní do formulá e aplikace PhotoPa. Proto je vhodné si vše s dostate ným p edstihem zjistit. Mezi takové údaje pat í : •

Objekt, vlastník, adresa.

•

Datum.

•

Kamera, objektiv, ohnisko, clona, as fotografování a nastavená vzdálenost.

•

Kalibra ní protokol, pokud je dostupný.

•

Popis místa, objektu a historie.

•

Bibliografie (kde se o tomto objektu pojednává v literatu e).

•

Zvláštnosti, um lci, stavitelé, atd.

1.5. ZPRACOVÁNÍ Zpracování projektu je rozd leno do t í, na sebe navazujících etap. Nespln ní n které z etap v p edepsaném termínu znemož uje pokra ování v projektu! Od vydání t chto skript mohou vejít v platnost n které zm ny, a proto je d ležité sledovat aktuální informace a pokyny na stránkách laborato e fotogrammetrie.

1.5.1. Výb r objektu a registrace Prvním úkolem studenta je výb r objektu. Na za átku zimního semestru je cvi ícími poskytnut seznam preferovaných objekt (zpravidla objekty ohrožené nebo p ed významnou rekonstrukcí). Nevylu uje se však vyhledání vhodného objektu i mimo tyto seznamy, d ležité je jen, aby spl oval obecné podmínky pro za azení do databáze (viz. kapitola 1.3). Pro konzultace s cvi ícím je vhodné si donést jakoukoli fotografii objektu (p ípadn nadan jší mohou i skicu). Po schválení objektu student pomocí internetu na adrese http://lfgm.fsv.cvut.cz/photopa2003 provede registraci vypln ním pot ebných údaj . Výsledkem je p id lení ID objektu a postoupení do další etapy. V p ípad , že jméno studenta nebo projektu není uvedeno v seznamu, kontaktujte svého cvi ícího.

1.5.2. Apriorní rozbor Po registraci objektu lze p istoupit k druhé etap , p i níž si student sám rozmyslí postup prací v terénu a vyhledá základní informace o objektu. Jedná se p edevším o rozvahu nad použitými pom ckami, metodami a zp sobem zpracování. Každý objekt si vyžaduje trochu odlišný p ístup p i vytvá ení m ické dokumentace. Pro fotografování lze použít jak analogové tak digitální fotoaparáty v závislosti na možnostech studenta i laborato e fotogrammetrie. Pro v tší objekty jsou stále vhodn jší analogové fotoaparáty, nebo výsledné rozlišení snímk je v tší než u odpovídajících digitálních fotoaparát (uvažováno je použití skeneru Nikon s rozlišením 4000DPI).

-6-


Pro zam ení vlícovacích bod je nutné se rozhodnout mezi m ením pásmem, které lze doporu it pro menší objekty, nebo geodetickým zam ením pomocí teodolitu, které se p edpokládá u rozsáhlejších staveb. D ležité je spln ní podmínky, aby délka mezi body inila alespo 75% rozm ru st ny jak ve vodorovném tak i svislém sm ru. V závislosti na velikosti objektu (Z), velikosti požadovaného pixelu ve skute nosti (x), rozm ru polí ka filmu nebo senzoru (z) a konstant objektivu (f) se odvozuje maximální vzdálenost fotografování (Y) od objektu: pro Z < x ⋅ n platí Y =

Z⋅ f , (n je po et pixel v daném sm ru). z

Pokud se nevejde celá st na na jeden snímek, po ídí se ada na sebe navazujících snímk s rovnob žnými osami záb ru a s p ekrytem minimáln 50% (lze použít postup p i po izování snímk pro leteckou aerotriangulaci). D ležité je respektovat požadavek, aby každá ást objektu byla zachycena nejmén na t ech snímcích. K tomu dopomáhají šikmé snímky, které zachycují dv sousední st ny. K povinné konzultaci je tedy pot ebné si p ipravit : •

jaké metody budou použity,

•

seznam pot ebných pom cek,

•

p ehled a po et snímk ,

•

po et a rozmíst ní vlícovacích bod

•

p ehledná fotografie objektu

Po schválení se údaje vypl ují do aplikace „Photopa-sb r dat“.

1.5.3. Aplikace „Photopa-sb r dat“ Aktuální instala ní soubor pro prost edí MS Windows lze stáhnout ze stránek laborato e, autorem programu je Ing. Petr Sou ek. V této aplikaci jsou vypl ovány veškeré údaje týkající se projektu postupn , tak jak vznikají. Uložením je vytvo en xml dokument (s p íponou *.ppf) a adresá s obrazovými daty. Název souboru se ídí ID objektu a je v této form závazný. K uloženým dat m se lze kdykoli vrátit, doplnit je p ípadn pozm nit. Formulá e jsou rozd leny do n kolika záložek: •

Student – informace o studentovi. P idání p ípadného spolu ešitele se provede tla ítkem levém horním rohu.

•

Objekt – podrobné informace o objektu (jméno, ID, sloh, typ, adresa, vlastník, poloha, plánek s polohou objektu (nap . vý ez z mapy). U v tšiny položek se volí hodnota ze seznamu, sou adnice se zadávají bu v S-JTSK nebo WGS84.

•

Rozvaha – text rozvahy, obrazové p ílohy p edpokládaného rozmíst ní stanovisek a p ehledná fotografie.

•

Použitá literatura – alespo

dv publikace, v nichž je objekt zmín n. Každá z t chto

publikací musí mít ISBN, ISSN nebo ISKN.

-7-


•

Popis objektu – Slovní popis objektu v etn

historie se stavebn -architektonickým

zam ením. Sou ástí tohoto formulá e je i abstrakt v cizím jazyce, obsahující název, popis a polohu objektu. •

M ické pom cky – parametry fotoaparátu/ obsahovat n kolik objektiv .

•

Snímky – P ed vypl ováním tohoto formulá e je nutné mít vypln ny již všechny použité fotoaparáty/objektivy, nebo každý snímek je vázán použitým objektivem k p íslušným prvk m vnit ní orientace. Pro snímky jsou podporovány formáty *.bmp, *.tif, *.jpg, *.png a *.gif. P i digitálního fotoaparátu lze údaje o clon a expozi ním ase získat z informací v EXIF formátu .

•

M ení – formulá obsahuje data z m ení (seznam sou adnic vlícovacích bod , om rné

a objektivu/ . Každý fotoaparát m že

míry p dorysu, p dorysný plán, p ehledky snímk a ná rt stanovisek) •

Technická zpráva – pojednává a o skute ném provedení m ení a fotografování

Obr. 3 Aplikace Photopa-sb r dat

V p ípad nejasností využijte help nebo se dotažte p ímo cvi ícího. Po vypln ní všech údaj je zapot ebí data nahrát na ftp-server lfgm.fsv.cvut.cz, ímž mohou být postoupena ke schválení t etí etapy.

-8-


1.5.4. M ení v terénu Pro realizaci projektu lze použít i p ístroje a pom cky laborato e fotogrammetrie, rezervace dostate n p edem je však nutná. Prvotní inností je rozvaha nad rozmíst ním vlícovacích bod . P i fotografování je d ležité neustále kontrolovat, zda vlícovací body nejsou ni ím zakryté (nap . kmenem stromu, sloupem apod.) a tedy zda budou na snímcích viditelné. Vlícovací body, jsou-li zvoleny prvky na objektu, musí být jednozna n identifikovatelné nejen na st n ale p edevším na snímcích. To znamená najít dostate n kontrastní místa na objektu, nejlépe v jeho rozích. Pokud takové body na objektu nejsou, je t eba signalizovat body pomocí malých ter . Nejvhodn jší je umístit dva ter e pomocí olovnice svisle pod sebe a dva p esn vodorovn (Obr. 1a). Tím je zajišt na pravoúhlost a p epo et do sou adnic zna n jednodušší. M ení vodorovných om rných se provádí pro konstrukci p dorysu, om ují se veškeré výstupky v tší než 3cm. asto lze om rné délky využít k výpo tu sou adnic vhodn zvolených vlícovacích bod . Do ná rtu si všechny rohy o íslujte. Do zprávy je zapot ebí vytvo it ty i ná rty – nárys s rozmíst ním snímk na objektu, nárys s vlícovacími body, p dorys se stanovisky a sm ry snímkování a p dorys s om rnými. P i fotografování se zaznamenávají doba expozice, clonové íslo a ohnisko. Prob hne-li snímkování celého objektu v krátkém ase, není zpravidla d vod tyto hodnoty m nit. U digitálních fotoaparát lze použité hodnoty vy íst z informací u snímku v EXIF formátu (lepší prohlíže e je dokáží zobrazit). Stále stejnou vzdálenost od objektu posta uje kontrolovat odkrokováním. U objektu se zjiš ují informace o vlastníku a umíst ní (viz. položky v aplikaci PhotoPa - Obr. 3). Nejlépe lze údaje získat z evidence KN. Polohu lze ur it také nap íklad z mapy nebo pomocí turistického GPS p ijíma e s p esností n kolika metr , vztaženým bodem je vždy t žišt objektu.

1.6. 3D VYHODNOCENÍ OBJEKTU 3D vyhodnocení objektu je sou ástí volitelné výuky fotogrammetrie v letním semestru tvrtého ro níku. Každý student vyhodnocuje vlastní projekt za použití vhodného softwaru ( nap . EOS Photomodeler, RealVIZ ImageModeler, RolleiMetric apod.). Vyhodnocená data se ke stávajícímu projektu p ipojují a tvo í tak IV. etapu projektu Databáze památek.

1.7. PRESENTACE DAT V dob psaní t chto skript je ve spolupráci s Janem Lou kou p ipravována internetová aplikace pro presentaci dat p es Internet na bázi Autodesk MapGuide. Aplikace bude umož ovat prohlížení veškerých dat o objektu (v etn jména ešitele konkrétního projektu).

-9-


Obr. 4 Okno aplikace PhotoPa pro Autodesk MapGuide

1.8. LITERATURA A ODKAZY [1]

Seznam nejohrožen jších a nevyužívaných nemovitých památek v eské republice , Odborné a metodické publikace, svazek 19, Státní ústav památkové pé e (http://www.supp.cz/html/publikace/seznohrpam)

[2]

WALDHÄUSL, P., OGLEBY, C.: 3-by-3- Rules for Simple Photogrammetric Documentation of Architecture. In: J.G.Fryer (Editor): Close Range Techniques and Machine Vision. Proceedings of the Symposium of Commission V of ISPRS in Melbourne, Australia, 1-4 March 1994. IAPRS XXX/5, 1994, 426 (http://www.univie.ac.at/Luftbildarchiv/wgv/3x3.htm)

1.9. STRÁNKY LABORATO

E

http://lfgm.fsv.cvut.cz

- 10 -


Eviden ní list ID objektu:

Vyhotovil:

Datum odevzdaní:

Název objektu: Foto objektu:

Popis objektu:

Kraj:

Okres:

Obec:

V ………..….., dne ……..

Podpis ……………….

- 11 -

RONÍKOVÝ PROJEKT DATABÁZE PAMÁTEK R (PHOTOPA)

Recommend Documents