VŠB-TU Ostrava Referát do předmětu GIS Zpracoval: Petr Heinz DIGITÁLNÍ FOTOGRAMMETRIE

VŠB-TU Ostrava Referát do předmětu GIS Zpracoval: Petr Heinz

DIGITÁLNÍ FOTOGRAMMETRIE

Obsah  Úvod do fotogrammetrie  Základy fotogrammetrie  Rozdělení fotogrammetrie

 Letecká fotogrammetrie

Úvod do fotogrammetrie  Fotogrammetrie je měřící metoda, při které

se geometrický tvar části zemského povrchu neurčuje v terénu, ale na jeho obraze (fotografii)  Tyto snímky se vyhodnocují fotografickými

komorami  U pozemní fotogrammetrie – fototeodolit  U letecká fotogrammetrie – letecká fotokomora

Úvod do fotogrammetrie  Úlohou fotogrammetrie je rekonstrukce

tvaru, velikosti a polohy terénu (objektu) z jeho obrazu  Na základě fotografických snímků odvodit jeho rovinný zobrazení, nejčastěji mapu

Úvod do fotogrammetrie  Fotogrammetrie se používá v geodezii a

kartografiim, pro vyhotovení map v měřítku od 1:1 000 do 1: 1 000 000  Další uplatnění  astronomii, meteorologii, polnohospodářství,

lesnictví, geologii, kriminalistice, balistice, archeologii a zdravotnictví

Rozdělení fotogrammetrie podle polohy a) Pozemní b) Letecká c) Kosmická d) Podmořská

Rozdělení fotogrammetrie podle počtu vyhodnocovaných snímků a) Jednosnímková • Slouží k určení jen rovinné souřadnice předmětu

b) Dvousnímková •

Slouží k vyhodnocení prostorové souřadnice objektu

Rozdělení fotogrammetrie podle způsobu zpracování snímků a) Metody analogové 

využívá pro vyhodnocení opticko-mechanických zařízení

b) Metody analytické 

převádí snímkové souřadnice do geodetických pomocí prostorových transformací, které se řeší na počítačích

c) Metody digitální 

využívá jako vstupní informace digitální obraz.

Rozdělení fotogrammetrie podle druhu záznamu výstupních hodnot a) Grafické 

Na kreslící stůl se v reálném čase vykreslují vyhodnocená data

b) Číselné (numerické) 

automatický záznam zájmových souřadnic na paměťové medium – výsledkem je vektorový nebo bitmapový soubor

Letecká fotogrammetrie  Vybavení  Nosič  Snímkovací zařízení

 Nosič  letadlo s co nejvyšším dostupem a relativně nízkou

rychlostí.  Např. CESSNA, IL, DORNIER s rychlostí 110 až 360 km/hod a s dostupem 6000-8000 m

Letecká fotogrammetrie

Letecká fotogrammetrie  Další nosiče  Vrtulník  vzhledem k velkým vibracím využívá pro neměřické účely  Horkovzdušné balóny a vzducholodě  Modely letadel  Pro detailní snímky z malých výšek

Fotografické kamery  Základní rozdělení:  Řadové kamery  jednoobjektivové a víceobjektivové (multispektrální)

 Štěrbinové kamery  Panoramatické kamery  Digitální

Fotografické kamery  Ohnisková vzdálenost objektivů  Čím je větší ohnisková vzdálenost tím je větší

měřítko snímku a tím je preciznější zobrazení terénu.

 Běžné hodnoty ohniskové vzdálenosti  115 až 210 mm

 Komory s extrémní ohniskovou vzdáleností  od 30 mm do 3 m

Fotografické kamery  Čím je f kratší, tím větší je obrazový úhel a

tím větší území se na snímku zobrazí  Dělení:  Normální

 Širokoúhlé  Rybí oka

– do 70° – 70° - 110° – nad 180°

Základní způsoby navigace při leteckém snímkování  Palubní způsob navigace  Radiolokační způsoby navigace

 Družicová navigace

Palubní způsob navigace  vizuální navigace z paluby letadla

Radiolokační způsob navigace

 Tzv. pozemní  Například  SHORAN, HIRAN  LORAN, RATAN  řízení rovnoběžných letových drah. Dvě pozemní vysílací stanice a přijímač v letadle spojené počítačem, který určuje vzdálenost letadla od stanic v okamžiku expozice.

Družicová navigace  GPS, GLONASS – kinematické určování

polohy.  Příklad komor - Wild RC 20, Wild RC 30, Zeiss RMK TOP, LMK 2000

Snímkový let  Řadové snímkování  Letadlo přelétává nad vymezeným územím podél

   

středových linií vzájemně rovnoběžných pásů řad. Udržuje stabilní výšku letu nad terénem, směr a rychlost. Kamera exponuje v pravidelných intervalech Pořizují se zpravidla svislé letecké snímky s podélným a příčným překryvem. Překryv se vyjadřuje v procentech plochy společně zobrazené na sousedních snímcích.

Snímkový let  Podélný překryv  překryv dvou následujících snímků v jedné řadě  Pohybuje se kolem 60%

 Příčný překryv  25-30%

 zabezpečuje, aby při odchýlení dráhy letadla

nevznikla mezi sousedními řadami mezera

Snímkový let

Základní etapy leteckého fotogrammetrického snímkování  Příprava projektu  Geodetické práce v terénu  Přesnost určení souřadnic vlícovacích a

    

podrobných bodů Letecké měřické snímkování Zpracování plánu letu Plánování letu Provedení leteckého snímkování Kontrola výsledků leteckého snímkování

Projekt snímkového letu  Vychází z rozboru požadavků zadavatele  Řeší se tyto úlohy:  rozsah geodetických prací v terénu před vlastním snímkováním  měřítko leteckého snímkování  parametry skenovaných snímků – především rozlišení

 metodika analytické aerotriangulace  způsob mapování polohopisu  způsob mapování výškopisu  postup překreslení snímků a tvorby ortofoto

 rozsah následných geodetických eventuelně dalších souvisejících

prací

Geodetické práce v terénu  Identifikace, signalizace a zaměření souřadnic

vlícovacích a kontrolních bodů  Počet bodů a jejich rozložení je určeno

požadovanou přesností fotogrammetrických výstupů

Přesnost určení souřadnic vlícovacích a podrobných bodů Střední chyby vlícovacích bodů (m) v poloze a ve výšce Měřítko mapy

Vlícovácí body

Podrobné body

Mxy

Mz

Mxy

Mz

1 : 1000

0,06

0,05

0,14

0,15

1 : 2000

0,12

0,10

0,26

0,20

1 : 5000

0,26

0,20

0,50

0,40

Letecké měřické snímkování  Volba měřítka snímků je provedena předem

na základě požadavků zadavatele.  Vychází se z požadované přesnosti a z měřítka mapování  Vhodná měřítka snímků pro mapování: Mapa

Rozměr listu

Měřítko snímku

Snímků / mapu

Řad / mapu

1 : 1000

625 x 500 m

1 : 3 400

3

1

1 : 2000

1259 x 1000 m

1 : 6 800

3

1

1 : 5000

2500 x 2000 m

1 : 13 500

3

1

Zpracování plánu letu  Parametry určené z tabulek:  Vzdálenost mezi expozicemi snímků  Odstup snímkových řad

 Zakreslení  hranic snímkovaného území  plánu snímkování

 Kontrola pokrytí území  Následuje soutisk plánu snímkování s navigační

mapou.

Plánování letu  Základní parametry  požadované měřítko výsledné mapy  způsob vyhotovení a také přesnost dostupných

přístrojů

 Řada dalších parametrů     

Počet snímkových pásů Příčný a podélný překryv Výška letu Počet snímků v páse a celkový počet snímků …

Provedení leteckého snímkování  Předchází předletová příprava  Vyhodnocení předpovědi počasí  Kontrola funkčnosti všech elektronických

zařízení  Dodání letového plánu na řízení letového provozu příslušného letiště  Letoun je vybaven dvěma systémy GPS  Běžná navigace  Vlastní snímkování – impulzy kameře k provedení

expozice

Provedení leteckého snímkování  Navigační počítač kontroluje informace o okamžité rychlosti letadla a o jeho snosu.  Tyto informace jsou posílány kameře, která jich používá ke kompenzaci tzv. smazu.  Smaz vzniká v důsledku pohybu letadla během otevření uzávěrky.  Umožňuje to provádět snímkování i ve vysokých rychlostech a malých výškách

Kontrola výsledků leteckého snímkování  Z měření GPS lze po letu provést přesné

vyhodnocení trajektorie dráhy.  Je provedena kontrola expozičních časů.  V tzv. postprocesingu lze určit souřadnice expozic s přesností lepší než 0,1 m  Po kontrole záznamu letu je provedeno vyvolání filmu

Souřadnicové soustavy ve fotogrammetrii  Dělení dle orientace osy záběru  Svislé  Šikmé  Ploché  Horizontální

Souřadnicové soustavy ve fotogrammetrii

Příklady využití leteckých snímků  pro tvorbu ortofotomap  pro fotogrammetrické mapování

 pro tvorbu digitálního modelu terénu

Ortofotomapa

Fotogrammetrické mapování

Pro tvorbu digitálního modelu terénu

Několik poskytovatelů leteckých snímků v ČR  ARGUS GEO SYSTÉM, s.r.o.  http://www.argusgeo.cz/

 Geodis, s.r.o.  http://www.geodis.cz/www/

 Gespol, s.r.o.  http://www.gespol.cz/

 A další

Použitá literatura  Masarykova univerzita v Brně  Základy fotogrammetrie  Odkaz na stránky předmětu

 Vysoká škola Báňská  Hornicko-geologická fakulta  Odkaz na dokument

 SPŠS v Žilině  Učební text k předmětu Fotogrammetrie a DPZ

Děkuji za pozornost