Transcript Jednosnímková fotogrammetrie

Fotogrammetrická dokumentace architektury
Jednosnímková
fotogrammetrie
Ing. Jindřich Hodač Ph.D.
Letní semestr 2006-07
Program přednášky
- Jednosnímková fotogrammetrie
- Digitální ortofoto
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
úvod
1
Jednosnímková metoda
Základní pojmy
• snímek
obraz bez přesného měřítka a orientace
• překreslený snímek
obraz s přesným měřítkem a orientací
• fotomozaika
spojení několika překreslených snímků (maskování)
• fotoplán
upravená fotomozaika (např. výřez + popis + měřítko … )
(viz zadání semináře 3)
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
2
Princip metody
Vztah dvou rovin
 rovina snímku
 rovina objektu
( rovina fotoplánu)
Dvě základní možnosti – podle osy záběru (OZ)
a)
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
b)
3
Princip metody
Ideální případ
OZ snímku je kolmá na objekt
► objekt je rovinný
PAK - měřítko snímku je konstantní
Ms = 1: ms
měřítkové číslo … ms = y : f
►
(nabývá obecných hodnot např. 1: 68)
Vztah – snímek v. plán
 liší se měřítkem 
 zvětšení
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
4
Princip metody
Reálný případ
► OZ
snímku není kolmá na objekt
 obraz perspektivně zkreslen
 proměnné měřítko na snímku
► objekt není rovinný
 radiální posuny bodů
na snímku (tj. zkreslení)
,,změněná“ geometrie
- projektivní vztah rovin
(skloněný snímek + objekt)
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
5
Matematické základy
Geometrické vyjádření  projektivní vztah
matematické vyjádření projektivního vztahu
 kolineární transformace
K řešení jsou
potřeba
4 identické body
(vlícovací body)
znám jejich souřadnice v obou souřad. soustavách.
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
6
Technologie
Dříve  opticko-mechanické překreslení
Dnes  digitální zpracování obrazu
= speciální SW
...překreslení, digitální překreslení, rektifikace obrazu
p
o
s
t
u
p
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
7
Technologie - terén
• pořízení snímků
 orientace OZ vůči objektu (vodorovnost, kolmost)
 počet snímků, vzájemný překryt (cca 20 - 40 %)
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
8
Technologie - terén
• měřené hodnoty
a) měřítko
b) měřené míry
c) vlícovací body
- volba + počet
- konfigurace
- souřadnice
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
9
Technologie - kancelář
• digitalizace obrazu - skenování
volím – rozlišení; barevnou hloubku; formát dat
Rozlišení
udává se nejčastěji v DPI (body na palec; palec = 2,54 cm)
 vliv na přesnost a velikost rastrových dat
příklady – velikost pixelu, velikost objektu, rozlišení, měřítko ..
Barevná hloubka
výstup  šedotónový v. barevný rastrový soubor
Je barva pro mě důležitá?
Formát dat
volím grafický formát … TIFF, GIF, JPEG, BMP ..
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
10
Technologie - kancelář
• transformace snímků – vhodný SW (např. TopoL)
• úpravy překreslených snímků
maskování + mozaikování + výřez + retuš …
• vektorizace
obsahu
fotoplánu
S
o
u
h
r
n
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
11
Přesnost
Předpoklad
- objekt dokonale rovinný
- realita  objekt prostorově členitý
Důsledek
radiální posuny prostor. bodů
 snížení přesnosti fotoplánu
Řešení
- stanovení očekávané
přesnosti fotoplánu
- výpočet max. hodnot prostorové členitosti
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
12
Přesnost
Vliv prostorového členění - příklad
měřítko fotoplánu
požadovaná přesnost
komora - normální OÚ
snímek 6 x 6 cm
Mf = 1 : mf = 1 : 50
grafická  0,5 mm
f = 80 mm
velikost objektu zobrazeného na snímku
(při ms  125) cca 7,5 x 7,5 m
maximální přípustné prostorové členění (na kraji snímku)
ymax  6,6 cm !!
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
13
Přesnost
Přesnost - závěry
- výhodnější komory s menším obrazovým úhlem
- ojedinělé prostorové prvky  ve středu snímku
- požadavky na rovinnost poměrně vysoké
Další vlivy na přesnost
- počet a rozmístění snímků
- počet a kvalita měřených hodnot (měřítko + oměrky)
- počet, rozmístění a přesnost vlícovacích bodů
- rozlišení digitálních obrazových dat
- fotografická kvalita snímků
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
14
Využití, systémy
Využití ??
rovinné objekty nebo části objektů
• dokumentační práce – např. operativní dokumentace
• interpretační práce – např. podklad pro stavebně
historický průzkum (příklad)
+ rychlost, jednoduchost, malé nároky na vybavení
- nižší přesnost, požadavek rovinnosti
Systémy
TopoL …… GIS + fotogrammetrie (CZ)
Kokeš …… GIS + geodézie (CZ)
….. nadstavby CAD systémů
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
15
2
Digitální ortofoto
Jednosnímková metoda  rovinaté území
Výškově členité území (objekt)  ???
Digitální ortofoto
produkt ….. technologie
- převod středového na ortogonální promítání
- odstranění nežádoucích radiálních posunů  Z
- pojmy - ortofoto, ortofotoplán, ortofotomapa,
(viz překreslený snímek, fotoplán, fotomapa - příklad)
- ortorektifikace = digitální ortofoto
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
16
Digitální ortofoto
• výšková členitost  radiální posuny (,,zkreslení,,)
• odstranění  dodám další údaj  „Z“ souřadnici
 DM - digitální model …. TERÉNU, OBJEKTU (příkl.)
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
17
Digitální ortofoto
Technologie
 vhodná vstupní data
snímky, digitální model, další údaje
digitální model – koupím v. sám si vytvořím
 vhodný software (a hardware)
digitální fotogrammetrická stanice (např. PhoTopoL)
 zaškolený operátor
 poměrně ,,složitý,, postup
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
18
Digitální ortofoto
Přesnost
nejvíce ovlivněna – přesností dig. modelu 
polohové deformace ortofota
Digitální ortofoto
+ a
-
+ přesnost; univerzálnost použití
- požadavky na vstupní data (model!!), složitá
technologie
Využití
- info. sys. – státní správa  period. aktualizace
- památková péče – např. sledování vývoje území
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
19
Digitální ortofoto
Kde ortofoto koupím, dostanu ??
- zpracovatelé
 velké fotogrammetrické firmy
Geodis (Brno), Gefos (Praha), Georeal (Plzeň) …
 další organizace …
- uživatelé - státní správa a organizace
ČÚZK - celá republika - ortofoto 1: 5000
Krajské + městské úřady - GIS
- další zdroje - ostatní organizace, podniky …...
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
20
Dodavatelé
Státní organizace - příklad
Český úřad zeměměřický a katastrální (ČÚZK)
čb ortofoto 1 : 10 000
rozlišení 0,5 m; celá ČR
bar. ortofoto 1 : 5 000
rozlišení 0,5 m; část ČR
uspořádáno po mapových
listech
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
21
Shrnutí
Jednosnímková fotogrammetrie
jednoduchost, rovinaté území ….
Digitální ortofoto
univerzálnost, přesnost, vstupní data ….
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
závěr
Pracovní
Jednosnímková fotogrammetrie
vliv výškového členění - odvození
Jednosnímková fotogrammetrie
J. Hodač - FoDA
závěr