1.Fotogrammetrie - úvod

Fotogrammetrie a DPZ1

Proč?? Co ?? Jak??

1. Fotogrammetrie - úvod

snímek mapa


Fotogrammetrie

1.1 Fotogrammetrie - vědní obor

Informace bezdotykovým měřením ve velmi krátké době (pořízení obraz. záznamu).

Vztah fotogrammetrie a DPZ

Fotogramm. geometrická přesnost kvantita

DPZ radiometrická přesnost kvalita

vědní obor geodézie a kartografie, který se zabývá zpracováním informací získaných o objektech měření z obrazových záznamů, nejčastěji z fotografických snímků.


Fotogrammetrie a DPZ - prolínání

digitální data, digitální zpracovatelské systémy

Fotogrammetrie - vědní obor

Geoinformatika (GIS)

základní zdroje primárních informací o území:

• geodetické metody přesnost v řádu mm - cm

• fotogrammetrie přesnost v řádu cm - dm

• DPZ přesnost v řádu m - km


Teoretické počátky

- Leonardo da Vinci (1452-1519)

dírková komora

- J. A. Niepce a J. L. Daguerre (1839)vynález fotografie

- J. M. Petzval (1841)konstrukce moderního objektivu

1.2 Historie fotogrammetrie

1861 - průseková fotogrammetrie uplatnění fotogrammetrie při mapování (Francie)


Historie fotogrammetrie

• Základní etapy vývoje - prostředky

• Základní etapy vývoje - metody

cca 1860 cca 1900

průseková stereofotogrammetrie

• Základní etapy vývoje - aplikace

pozemní letecká


Fotogrammetrie u nás

1867 K. Kořistka - průseková fotogrammetrie (Praha)

1921 stereofotogrammetrické měření Trutnova

od 50 let topografické mapování v měřítku 1:25 000

80 léta stagnace FM (mapování velkých měřítek??)

90 léta otevření oboru, nástup komerčních firem



Z historie fotogrammetrie ……



Základní kriteria dělení fotogrammetrie

1.3 Dělení fotogrammetrie

a) podle polohy stanoviska

ODKUD ??

b) podle počtu a konfigurace snímků

KOLIK ??

c) podle technologického postupu zpracování

JAK ??



Dělení fotogrammetrie

Pozemní fotogrammetrie (terestrická, blízká)

nepohyblivé stanovisko, umístěné na Zemi

možno přesně určit polohu stanoviska a prostorovou orientaci snímku

+ jednodušší zpracování

- zakryté oblasti proměnná přesnost (prostorové členění oblasti)




Letecká fotogrammetrie

stanovisko je umístěné v letadle nebo jiném pohybujícím se nosiči

+ velká plocha zobrazená na snímku, konzistentní přesnost (výška letu konstantní)

- neznáme přesně prostorovou polohu snímků v okamžiku expozice složitější zpracování




Jednosnímková fotogrammetrie

zpracování samostatných snímků

měříme 2D souřadnice určíme 2D souřadnice

předmět měření je rovinný nebo rovině blízký




Vícesnímková fotogrammetrie

zpracování dvou a více překrývajících se snímků

měříme 2D souřadnice určíme 3D souřadnice

předmět měření je zobrazen na všech snímcích

Rozeznáváme

- Stereofotogrammetrii

- Průsekovou fotogrammetrii


Stereofotogrammetrie• práce se dvěma snímky (stereodvojice, stereopár)

• osy záběru snímků jsou přibližně rovnoběžné

• využití umělého stereovjemu

• přesná metoda hojně využívaná


Průseková fotogrammetrie• práce se dvěma a více snímky

• osy záběru snímků jsou konvergentní

• metoda dnes opět častěji využívaná




Metody analogové

mechanická či optická rekonstrukce stavu při snímkování

přesné jednoúčelové analogové stroje

dnes zastaralé - použití dobíhá




analytické vyhodnocovací stroje - spojení obou předchozích kroků

- práce s originálními snímky

- práce s prostorovým modelem

Metody analytické

měření snímkových souřadnic přesné komparátory

zpracování - exaktní matem. vztahy počítač




Metody digitální

práce s digitálním obrazem

snímkové souřadnice se měří na obrazovce

stereometoda vyžaduje speciální hardwarové doplňky (např. speciální brýle)

digitální fotogrammetrické stanice (DPW)


Státní mapová díla (resort ČÚZK) - topografické mapy (1:10 000)

1.4 Oblasti využití fotogrammetrie

Vojenské topografické mapy (Armáda ČR)

Informační systémy - GIS (státní správa, správci sítí) - informační vrstvy GIS ..

Stavebnictví (projekční a stavební firmy ..)

- podklady, dokumentace, určení deformací ..Životní prostředí (správy NP a CHKO, ÚHUL ..)

- lesnické mapy, pasporty zeleně- monitoring - kalamity, skládky, znečištění ..


Památková péče (památkáři, architekti ..) - dokumentace, podklady

Oblasti využití fotogrammetrie

Ostatní oblasti

- územní plánování - 3D modely zástavby, DMT

- vodní hospodářství - povodně

- inventarizace - doly, lomy, skládky

- strojírenství - kontrola přesnosti, testování

- medicína…...


??? proč fotogrammetrii ???

výhody:

Oblasti využití fotogrammetrie

- minimalizace práce v terénu

- celková úspora času (např. u topogr. mapování až 1/2)

- úspora nákladů (např. u topogr. mapování až 1/3)

- dokumentační hodnota snímků (časová řada)

- vyšší vypovídací schopnost snímků ve srovnání s mapou (viz fotoplán, digitální ortofoto)


Vstup fotografický snímek

středový průmět zobrazeného předmětu

1.5 Vstupní a výstupní data

Výstup mapa, plán

pravoúhlý průmět zobrazeného předmětu

Proces zpracování snímků

převod středového na pravoúhlý průmět


Příklad – terén snímek mapa

Vstupní a výstupní data


Vstupní data

snímek - základní nositel informací

doplňková data - geodetické souřadnice,prvky vnitřní a vnější orientace ..


Zpracování snímku (-ů)

měření snímkových souřadnic

matematické výpočty


Výstupní

data



Analogová forma (převážně 2D)

- grafické výstupy, tisky


Rastrová data (2D)

- fotoplán, fotomapa, digitální ortofoto

Vektorová data- souřadnice bodů (např. DMT)

- 2D výkresy (polohopis, vodní toky, zeleň ..)

- 3D modely (objektů, měst, terénu ..)


Příklady - rastr, vektor (2D, 3D)



Snímekzáklad veškerého zpracování ve FM,

ideální snímek = středový průmět objektu.

1.6 Základní pojmy

Snímkové souřadnicerovinné souřadnice měřené na snímku (viz vstup)

Středové (centrální) promítánípromítání na průmětnu z bodu ležícího mimo ni,

střed promítání,

perspektiva bodu – obraz bodu ve středovém promít.


Prvky vnitřní orientacedefinují prostorovou polohu středu promítání vzhledem ke snímku. Vztahují se k fotograf. komoře.

Základní pojmy

Prvky vnější orientacedefinují prostorovou polohu snímku v rámci systému geodetických souřadnic.

Fotogrammetrické zpracováníproces od přípravných prací přes pořízení a zpracování snímků, až po tvorbu a kontrolu výstupů.


Základní pojmy

pozemní FM

letecká FM


Fotogrammetrie - základy

?? co je potřeba znát ??

2. Základy

• obraz - optické základy JAK

• obraz - klasický a digitální JAKÝ

• fotografické komory, snímky ČÍM

• matematika x = 2n + ..


Fotografický obrazvznik ? zobrazení optickým členem fot. komory

2.1 Obraz - optické základy

Fotografická komora= fotoaparát, fotografická kamera videokamera

Optický člen = objektiv

Objektiv - ideální v. reálný

I idealizovaná tenká čočka

R množství jednotlivých čoček (spojky, rozptylky) optické vady zobrazení


2.1.1 Základní pojmy

Ideální objektiv ideální zobrazení


Základní pojmy

střed promítání O

hlavní snímkový bod H´

konstanta komory f (vzdálenost OH´)

prostor předmětový, obrazový

obrazová rovina

Ideální zobrazení - vztahy

= ´ r´= f . tg měřítko zobrazení

1 : ms= r´/ r


Reálný objektiv - zobrazení

2.1.2 Objektiv - zobrazení a zkreslení


osa záběru - paprsek prochází středem vstupní pupily a je kolmý na obrazovou rovinu

clona - redukuje množství paprsků vytvářejících obraz

O vstupní pupila - obraz clony v prostoru předmětovém

O´ výstupní pupila - obraz clony v prostoru obrazovém

f konstanta komory - vzdálenost O´H´

Objektiv - zobrazení a zkreslení

Zobrazení objektivem – vztah

r´= f . tg + r´

kde …… r´ - vliv distorze


Používám reálný objektiv ?? co způsobí ??


- porušení ideálního středového promítání

- kvalita obj. přesnost určení snímkových souř.

Ideální zobrazení v. zobrazení objektivem

?? Jak se liší ??

Odchylky jsou způsobeny:

optickými vadami (aberace) - viz fyzika sférická vada, koma, astigmatismus …

geometrickými vadami (distorze)

vzniknou odchylky !!


Distorze (zkreslení) objektivu


Různé typy distorzí - dělení

cca 5-10 m

?? Velikost ??

např. radiální distorze

- souhrn geometrických nepřesností při výrobě

- vliv na přesnost měření (snímkové souř.)

- pro přesné práce je nutné jí znát

buď dodá výrobce, nebo určím - metody kalibrace

Fotogrammetrie a DPZzávěr

Shrnutí

,,Úvod do fotogrammetrie“

- bezdotyková metoda měření

- 150-letá historie

- základní dělení - pozemní, letecká; metody

- variabilita výstupů + široké pole uplatnění

- optické základy - ideální zobrazení

- zobrazení objektivem

Fotogrammetrie a DPZzávěr

Příští přednáška

,,Snímek – základní zdroj informací“

• fotografické komory

• fotografický obraz

• fotografický snímek

Fotogrammetrie a DPZ

Cvičení FD 11

Úlohy

- zadání + návody Inet; teorie přednášky

- Jednosnímková FM - digitální překreslení snímku- Stereofotogrammetrie - orientace stereodvojice

Organizace výuky

- práce ve dvoučlenných skupinách- dvě bloková cvičení (blok = 3 vyučovací hodiny)- 2 podskupiny s vlastním programem max. 10 lidí- laboratoře fotogrammetrie místnosti B 010 - 012- zápočet - viz Inet hodnocení (body)

závěr

Fotogrammetrie a DPZ

Fotogrammetrie

přednášející

Jindřich Hodač Ph.D.

Inženýrství životního prostředí

Fotogrammetrie a DPZúvod

• kontakt

B 805 [email protected]

• organizace výuky - cvičení

B 010 - 012 Ing. Pazdera, Ing. Záleská

• studijní materiály - internet, skripta

lfgm.fsv.cvut.cz FM 10, FM 20, FM 10+20

• zakončení předmětu - zápočet, zkouška

zápočet ze cvičení; test FM; body

Úvod


Základní cíle předmětu ??

Obsah předmětu 1. Fotogrammetrie úvod - dělení, využití, produkty ..

2. Základy - optické, fotografické, matematické ..

3. Fotogrammetrické metody - metody, technologie ..

Cíle a obsah předmětu

seznámit Vás se základy fotogrammetrie se zaměřením

na výstupy a jejich tvorbu. Výstupy se kterými by jste

se mohli ve své praxi setkat. Podat přehled o

soudobých metodách a možnostech fotogrammetrie.


Dálkový průzkum Země

Informační systémy

Geodézie

Matematická statistika

Matematika

Fyzika

Návaznost


,,Úvod do fotogrammetrie“

Program přednášky

• Fotogrammetrie - vědní obor

• Dělení fotogrammetrie

• Základní pojmy, druhy dat

• Teoretické základy fotogrammetrie

začátek

Date post:	26-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	taline
View:	38 times
Download:	5 times

1.Fotogrammetrie - úvod

Documents