1.Fotogrammetrie - úvod

Fotogrammetrie a DPZ1

Proč?? Co ?? Jak??Proč?? Co ?? Jak??

1. Fotogrammetrie - úvod

snímek mapa


FotogrammetrieFotogrammetrie

1.1 Fotogrammetrie - vědní obor

InformaceInformace bezdotykovýmbezdotykovým měřením ve velmi krátké době (pořízení obraz. záznamu).

Vztah - fotogrammetrie a dálkový průzkum ZeměVztah - fotogrammetrie a dálkový průzkum Země

FTGFTG geometrickágeometrická přesnost kvantitakvantita

DPZDPZ radiometrickáradiometrická přesnost kvalitakvalita

vědní obor geodézie a kartografie, který se zabývá zpracováním informacíinformací získaných o objektech měření zz obrazových záznamůobrazových záznamů, nejčastěji z foto-grafických snímků.


Fotogrammetrie a DPZ - prolínáníFotogrammetrie a DPZ - prolínání

digitální data, digitální zpracovatelské systémy ..

Fotogrammetrie - vědní obor

Geoinformatika (GIS)Geoinformatika (GIS)

základní zdroje primárních informací o území:

• geodetické metody geodetické metody přesnost v řádu mm - cmmm - cm

• fotogrammetriefotogrammetrie přesnost v řádu cm - dmcm - dm

• DPZDPZ přesnost v řádu m - kmm - km


Teoretické počátkyTeoretické počátky

- Leonardo da Vinci Leonardo da Vinci (1452-1519)

dírková komora

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

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

1.2 Historie fotogrammetrie

18611861 - průseková fotogrammetrie uplatnění fotogrammetrie při mapování (Francie)


Historie fotogrammetrie

• Základní etapy vývoje - prostředkyprostředky

• Základní etapy vývoje - metodymetody

cca 1860cca 1860 cca 1900cca 1900

průseková stereofotogrammetrie

• Základní etapy vývoje - aplikaceaplikace

pozemní letecká


Fotogrammetrie u násFotogrammetrie u nás

1867 K. Kořistka K. Kořistka - průseková fotogrammetrie (Praha)

1921 stereofotogrammetrickéstereofotogrammetrické měření Trutnova

od 50 let topografické mapování topografické mapování v měřítku 1:25 000

80 léta stagnace FM (mapování velkých měřítek??)

90 léta otevření oboru, nástup komerčních firemkomerčních firem



Z historie fotogrammetrie ……



Základní kriteria dělení fotogrammetrieZákladní kriteria dělení fotogrammetrie

1.3 Dělení fotogrammetrie

a) a) podle polohy stanoviskastanoviska

ODKUD ??ODKUD ??

b) b) podle počtupočtu a konfiguracekonfigurace snímků

KOLIK ??KOLIK ??

c) c) podle technologickéhotechnologického postupu zpracování

JAK ??JAK ??


a) podle polohy stanoviskaa) podle polohy stanoviska

Dělení fotogrammetrie

Pozemní fotogrammetriePozemní fotogrammetrie

nepohyblivé nepohyblivé stanovisko, umístěné na zemina zemi

možno přesně určit polohu přesně určit polohu stanoviska a prostorovou orientaci prostorovou orientaci snímku

++ jednoduššíjednodušší zpracování

- - zakrytézakryté oblasti proměnnáproměnná přesnost (prostorové členění oblasti)


a) podle polohy stanoviskaa) podle polohy stanoviska


Letecká fotogrammetrieLetecká fotogrammetrie

stanovisko je umístěné v letadle nebo jiném pohybujícím se pohybujícím se nosiči

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

- - neznáme přesně neznáme přesně prostorovou polohu snímků v okamžiku expozice složitějšísložitější zpracování


b) podle počtu a konfigurace snímkůb) podle počtu a konfigurace snímků



b) podle počtu a konfigurace snímkůb) podle počtu a konfigurace snímků


Vícesnímková fotogrammetrieVícesnímková fotogrammetrie

zpracování dvou a více dvou a více snímků

měříme 2D měříme 2D souřadnice určíme 3D určíme 3D souřadnice

předmět měření je zobrazen na všech snímcích

Rozeznáváme

- Stereofotogrammetrii- Stereofotogrammetrii

- Průsekovou fotogrammetrii- Průsekovou fotogrammetrii






c) podle technologického postupu zpracováníc) podle technologického postupu zpracování


Metody analogovéMetody analogové

mechanickámechanická či optickáoptická rekonstrukce stavu při snímkování

přesné jednoúčelové analogové strojeanalogové stroje

dnes zastaralézastaralé - použití dobíhá




analytické vyhodnocovací strojeanalytické vyhodnocovací stroje spojení obou předchozích kroků

- práce s originálními snímkyoriginálními snímky

- práce s prostorovým modelemprostorovým modelem

Metody analytickéMetody analytické

měřeníměření snímkových souřadnic přesné mechanické přístrojepřístroje (komparátory)

zpracovánízpracování - exaktní matem. vztahy počítačpočítač




Metody digitálníMetody digitální

práce s digitálním obrazemdigitálním obrazem

snímkové souřadnice se měří na obrazovcena obrazovce

stereometoda vyžaduje speciální hardwarové speciální hardwarové doplňky (např. speciální brýle)

digitální fotogrammetrickédigitální fotogrammetrické stanice stanice (DPW)(DPW)


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

1.4 Oblasti využití fotogrammetrie

Vojenské topografické mapyVojenské topografické mapy (Armáda ČR)

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

StavebnictvíStavebnictví (projekční a stavební firmy ..)

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

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


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

Oblasti využití fotogrammetrie

Ostatní oblastiOstatní oblasti

- územní plánování - 3D modely zástavby, DMT

- vodní hospodářství - povodně

- inventarizace - doly, lomy, skládky

- strojírenství - kontrola přesnosti, testování

- medicína…...


??? Proč fotogrammetrii ?????? Proč fotogrammetrii ???

výhody:výhody:

Oblasti využití fotogrammetrie

- minimalizace práce v terénu- minimalizace práce v terénu

- celková úspora úspora časučasu (např. u topograf. mapování až 1/2)

- úspora úspora nákladůnákladů (např. u topografického mapování až 1/3)

- dokumentačnídokumentační hodnota hodnota snímků (časová řada letec. sn.)

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


VstupVstup fotografický snímeksnímek

středový průmět středový průmět zobrazeného předmětu

1.5 Vstupní a výstupní data

VýstupVýstup mapamapa, , plánplán

pravoúhlý průmět pravoúhlý průmět zobrazeného předmětu

ProcesProces zpracování snímkůzpracování snímků

převodpřevod středového na pravoúhlý průmět


Příklad – terén terén snímek snímek mapa mapa

Vstupní a výstupní data


Vstupní dataVstupní data

snímeksnímek - základní nositel informací

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


Zpracování snímku (-ů)Zpracování snímku (-ů)

měřeníměření snímkových souřadnic bodů

matematické výpočtyvýpočty


Výstupní

data



Analogová data Analogová data (převážně 2D)

- grafické výstupy, tisky


Digitální data - Digitální data - rastrovárastrová (2D)

- fotoplánfotoplán, fotomapa, digitální ortofotoortofoto

Digitální data - Digitální data - vektorovávektorová- souřadnice bodů souřadnice bodů (např. DDigitální MModel TTerénu)

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

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


Příklady - rastr, vektor (2D, 3Drastr, vektor (2D, 3D)



SnímekSnímekzáklad veškerého zpracování ve FM,

ideální snímekideální snímek = středový průmět objektu

1.6 Základní pojmy

Snímkové souřadniceSnímkové souřadnicerovinnérovinné souřadnice měřené na snímku (viz vstupy)

Středové (centrální) promítáníStředové (centrální) promítánípromítánípromítání na průmětnu z bodu ležícího mimo ni

tj. ze středu promítánístředu promítání

perspektivaperspektiva bodu – obraz bodu obraz bodu ve středovém promítání


Prvky vnitřní orientacePrvky vnitřní orientacedefinují prostorovou polohu středustředu promítánípromítání vzhledem ke snímkusnímku. Vztahují se k fotograf. komořek fotograf. komoře.

Základní pojmy

Prvky vnější orientacePrvky vnější orientacedefinují prostorovou polohu snímkusnímku v rámci systému geodetických souřadnic. Vztahují se ke snímkuke snímku.

Fotogrammetrické zpracováníFotogrammetrické zpracování

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


Základní pojmy

pozemní FM pozemní FM

letecká FM letecká FM


Fotogrammetrie - základyFotogrammetrie - základy

?? co je potřeba znát ???? co je potřeba znát ??

2. Základy

• obraz - optické základyoptické základy JAK

• obraz - klasický a digitálníklasický a digitální JAKÝ

• fotografické komory, snímkyfotografické komory, snímky ČÍM

• matematikamatematika x = 2n + ..


Fotografický obrazFotografický obraz

vznik ? vznik ? zobrazení optickým členem optickým členem fot. komory

2.1 Obraz - optické základy

Fotografická komoraFotografická komora= fotoaparát, fotografická kamera videokamera

Optický členOptický člen = objektiv

ObjektivObjektiv - ideální v. reálnýideální v. reálný

I I idealizovaná tenká čočkaidealizovaná tenká čočka

RR množství jednotlivých čočekmnožství jednotlivých čoček (spojky, rozptylky) optické vady optické vady zobrazení


2.1.1 Základní pojmy

Ideální objektiv Ideální objektiv ideální zobrazeníideální zobrazení


Základní pojmy

střed promítánístřed promítání OO

hlavní snímkový bod hlavní snímkový bod H´H´

konstanta komory konstanta komory f f (vzdálenost OH´)

prostor předmětový, obrazovýprostor předmětový, obrazový

obrazová rovinaobrazová rovina

Ideální zobrazení - vztahyIdeální zobrazení - vztahy

= = ´ r´= f . tg ´ r´= f . tg měřítko zobrazeníměřítko zobrazení

1 : m1 : mss= r´/ r= r´/ r


Reálný objektiv Reálný objektiv - zobrazenízobrazení

2.1.2 Objektiv - zobrazení a zkreslení


osa záběruosa záběru - paprsek prochází středem vstupní středem vstupní pupilypupily a je kolmýkolmý na obrazovou rovinu

clonaclona - redukuje množství paprsků redukuje množství paprsků vytvářejících obraz

vstupní pupilavstupní pupila - obraz clony obraz clony v prostoru předmětovém

výstupní pupilavýstupní pupila - obraz clony obraz clony v prostoru obrazovém

konstanta komorykonstanta komory f f - vzdálenost O´H´ .. O´ střed výst. pup.

Objektiv - zobrazení a zkreslení

Zobrazení objektivem – vztahyZobrazení objektivem – vztahy

´ r´= f . tg ´ r´= f . tg + + r´ r´

kde …… r´ r´ - vliv distorze - vliv distorze


Používám reálný objektiv Používám reálný objektiv ?? co způsobí ???? co způsobí ??


- porušeníporušení ideálního středového promítání

- kvalita objektivu kvalita objektivu přesnost určení snímk. souř.

Ideální zobrazení v. zobrazení objektivemIdeální zobrazení v. zobrazení objektivem

?? Jak se liší ???? Jak se liší ??

Odchylky jsou způsobeny:Odchylky jsou způsobeny:

optickými vadami .. optickými vadami .. aberaceaberace - viz fyzika sférická vada, koma, astigmatismus …

geometrickými vadami .. geometrickými vadami .. distorzedistorze

vzniknou odchylkyodchylky !!


Distorze (zkreslení) objektivuDistorze (zkreslení) objektivu


Různé typy distorzí - děleníRůzné typy distorzí - dělení

cca 5-10 mm

?? velikost ???? velikost ??

např. radiální distorzeradiální distorze

- souhrn geometrických nepřesností geometrických nepřesností při výrobě

- vliv na přesnost měření .. na přesnost měření .. snímkových souřadnic

- pro přesné práce je nutné jí znátnutné jí znát

buďbuď dodá výrobcevýrobce, nebonebo určím - metody kalibracemetody kalibrace

Fotogrammetrie a DPZzávěr

Shrnutí

,,Úvod do fotogrammetrie“,,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“,,Snímek – základní zdroj informací“

• fotografické komorykomory

• fotografický obrazobraz

• fotografický snímeksnímek

Fotogrammetrie a DPZ

FotogrammetrieFotogrammetrie

přednášející

Ing. Jindřich Hodač, Ph.D.Ing. Jindřich Hodač, Ph.D.

Inženýrství životního prostředí

• kontaktkontakt

B 805B 805 [email protected]@fsv.cvut.cz

• organizace výuky - cvičeníorganizace výuky - cvičení

B 011B 011 Ing. HodačIng. Hodač

• studijní materiály - internet, skriptastudijní materiály - internet, skripta

lfgm.fsv.cvut.cz lfgm.fsv.cvut.cz FTG 1, FTG 2, FTG 1+2FTG 1, FTG 2, FTG 1+2

• zakončení předmětu - zápočet, zkouškazakončení předmětu - zápočet, zkouška

zápočet ze cvičení; test FM; bodyzápočet ze cvičení; test FM; body

Úvod

Fotogrammetrie a DPZúvod

Základní cíle předmětu ??Základní cíle předmětu ??

Obsah předmětuObsah předmětu 1. Fotogrammetrie úvod1. Fotogrammetrie úvod - dělení, využití, produkty ..

2. Základy2. Základy - optické, fotografické, matematické ..

3. Fotogrammetrické metody3. Fotogrammetrické metody - metody, technologie ..

Cíle a obsah předmětu

seznámit Vás se seznámit Vás se základy fotogrammetriezáklady fotogrammetrie se zaměřením se zaměřením

na na výstupyvýstupy a jejich tvorbu. Výstupy se kterými by jste a jejich tvorbu. Výstupy se kterými by jste

se mohli ve své praxi setkat. Podat přehled o se mohli ve své praxi setkat. Podat přehled o

soudobých metodáchsoudobých metodách a možnostech fotogrammetrie. a možnostech fotogrammetrie.


Dálkový průzkum ZeměDálkový průzkum Země

Informační systémyInformační systémy

GeodézieGeodézie

Matematická statistikaMatematická statistika

MatematikaMatematika

FyzikaFyzika

Návaznost



,,Úvod do fotogrammetrie“,,Úvod do fotogrammetrie“

Program přednášky

• Fotogrammetrie - vědní oborFotogrammetrie - vědní obor

• Dělení fotogrammetrieDělení fotogrammetrie

• Základní pojmy, druhy datZákladní pojmy, druhy dat

• Teoretické základy fotogrammetrieTeoretické základy fotogrammetrie

začátek

Date post:	12-Jan-2016
Category:	Documents
Upload:	chars
View:	90 times
Download:	3 times

1.Fotogrammetrie - úvod

Documents