DIGITÁLNÍ FOTOGRAMMETRIE

VŠB-TU OstravaReferát do předmětu GIS Zpracoval: Petr Heinz

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 – do 70°

Širokoúhlé – 70° - 110°

Rybí oka – 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, ZeissRMK 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

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

Střední chyby vlícovacích bodů (m) v poloze a ve výšce

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