Pozemní fotogrammetrie 1

1. Pozemní fotogrammetrie 1 Úvod do fotogrammetrie Ing. Jindřich Hodač, Ph.D. A POTENTIA AD ACTUM - Od možnosti ke skutečnostiCZ.1.07/2.3.00/09.0168

2. Program přednášky - Fotogrammetrie - úvod - Snímek - Komora - Základní pojmy J. Hodač – PF1 úvod

3. 1 Fotogrammetrie - úvod Proč?? Co ?? Jak?? snímek plán J. Hodač – PF1

4. Fotogrammetrie - úvod Fotogrammetrie je .. .. vědní obor geodézie a kartografie, který se zabývá zpracováním informací získaných o objektech měření z obrazových záznamů, nejčastěji z fotografických snímků. Informacese získají .. bezdotykovým měřením ve velmi krátké době (pořízení obrazového záznamu). Vztahy - geodézie (přesnost +) - dálkový průzkum Země (přesnost -) J. Hodač – PF1

5. Dělení fotogrammetrie Základní kriteria dělení: a) podle polohy stanoviska ODKUD ?? b) podle počtu a konfigurace snímků KOLIK ?? c) podle technologického postupu zpracování JAK ?? J. Hodač – PF1

6. Dělení fotogrammetrie a) podle polohy stanoviska - stanovisko - orientace - plocha - zákryty - technologie - přesnost Letecká FMPozemní FM J. Hodač – PF1

7. Dělení fotogrammetrie b) podle počtu a konfigurace snímků fotogrammetrie jednosnímkovávícesnímková 1 snímek; rovina 2D vstup  2D výstup • 2 a více snímků spřekry- tem; prostor • 2D vstup  3D výstup • Průseková FM • Stereofotogrammetrie J. Hodač – PF1

8. Dělení fotogrammetrie c) podle technologického postupu zpracování historický vývoj ► vstup proces výstup analogová - opticko-mechanické řešení ,,papír  papír“ analytická - mechanické + digitální řešení ,,papír  soubor“ digitální - digitální řešení ,,soubor  soubor“ J. Hodač – PF1

9. Fotogrammetrický projekt Příprava + práce v terénu J. Hodač – PF1

10. Fotogrammetrický projekt Zpracování + výstupy + archivace J. Hodač – PF1

11. Využití a výhody Využití - státní správa - informační systémy (GIS) .. - mapování - např. Armáda ČR .. - stavebnictví - projektování, dokumentace .. - ostatní - památková péče …… Výhody - minimalizace prací v terénu - úspora času a nákladů - dokumentační hodnota snímků (časová řada) …. J. Hodač – PF1

12. 2 Snímek • základ veškerého zpracování • kvalita snímku  určuje  kvalitu FM vyhodnocení Parametry snímků - měřítko  zobrazení objektů na snímku - typ fotografického materiálu  citlivé vrstvy – ČB, barevný … - formát snímku  rozměr obrazového pole J. Hodač – PF1

13. Druhy snímků - dělení • pozemní v. letecké  aplikace • měřické v. neměřické  komora • analogové v. digitální  technologie J. Hodač – PF1

14. Digitální snímek Digitální obraz (rastr) - obrazová informace převedená do číslicové podoby  kódování - má charakter matice o n řádcích a m sloupcích Pixel - elementární část obrazu Výhody - snadný přenos dat - dokonalé kopírování - automatizace zpracování J. Hodač – PF1

15. Digitalizace obrazu Princip:záření dopadá na povrch senzoru  elektrický náboj  .. zpracování ..  uložení • Primární digitalizace- digitální komora • Sekundární digitalizace- skenování > skener Parametry digitalizace - rozlišení-udává se v DPI(body na palec) - barevná hloubka- ČB v. barevný soubor - formát dat- grafický formát souboru např. TIFF, GIF, JPEG … J. Hodač – PF1

16. 3 Fotografická komora slouží k pořízení snímků … fotografická komora = fotoaparát, fotogr. kamera zajistí- geometrickou kvalitu zobrazení !!! - stálost ,,vnitřní geometrie“ (- určení ,,vnější geometrie“) J. Hodač – PF1

17. Druhy komor - dělení • podle oblasti určení komory letecké komory pozemní • podle typu záznamu komory analogové komory digitální • podle znalosti údajů o komoře komory měřické komory neměřické znám ,,geometrii“ * neznám ,,geometrii“ * • další kritéria – podle počtu komor aj. * vnitřní geometrii komory, viz dále J. Hodač – PF1

18. Druhy komor - dělení • podle obrazového úhlu objektivu - úzkoúhlé - normální - širokoúhlé - zvlášť širokoúhlé J. Hodač – PF1

19. Měřická komora Klasická měřická komora v pozemní FM - těleso komory - pořízení snímku - orientační zařízení - prostorová orientace komory řada UMK (NDR) - 4 typy s různými objektivy - formát 13x18 - skleněná deska (dnes planfilm) J. Hodač – PF1

20. Měřická komora Těleso komory - objektiv - značkový rám - kazeta na snímek - matnice (hledáček) Orientační zařízení - jednoduchý dalekohled - odečítací pomůcky (teodolit) J. Hodač – PF1

21. Další typy komor Reseau komora = komora s mřížkou - profesionální - síť křížků v rovině snímku  určení ,,vnitřní geometrie“ Neměřická komora = ,,libovolný“ fotoaparát neznám vnitřní geometrii – musím jí určit!! Výběr kamery účel + požadovaná přesnost projektu podmínky v místě mé možnosti - vybavení J. Hodač – PF1

22. Komory + snímky formát 13x18 cm měřická komora (např. UMK) nejvyšší přesnost formát 23x23 cm letecká měřická komora nejvyšší přesnost běžná komora profesionální, .. ,amatérská střední až nižší přesnost formát 6x6 …. cm Reseau komora (např. Rollei) vyšší až střední přesnost J. Hodač – PF1

23. 4 Základy - pojmy Střed promítání ,,O“ Hlavní bod snímku ,,H“ Konstanta komory ,,f“ Osa záběru Střed snímku ,,M“ Rámová značka (měřický snímek) J. Hodač – PF1

24. Základy - geometrické Snímek v. plán (mapa) • snímek =středový průmět středové promítání = promítání na průmětnu z bodu ležícího mimo ni (tj. ze středu promítání). O - střed promítání f - konstanta komory vzor ,,A“ – obraz ,, A´ “ perspektivní zkreslení obrazu!! J. Hodač – PF1

25. Základy - geometrické • plán (mapa) = pravoúhlý průmět - pravoúhlé promítání nezkresluje - nárys či půdorys objektu v měřítku Cílem vstup – středový průmět proces – fotogrammetrie výstup – pravoúhlý průmět J. Hodač – PF1

26. Základy - optické Fotografický obraz - vznik ?  zobrazení optickým členem fot. komory Optický člen = objektiv Ideální objektiv - idealizovaná tenká čočka -platí, že  = ´ J. Hodač – PF1

27. Základy - optické Reálný objektiv - množství jednotlivých čoček - platí, že  ≠ ´ - clona - pupila Zobrazení - reálný v. ideální objektiv odchylky od ideálního středového promítání ► ► vady objektivu – optické; geometrické J. Hodač – PF1

28. Základy - matematické Souřadnicové soustavy ve fotogrammetrii snímkové souřadnice 2D; x,z (y); přesnost modelové souřadnice 3D; x,y,z geodetické souřadnice 3D; X,Y,Z J. Hodač – PF1

29. Základy - matematické • Transformace vzájemné zobrazení mezi dvěma souřad. systémy snímek  transformace plán identické body • Přímý vztah x´,y´,(f)  X, Y, Z snímek geodetický systém základ moderní digitální fotogrammetrie J. Hodač – PF1

30. Prvky vnitřní orientace = ,,vnitřní geometrie“ komora znalostpodmínka pro zpracování snímků PVniO - definují prostorovou polohu středupromítání vzhledem ke snímku. Jsou to:  konstanta komory – f  distorze objektivu (zkreslení)  ….. Určení - výrobní závod - kalibrace J. Hodač – PF1

31. Prvky vnitřní orientace Distorze objektivu ► geometrická vada - vznik  souhrn geometrických nepřesností při výrobě (sesazení prvků objektivů) - rozhodující vliv na přesnost - pro přesné práce je nutno jí znát Určení - viz PVniO distorze objektivu vyjádřená pomocí izolinií J. Hodač – PF1

32. Prvky vnější orientace = ,,vnější geometrie“ snímek PVO - udávají polohu a orientaci snímku v prostoru, vzhledem k danému souř. systému. Jsou to:  souřadnice středu promítání  úhly rotace osy záběru Určení - v průběhu FM zpracování - přímým měřením J. Hodač – PF1

33. Shrnutí Fotogrammetrie - bezkontaktní dokumentační metoda Snímek - základ veškerého vyhodnocení Komora - pořízení snímku - vnitřní geometrie Základy - optika, geometrie, matematika J. Hodač – PF1 závěr