Pozemní fotogrammetrie 1

Pozemní fotogrammetrie 1Pozemní fotogrammetrie 1

Úvod do fotogrammetrieÚvod do fotogrammetrie

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

A POTENTIA AD ACTUM - Od možnosti ke skutečnostiA POTENTIA AD ACTUM - Od možnosti ke skutečnosti CZ.1.07/2.3.00/09.0168CZ.1.07/2.3.00/09.0168

Úvod do fotogrammetrieÚvod do fotogrammetrie J. Hodač – PF1J. Hodač – PF1

Program přednáškyProgram přednášky

- Fotogrammetrie - úvod- Fotogrammetrie - úvod

- Snímek- Snímek

- Komora- Komora

- Základní pojmy- Základní pojmy

úvodúvod

Úvod do fotogrammetrieÚvod do fotogrammetrie 33

11 Fotogrammetrie - úvodFotogrammetrie - úvod

Proč?? Co ?? Jak??Proč?? Co ?? Jak??

snímek snímek plánplán

J. Hodač – PF1J. Hodač – PF1


Fotogrammetrie - úvodFotogrammetrie - úvod

FotogrammetrieFotogrammetrie je .. je ..

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

InformaceInformace se získají ..se získají ..bezdotykovým měřením ve velmi krátké době bezdotykovým měřením ve velmi krátké době (pořízení obrazového záznamu).(pořízení obrazového záznamu).

VztahyVztahy - geodézie - geodézie (přesnost (přesnost ++))

- dálkový průzkum Země - dálkový průzkum Země (přesnost (přesnost --))



Dělení fotogrammetrieDělení fotogrammetrie

Základní kriteria dělení:Základní kriteria dělení:

a) podle polohy a) podle polohy stanoviskastanoviska

ODKUD ??ODKUD ??

b) podle b) podle počtupočtu a konfigurace snímků a konfigurace snímků

KOLIK ??KOLIK ??

c) podle c) podle technologickéhotechnologického postupu zpracování postupu zpracování

JAK ??JAK ??




a) podle polohy stanoviskaa) podle polohy stanoviska

- stanovisko - stanovisko

- orientace- orientace

- plocha- plocha

- zákryty- zákryty

- technologie- technologie

- přesnost- přesnost

Letecká FMLetecká FM Pozemní FMPozemní FM




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

fotogrammetriefotogrammetrie

jednosnímkovájednosnímková vícesnímkovávícesnímková

1 snímek; rovina1 snímek; rovina

2D vstup 2D vstup 2D výstup 2D výstup

2 a více snímků s2 a více snímků s překry-překry-tem; prostortem; prostor

2D vstup 2D vstup 3D výstup 3D výstup

• Průseková FMPrůseková FM

• StereofotogrammetrieStereofotogrammetrie




c) podle technologického postupu zpracováníc) podle technologického postupu zpracování

historický vývoj historický vývoj ► ► vstup vstup procesproces výstup výstup

analogováanalogová - - opticko-mechanické řešeníopticko-mechanické řešení

,,papír ,,papír papír“ papír“

analytickáanalytická - - mechanické + digitální řešenímechanické + digitální řešení

,,papír ,,papír soubor“ soubor“

digitálnídigitální - - digitální řešenídigitální řešení

,,soubor ,,soubor soubor“ soubor“



Fotogrammetrický Fotogrammetrický projektprojekt

Příprava + práce v terénuPříprava + práce v terénu



Fotogrammetrický Fotogrammetrický projektprojekt

Zpracování + výstupy + archivaceZpracování + výstupy + archivace



Využití a výhodyVyužití a výhody

VyužitíVyužití- státní správa - státní správa - informační systémy (GIS) ..- informační systémy (GIS) ..

- mapování - mapování - např. Armáda ČR ..- např. Armáda ČR ..

- stavebnictví- stavebnictví - projektování, dokumentace ..- projektování, dokumentace ..

- ostatní- ostatní - - památková péčepamátková péče …… ……

VýhodyVýhody- minimalizace prací v terénu- minimalizace prací v terénu- úspora času a nákladů- úspora času a nákladů- dokumentační hodnota snímků - dokumentační hodnota snímků (časová řada)(časová řada)……..



22 SnímekSnímek

• základzáklad veškerého zpracování veškerého zpracování• kvalitakvalita snímku snímku určuje určuje

kvalitu FM vyhodnoceníkvalitu FM vyhodnocení

Parametry snímkůParametry snímků

- m- měřítkoěřítko zobrazení objektů na snímkuzobrazení objektů na snímku

- typ fotografického materiálu- typ fotografického materiálu citlivé vrstvy – ČB, barevný …citlivé vrstvy – ČB, barevný …

- formát snímku - formát snímku rozměr obrazového pole rozměr obrazového pole



Druhy snímků - děleníDruhy snímků - dělení

• pozemní v. letecképozemní v. letecké aplikace aplikace• měřické v. neměřickéměřické v. neměřické komora komora• analogové v. digitálníanalogové v. digitální technologie technologie



Digitální snímekDigitální snímek

Digitální obrazDigitální obraz (rastr) (rastr)

- obrazová informace převedená do číslicové - obrazová informace převedená do číslicové podoby podoby kódováníkódování

- má charakter - má charakter maticematice o o n n řádcích a řádcích a mm sloupcích sloupcích

PixelPixel - - elementární část obrazuelementární část obrazu

VýhodyVýhody- snadný přenos dat- snadný přenos dat

- dokonalé kopírování- dokonalé kopírování

- automatizace zpracování- automatizace zpracování



Digitalizace obrazuDigitalizace obrazu

Princip:Princip: záření dopadá na povrch senzoru záření dopadá na povrch senzoru elektrickýelektrický náboj náboj .. zpracování .. .. zpracování .. uložení uložení

• PrimárníPrimární digitalizace digitalizace - digitální komora- digitální komora

• SekundárníSekundární digitalizace digitalizace - skenování - skenování >> skener skener

Parametry digitalizaceParametry digitalizace- - rozlišenírozlišení -- udává se v udává se v DPIDPI (body na palec)(body na palec)

- - barevná hloubkabarevná hloubka - - ČB v. barevnýČB v. barevný soubor soubor

- - formát datformát dat - - grafický formát souborugrafický formát souboru např. TIFF, např. TIFF,

GIF, JPEG …GIF, JPEG …



33 Fotografická komoraFotografická komora

slouží k pořízení snímků …slouží k pořízení snímků …fotografická komora = fotoaparát, fotogr. kamerafotografická komora = fotoaparát, fotogr. kamera

zajistízajistí - geometrickou kvalitu zobrazení- geometrickou kvalitu zobrazení

!!!!!! - stálost ,,vnitřní geometrie“- stálost ,,vnitřní geometrie“(- určení ,,vnější geometrie“)(- určení ,,vnější geometrie“)



Druhy komor - děleníDruhy komor - dělení

• podle oblasti určenípodle oblasti určeníkomory leteckékomory letecké komory pozemníkomory pozemní

• podle typu záznamupodle typu záznamukomory analogovékomory analogové komory digitálníkomory digitální

• podle znalosti údajů o komořepodle znalosti údajů o komořekomory měřickékomory měřické komory neměřickékomory neměřické

známznám ,,geometrii“ * ,,geometrii“ * neznámneznám ,,geometrii“ * ,,geometrii“ *

• další kritéria další kritéria – podle počtu komor aj.– podle počtu komor aj.* vnitřní geometrii komory, viz dále* vnitřní geometrii komory, viz dále



Druhy komor - děleníDruhy komor - dělení

• podle obrazového úhlu objektivupodle obrazového úhlu objektivu

- úzkoúhlé- úzkoúhlé

- normální- normální

- širokoúhlé- širokoúhlé

- zvlášť širokoúhlé- zvlášť širokoúhlé



Měřická komoraMěřická komora

Klasická měřická komora v pozemní FMKlasická měřická komora v pozemní FM

- - těleso komorytěleso komory - pořízení snímku - pořízení snímku

- - orientační zařízeníorientační zařízení - - prostorová orientace komoryprostorová orientace komory

řada UMK (NDR)řada UMK (NDR)- 4 typy s různými- 4 typy s různými

objektivyobjektivy

- formát 13x18- formát 13x18

- skleněná deska- skleněná deska(dnes planfilm)(dnes planfilm)



Měřická komoraMěřická komora

Těleso komoryTěleso komory

- objektivobjektiv

- značkový rám- značkový rám

- kazeta na snímek- kazeta na snímek

- matnice (hledáček)- matnice (hledáček)

Orientační zařízeníOrientační zařízení

- jednoduchý dalekohled- jednoduchý dalekohled

- odečítací pomůcky- odečítací pomůcky

(teodolit)(teodolit)



Další typy komorDalší typy komor

Reseau komora Reseau komora = komora s mřížkou= komora s mřížkou

- profesionální- profesionální

- síť křížků v rovině - síť křížků v rovině snímku snímku určení určení ,,vnitřní geometrie“,,vnitřní geometrie“

Neměřická komora Neměřická komora = ,,libovolný“ fotoaparát= ,,libovolný“ fotoaparát

neznám vnitřní geometrii – musím jí neznám vnitřní geometrii – musím jí určiturčit!!!!

Výběr kameryVýběr kamery účelúčel + požadovaná + požadovaná přesnostpřesnost projektu projektu

podmínkypodmínky v místě v místě mé mé možnostimožnosti - vybavení - vybavení



běžnáběžná

komorakomora

profesionální, .. ,amatérskáprofesionální, .. ,amatérskástřední až nižší přesnoststřední až nižší přesnost

formátformát

6x6 ….6x6 ….

cmcm

Reseau komora Reseau komora (např. Rollei)(např. Rollei)

vyšší až střední přesnostvyšší až střední přesnost

formátformát

13x1813x18

cmcm

měřická komora měřická komora (např. UMK)(např. UMK)

nejvyšší přesnostnejvyšší přesnost

Komory + snímkyKomory + snímky

formátformát

23x2323x23

cmcm

letecká měřická komoraletecká měřická komoranejvyšší přesnostnejvyšší přesnost



44 Základy - pojmyZáklady - pojmy

Střed promítání ,,O“Střed promítání ,,O“

Hlavní bod snímku ,,H“ Hlavní bod snímku ,,H“

Konstanta komory ,,f“Konstanta komory ,,f“

Osa záběruOsa záběru

Střed snímku ,,M“Střed snímku ,,M“

Rámová značkaRámová značka

(měřický snímek)(měřický snímek)



Základy - geometrickéZáklady - geometrické

Snímek v. plán (mapa)Snímek v. plán (mapa)

• snímek =snímek = středovýstředový průmět průmět

středové promítánístředové promítání = = promítánípromítání na průmětnu z na průmětnu z bodu ležícího mimo ni (tj. ze bodu ležícího mimo ni (tj. ze středu promítánístředu promítání).).

OO - střed promítání - střed promítání

ff - konstanta komory - konstanta komory

vzor ,,A“ – obraz ,, A´ “vzor ,,A“ – obraz ,, A´ “

perspektivní zkreslení perspektivní zkreslení obrazu!! obrazu!!



Základy - geometrickéZáklady - geometrické

• plán (mapa) = pravoúhlý průmětplán (mapa) = pravoúhlý průmět

- pravoúhlé promítání - pravoúhlé promítání nezkreslujenezkresluje

- nárys či půdorys objektu v měřítku- nárys či půdorys objektu v měřítku

CílemCílem

vstupvstup – středový průmět– středový průmět

procesproces – fotogrammetrie– fotogrammetrie

výstupvýstup – pravoúhlý průmět– pravoúhlý průmět



Základy - optickéZáklady - optické

Fotografický obraz - vznik ?Fotografický obraz - vznik ?

zobrazenízobrazení optickým členem fot. komory optickým členem fot. komory

Optický člen = Optický člen = objektivobjektiv

Ideální objektivIdeální objektiv

- idealizovaná - idealizovaná tenká čočkatenká čočka

-- platí, žeplatí, že

= = ´́



Základy - optickéZáklady - optické

Reálný objektivReálný objektiv - - množství jednotlivých čoček množství jednotlivých čoček

- platí, že- platí, že

≠≠ ´́

- clona- clona

- pupila- pupila

Zobrazení - reálný v. ideální objektivZobrazení - reálný v. ideální objektivodchylkyodchylky od ideálního středového promítání od ideálního středového promítání ► ► ► ► vadyvady objektivu – optické; objektivu – optické; geometrickégeometrické



Základy - matematickéZáklady - matematické

Souřadnicové soustavy ve fotogrammetriiSouřadnicové soustavy ve fotogrammetrii snímkové souřadnicesnímkové souřadnice 2D; x,z (y); 2D; x,z (y); přesnostpřesnost

modelové souřadnicemodelové souřadnice 3D; x,y,z3D; x,y,z

geodetické souřadnicegeodetické souřadnice 3D; X,Y,Z3D; X,Y,Z



Základy - matematickéZáklady - matematické

• TransformaceTransformacevzájemné zobrazení mezi dvěma souřad. systémyvzájemné zobrazení mezi dvěma souřad. systémy

snímeksnímek

transformacetransformace

plánplán

identické bodyidentické body

• Přímý vztah Přímý vztah x´,y´,(f) x´,y´,(f) X, Y, Z X, Y, Zsnímek geodetický systémsnímek geodetický systém

základ moderní digitální fotogrammetriezáklad moderní digitální fotogrammetrie



Prvky vnitřní orientacePrvky vnitřní orientace

= ,,vnitřní geometrie“ = ,,vnitřní geometrie“ komorakomora

znalostznalost podmínka pro zpracování snímkůpodmínka pro zpracování snímků

PVniO - PVniO - definují prostorovou polohu definují prostorovou polohu středustředu promítánípromítání vzhledem ke vzhledem ke snímkusnímku. Jsou to:. Jsou to:

konstanta komory – fkonstanta komory – f

distorze objektivu (distorze objektivu (zkreslení)zkreslení)

… …....

UrčeníUrčení - výrobní závod- výrobní závod

- - kalibracekalibrace



Prvky vnitřní orientacePrvky vnitřní orientace

Distorze objektivu Distorze objektivu ►► geometrická vada geometrická vada- vznik - vznik souhrn geometrických nepřesností souhrn geometrických nepřesností

při výrobě při výrobě (sesazení prvků objektivů)(sesazení prvků objektivů)

- rozhodující vliv na přesnost- rozhodující vliv na přesnost

- pro přesné práce je nutno jí znát- pro přesné práce je nutno jí znát

UrčeníUrčení - viz PVniO- viz PVniO

distorze objektivu distorze objektivu vyjádřená pomocí vyjádřená pomocí izoliniíizolinií



Prvky vnější orientacePrvky vnější orientace

= ,,vnější geometrie“ = ,,vnější geometrie“ snímeksnímek

PVO PVO - udávají polohu a orientaci snímku v - udávají polohu a orientaci snímku v prostoru, vzhledem k danému souř. systému.prostoru, vzhledem k danému souř. systému.

Jsou to:Jsou to:

souřadnice středu promítánísouřadnice středu promítání

úhly rotace osy záběruúhly rotace osy záběru

UrčeníUrčení- v průběhu FM zpracování- v průběhu FM zpracování

- přímým měřením- přímým měřením


Úvod do fotogrammetrieÚvod do fotogrammetrie

ShrnutíShrnutí

FotogrammetrieFotogrammetrie- bezkontaktní dokumentační metoda- bezkontaktní dokumentační metoda

SnímekSnímek- základ veškerého vyhodnocení- základ veškerého vyhodnocení

KomoraKomora- pořízení snímku- pořízení snímku

- vnitřní geometrie- vnitřní geometrie

ZákladyZáklady- optika, geometrie, matematika- optika, geometrie, matematika

závěrzávěrJ. Hodač – PF1J. Hodač – PF1

Documents

Pozemní fotogrammetrie 1