Tworzenie modelu przestrzennego na podstawie stereopary zdjęć

(ćwiczenie 2)

Cyfrowy model powierzchni terenu

Cyfrowym (numerycznym) modelem wysokości (ang. DEM – Digital Elevation Model) nazywa się matematyczną, nieciągłą reprezentację kształtu dowolnej powierzchni.

Jest to obiekt trójwymiarowy, zapisany w postaci zestawu danych o współrzędnych płaskich x, y określających położenie oraz współrzędnej z oznaczającej wysokość

Jeżeli model przedstawia powierzchnię terenu, stosuje się wtedy nazwę cyfrowy model terenu (ang. DTM – Digital Terrain Model). W przypadku, gdy DEM odnosi się do powierzchni położonej powyżej lub poniżej powierzchni terenu (np. korony drzew, budynki) używa się nazwy cyfrowy model powierzchni (ang. DSM - Digital Surface Model)

Rodzaje DEM

regularna siatka punktów (macierz punktów wysokościowych) (ang. RG- Regular Raster Grid)– jest to najczęściej stosowany w GIS model. Zazwyczaj zapisywany jest on w postaci rastra. Każdy punkt (element macierzy) zawiera średnią wartość rzędnej wysokościowej pola podstawowego o rozmiarze zależnym od dobranej rozdzielczości przestrzennej modelu.

model triangulacyjny (nieregularna siatka trójkątów) (ang. TIN – Triangular Irregular Network) – model ten zapisuje się w postaci wektorowej. Powierzchnia terenu dzielona jest na trójkąty, których wierzchołki stanowią punkty wysokościowe.

model poziomicowy – (ang. DGL – Digital Line Graph) (rys. 3c) – przedstawia kształt danej powierzchni przy użyciu izohips (linii łączących punkty o jednakowej wysokości), zapisywanych w postaci obiektów wektorowych o współrzędnych (x, y, z).

Rodzaje DEM

a) Regularna siatka punktów

b) Nieregularna siatka trójkątów (TIN)

c) Model poziomicowy

Produkty uzyskane z DEM

mapa poziomicowa – ukazująca rzeźbę powierzchni terenu przy pomocy izohips (wersja poziomicowa), barwnych powierzchni pomiędzy poszczególnymi poziomicami (mapa hipsometryczna) lub w postaci rysunku cienia;

mapa spadków terenu – pokazująca obszary o określonym nachyleniu, w zależności od wydzielonych przez użytkownika klas spadków

mapa ekspozycji terenu – przedstawiająca orientację terenu w przyjętych przez użytkownika przedziałach azymutów;

mapa widoczności – ukazująca obszar terenu widoczny z dowolnie wybranego punktu;

profile morfologiczne, tj. profile rzeźby terenu o dowolnym przebiegu wyznaczonym przez użytkownika;

blokdiagram, tj. obraz rzeźby terenu dający złudzenie trójwymiarowości. Może być dowolnie obracany, skalowany i oświetlany. Dodatkowo nałożyć można na niego dowolną warstwę rastrową lub wektorową

Mapa spadków terenu

Źródła danych dla DEM

Stereopary zdjęć lotniczych i obrazów satelitarnych

Digitalizacja map topograficznych

Bezpośrednie pomiary terenowe

Skanning laserowy

Schemat uzyskania DEM ze steropary zdjęć lotniczych

Ustalenie orientacji wewnętrznej zdjęcia

Odczytanie położenia punktu głównego (punktu określającego środek zdjęcia)

Wprowadzenie parametrów kamery

Nadanie punktów węzłowych w celu ustalenia obszaru dla którego

wykonany zostanie DEMProcess / raster / photogrammetric modeling / relative orientation

Punkty nadawane są w celu wyznaczenia obszaru dla którego prowadzone będą dalsze prace

Należy nadać kilkanaście punktów, które są jednoznacznie odwzorowane na obu zdjęciach

Punkty należy nadawać tak by rozłożone były równomiernie na obszarze pokrytym przez oba zdjęcia

Przy nadawaniu punktów należy zwrócić uwagę na wartość współczynnika korelacji

tryb dodawania punktów

Dodanie punktu

Współczynnik korelacji

Obszar dla którego wykonany zostanie DEM

Utworzenie pary epipolarnych rastrów

Process / raster / Photogrammetric modeling / Relative orientation / run

Utworzone rastry epipolarne zostaną otworzone automatycznie