2. Architektura fotogrametrycznych aplikacji internetowych

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "2. Architektura fotogrametrycznych aplikacji internetowych"

Dominik Urbaniak
8 lat temu
Przeglądów:

1 GEODEZJA l TOM 12 l ZESZYT 2/1 l 2006 Zygmunt Paszotta* IDEA I TECHNOLOGICZNE MO LIWOŒCI FOTOGRAMETRII INTERNETOWEJ 1. Wprowadzenie Fotogrametria jako nauka osi¹gnê³a wysoki poziom technologiczny w wyniku zastosowania zaawansowanych metod przetwarzania obrazów oraz osi¹gniêæ w dziedzinie konstrukcji kamer. Równolegle powsta³y i rozwijane s¹ zaawansowane systemy informatyczne, które wykorzystuj¹c te osi¹gniêcia, realizuj¹ zaprojektowane funkcje i daj¹ produkty komercyjne. Taki rozwój ma jednak swoje ujemne strony. Fotogrametria sta³a siê bowiem dziedzin¹ kosztown¹ i wyspecjalizowan¹, wymagaj¹c¹ du ych nak³adów i przynosz¹c¹ nieregularne zyski. Zawê a siê liczba u ytkowników, coraz trudniej kszta³ciæ i prowadziæ badania naukowe. Jednym z kierunków rozwoju fotogrametrii jest wykorzystanie Internetu. Rozwijane od po³owy lat 90. ubieg³ego wieku technologie internetowe daj¹ siê z powodzeniem wykorzystaæ przy budowie fotogrametrycznych aplikacji. Szczególnie przydatna okaza³a siê technologia klient serwer z wykorzystaniem jêzyka Java, a w szczególnoœci, tanie rozwi¹zania zwi¹zane z wykorzystaniem przegl¹darek internetowych. 2. Architektura fotogrametrycznych aplikacji internetowych Klasyczny ju schemat budowy aplikacji fotogrametrycznej w technologii klient serwer przedstawiony jest na rysunku 1. Opisuje on za pomoc¹ diagramu UML interaktywne korzystanie z ortofotomapy. * Uniwersytet Warmiñsko-Mazurski w Olsztynie, Wydzia³ Geodezji i Gospodarki Przestrzennej, Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji 355

2 356 Z. Paszotta Klient Serwer Jest to aplikacja webowa i dlatego tego typu rozwi¹zania fotogrametryczne nazywane s¹ fotogrametri¹ webow¹ (ang. web photogrammetry). W ten sposób mo na budowaæ aplikacje dla fotogrametrii naziemnej lub lotniczej. W ogólniejszym przypadku program po stronie u ytkownika (klienta) nie musi byæ wykonywany w œrodowisku przegl¹darki i wtedy jest to aplikacja internetowa lub sieciowa, któr¹ mo na te okreœliæ jako aplikacjê rozproszon¹ [6]. Jako aplikacja internetowa zbudowany zosta³ system ARPENTEUR (An Architectural Photowybór fragmentu wyciêcie obrazu z ortofotomapy w formacie BMP wizualizacja zamiana na format JPG Rys. 1. Diagram pobierania ortofotomapy przez Internet U ytkownik korzysta z przegl¹darki internetowej. Oznacza to, e z chwil¹ wybrania strony internetowej serwer przekazuje do przegl¹darki zarówno kod HTML tej strony, jak i programy aplety, które bêd¹ wykonane w œrodowisku przegl¹darki u ytkownika. Czynnoœci po stronie serwera wykonywane s¹ za pomoc¹ programów serwletów. Aplety i serwlety s¹ napisane w jêzyku Java i skompilowane do kodu bajtowego. Trzeba zatem posiadaæ serwer stron WWW, np. Apache, oraz serwer aplikacji, np. Jakarta Tomcat, który bêdzie wykonywa³ serwlety. W celu wykonywania apletów u ytkownik musi mieæ zainstalowan¹ wirtualn¹ maszynê javy JVM (Java Virtual Machine). Opisane wy ej rozwi¹zanie mo na graficznie przedstawiæ w nieco ogólniejszej postaci (rys. 2). Przegl¹darka internetowa Apache Tomcat, zdjêcia, parametry orientacji zdjêæ Cienki klient Serwer WWW Serwer aplikacji Rys. 2. Architektura fotogrametrycznej aplikacji webowej

3 Idea i technologiczne mo liwoœci fotogrametrii internetowej 357 grammetry Network Tool for Education and Research [1] przeznaczony g³ównie do celów fotogrametrii naziemnej. Do celów fotogrametrii lotniczej autor tej publikacji wykona³ zbiór aplikacji, które s¹ zainstalowane na serwerze Katedry Fotogrametrii i Teledetekcji Uniwersytetu Warmiñsko-Mazurskiego ( Fotogrametryczne stacje cyfrowe wyposa one s¹ zazwyczaj w zaawansowane systemy informatyczne. Tworzenie fotogrametrycznej aplikacji internetowej nie polega na kopiowaniu lub translacji kodów Ÿród³owych programów z tych systemów. Wynika to przede wszystkim z ograniczeñ cienkiego klienta oraz w³aœciwoœci warstw sieci (rys. 3). warstwa aplikacji œcie ka logiczna warstwa aplikacji warstwa transportowa (TCP, UDP) warstwa transportowa (TCP, UDP) warstwa internetowa (IP) warstwa internetowa (IP) warstwa wêze³ sieæ Rys. 3. Warstwy sieci ród³o: [3] Uwarunkowania ograniczaj¹ce pracê programistów s¹ nastêpuj¹ce: brak mo liwoœci korzystania z pamiêci dyskowej, koniecznoœæ transmisji i przetwarzania fragmentów obrazów, ma³a szybkoœæ wykonywania programów w Javie, ma³a szybkoœæ transmisji miêdzy klientem i serwerem, koniecznoœæ minimalizacji wielkoœci kodu apletów. Z kolei pokonanie tych trudnoœci daje u ytkownikowi nastêpuj¹ce korzyœci: brak koniecznoœci instalacji i aktualizacji oprogramowania, du a niezawodnoœæ i bezpieczeñstwo przy korzystaniu z oprogramowania wynikaj¹ca z pracy w œrodowisku przegl¹darki internetowej, ma³e wymagania sprzêtowe, mo liwoœæ korzystania z du ych zasobów danych, wysokie walory edukacyjne, mo liwoœæ szerokiej i interaktywnej publikacji rezultatów prac fotogrametrycznych. Musimy sobie jednak zdawaæ sprawê z ograniczonej funkcjonalnoœci fotogrametrycznych aplikacji internetowych.

4 358 Z. Paszotta 3. Fotogrametria internetowa z wykorzystaniem zdjêæ lotniczych Wykorzystuj¹c opisan¹ architekturê aplikacji, oprogramowano wiele podstawowych zadañ realizowanych dot¹d tylko na jednostanowiskowych fotogrametrycznych stacjach cyfrowych. Nale ¹ do nich [4, 5]: wizualizacja zdjêæ, wizualizacja ortofotomap wraz z funkcjami pozwalaj¹cymi wykonywaæ pomiary na ortofotomapach, wyznaczanie elementów orientacji zdjêæ, pomiary przestrzennych wspó³rzêdnych terenowych wybranych punktów, automatyczne pomiary przestrzennych wspó³rzêdnych terenowych zbiorów punktów do budowy lub weryfikacji numerycznego modelu terenu. Pomiar wsp. B, L, H Odbiornik GPS Transformacja do X, Y, Z X, Y PUW 2000 Fragmenty lewego i prawego zdjêcia Wybór stereogramu Wybór startowych punktów homologicznych x1, y1, x2, y2 wsp. pikselowe U ytkownik Transformacja do wsp. t³owych x, y, x, y Wyznaczenie x2, y2; spasowanie obrazów Obliczenie wsp. X, Y, Z Nastêpny punkt N T Obliczenie wsp. pikselowych nowego punktu (x1, y1) Rys. 4. Diagram wyznaczania wspó³rzêdnych punktów do numerycznego modelu terenu

5 Idea i technologiczne mo liwoœci fotogrametrii internetowej 359 Wizualizacjê zdjêæ mo na wykonaæ w wyniku wyboru zdjêæ z pewnego zasobu udostêpnionego do przegl¹dania. Mo na wybieraæ zdjêcia na podstawie wspó³rzêdnych terenowych, pomierzonych za pomoc¹ odbiornika GPS poza apletem lub okreœlonych przez u ytkownika. Diagram takich czynnoœci przedstawiony jest na rysunku 4. Gdy mamy ju stereogram oraz elementy jego orientacji, mo emy wyznaczaæ przestrzenne wspó³rzêdne punktów np. w celu budowy numerycznego modelu terenu. Zagadnienie budowy i oceny dok³adnoœci numerycznego modelu terenu by³o tematem projektu EuroSDR realizowanego w latach W zwi¹zku z realizacj¹ tego projektu zbudowano aplikacjê internetow¹ pozwalaj¹c¹ generowaæ zbiór przestrzennych wspó³rzêdnych terenowych (rys. 5 i 6). Rys. 5. Wybór stereogramu

6 360 Z. Paszotta Rys. 6. Obszary spasowane

7 Idea i technologiczne mo liwoœci fotogrametrii internetowej 361 U ytkownik wybiera stereogram oraz odpowiadaj¹ce sobie fragmenty lewego i prawego zdjêcia. Nastêpnie wskazuje parê pocz¹tkowych punktów homologicznych. Wspó³rzêdne pikselowe tych punktów przesy³ane s¹ do serwera, gdzie serwlet dokonuje spasowania kolejnych otoczeñ pikseli. Rezultaty w postaci zbioru wspó³rzêdnych pikselowych i ich ró nic przesy³ane s¹ do apletu klienta, gdzie nastêpuje obliczanie wspó³rzêdnych terenowych punktów oraz wizualizacja wyników. 4. Wnioski Rozwijanie metod fotogrametrii internetowej wynika z rozwoju Internetu oraz postêpu w fotogrametrii cyfrowej. Fotogrametria internetowa ma ogromne walory edukacyjne oraz naukowe, bêd¹c jednoczeœnie bardzo efektywnym œrodkiem upowszechniania fotogrametrii. Pewna powolnoœæ w rozwijaniu tych metod wi¹ e siê z brakiem bezpoœrednich komercyjnych rezultatów takiej dzia³alnoœci. Aczkolwiek istniej¹ mo liwoœci wykorzystania tych rozwi¹zañ, np. w projekcie Geoportal [2], jak równie w zintegrowanym systemie zarz¹dzania i kontroli (IACS). Wagê problemu tworzenia fotogrametrii internetowej dostrze ono równie w ISPRS (International Society for Photogrammetry and Remote Sensing), powo³uj¹c w ramach komisji IV grupê robocz¹ Web-based GeoInformation Services & Applications WG IV/5, Literatura [1] Drap P., Grussenmeyer P.: Possibilities and limits of web photogrammetry: experiences with the ARPENTEUR web based tool. [w:] Fritsch D., Spiller R. (red.), Photogrammetric Week '01, Heidelberg, Wichmann 2001, , ISBN [2] Dygaszewicz J.: Geoportal.gov.pl. GUGIK 2005, dw_files/263_geoportal.pdf [3] Harold E.: JAVA. Programowanie sieciowe. Warszawa, Wydawnictwo RM 2001, ISBN [41] Paszotta Z.: Exterior orientation and other photogrammetric solutions through the Internet. Automatic Georeferencing of Aerial Images by Means of Topographic Data-base Information. Aalborg University 2003, 25 32, ISBN [5] Paszotta Z.: Java i fotogrametryczne aplikacje internetowe. Geodezja, kartografia i aerofotoznimania, Lwów, 2005, , ISSN [6] Sopala A.: Pisanie programów internetowych. Œrodowisko UNIX. Œrodowisko Windows. Jêzyk Java. Warszawa, Wydawnictwo MIKOM 2000, ISBN

Podobne dokumenty

Generowanie ortofotomapy w aplikacji internetowej Orthophoto Generation in the Web Application

Zygmunt Paszotta Zakład Fotogrametrii i Teledetekcji Uniwersytet Warmińsko-Mazurski Generowanie ortofotomapy w aplikacji internetowej Orthophoto Generation in the Web Application Tworzenie ortofotmapy