GŁÓWNY GEODETA KRAJU ZASADY WYKONYWANIA ORTOFOTOMAP W SKALI 1:10000 WYTYCZNE TECHNICZNE

Transkrypt

1 GŁÓWNY GEODETA KRAJU ZASADY WYKONYWANIA ORTOFOTOMAP W SKALI 1:10000 WYTYCZNE TECHNICZNE Główny Urzd Geodezji i Kartografii Warszawa 2000

2 R O Z D Z I A Ł I POSTANOWIENIA OGÓLNE 1 Ortofotomapy w skali 1 : przekazywane do Pastwowego Zasobu Geodezyjnego i Kartograficznego powinny by wykonywane zgodnie z zaleceniami zawartymi w niniejszych wytycznych. Ortofotomapa jest to kartometryczny, tonalny obraz terenu powstały w wyniku przetworzenia zdjcia lotniczego na obraz odpowiadajcy rzutowi ortogonalnemu na powierzchni odniesienia, przedstawiony w odpowiednim odwzorowaniu i kroju arkusza, uzupełniony informacjami kreskowymi, nazwami, symbolami oraz siatk i opisem współrzdnych oraz informacjami pozaramkowymi. 2 Niniejsze Zasady wykonywania ortofotomap w skali 1 : zawieraj wytyczne techniczne, które powinny obowizywa przy zawieraniu umów i odbiorze prac obejmujcych wykonywanie ortofotomap. 3 Niewielkie dowiadczenia produkcyjne z zastosowaniem cyfrowej technologii powoduj, e zawarte w tym opracowaniu wytyczne nie precyzuj wszystkich szczegółów technologicznych. Przewiduje si, e szybki rozwój współczesnych technologii bdzie wymagał dalszego rozwijania i uzupełniania wytycznych technicznych w zakresie cyfrowego opracowania ortofotomap. 2

3 R O Z D Z I A Ł II Wymagania dotyczce zdj lotniczych ZDJCIA LOTNICZE 4 1.Ortofotomapa moe by opracowywana ze zdj wykonanych jako: 1) diapozytywy barwne, 2) negatywy barwne, 3) diapozytywy czarno-białe, 4) negatywy czarno-białe. W uzasadnionych przypadkach mona wykorzysta dla tworzenia ortofotomapy zdjcia barwne spektrostrefowe (w barwach nienaturalnych). 2.Ortofotomapa moe by opracowywana ze zdj wykonanych specjalnie dla tego celu lub z innych zdj, których wykonanie planowano bez przewidywania opracowania w formie ortofotomapy. Zaleca si opracowanie ortofotomapy ze zdj, których wykonanie zaplanowano dla tego celu. Opracowanie ortofotomapy ze zdj wykonanych dla innych celów, lub dla sporzdzenia ortofotomapy w wikszej skali jest zwykle powodem wikszej pracochłonnoci. Wynika to z koniecznoci montau w jeden arkusz ortoobrazów powstałych z wielu zdj tzw. mozaikowania. 3.W uzasadnionych przypadkach dopuszcza si wykorzystanie zdj pochodzcych z rónych nalotów, wykonanych w rónych terminach, do tworzenia jednego arkusza ortofotomapy. Wykonywanie arkusza ortofotomapy ze zdj wykonanych w odległych terminach (np. w innej porze roku, po upływie okresu czasu, w którym nastpiły znaczne zmiany sytuacji terenowej), dopuszcza si jedynie w szczególnych przypadkach a umowa na wykonanie takiego opracowania powinna zawiera klauzul okrelajca ten przypadek wraz z przewidywanymi skutkami. 3

4 4.Zdjcia projektowane dla opracowania ortofotomapy powinny spełnia nastpujce wymagania: 1) arkusz ortofotomapy powinien by objty obrazem jednego lub dwóch zdj, 2) lokalizacja rodków rzutów zdj, odległo obrazu stosowanej kamery oraz planowane pokrycie podłune i poprzeczne powinno umoliwia uzyskanie na ortofotomapie moliwie najmniejszych przesuni radialnych elementów ukształtowania i pokrycia terenu. 5. Zdjcia z których bdzie wykonywana ortofotomapa powinny charakteryzowa si: 1) dobr ostroci obrazu, 2) brakiem chmur, dymów oraz ich cieni na obrazie, 3) brakiem uszkodze mechanicznych i chemicznych oraz efektów wyładowa elektrycznych. 6. Jako zdj powinna posiada ocen bardzo dobr lub dobr według obowizujcych kryteriów oceny jakoci zdj. 7. Obowizujce kryteria oceny jakoci zdj i szczegółowe wymagania dotyczce ich wykonania zawarte s w wytycznych technicznych K-2.7 Zasady wykonywania prac fotolotniczych wydane przez GUGiK w 1999 r. 4

5 R O Z D Z I A Ł III FOTOGRAMETRYCZNA OSNOWA TERENOWA 5 Wymagania dotyczce terenowej osnowy fotogrametrycznej 1. Wymagania dotyczce terenowej osnowy fotogrametrycznej nie róni si w sposób istotny od wymaga jakie formułowane s dla innych opracowa fotogrametrycznych. Osnowa terenowa pozwala na wyznaczenie elementów orientacji zdj wzgldem układu współrzdnych geodezyjnych i wpasowanie opracowania fotogrametrycznego w ten układ. 2. Liczba punktów terenowej osnowy fotogrametrycznej zaley od liczby zdj i kształtu bloku oraz od techniki wykonania zdj (a w szczególnoci od tego czy połoenia rodków rzutów i ktowe elementy orientacji zdj zostały okrelone technik satelitarnego systemu okrelania połoenia GPS i bezwładnociowego systemu orientacji INS oraz od dokładnoci tych danych). 3. W opracowaniach fotogrametrycznych zagszczenie osnowy terenowej i wyznaczenie orientacji zdj nastpuje najczciej w procesie aerotriangulacji. W cyfrowych technologiach opracowania zdj fotogrametrycznych aerotriangulacja moe by wykonywana na podstawie zeskanowanych zapisanych cyfrowo zdj lub przy zastosowaniu innych procedur z zachowaniem zalece ujtych w wytycznych technicznych G-1.8 Aerotriangulacja analityczna (GUGiK ). Niniejsze wytyczne nie obejmuj procesu aerotriangulacji. 4. Wytyczne dotyczce polowej osnowy fotogrametryczne i sygnalizacji punktów zawarto w wytycznych technicznych K-2.7 Zasady wykonywania prac fotolotniczych, GUGiK Poniej podano tylko szczególne wymagania dotyczce sygnalizacji punktów osnowy terenowej i wyboru fotopunktów naturalnych, które s inne od wymaga stawianych dla opracowa tradycyjnych: 1) wielko znaku sygnalizujcego punkt w terenie (rednica, bok) powinna by nie mniejsza ni 3-krotna terenowa wielko wymiaru boku pojedynczego piksela, 5

6 2) jako fotopunkty naturalne naley wybiera punkty wyznaczone z przecicia elementów liniowych wydłuonych (drogi, szlaki komunikacyjne ) lub dobrze odfotografowane, pozwalajce na jednoznaczn identyfikacj punkty centralne elementów pokrycia terenowego w kształcie regularnej figury geometrycznej (koło, elipsa, wielokt foremny) o wymiarach kilka, a nawet kilkanacie razy wikszych od terenowego wymiaru piksela, 3) nie naley stosowa jako fotopunktów naturalnych takich szczegółów jak: naroniki, okapy, wysokie ogrodzenia, małe choby nawet ostro odfotografowujce si szczegóły terenowe ze wzgldu na wystpujce przesunicia radialne (punkty takie były zalecane w warunkach technicznych dotyczcych opracowa analogowych i analitycznych z obserwacj diapozytywów lub negatywów zdj), 4) pomiar geodezyjny przeprowadzany dla wyznaczenia współrzdnych fotopunktów naturalnych naley poprzedzi jednoznacznym okreleniem połoenia w terenie punktu centralnego obiektu obranego jako fotopunkt i sporzdzeniem dokładnego opisu topograficznego oraz zaznaczeniem połoenia punktu pomiaru na powikszeniu tego fragmentu zdjcia. 5) zaleca si stosowanie metod opartych na technice GPS do pomiaru połoenia punktów terenowej osnowy fotogrametrycznej (zarówno fotopunktów sygnalizowanych jak i fotopunktów naturalnych), 6) dla opracowania ortofotomapy w skali 1: zaleca si wykorzystanie fotopunktów naturalnych jako punktów fotogrametrycznej osnowy terenowej, dla opracowania ortofotomapyw skalach wikszych czciej stosowane bd fotopunkty sygnalizowane. 5. Inne wytyczne dotyczce fotogrametrycznej osnowy terenowej powinny by zgodne z wymaganiami stawianymi w wytycznych technicznych G-1.8 lub w uzasadnionych przypadkach by sformułowane w warunkach technicznych wykonania opracowania stanowicych integraln cz umowy. 6

7 R O Z D Z I A Ł IV SKANOWANIE ZDJ 6 Definicje i załoenia 1. Skanowanie to proces zamiany obrazu analogowego w postaci diapozytywów lub negatywów zdj lotniczych na obraz cyfrowy (bitmapowy) 2. Skaner w trakcie skanowania próbkuje opracowywany obraz analizujc kolor lub stopie szaroci. Najmniejszy element dla którego odbywa si analiza nazywany jest pikselem. Ilo próbkowa a co za tym idzie lio pikseli na odcinku jednego cala nazywana jest rozdzielczoci. Czsto zamiast podawania rozdzielczoci w formie iloci próbek na cal (dpi) spotyka si okrelenie rozdzielczoci przez podanie wielkoci piksela w mikrometrach (µm). 3. Piksel pierwotny to piksel z jakim próbkowane jest zdjcie podczas skanowania. 4. Piksel wynikowy to piksel który powstaje podczas ortorektyfikacji i stanowi najmniejszy element geometryczny budowanej ortofotomapy 5. Histogram to wykres pokazujcy jaka liczba pikseli ma okrelon warto poziomu szaroci. 6. Głbia skanowania okrela zdolno skanera do rozróniania liczby poziomów szaroci lub koloru. Obrazy zapisane z 24-bitow głbi charakteryzuj si pikselami opisywanymi trzema wartociami 8-bitowymi: czerwieni, zieleni i niebieskiego. W praktyce oznacza to moliwo rozrónienia 16.7 miliona kolorów. 7. Dynamika jest to zdolno skanera do rozrónienia niewielkich rónic w poziomach szaroci w całym zakresie tonalnym. 7

8 7 Wymagania dotyczce skanerów 1. Skanery fotogrametryczne, powinny spełnia nastpujce wymagania techniczne: a) zamiana zdjcia z postaci filmu lotniczego do postaci cyfrowej powinna odbywa si z dokładnoci geometryczn +/- 1 2 µm, b) skanowanie w systemie RGB z głbi 24bit/pixel, c) dokładno radiometryczna okrelona błdem rednim nie wikszym ni 5 stopni szaroci w skali d) powinna istnie moliwoci usunicia ewentualnej dominanty barwnej oraz skanowania materiałów przezroczystych zarówno negatywów jak i diapozytywów, e) rozdzielczo optyczna w zakresie µm, f) ogromn zalet bdzie moliwo regulacji czasu ekspozycji co pozwala osign lepsz dynamik skanowanego obrazu, g) powinien posiada moliwo wykonania kalibracji. DODATEK do rozdziału IV Skanowanie zdj Kalibracje dostpne dla jednego ze skanerów fotogrametrycznych Kalibracja nonika polega na okrelenie dokładnoci pozycjonowania nonika na podstawie precyzyjnej siatki wzorcowej. Kalibracja powinna by wykonywana przed kadym wikszym projektem i nie rzadziej ni raz na trzy miesice przy standardowej eksploatacji skanera oraz we wszystkich momentach kiedy mamy uzasadnione przypuszczenie, e parametry precyzji skanowania mogły ulec zmianie i nie zostanie utrzymana dokładno pozycjonowania z błdem < 2µm. Kalibracja geometryczna przeprowadzana jest w celu ustalenia parametrów transformacji (powikszenia i obrotu) obrazu na sensorze w stosunku do skalibrowanych osi układu nonika. Naley j wykona w przypadku, gdy na skanowanym obrazie dostrzeemy powtarzajce si przesunicia lub niecigłoci najlepiej widoczne przy obiektach liniowych biegncych pod ktem do kierunku skanowania. 8

9 Kalibracja radiometryczna to ustalenie tablicy korekcji dla kadego elementu kamery CCD. Naley j przeprowadzi po kadym wyłczeniu układu zasilajcego sensor lub w przypadku, gdy na jednolitych tonalnie obrazach (np. powierzchnie wody) dostrzegamy regularne plamy o rónych poziomach jasnoci. 2. Skaner naley kontrolowa co pewien ustalony czas a w przypadku gdy był przemieszczany, poddany jakimkolwiek wstrzsom albo gdy nastpiło przerwanie zasilania w trakcie pracy, kontrol i kalibracj naley przeprowadzi obowizkowo, nawet jeeli nie zauwaamy oznak rozkalibrowania. 3. Na rynku jest dostpnych kilka skanerów, które spełniaj powysze warunki. Ze wzgldu na budow i uyte podzespoły mona je podzieli nastpujco: Rodzaj sensora Typ konstrukcji Sposób transportu System owietlenia 1. Matryca CCD 1. Wszystkie liczce 1. Sensor nieruchomy 1. wiatło rozproszone Rozmiary matryc 1000x1000 do 2048x2048 si na rynku skanery fotogrametryczne s skanerami płaskimi skanowany materiał przesuwa si pomidzy ródłem wiatła a sensorem. 2. wiatło bezporednie 2. Linia CCD Rozmiary linii Od 1000 do Skanowany materiał nieruchomy przesuwa si układ sensor- ródło wiatła. 1. Macierz liniowa 3x8000 pikseli Obydwa rozwizania pozwalaj uzyska praktycznie takie same dokładnoci geometryczne 9

10 8 Skanowanie zdj Aby zeskanowany obraz był prawidłowy ( przy załoeniu, e zdjcia s wykonane poprawnie ) naley przestrzega poniszych warunków dotyczcych jego geometrii i radiometrii oraz stosowa wskazówki prowadzce do otrzymania poprawnego obrazu cyfrowego: 1. szczegóły w wiatłach i cieniach powinny by widoczne, 2. jeli mamy moliwo wybrania przesłony i regulacji iloci wiatła parametry te powinno dobiera si stosujc zasad: mała przesłona dua ilo wiatła, 3. parametry skanowania naley dobiera tak aby histogram powstały po skanowaniu był regularny, cigły, moliwie jak najszerszy jednak bez wartoci bliskich 0 oraz 255. Wartoci te mog wystpi jedynie przypadkowo ( przy załoeniu, e nie wystpuj na oryginale). 4. przy doborze parametrów skanowania (przesłona, ilo wiatła, gsto optyczna itp.) naley w minimalnym stopniu operowa zmianami funkcji kontrastu, za pomoc której mona rozcign lub zwzi zakres tonalny histogramu. Podnoszenie kontrastu powoduje wzrost rónicy pomidzy ssiednimi poziomami szaroci poprawiajc czytelno detali w obszarze tonów rednich - lecz prowadzi do utraty szczegółów w obszarach wiateł i cieni. Obniania kontrastu powoduje tzw. kompresj tonaln cały zakres 256 poziomów szaroci jest zawany do mniejszej ich liczby. 5. podobnie niewskazane s zmiany funkcji jasnoci. Zmiany tej funkcji powoduj przesunicia histogramu w kierunku tonów jasnych lub ciemnych. Zmiana jasnoci powoduje jednakow zmian wartoci wszystkich poziomów co nie zwiksza liczby rozrónialnych szczegółów, a przesunicia powoduj, e informacja zawarta w obszarach kraca histogramu znika. Wady korekcji liniowych przedstawionych powyej ilustruje rys.1 Uycie funkcji kontrastu powoduje zmian nachylenia krzywej natomiast uycie funkcji jasnoci powoduje ruch krzywej do góry lub do dołu. 10

11 Dane wyj. 1 Krzywa przekształcenia tonalnego lub inaczej krzywa odwzorowania poziomów szaroci - krzywa przed korekcj 0 Dane wej. 1 (rys.1) - obraz rozjaniony - zwikszony kontrast 6. jeli w procesie skanowania musimy korygowa skanowane obrazu to najlepiej uy korekcji nieliniowej zwanej korekcj gamma. Uyta ostronie spowoduje zwikszenie czytelnoci szczegółów w obszarach ciemnych bez jednoczesnego skasowania informacji w obszarach jasnych. 7. zeskanowane zdjcie nie moe zawiera obrazu smug, plam i kurzu, 8. wartoci gstoci optycznej dla znaczków tłowych powinna w idealnym przypadku by reprezentowana tylko przez dwie wartoci jasnoci pikseli, 9. nie mona dopuci do wystpienia piercieni zwizanych ze nieprawidłowym (zwykle zbyt duym) dociskiem skanowanego materiału, 10. obraz powinien by pozbawiony dystorsji wynikajcych z optyki skanera oraz zniekształce wynikajcych z nieprawidłowego (zbyt słabego) docisku skanowanego materiału. 9 Zasady doboru piksela pierwotnego 1. Bardzo wanym elementem procesu skanowania jest dobór wielkoci piksela pierwotnego tzn. rozdzielczoci skanowania. Przy doborze rozdzielczoci naley bra pod uwag: - skal zdj, - przewidywan skal opracowania, - planowan rozdzielczo terenow ( piksel wynikowy w jednostkach terenowych), - zdolno rozdzielcz układu: film lotniczy kamera lotnicza. 11

12 2. Przyjmuje si, e dla zdj czarno-białych wykonanych nowoczesnymi kamerami lotniczymi na wysokorozdzielczym filmie wymiar piksela pierwotnego powinien zawiera si w przedziale 12-25µm, natomiast dla zdj barwnych 20-30µm. 3. Ustalajc rozdzielczo skanowania naley stosowa zasad, e wielko terenowa piksela wynikowego powinna by około 10% - 20% wiksza od wielkoci piksela pierwotnego, a wielko piksela pierwotnego nie powinna by mniejsza ni wielko obliczona na podstawie poniszego wzoru : (320dpi) (skala zdjcia):(skala opracowania). 4. Dodatkowe informacje na temat doboru wielkoci piksela pierwotnego i wynikowego przedstawione s w rozdziale V Przetwarzanie Cyfrowe Ortorektyfikacja. 5. Przytoczone wymagania odnosz si do opracowa uywanych jako produkty softcopy tzn. na ekranie komputera, w przypadku druku załoenia te powinny wynika z planowanego rodzaju druku. Na podstawie znanej skali zdj, oczekiwanej dokładnoci opracowania oraz podanych powyej wartoci okrelamy skal opracowania, która jest moliwa do uzyskania z posiadanych przez materiałów. 6. Optymalne wielkoci piksela pierwotnego dla przykładowych skal zdj i opracowa przedstawia ponisze zestawienie: Skala zdj Skala opracowania Wielko piksela 1: : µm 1:5000 1: µm 12

13 Tabela 4.1. Rozdzielczo terenowa w zalenoci od wielkoci piksela pierwotnego i skali zdj. Wielko piksela Pierwotnego (µm) , Skala zdj Rozdzielczo terenowa ( m ) 1:1000 0,005 0,010 0,013 0,020 0,025 0,030 0,040 1:3600 0,018 0,036 0,045 0,072 0,090 0,108 0,144 1:5000 0,025 0,050 0,063 0,100 0,125 0,150 0,200 1: ,050 0,100 0,125 0,200 0,250 0,300 0,400 1: ,130 0,260 0,325 0,520 0,650 0,780 1,040 1: ,150 0,300 0,375 0,600 0,750 0,900 1, Dobór wielkoci piksela pierwotnego ma bezporedni wpływ na rozmiary zbiorów z jakimi bdziemy mieli do czynienia podczas całego procesu tworzenia ortofotomapy. Zmniejszanie rozmiaru piksela powinno by uwarunkowane tylko oczekiwan dokładnoci opracowania. Przykładowe rozmiary zbiorów dla rónych wielkoci piksela pierwotnego podaje tabela 4.2. Tabela 4.2. Wielkoci zbiorów rastrowych zeskanowanych zdj lotniczych (230x230 mm) Rozmiar piksela [µm] Wielko zbioru w [Mb] (skala szaroci) Wielko zbioru w [Mb] ( kolor RGB) Rozdzielczo [dpi]

14 R O Z D Z I A Ł V PRZETWARZANIE CYFROWE - ORTOREKTYFIKACJA 10 Definicje i załoenia 1. Ortorektyfikacja to proces przetwarzania zdj lotniczych którego celem jest uzyskanie obrazu terenu jaki powstałby przy rzutowaniu ortogonalnym na wybran powierzchni odniesienia. 2. Ortoobraz to wynik ortorektyfikacji przeprowadzonej dla pojedynczego zdjcia. 3. Ortofotomapa jest map opracowan na podstawie ortoobrazu lub ortoobrazów, spełnia nastpujce kryteria: wykonana jest w okrelonym odwzorowaniu kartograficznym, gwarantuje odpowiednia dla skali dokładno sytuacyjn dobrze identyfikowanych elementów treci zachowuje ustalony krój arkuszowy, posiada siatk kartograficzn i kilometrow,, ramk, opis pozaramkowy oraz inne opcjonalne elementy uzupełniajce. 4. Ortofotomapa cyfrowa jest to plik rastrowy lub zbiór plików (rastrowych, wektorowych, tekstowych), w których s zapisane: tre obrazowa, ramka wraz z opisem, georeferencje oraz opcjonalne elementy uzupełniajce w tym warstwice. 5. Georeferencje to zbiór informacji definiujcych połoenie ortofotomapy w przyjtym układzie współrzdnych. Georeferencje powinny by zapisane w pliku nioscym cz obrazow ortofotomapy. Dopuszcza si jednak rozwizanie, w którym georeferencje s zapisane w osobnym pliku zawierajcym współrzdne orientujce czterech naroników ortofotomapy. Rol takiego pliku moe spełnia ramka wewntrzna zapisana w jednym z formatów: DXF, DWG, DGN. 6. Przez standard zapisu czci obrazowej ortofotomapy rozumie si format TIFF bez kompresji. 7. Podczas ortorektyfikacji nastpuje powtórne próbkowanie (ang. resampling), polegajce na interpolacji jasnoci pikseli wynikowych na podstawie jasnoci pikseli pierwotnych 14

15 8. Do przeprowadzenia ortorektyfikacji s niezbdne: - obrazy cyfrowe, najczciej uzyskane poprzez skanowanie zdj lotniczych ( mog to by take obrazy rejestrowane przez skanery elektrooptyczne, układ kamer CCD oraz inne sensory stosowane aktualnie w rejestracji satelitarnej ), - dane z kalibracji kamery fotogrametrycznej (sensora), - elementy orientacji zewntrznej zdj lub osnowa fotogrametryczna pozwalajca na okrelenie tych elementów, - numeryczny model rze by terenu (lub pokrycia terenu), oraz dodatkowo dla potrzeb kontroli dokładnoci punkty lub elementy kontrolne. 9. Stosuje si dwa zasadnicze warianty technologiczne ortorektyfikacji: - cyfrowy, w którym po zeskanowaniu zdj nastpuje kompleksowe przetwarzanie obejmujce aerotriangulacj, pozyskanie NMT i w ostatnim etapie sam ortorektyfikacj ( technologia ta wymaga cyfrowej stacji fotogrametrycznej), - analogowo-cyfrowy, w którym do aerotriangulacji oraz pomiaru danych dla NMT wykorzystuje si zdjcia w postaci fotograficznej, a tylko czynno ortorektyfikacji realizowana jest cyfrowo, przy uyciu zdj zeskanowanych (obrazów cyfrowych). Ponadto mona stosowa rozwizanie technologiczne, w którym wykorzystuje si istniejcy NMT, opracowany uprzednio innymi metodami (patrz Aneks nr 2 Tworzenie numerycznego modelu terenu ) 10. Skanowanie przeprowadza si według zasad omówionych w rozdziale IV Skanowanie zdj. 11. Piksel z jakim próbkowane jest zdjcie podczas skanowania nazywany jest pikselem pierwotnym, piksel który powstaje podczas ortorektyfikacji a stanowi najmniejszy element geometryczny budowanej ortofotomapy. pikselem wynikowym. do rozdz. skanowanie 11 Zasady doboru rozmiaru piksela wynikowego 1. Rozmiar piksela wynikowego zaley od : -skali i rozdzielczoci zdj, 15

16 -rozmiaru piksela pierwotnego ( wynika z rozdzielczoci skanowania), -skali ortofotomapy, -formy ortofotomapy (wydruk i/lub posta cyfrowa), -charakteru rze by terenu. 2. Rozmiar piksela wynikowego jest istotnie zaleny od relacji skali zdj do skali opracowywanej ortofotomapy, która jest wyraona przez współczynnik przeskalowania K okrelony nastpujco: K= M Z / M O gdzie: M Z mianownik skali zdj M O - mianownik skali ortofotomapy. Zakłada si, e współczynnik przeskalowania K przyjmuje wartoci z przedziału od 2 do 5 dla zdj fotogrametrycznych o rozdzielczoci od ok. 20 do ok. 40 l/mm. W przypadku wykorzystywania zdj o wyszej rozdzielczoci współczynnik ten moe przyjmowa wartoci proporcjonalnie wiksze do przyrostu rozdzielczoci. 3.Ustala si trzy poziomy wizualnej jakoci ortofotomapy: A - wysoka zalecana w szczególnych przypadkach, gdy przewidziane jest uytkowanie wyłcznie w postaci cyfrowej. B - rednia (optymalna) zalecana dla ortofotomapy przewidzianej jednoczenie jako drukowana i cyfrowa, C - niska zalecana dla celów kontrolnych lub pogldowych, dotyczy drukowania ortofotomapy przy uyciu drukarek/ploterów o niskiej rozdzielczoci (np. atramentowych dpi ). Tab.5.1 Trzy poziomy wizualnej jakoci ortofotomapy wielko piksela wynikowego wizualna jako ortofotomapy (rozdzielczo) A - wysoka B - rednia C - niska piksel w skali mapy PX O 0.06 mm mm mm rozdzielczo min 400 dpi dpi dpi Wyjanienie: 1. Przy druku offsetowym zalecana jest rozdzielczo powyej 300 dpi. 16

17 2. Na podstawie podanej w tabeli 5.1 wielkoci PX O mona obliczy wielko piksela wynikowego PX odniesion do terenu: PX = M O PX O, (na przykład dla M 0 = , PX O = 0.10 mm otrzymamy PX= 100 cm). Na podstawie wielkoci PX O planujemy odpowiedni wielko piksela pierwotnego px odniesion do zdjcia: px = PX O / K, ale warto px nie moe by mniejsza ni mm przyjmuje si bowiem, e skanowanie nie moe by wykonane przy rozdzielczoci niszej ni 846 dpi, (na przykład: dla PX O =0.10 mm, K=5 otrzymamy px = 0.02 mm co odpowiada 1270 dpi). 4. Przy wyborze rozdzielczoci ortofotomapy naley uwzgldni jako skanowanego materiału fotograficznego. W tab.5.2 podano optymalne wielkoci piksela wynikowego PX wraz z zalecanymi współczynnikami przeskalowania K, dobrane w zalenoci od rodzaju skanowanego materiału fotograficznego (rozdzielczoci). Wielkoci PX s odniesione do terenu a podane zostały w cm. Tab. 5.2 Rozmiary piksela wynikowego PX Rodzaj zdj (materiał skanowany) Skala ortofotomapy 1:1000 1:2000 1:5000 1: :25000 K=5 K=4 K=3.5 K=3 K=2.5 Uzyskana rozdzielczo ortofotomapy czarno-białe I 8.0 cm 16 cm 40 cm 80 cm 200 cm 317 dpi czarno-białe II 10.0 cm 20 cm 50 cm 100 cm 250 cm 254 dpi barwne I 10.0 cm 20 cm 50 cm 100 cm 250 cm 254 dpi barwne II 12.5 cm 25 cm 60 cm 125 cm 300 cm 203 dpi Uwagi: I zdjcia wykonane kamer z kompensacj rozmazu ok. 40 l/mm dla czarno-białych (emulsja panchromatyczna), ok. 30 l/mm dla barwnych (emulsja wielowarstwowa) II zdjcia wykonane kamer bez kompensacji rozmazu ok. 30 l/mm dla czarno-białych (emulsja panchromatyczna), ok. 25 l/mm dla barwnych (emulsja wielowarstwowa) podana rozdzielczo jest wyraona w parach linii na milimetr (l/mm), dotyczy obiektów o niskim kontracie, naley ja rozumie jako rozdzielczo finaln, uwzgldniajc wszystkie czynniki wpływajce na jako zdj; przyjmuje si, e wtórniki (kopie) oryginalnych zdj maj rozdzielczo nisz o około 10-20% ; naley zwróci uwag, e okrelenie finalnej rozdzielczoci materiału fotograficznego jest procesem złoonym i musi by przedmiotem odrbnych analiz. 17

18 Wybór metody interpolacji jasnoci Wikszo programów do ortorektyfikacji udostpnia trzy metody powrórnego próbkowania. Naley je stosowa nastpujco: -metoda najbliszego ssiada tylko przetwarzanie próbne, -metoda interpolacji bilinearnej przetwarzanie obszarów płaskich i pofalowanych (jest to metoda podstawowa), -metoda interpolacji bikubicznej (wielomian 3-go stopnia) przetwarzanie obszarów górskich. 2. W przypadku terenów górskich, o silnie zmiennych spadkach, naley przyjmowa rozmiar piksela wynikowego zmniejszony o około 20-30% (w stosunku do wartoci z tab.5. 2) i zastosowa interpolacj bikubiczn. Skutkiem tej interpolacji jest z reguły obnienie kontrastu obrazu i zaleca si poddanie obrazu transformacji podnoszcej kontrast. 13 Posta NMT 1. Standardowymi postaciami NMT, z reguły zaimplementowanymi w oprogramowaniu stacji fotogrametrycznych, s: -regularna siatka prostoktna model siatkowy (ang. GRID), -sie trójktów model trójktowy (ang. TIN). 2. Model siatkowy jest zalecany do opracowania ortofotomapy ze zdj w rednich i małych skalach. Dla terenów równinnych, łagodnie falistych z nieznacznym udziałem elementów antropogenicznych opisywanych przez NMT, dopuszcza si t posta niezalenie od skali zdj. Przyjmuje si dwie kategorie stopnia trudnoci terenu dla opisu rze by w siatce prostoktnej dla potrzeb ortorektyfikacji: - teren łatwy : płaski lub falisty z łagodnymi zmianami spadków, NMT opisuje sam rze b, pomija wszystkie elementy pokrycia - teren trudny : teren o duych, zmiennych spadkach (górski) ale take obszary płaskie lub pofalowane dla których NMT uwzgldnia wybrane antropogeniczne elementy pokrycia (mosty, wiadukty, budowle hydrotechniczne). 18

19 Tab.5.3 Zalecany interwał siatki Stopie trudnoci terenu Skala ortofotomapy 1:1000 1:2000 1:5000 1: :25000 Mianownik skali zdj (M Z ) łatwy 5 10 m m m m m trudny 3 5 m 5 10 m m m m Wyjanienia: - naley odróni pomiar w regularnej, prostoktnej siatce od kocowego NMT zapisanego przy pomocy modelu siatkowego; siatka pomiarowa ma charakter danych pierwotnych z których na drodze interpolacji, po uzupełnieniu innymi danymi, powstaje wynikowa siatka NMT; nawet jeli pomiar prowadzony był wyłcznie w siatce pomiarowej regularnej to i tak wynikowa siatka NMT róni si zwykle interwałem (gstoci) i orientacj (skrceniem). - kwalifikacja terenu ma w duym stopniu charakter subiektywny tote wybór interwału siatki naley kadorazowo poprzedzi przeprowadzeniem prób praktycznych. - Na podstawie opisu technicznego oprogramowania lub analizy opcji ustawialnych przez uytkownika naley ustali, czy program dokonuje ortorektyfikacji dla kadego piksela czy te realizuje j tylko dla wybranych pikseli ( a dla pozostałych stosuje rozwizanie przyblione). W rozwizaniach cisłych z NMT interpolowana jest wysoko Z w miejscu połoenia kadego piksela wynikowego. W przypadku rozwiza uproszczonych, zamiast próbkowania NMT z krokiem X= Y=PX odbywa si ono w interwałach bdcych całkowit wielokrotnoci piksela wynikowego, np. 4 x PX, 16 x PX, 32 x PX. Program z reguły umoliwia operatorowi wpływ na wielkoci X, Y. Wielkoci te naley dobiera według zasady: im bardziej urozmaicona konfiguracja wysokociowa terenu, im wicej skokowych zmian wysokoci (linie niecigłoci zwłaszcza na terenach zurbanizowanych), próbkowania NMT. tym mniejsze rozmiary interwałów 3. Model trójktowy jest zalecany do przetwarzania zdj w duych skalach oraz zawsze dla obszarów zurbanizowanych, gdzie wystpuj liczne elementy antropogeniczne. 19

20 Formaty zapisu 14 Jako standardowy format zapisu i wymiany obrazów cyfrowych, w tym ortofotomapy, uznaje si TIFF, przy czym zaleca si jego odmian GeoTIFF (plik z zarejestrowanymi w nagłówku georeferencjami). 1. Ortofotomapy barwne powinny by zapisywane w trybie trójwarstwowym tj. 24 bit/piksel (tzw. tryb RGB). W szczególnych przypadkach dopuszcza si tzw. indeksowanie obrazu RGB, skutkujce ograniczeniem palety kolorów do 256 pozycji. 2. Dopuszczalne jest stosowanie innych ni TIFF formatów ale pod warunkiem zabezpieczenia moliwoci konwersji na format standardowy. 3. Stosowanie kompresji o charakterze stratnym (np. JPEG) jest dopuszczalne tylko w szczególnych przypadkach i musi by zaakceptowane przez Zleceniodawc. Powinien on wtedy okreli parametry kompresji technologicznym opracowania ortofotomapy. oraz zakres jej stosowalnoci w procesie 15 Łczenie obrazów - mozaikowanie W przypadku gdy wykonanie arkusza ortofotomapy wymaga uycia wicej ni jednego zdjcia istnieje konieczno wykonania procesu łczenia ortoobrazów nazwanego mozaikowaniem. 1.Konieczno wykonania mozaikowania zachodzi wtedy gdy: a) jedno zdjcie nie obejmuje obszaru opracowywanego arkusza, b) zdjcie jest niepoprawne radiometrycznie, wystpuje zjawisko winietowania lub c) skrajna cz zdjcia jest róna tonalnie od pozostałej czci, d) zachodzi konieczno aby obiekt na ssiednich arkuszach pochodził z tego samego e) zdjcia, z powodu cieni, kierunku owietlenia, kształtu i sposobu odfotografowania obiektu. 2. W procesie mozaikowania naley stosowa nastpujce zasady umoliwiajce uzyskanie poprawnoci geometrycznej: a) jedno ze zdj wchodzcych do mozaikowania naley przyj jako zdjcie bazowe, 20

21 b) jako bazowe naley przyj zdjcie poprawne radiometrycznie, tzn. jednolite kolorystycznie, bez zdjcia, wnietowania i duych rónic jasnoci w rónych czciach c) definiowania linii mozaikowania (czsto nazywanej lini szycia ) dokonuje si poprzez wskazania punktów jej załamania przez operatora jedynie w terenie płaskim i bez zabudowy mona uy funkcji pozwalajcej na mozaikowanie po linii prostej, d) lini mozaikowania naley wybiera tak aby biegła po obrazie terenu omijajc obiekty wysokie, ( budynki, drzewa) oraz cienie - najlepiej granicami konturów terenowych, e) podczas definiowania linii szycia naley bra pod uwag stopie pokrycia zdj uytych do mozaikowania (przesunicia radialne /pochylenia/ budynków, drzew, kierunki cieni ), f) łczenie ortoobrazów ze zdj stanowicych pary stereoskopowe ( z pokryciem 60% a w terenach zabudowanych nawet 80%) daje wiksz swobod w definiowaniu linii łczenia i naley je stosowa w przypadkach uzasadnionych technicznie (spełnienie wymaga dokładnoci i czytelnoci ortofotomapy) i ekonomicznie, g) łczenie co drugiego zdjcia mona stosowa w przypadku kiedy pozwala na to jako radiometryczna i geometryczna oraz tre zdj, h) numeryczny model terenu w miejscu przyszłego mozaikowania musi by starannie sprawdzony i zweryfikowany tak aby nie wystpiły jakiekolwiek zakłócenia pochodzce z błdnego pomiaru lub z łczenia modeli powstałych przy wykorzystaniu rónych stereoskopowych par zdj. Czsto koniecznie jest zagszczenia numerycznego modelu terenu dla tych miejsc przez pomiar dodatkowych punktów lub linii strukturalnych, i) do mozaikowania mog by uyte ortoobrazy (które maj t sam wielko piksela wtórnego) lub nieprzetworzone jeszcze do postaci ortogonalnej obrazy cyfrowe, j) w procesie mozaikowania naley wykorzystywa oryginalne obrazy cyfrowe a nie ju raz przetworzone ortoobrazy, jeeli pozwala na to oprogramowanie. Uywajc oryginalnych zdj ograniczamy ilo przepróbkowa, którym poddany jest ostateczny produkt. Kade dodatkowe próbkowanie pogarsza ostateczn jako oraz dokładno produktu. 21