FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA"

Czesław Łuczak
6 lat temu
Przeglądów:

1 Uniwersytet Wrocławski Podstawy Fotogrametrii FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA METODY POZYSKIWANIA DANYCH DO BUDOWY NMT I ORTOFOTOMAPY CYFROWEJ Józef Woźniak gis@pwr.wroc.pl

2 Zestaw pytań z fotogrametrii 1. Is tota i zadania fotog rametrii 2. Zalety metody fotog rametrycznej pozys kiwania danych przes trzennych 3. Elementy orientacji zdjęć fotog rametrycznych 4. Fotog rametria 1 i 2-obrazowa, różnice i zas tos owanie 5. Fotopunkty, punkty dos tos owania 6. Paralaks a podłużna, od czeg o zależy jej wartoś ć 7. Jakie dane s ą niezbędne do obliczenia ws półrzędnych terenowych 8. R odzaje materiałów fotog rametrycznych do celów projektowych 9. Dokładnoś ci wyznaczenia ws półrzędnych XYZ 10. Znieks ztałcenie obrazu s powodowane deniwelacją terenu

3 11. Istota ortofotomapy 12. Na czym polega korekcja geometryczna obrazu cyfrowego 13. Na czym polega korekcja radiometryczna i mozaikowanie obrazu cyfrowego 14. Definicja NMT 15. C o to są linie nieciągłości w NMT (break lines) 16. Interpolacje Z-punktów 17. Dokładności NMT 18. Istota skaningu laserowego, dokładności 19. Podstawowe segmenty lotniczego skaningu laserowego

4 Podstawy Fotogrametrii Fotogrametria i teledetekcja to dziedzina nauk technicznych zajmująca się pozyskiwaniem wiarygodnych informacji o obiektach fizycznych i ich otoczeniu, drogą rejestracji, pomiaru i interpretacji obrazów i zdjęć. W fotogrametrii wyróżniamy wiele metod, które pozwalają nam zebrać wymagane informacje. Istotą materiałów fotogrametrycznych jest możliwość wykonywania na nich różnego rodzaju pomiarów, które pozwolą na określenie geometrii obiektu lub mierzonego zjawiska. Do takich materiałów należą zdjęcia fotogrametryczne lotnicze analogowe i cyfrowe oraz zdjęcia naziemne.

5 Podstawowe pojęcia zdjęcia fotograficzne jako rzut środkowy zalety fotogrametrii prosty model stereofotogrametryczny elementy orientacji zdjęć współrzędne tłowe paralaksa podłużna wyznaczenie współrzędnych terenowych ocena dokładności

6 Orientacja zdjęć fotogrametrycznych Elementy orientacji wewnętrznej stała kamery ck położenie punktu głównego (x0 y0) Elementy orientacji zewnętrznej kąty pochylenia osi kamery (φ, ω, κ) długość bazy fotogrametrycznej (b) współrzędne środka rzutu zdjęcia lewego (XL YL ZL) Orientacja wzajemna i bezwzględna

7 y odległość obrazowa numer zdjęcia punkt główny xo, yo O α α x libela znaczek tłowy

8 Podstawowe pojęcia

9 Związki analityczne

10 położenie negatywowe f środek rzutów położenie pozytywowe Mianownik skali zdjęcia pionowego w w m= f poziom odniesienia

11 pokrycie potrójne pokrycie podwójne szereg 1 pokrycie poprzeczne szereg 2

12 p=x -x p=f( Z,...) x punkt nad modelem x powierzchnia modelu punkt modelu

13 RODZAJE MATERIAŁÓW FOTOGRAMETRYCZNYCH DO CELÓW PROJEKTOWYCH I STUDIALNYCH

14 Przydatność i funkcjonalność materiałów fotogrametrycznych Wykonywanie i aktualizacja map topograficznych (kartografia) Różne dziedziny nauki, np. archeologia, geologia, itd. Projekty inżynierskie, np. drogi, zapory wodne, zakłady przemysłowe, mosty, itp. Gospodarka przestrzenna Inne

15 Rodzaje zdjęć lotniczych Pionowe i prawie pionowe Nachylone Ukośne

16 Rodzaje materiałów fotogrametrycznych do celów projektowych odbitka stykowa fotoszkic zwykły fotoszkic ulepszony fotomapa NMT ortofotomapa cyfrowa skaning laserowy

17 Zdjęcie pionowe

18 Zdjęcie nachylone >3

19 Zdjęcie ukośne z widocznym horyzontem

20 Metody przetwarzania zdjęć lotniczych: graficzna optyczna mechaniczna analityczna fotomechaniczna

21 Warunki jakie muszą spełnić materiały fotogrametryczne, żeby mogły być wykorzystane w celach projektowych: Kartometryczność Aktualność Kompletność

22 PROJEKT LOTU SYGNALIZACJA FOTOPUNKTÓW WYKONANIE ZDJĘĆ zasięg opracowania wymogi dokładnościowe podkład mapowy osnowa OBRÓBKA FOTOCHEMICZNA WYKONANIE ODBITEK (DIAPOZYTYWÓW) BUDOWA BLOKU AEROTRIANGULACJI (ZAGĘSZCZENIE OSNOWY) z pojedynczych zdjęć łączenie niezależnych modeli POMIAR PUNKTÓW MODELU TERENU OBLICZENIE WSPÓŁRZĘDNYCH kodowanie w czasie pomiaru kodowanie zbiorem słownikowym PRACE KOŃCOWE kontrola wyników transformacje podział na grupy/warstwy konwersja formatów fotopunkty wyniki obserwacji fotopunktów i punktów wiążących współrzędne punktów osnowy wyniki autokalibracji

23 Aerotriangulacja fotopunkt punkt wiążący

24 Korelacje 1290F F FFFFF F0298 2A90F0B F F FFFFF01 A230F F0B19 raster (0..F - stopnie szarości) szukany kształt

25 Budowa ortfotomapy cyfrowej korekcja geometryczna korekcja radiometryczna/mozaikowanie edycja arkuszy ortofotomapy

27 Ortofotomapa

28 Ortofotomapa

29 Korekcja geometryczna Źródła zniekształceń obrazów satelitarnych (Kurczyński, Wolniewicz): kamera (błędy kalibracji, tj. wyznaczenia geometrycznych elementów orientacji wewnętrznej, oraz błędy urządzeń elektronicznych odczytujących i zapisujących sygnał z linijki CCD), platforma (ruch satelity i perturbacje orbity, zmiany prędkości lotu, zmiany orientacji kątowej platformy), ciągła rejestracja położenia na orbicie i kątów nachylenia platformy (o ile taka rejestracja ma miejsce), ruch obrotowy Ziemi w czasie obrazowania i rzeźba terenu, docelowa projekcja kartograficzna skorygowanego obrazu (relacje między geoidą i elipsoidą, projekcja elipsoidy na powierzchnię odwzorowawczą), atmosfera (refrakcja).

30 Korekcja geometryczna c.d. Metody korekcji geometrycznej: Zwykły model wielomianowy typu 2D Zwykły model wielomianowy typu 3D Ilorazowy model wielomianowy

31 Korekcja geometryczna c.d.

32 Ortofotomapa Wawel

33 Ortofotomapa port w Świnoujściu

34 Ortofotomapa Wrocław

36 Pnkty adre i OFM

37 NUMERYCZNY MODEL TERENU definicja NMT metody pozyskiwania danych do NMT linie nieciągłości dokładności NMT wizualizacja NMT

38 Numeryczny Model Terenu Numeryczny Model Terenu - NMT Digital Terrain Model DTM Numeryczne odwzorowanie rzeźby powierzchni terenu (powierzchni ciągłej) w sposób dyskretny (punktowy) wraz z algorytmem interpolacyjnym, umożliwiającym wyznaczenie współrzędnych Z dowolnych punktów, jako funkcji współrzędnych X i Y tych punktów Z = f(x, Y)

39 Numeryczny Model Terenu we materiały fotogrametryczne modele 2,5 D - mają dla każdego punktu o współrzędnych (X, Y) tylko jedną wartość wysokości Z- z reguły jest to punkt leżący najwyżej dla zadanych (X, Y). Wysokość powierzchni Ziemi jest liczona jedną wartością w każdym punkcie (z wyjątkiem przewieszonych klifów). Jest ona uważana za pole ciągłe opisane zmienną o wartości rzędnej modele 3D - charakteryzują się tym, że dla jednych współrzędnych (X, Y) mogą posiadać wiele wartości wysokości Z modele 4D to modele 3D dodatkowo wzbogacone o zmienność w czasie.

40 Numeryczny Model Terenu NMT jest reprezentowany przez punkty rozłożone regularnie (GRID) lub nieregularnie (TIN) na powierzchni terenu i uzupełniony poprzez punkty reprezentujące morfologiczne formy terenu (break lines) takie jak: - linie szkieletowe (grzbiety, cieki), - linie nieciągłości (urwiska, skarpy), - powierzchnie wyłączeń (budynki, cieki), - pikiety ekstremalne (wierzchołki, dna).

46 NMT, OFM, 3D we materiały fotogrametryczne Import do ArcScene

47 OFM- Wrocław 2009 we materiały fotogrametryczne MGGP Aero

48 OFM- Wrocław 2009 we materiały fotogrametryczne MGGP Aero

52 OFM i 3D

53 NMT wysokości kodowane kolorami i cieniowaniem wizualizacja stref zalewu na OFM

54 Dokładność NMT Dokładność numerycznego modelu terenu, to dokładność interpolacyjna. wzór Ackermann a: m2 z DTM = m2 z pom + (α d)2 gdzie: m z DTM - błąd średni wyinterpolowanej wysokości, m z pom - błąd średni danych pomiarowych, α - współczynnik opisujący charakter terenu: α= 0,004-0,007 dla terenów płaskich, α= 0,010-0,020 dla terenów średnich, α= 0,022-0,044 dla terenów trudnych. d - średnia odległość punktów pomiarowych.

55 Numeryczny Model Terenu Metody pozyskiwania danych do budowy NMT (zalety i wady) metoda geodezyjna metoda fotogrametryczna metoda kartograficzna skaning laserowy interferometria radarowa InSAR

56 SKANING LASEROWY

57 SKANING LASEROWY architektura systemu Segment pokładowy: dalmierz laserowy (LRF Laser Range Finder) system pozycjonowania trajektorii lotu oparty na GPS (Global Positioning System) inercjalny system nawigacyjny INS (Inertial Navigation System) kamera (lub kamery) wideo blok rejestracji danych system planowania i zarządzania lotem Segment naziemny: naziemna, referencyjna stacja GPS stacja robocza do obróbki i przetwarzania danych i generowania wynikowego NMT (tryb off-line).

58 SKANING LASEROWY

59 SKANING LASEROWY

60 SKANING LASEROWY zalety niezależność od warunków oświetleniowych znaczna niezależność od warunków pogodowych penetracja poprzez pokrywę roślinną bardzo wysoka dokładność wysokościowa danych pomiarowych (nawet 5 10 cm) krótki czas uzyskania produktu końcowego i relatywnie niski koszt

Podobne dokumenty

FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA

Miernictwo Podstawy Fotogrametrii FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA METODY POZYSKIWANIA DANYCH DO BUDOWY NMT I ORTOFOTOMAPY CYFROWEJ Józef Woźniak gis@pwr.wroc.pl Podstawowe pojęcia definicja fotogrametrii