Propozycje wykorzystania zdjęć panoramicznych w GIS i geodezji

Transkrypt

1 Propozycje wykorzystania zdjęć panoramicznych w GIS i geodezji Michał Bednarczyk Renata Pelc-Mieczkowska UWM Olsztyn XXIV DOROCZNA KONFERENCJA PTIP ROZWÓJ METOD I TECHNOLOGII GEOPRZESTRZENNYCH

2 Wstęp Technika fotografii panoramicznej pojawiła się praktycznie w tym samym czasie co sam wynalazek klasycznej fotografii czyli w pierwszej połowie XIX Idea fotografii panoramicznej wynikła bezpośrednio z tradycji malarskich. W początkach XIX wieku wielu malarzy tworzyło swoje dzieła w postaci tak zwanych panoram malarskich.

3 Wstęp Aby obejrzeć dzieło, obserwator musiał znajdować się wewnątrz cylindra, na którym prezentowany był obraz. Najsłynniejszą ekspozycją tego rodzaju w Polsce jest Panorama Racławicka we Wrocławiu.

4 Technologia wykonywania zdjęć panoramicznych Podstawową zasadą zdjęcia panoramicznego jest takie ujęcie otoczenia, aby na jednym, spójnym obrazie zmieścił się jak najszerszy zakres widoku. Zdjęcia z jednego punktu (wiele zdjęć jedna baza, panorama obrotowa) Odwzorowanie na cylinder lub sferę Zdjęcia z wielu punktów (każde zdjęcie z innej bazy, panorama liniowa) Odwzorowanie na płaszczyznę

5 Panorama cylindryczna 360 stopni Panorama liniowa

6 Panorama sferyczna 360 stopni

7 Zdjęcie hemisferyczne

8 Sprzęt Prosty i mało precyzyjny Dowolny aparat fotograficzny, zdjęcia z ręki Aparat na statywie, wzrokowa kontrola pokrycia zdjęć Złożony i bardziej precyzyjny Głowica do zdjęć panoramicznych (ręczna lub automatyczna) Urządzenia wieloobiektywowe Zdjęcia hemisferyczne Obiektyw typu rybie oko

9 Sprzęt Obiektyw sigma fisheye 8mm Zrobotyzowana głowica PANO-GEAR system Ladybug

10 Przegląd zastosowań zdjęć panoramicznych

11 Podstawowe cechy Zdjęcia panoramiczne dają bardzo realistyczne rozeznanie w otoczeniu stwarzając wrażenie przebywania w danym miejscu. Ze względu na tę cechę fotografia panoramiczna jest chętnie wykorzystywana do wizualizacji wzbogacającej treść różnego rodzaju opracowań kartograficznych.

12 Połączenie GIS i zdjęć panoramicznych Dodanie geolokalizacji daje możliwość umieszczenia zdjęć panoramicznych na mapie Mapa cyfrowa staje się w ten sposób interfejsem do przeglądania panoram Obrazy panoramiczne mogą być wywoływane standardowo, przez kliknięcie na mapie lub tworzyć sekwencje układające się w wirtualną wycieczkę.

13 Zastosowania (1/2) Wizualizacja i prezentacja walorów krajobrazowych (ochrona środowiska, turystyka) Inwentaryzacja i analiza otoczenia (np. stanowiska archeologiczne) Uzupełnianie informacji o istniejących obiektach (np. rodzaj ogrodzenia, typ nawierzchni, występowanie zieleni)

14 Zastosowania (2/2) Badania leśne analiza warunków świetlnych pod okapem drzewostanów Modelowanie zasłon terenowych przy pomiarach GNSS Zbieranie danych dla systemów nawigacyjnych Automatyczne pozyskiwanie danych przestrzennych do różnych celów Wirtualna rzeczywistość (VR) i rozszerzona rzeczywistość (AR)

15 Przykładowe projekty

16 Propozycje własne Koncepcja systemu inwentaryzacji pomieszczeń w budynkach przy użyciu systemu GIS i zdjęć panoramicznych Rozszerzenie klasycznego opisu topograficznego punktu osnowy geodezyjnej o model zasłon terenowych występujących w otoczeniu punktu oraz zdjęcie panoramiczne otoczenia punktu i integracja tych danych w GIS

17 Podstawowe założenia Prezentowane opracowania dotyczą budynku znajdującego się w kampusie uniwersyteckim Kortowo w Olsztynie oraz rozety ściennej osnowy odtwarzalnej zlokalizowanej na terenie kampusu. Założenia leżące u podstaw opracowań to: wykorzystanie zdjęć panoramicznych do inwentaryzacji, użycie systemu GIS do opracowania danych przestrzennych, ograniczenie kosztów opracowania poprzez wykorzystanie oprogramowania open source, intuicyjna, wygodna i łatwa w przygotowaniu forma prezentacji danych, możliwa do wykorzystania zarówno w Internecie jak i lokalnie.

18 Sprzęt do pozyskania danych Aparat Nikon D90 Zrobotyzowana głowica do panoram Pano Gear Do zdjęć hemisferycznych - obiektyw rybie oko Sigma EX DG, 8mm Niekomercyjne oprogramowanie do cyfrowej obróbki zdjęć panoramicznych Microsoft ICE

19 Koncepcja systemu inwentaryzacji pomieszczeń w budynkach przy użyciu systemu GIS i zdjęć panoramicznych

20 Prezentacja danych główny interfejs Mapa wykonana z użyciem QGIS Jednym z atrybutów budynku jest łącze do panoram Udostępniona przez WMS Wykorzystano Geoserver na Linux Ubuntu

21 Interaktywny plan budynku

22 Rozszerzenie klasycznego opisu topograficznego punktu osnowy geodezyjnej o model zasłon terenowych występujących w otoczeniu punktu oraz zdjęcie panoramiczne otoczenia punktu i integracja tych danych w GIS

23 Dokumentacja otoczenia punktu osnowy

24 Inne propozycje zastosowań panoram w geodezji Uzupełnianie dokumentacji wykonanego pomiaru ze stanowiska (np. tachimetru), stosując dodatkowo graficzne oznaczenie pomierzonych punktów. Pomiary satelitarne (modelowanie zasłon) Wykorzystanie panoram i AR do prezentacji mierzonych bądź tyczonych obiektów jako pomoc w wykonywaniu pomiarów

25 Podsumowanie (1/3) Zdaniem autorów, technologia zdjęć panoramicznych może mieć zastosowanie zarówno w GIS jak i geodezji. Przytaczane przykłady stosowania tej technologii skłaniają do refleksji i dalszych poszukiwań. Można sądzić, że trend taki będzie się utrzymywał i zdjęcia panoramiczne będą coraz powszechniej stosowane w dziedzinach związanych z GIS i geodezją

26 Podsumowanie (2/3) Opisane projekty zostały wykonane z wykorzystaniem oprogramowania open source, co nie pozostaje bez znaczenia ze względów ekonomicznych. Realizacja była dość złożona i wymagała szeregu kroków, które mogą zniechęcić użytkownika chcącego zastosować tą technologię w zakresie proponowanym przez autorów.

27 Podsumowanie (3/3) Niektóre z przytaczanych pomysłów i propozycji mogą wydawać się dość fantastyczne, lecz są możliwe do realizacji. Potrzebne jest opracowanie doskonalszego oprogramowania oraz odpowiednich urządzeń, a także udoskonalenie istniejących, w taki sposób aby opisane zadania mogły być wykonywane automatycznie.

28 Dziękuję za uwagę