Projektowanie nalotu fotogrametrycznego

Transkrypt

1 Projektowanie nalotu fotogrametrycznego Akty prawne normujące pomiary fotogrametryczne w Polsce: 1. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 9 listopada 2011r. w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego 2. Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 3 listopada 2011r. w sprawie w sprawie baz danych dotyczących zobrazowań lotniczych i satelitarnych oraz ortofotomapy i numerycznego modelu terenu

2 Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 9 listopada 2011r. w sprawie standardów technicznych wykonywania geodezyjnych pomiarów sytuacyjnych i wysokościowych oraz opracowywania i przekazywania wyników tych pomiarów do państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego Rozporządzenie określa: standardy techniczne Wykonywania pomiarów syt. wys. Opracowywania wyników i przekazywania do zasobu Na potrzeby EGiB, GESUT, podziałów nieruchomości, postępowań sądowych, zagospodarowania przestrzennego Art.5.1 Geodezyjne pomiary sytuacyjne wykonywane są jako: 1) Geodezyjne pomiary terenowe 2) Geodezyjne pomiary fotogrametryczne 3) Geodezyjne pomiary kartometryczne Art.5.2 Geodezyjne pomiary wysokościowe wykonywane są jako: 1) Geodezyjne pomiary terenowe 2) Geodezyjne pomiary fotogrametryczne

3 geodezyjny pomiar fotogrametryczny jest to geodezyjny pomiar sytuacyjny lub wysokościowy wykonywany na modelu terenu utworzonym z przetworzonych zdjęć lotniczych lub satelitarnych Art.43.2 Geodezyjne sytuacyjne i wysokościowe pomiary fotogrametryczne wykonuje się wyłącznie w technologii fotogrametrycznych opracowań cyfrowych. Art.43.3 Geodezyjny sytuacyjny i wysokościowy pomiar fotogrametryczny może być wykonywany metodą skaningu laserowego. Art.43.4 Geodezyjnego wysokościowego pomiaru fotogrametrycznego nie wykonuje się na terenach zalesionych i pokrytych wodami.

4 Art.44.1 Geodezyjne sytuacyjne i wysokościowe pomiary fotogrametryczne weryfikuje poprzez porównanie treści zdjęć lotniczych lub satelitarnych z terenem. Ponadto wykonuje się w niezbędnym zakresie pomiary terenowe w celu: Identyfikacja położenia szczegółów terenowych niedostępnych na zdjęciu Pozyskania nieprzestrzennych atrybutów obiektów Art.45.1 Geodezyjny sytuacyjny pomiar fotogrametryczny podlega weryfikacji przez wykonanie geodezyjnych sytuacyjnych pomiarów terenowych wybranych szczegółów terenowych równomiernie rozłożonych na opracowywanym obszarze, w tym szczegółów terenowych położonych na skrajach stereogramów. Art.45.2 Geodezyjny wysokościowy pomiar fotogrametryczny podlega weryfikacji przez wykonanie geodezyjnego wysokościowego pomiaru terenowego wybranych punktów kontrolnych lub przekrojów kontrolnych.

5 Rozporządzenie Ministra Spraw Wewnętrznych i Administracji z dnia 3 listopada 2011r. w sprawie w sprawie baz danych dotyczących zobrazowań lotniczych i satelitarnych oraz ortofotomapy i numerycznego modelu terenu Rozporządzenie określa: zakres informacji gromadzonych w bazach danych dotyczących zobrazowań lotniczych i satelitarnych oraz ortofotomapy i numerycznego modelu terenu Art.3.1 a) fotogrametryczne zdjęcia lotnicze zarejestrowane w postaci obrazów powierzchni ziemi przez pomiarowe kamery analogowe lub pomiarowe kamery cyfrowe, które są zainstalowane w samolocie lub śmigłowcu, i utrwalone na elektronicznych nośnikach informacji lub filmie negatywowym lub filmie pozytywowym Art Zdjęcia lotnicze wykonywane są z pokładu samolotu lub śmigłowca wyposażonego w: a) Stabilizowane powieszenie kamery łączące kamerę z pokładem samolotu b) System planowania i zarządzania lotem c) Pomiarową kamerę analogową lub kamerę cyfrową zintegrowaną z systemem GPS

6 Art Projekt nalotu fotogrametrycznego powinien określać: Obszar opracowania Podział obszaru opracowania na rejony fotografowania Projektowaną skalę zdjęć analogowych lub terenową wielkość piksela dla zdjęć cyfrowych Ogniskową obiektywu kamery Projektowaną wysokość lotu Projektowaną wielkość pokrycia podłużnego i poprzecznego zdjęć

7 Zdjęcia lotnicze projektuje się dla określonego zadania: Mapy sytuacyjno wysokościowe Aktualizacja mapy sytuacyjno - wysokościowej Budowa numerycznego modelu terenu (NMT lub NMPT) Modele 3D miast Modernizacja ewidencji gruntów Podział zdjęć: 1. Przeznaczenie topograficzne (pomiarowe), nietopograficzne 2. Sposób pokrycia: Zdjęcie pojedyncze cały interesujący nas obiekt znajduje się na jednym zdjęciu Zdjęcia szeregowe dla obiektów wydłużonych, szereg zdjęć zachodzących na siebie Zespołowe szeregi zdjęć zachodzące na siebie 3. Położenie osi kamery: Pionowe Prawie pionowe Nachylone Ukośne

8 Zdjęcia pionowe: Pionowa orientacja osi optycznej kamery Poziome ułożenie ramki tłowej Dla terenu płaskiego zdjęcia charakteryzują się jednakową skalą na całej powierzchni: Gdzie: M z - mianownik skali zdjęcia f ogniskowa obiektywu kamery W wysokość fotografowania 1 M z = f W Zdjęcia prawie pionowe: Oś optyczna kamery odchylona od pionu o max. 3st Typowe zdjęcia lotnicze wykorzystywane obecnie Zdjęcia nachylone Oś optyczna kamery odchylona od pionu o więcej niż 3st. Linia horyzontu jest niewidoczna na zdjęciu Zdjęcia ukośne Oś optyczna kamery odchylona od linii pionu o taki kąt, że na zdjęciu widoczna jest linia horyzontu

9 Stosunek bazowy Przez bazę podłużną zdjęć rozumiemy odległość pomiędzy środkami rzutów dla obu zdjęć. Stosunek bazy i wysokości fotografowania nazywamy stosunkiem bazowym 1 v = W B = c k b

10 1. Projektowanie skali zdjęć Skala zdjęcia determinuje dokładność sytuacyjną opracowania oraz zasób treści mapy Dokładność pomiaru sytuacyjnego ze zdjęć jest wprost proporcjonalna do skali zdjęć Błąd określenia wysokości wyrażany jest wzorem: m H = M z 1 v m p = W f W B m p = W f gdzie: m H - błąd określenia wysokości M z - mianownik skali zdjęcia v stosunek bazowy W wysokość lotu B baza fotografowania b zdj baza fotografowania na zdjęciu m p - błąd pomiaru paralaksy f b zdj m p = W b zdj m p Im większa skala zdjęć, tym Im większa skala zdjęć, tym Im większa skala zdjęć, tym wyższa większa wyższy dokładność opracowania liczba zdjęć koszt opracowania

11 Zdjęcie analogowe Zdjęcie cyfrowe Skala zdjęcia Wielkość piksela terenowego - odległość pomiędzy punktami terenowymi reprezentowanymi przez środki sąsiednich pikseli obrazu cyfrowego W = P t c k P m Metryka kamery

12 2. Wybór stożka kamery Przy wyborze stożka kamery należy uwzględnić: Typ i ukształtowanie terenu (teren płaski, górzysty, miejski wysoka, niska zabudowa) Rodzaj opracowania mapa syt. wys., ortofotomapa, fotointerpretacja Dokładność opracowania wysokościowego Uwarunkowania techniczne związane ze sprzętem Stożek obiektywowy nadszerokokątny, f = 88 mm Rekomendacje Zalecany: Opracowania o podwyższonej dokładności, płaski, odkryty teren Niezalecany: Tereny górzyste, zabudowane szerokokątny, f = 153 mm Zalecany: W większości przypadków: opracowania sytuacyjno wysokościowe, tereny płaskie i pagórkowate, teren podmiejski, rekreacyjny Niezalecany: Teren miejski z zabudową wielokondygnacyjną półnormalnokątny f = 210 mm normalnokątny, f = 305 mm Zalecany: Teren miejski z zabudową wielokondygnacyjną Niezalecany: Dla zdjęć wymagających zwiększonej dokładności

13 Dane: Baza na zdjęciu b zdj = 92mm Stosunek bazowy: v = B W = b zdj f Błąd wysokości jest wprost proporcjonalny do wysokości fotografowania i Odwrotnie proporcjonalny do stosunku bazowego f = 88mm v = f = 152mm v = f = 210mm v = f = 305mm v = 1,05 0,61 0,44 0,30 Przy założonej skali zdjęcia, im krótsza jest ogniskowa tym wyższa jest dokładność

14 Wpływ stożka kamery na tworzenie się martwych pól Martwe pole to obszar zasłonięty przeszkodą terenową, w wyniku czego nie jest możliwe stereoskopowe obserwowanie tego miejsca. Wielkość obszaru martwego pola przy stałej wysokości fotografowania zależy od: 1. Wysokości przeszkody 2. Kąt rozwarcia obiektywu Dla terenów wysokogórskich i terenów miejskich z zabudową wielokondygnacyjną zaleca się stosowanie kamer normalnokątnych

15 3. Projektowanie wysokości fotografowania Wysokość fotografowania określa się względem średniej płaszczyzny obszaru fotografowania Wysokość fotografowania ustalana jest dla zaproponowanej skali zdjęcia i wybranego stożka kamery wg zależności: W = f M z Wysokość fotografowania musi mieścić się w zakresie osiągalnego pułapu samolotu! Wysokość średniej płaszczyzny obszaru ustala się: Dla terenów równinnych i lekko pofałdowanych H śr. = 1 2 (H max + H min ) Dla terenów pofałdowanych H śr. = H max 1 3 (H max H min ) H max, H min odczytuje się z dostępnych map

16 W projekcie nalotu fotogrametrycznego podaje się dodatkowo: Wysokość absolutną lotu: H 0 = W + H śr Wysokość lotu odniesioną do wysokości lotniska: W lot = W + H śr H lot

17 4. Projektowanie pokrycia podłużnego i poprzecznego Pokrycie podłużne Zdjęcia w szeregu wykonuje się tak, aby ich zasięgi terenowe częściowo nakładały się na siebie. Nałożone na siebie fragmenty zdjęć w jednym szeregu nazywane są pokryciem podłużnych. Pokrycie podłużne wyrażane jest w %. Aby uzyskać sztuczny efekt stereoskopowy wymagane jest pokrycie podłużne min. 60%. Przy takim pokryciu powstają pasy potrójnego pokrycia Baza na zdjęciu odległość pomiędzy punktami głównymi zdjęć b zdj Dla terenów pofałdowanych pokrycie podłużne należy zwiększyć o wpływ rzeźby terenu: p % = p 0 % + 50 H W [%]

18 Pokrycie poprzeczne Osie szeregów planuje się w takiej odległości od siebie, aby między zasięgami zdjęć sąsiednich szeregów wystąpiło pokrycie. Pokrycie poprzeczne jest niezbędne do połączenia szeregów w jeden blok zdjęć. b zdj Dla terenów pofałdowanych pokrycie podłużne należy zwiększyć o wpływ rzeźby terenu: q % = q 0 % + 70 H W [%] b zdj 4 5 6

19 5. Opracowanie projektu lotu w postaci graficznej Elementy graficzne projektu lotu nanosi się na istniejące mapy topograficzne Cały obszar fotografowania pokrywa się zdjęciami o określonym pokryciu poprzecznym i podłużnym Skrajne szeregi projektuje się tak, aby ich terenowe zasięgi wykraczały o 25% zasięgu zdjęcia poza granice obiektu Wzdłuż kierunku lotu projektuje się miejsce włączenia kamery w odległości 1,5 bazy na zewnątrz granicy obszaru fotografowania

20 Ćwiczenie Opracowanie nalotu fotogrametrycznego: część obliczeniowa + mapa Część obliczeniowa: Należy wybrać dolną wartość zakresu skali zdjęcia dla skali mapy 1: Wysokość względna lotu [m],0 2. Bezwzględna wysokość lotu [m],0 3. Wysokość lotu odniesiona do wys. lotniska [m],0 4. Pokrycie podłużne [%],0 5. Pokrycie poprzeczne [%],0 6. Zasięg pojedynczego zdjęcia bez uwzględnienia pokrycia [m],0 7. Użyteczny zasięg zdjęcia (po uwzględnieniu pokrycia) [m],0 8. Powierzchnia użyteczna jednego zdjęcia [ha],2 9. Całkowita liczba zdjęć [liczba zdjęć],0 10. Długość potrzebnej błony fotograficznej [m],2 11. Czas ekspozycji [s],0 12. Interwał czasowy [s],2

21 dane oznaczenie wartości jednostki Długość obszaru Dx 20+n km Szerokość obszaru Dy 6+n km mianownik skali mapy Mk 2000 ogniskowa f 200+n mm format zdjęcia l 18 cm średnia wysokość obszaru Hśr 300 m wysokość lotniska Hlot 200 m prędkość lotu v 160 km/godz. wielkość plamki rozmycia d 0,03 mm pokrycie podłużne p 64 % z uwzględnieniem rzeźby pokrycie poprzeczne g 36 % terenu 1 Ciechanowska Karolina 2 Czyż Justyna 3 Jankowska Aleksandra 4 Jarosz Katarzyna 5 Jastrzębska Karolina 6 Jaworski Wojciech 7 Kaszczak Paweł 8 Kisielowska Aleksandra 9 Kolano Kinga 10 Kosior Anna 11 Kościelniak Anna 12 Kotlarz Klaudia 13 Kózka Natalia

22 Część graficzna skala mapy rozmiary obiektu szer. dł. pokrycie podłużne (nie uwzględniać rzeźby terenu) pokrycie poprzeczne (nie uwzględniać rzeźby terenu) format zdjęcia skala zdjęcia 1: m - 50n 5500m - 50n 70% 40% 18cm x 18cm 1:8000