FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA

Transkrypt

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

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

3 pokrycie potrójne pokrycie podwójne s zereg 1 pokrycie poprzeczne s zereg 2

4 położenie neg atywowe f ś rodek rzutów położenie pozytywowe Mianownik s kali zdjęcia pionoweg o w w m= f poziom odnies ienia

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

6 RODZAJE MATERIAŁÓW FOTOGRAMETRYCZNYCH DO CELÓW PROJEKTOWYCH I STUDIALNYCH

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

8 Zdjęcie pionowe

9 Zdjęcie nachylone >3

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

11 Ortofotomapa port w Świnoujściu

12 Ortofotomapa Wawel

13 Ortofotomapa Wrocław

14 Pnkty adre i OFM

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

16 Elementy orientacji 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)

17 fotopunkt punkt wiążący

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

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

20

21

22

23 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).

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

25 Korekcja geometryczna c.d. Model parametryczny

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

27 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)

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

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

30 Prace fotogrametryczne dla potrzeb NMT zagęszczanie osnowy (aerotriangulacja) pomiar modelu bezpośredni pomiar warstwic dynamiczna rejestracja przekrojów pomiar siatki regularnej pomiar punktów rozproszonych uzupełnienia: linie szkieletowe obszary nieciągłości punkty wysokościowe generowanie ortofotomapy

31

32

33

34

35

36

37

38

39 SKANING LASEROWY 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).

40 SKANING LASEROWY

41 SKANING LASEROWY

42 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

43 Zestaw pytań z fotogrametrii 1. Istota i zadania fotogrametrii 2. Zalety metody fotogrametrycznej pozyskiwania danych przestrzennych 3. Elementy orientacji zdjęć fotogrametrycznych 4. Fotogrametria 1 i 2-obrazowa, różnice i zastosowanie 5. Fotopunkty, punkty dostosowania 6. Paralaksa podłużna, od czego zależy jej wartość 13. Jakie dane są niezbędne do obliczenia współrzędnych terenowych 14. Dokładności wyznaczenia współrzędnych XYZ 15. Zniekształcenie obrazu spowodowane deniwelacją terenu

44 Zestaw pytań z fotogrametrii c.d. 4. Istota ortofotomapy 5. Na czym polega korekcja geometryczna i radiometryczna obrazu cyfrowego 6. Definicja NMT 7. C o to są linie nieciągłości w NMT (break lines) 8. Interpolacje Z-punktów 9. Dokładności NMT 10. Istota skaningu laserowego, dokładności 11. Podstawowe segmenty lotniczego skaningu laserowego