Rok akademicki: 2030/2031 Kod: DGK s Punkty ECTS: 6. Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: -

Transkrypt

1 Nazwa modułu: Teledetekcja i fotogrametria Rok akademicki: 2030/2031 Kod: DGK s Punkty ECTS: 6 Wydział: Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska Kierunek: Geodezja i Kartografia Specjalność: - Poziom studiów: Studia I stopnia Forma i tryb studiów: - Język wykładowy: Polski Profil kształcenia: Ogólnoakademicki (A) Semestr: 5 Strona www: Osoba odpowiedzialna: prof. nadzw. dr hab. inż. Tokarczyk Regina (tokarcz@agh.edu.pl) Osoby prowadzące: dr inż. Wróbel Andrzej (awrobel@agh.edu.pl) prof. nadzw. dr hab. inż. Tokarczyk Regina (tokarcz@agh.edu.pl) dr inż. Marmol Urszula (entice@agh.edu.pl) Opis efektów kształcenia dla modułu zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Powiązania z EKK Sposób weryfikacji efektów kształcenia (forma zaliczeń) Wiedza M_W001 tworzenia, zapisu i głównych cech charakterystycznych obrazu w najważniejszych sensorach wykorzystywanych w fotogrametrii i teledetekcji GK1A_W02, GK1A_W03, GK1A_W08, GK1A_W10, GK1A_W11, GK1A_W16 Udział w dyskusji, Wykonanie ćwiczeń M_W002 rekonstrukcji wiązki promieni rzutujących w kamerze fotograficznej i jej orientacji w przestrzeni, zna i rozumie zasady geometrycznej rekonstrukcji przestrzeni na podstawie zdjęć fotogrametrycznych GK1A_W01, GK1A_W03, GK1A_W08, GK1A_W11 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń, Aktywność na zajęciach M_W003 zasad projektowania i wykonywania najważniejszych pomiarów fotogrametrycznych GK1A_W03, GK1A_W04, GK1A_W05, GK1A_W06, GK1A_W09, GK1A_W10, GK1A_W11, GK1A_W12, GK1A_W13, GK1A_W14 Sprawozdanie, Udział w dyskusji, 1 / 6

2 M_W004 zasad i metod tworzenia podstawowych produktów fotogrametrii GK1A_W04, GK1A_W05, GK1A_W06, GK1A_W11, GK1A_W12, GK1A_W13, GK1A_W14, GK1A_W16 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń, Udział w dyskusji M_W005 wybranych metod ekstrakcji tematycznej z obrazów wielospektralnych GK1A_W03, GK1A_W08, GK1A_W11, GK1A_W13, GK1A_W14, GK1A_W16 Sprawozdanie, Wykonanie ćwiczeń, Udział w dyskusji Umiejętności M_U001 Posiada umiejętności wykonania prostych pomiarów na podstawie zdjęć naziemnych GK1A_U06, GK1A_U09, GK1A_U10, GK1A_U15, GK1A_U16, GK1A_U20 M_U002 interpretacji treści i przetwarzania obrazów satelitarnych w podstawowym zakresie GK1A_U13, GK1A_U14, GK1A_U15, GK1A_U16 M_U003 stosowania wybranych metod ekstrakcji informacji z obrazów wielospektralnych GK1A_U07, GK1A_U13, GK1A_U14, GK1A_U15, GK1A_U19 M_U004 pozyskiwania danych do najważniejszych produktów stereofotogrametrii lotniczej: mapy wektorowej i NMT. GK1A_U04, GK1A_U07, GK1A_U08, GK1A_U11, GK1A_U13, GK1A_U14, GK1A_U15, GK1A_U16 Kompetencje społeczne M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fotogrametrii i teledetekcji GK1A_K01 Matryca efektów kształcenia w odniesieniu do form zajęć Kod EKM Student, który zaliczył moduł zajęć wie/umie/potrafi Forma zajęć Wykład Ćwiczenia audytoryjne Ćwiczenia laboratoryjne Ćwiczenia projektowe Konwersatori um seminaryjne praktyczne Inne terenowe E-learning Wiedza 2 / 6

3 M_W001 M_W002 M_W003 M_W004 M_W005 Umiejętności M_U001 M_U002 M_U003 M_U004 tworzenia, zapisu i głównych cech charakterystycznych obrazu w najważniejszych sensorach wykorzystywanych w fotogrametrii i teledetekcji rekonstrukcji wiązki promieni rzutujących w kamerze fotograficznej i jej orientacji w przestrzeni, zna i rozumie zasady geometrycznej rekonstrukcji przestrzeni na podstawie zdjęć fotogrametrycznych zasad projektowania i wykonywania najważniejszych pomiarów fotogrametrycznych zasad i metod tworzenia podstawowych produktów fotogrametrii wybranych metod ekstrakcji tematycznej z obrazów wielospektralnych Posiada umiejętności wykonania prostych pomiarów na podstawie zdjęć naziemnych interpretacji treści i przetwarzania obrazów satelitarnych w podstawowym zakresie stosowania wybranych metod ekstrakcji informacji z obrazów wielospektralnych pozyskiwania danych do najważniejszych produktów stereofotogrametrii lotniczej: mapy wektorowej i NMT Kompetencje społeczne M_K001 Student rozumie potrzebę ciągłego aktualizowania i poszerzania wiedzy z zakresu fotogrametrii i teledetekcji Treść modułu zajęć (program wykładów i pozostałych zajęć) 3 / 6

4 Wykład Wprowadzenie, podstawy fotogrametrii Wstępne definicje fotogrametrii i teledetekcji, podział, historia rozwoju, zastosowania, rola we współczesnej gospodarce. Fotografia:formowanie obrazu przez obiektyw, rejestracja obrazu (analogowa, cyfrowa). Obraz cyfrowy:cechy obrazu, zapis radiometrii, resampling obrazu. Podstawy matematyczne fotogrametrii: ważniejsze transformacje 2D i 3D. Elementy rzutu środkowego: matematyczne, fizyczne i techniczne jego aspekty. Kamera pomiarowa, elementy orientacji wewnętrznej, dystorsja obiektywu. Charakterystyka nośnika obrazu. Rodzaje fotogrametrycznych kamer pomiarowych. Orientacja zewnętrzna zdjęcia. Przypadek normalny zdjęć fotogrametrycznych. Stereoskopia: sztuczny efekt stereoskopowy, pojęcia znaczka mierzącego. Zasady pomiarów w fotogrametrii naziemnej Proste pomiary fotogrametrii naziemnej: fotogrametryczne wcięcie w przód na podstawie kątów odtwarzanych w kamerze pomiarowej, wyznaczenie przestrzennych współrzędnych na podstawie stereogramu. Wprowadzenie do fotogrametrii lotniczej Geometria pojedynczego zdjęcia matematyczne podstawy: równanie kolinearności, przypadek zdjęcia ściśle pionowego. Deniwelacja terenu a zdjęcie ściśle pionowe. Mapy fotograficzne. Przetwarzanie geometryczne obrazu. Podstawy stereofotogrametrii lotniczej: wstępna analiza dokładności opracowania stereofotogrametrycznego, lotnicze kamery pomiarowe, projekt lotu fotogrametrycznego. Metody i produkty opracowania zdjęć lotniczych Analityczna budowa modelu na podstawie stereogramu zdjęć lotniczych i jego orientacja bezwzględna. Autogrametryczne opracowanie stereogramu zdjęć lotniczych. Aerotriangulacja: cel, rodzaje aerotriangulacji, nowoczesne metody aerotriangulacji (aerotriangulacja cyfrowa, aerotriangulacja z użyciem środków rzutów wyznaczanych za pomocą GPS). Osnowa fotogrametryczna, fotopunkty sztuczne i naturalne. Pozyskiwanie danych do budowy NMT metodą fotogrametrii cyfrowej. Ortofotografia: zasada ortorektyfikacji, ortoobraz a ortofotomapa, przepróbkowanie obrazu cyfrowego Podstawy teledetekcji Promieniowanie elektromagnetyczne, okna atmosferyczne, obraz wielospektralny, kompozycje spektralne, krzywa spektralna, zakres i rozdzielczość spektralna, klasyfikacja obrazów wielospektralnych, model barw RGB, rozdzielczość radiometryczna. Najważniejsze wskaźniki Charakterystyka satelitarnych systemów obrazujących. Przegląd różnych technik teledetekcyjnych. Teledetekcja w monitoringu środowiska. Wysokorozdzielcze obrazowania satelitarne i ich zastosowanie. Ćwiczenia laboratoryjne Wprowadzenie i podstawy fotogrametrii, proste pomiary fotogrametrii naziemnej Fotografia, kamery fotograficzne i fotogrametryczne, wykonanie stereogramu.wyznaczenie współrzędnych fotogrametrycznych na podstawie stereogramu normalnego zdjęć naziemnych. Wprowadzenie do fotogrametrii lotniczej 4 / 6

5 Interpretacja zdjęć lotniczych. Stereoskopia. Badanie kartometryczności zdjęcia lotniczego. Projekt lotu fotogrametrycznego. Metody i produkty opracowania zdjęć lotniczych Fotogrametryczne opracowanie elementów mapy zasadniczej na podstawie modelu zdjęć lotniczych. Ocena kartometryczności ortofotomapy. Teledetekcja Klasyfikacja obrazów wielospektralnych. Sposób obliczania oceny końcowej Ocena końcowa jest średnią wagowaną ocen z wszystkich form zajęć. Wagi dla ocen cząstkowych są takie same i wynoszą 0,5. Wymagania wstępne i dodatkowe Znajomość podstaw geometrii wykreślnej Znajomość postaw algebry liniowej (operacje na wektorach i macierzach) Znajomość podstaw optyki i fizyki Zalecana literatura i pomoce naukowe Kurczyński Z., Fotogrametria, PWN, 2014 Kurczyński Z., Preuss R.: Podstawy Fotogrametrii, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2002 Butowtt J., Kaczynski R: Fotogrametria, Wojskowa Akademia Techniczna, Warszawa, 2003 Sitek Z.: Zarys teledetekcji lotniczej i satelitarnej Wydawnictwa AGH, Kraków, 1992 Sitek Z: Fotogrametria ogólna inżynierska, PPWK, Warszawa 1991 Mularz S., Podstawy Teledetekcji. Wprowadzenie do GIS, Wydawnictwo PK, Kraków 2004 Kurczyński Z, Lotnicze i satelitarne obrazowanie Ziemi tom 1 i 2, Oficyna Wydawnicza Politechniki Warszawskiej, Warszawa, 2006 Bernasik J., Mikrut S.: Fotogrametria inżynieryjna Wykłady i konspekty do ćwiczeń: Publikacje naukowe osób prowadzących zajęcia związane z tematyką modułu Tokarczyk R,Tokarczyk A., Zastosowanie bezpośredniej transformacji liniowej do równoczesnego wyrównania zdjęć, Przegląd Geodezyjny nr 6, Tokarczyk R,Tokarczyk A.,. Samokalibracja zdjęć fotogrametrycznych podstawy teoretyczne metody i jej testowanie, Przegląd Geodezyjny nr 7, Tokarczyk R., Bernasik J., Inżynieria i Budownictwo. Rozdział w skrypcie: Kompleksowe wykorzystanie informacji ze zdjęć lotniczych, przygotowanym na zlecenie Głównego Geodety Kraju, Kraków Sieradz Tokarczyk R., Stanios I., Kalibracja cyfrowego aparatu fotograficznego z wykorzystaniem darmowej wersji programu Aerosys, Przegląd Geodezyjny Nr 6, str. 7-11, Tokarczyk R., Ciach-Żelazko A., Korekcja obrazów cyfrowych dla optymalizacji ich automatycznego pomiaru, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol.14, Tokarczyk R., Huppert M., Automatyczna detekcja i pomiar markerów w fotogrametrycznym systemie do trójwymiarowego pozycjonowania ciała dla celów rehabilitacji leczniczej, Zeszyty Naukowe AGH, Półrocznik Geodezja, Tom 12, Zeszyt 2/1, Tokarczyk R., Koprowski R., Wróbel Z., Zastosowanie metod analizy obrazów w trójwymiarowym pozycjonowaniu ciała pacjenta, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol.16, Tokarczyk R., Pirowski T., Badanie przestrzeni barwnej cyfrowego aparatu fotograficznego na przykładzie Minolty Dynax 5D, Zeszyty Naukowe AGH, Półrocznik Geodezja, Tom 12, Zeszyt 2/1, Praca zbiorowa pod redakcją Reginy Tokarczyk, Automatyzacja pomiaru na obrazach cyfrowych w fotogrametrycznym systemie pomiarowym do badania wad postawy, Wydawnictwa Naukowo- Dydaktyczne AGH, Kraków Tokarczyk R., Kolecki J., Automatyczne identyfikacja punktów pola testowego AGH z wykorzystaniem 5 / 6

6 pakietu Matlab, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol.17, Tokarczyk R., Kwoczyńska B., Ujma M., Przegląd i charakterystyka wybranego darmowego oprogramowania fotogrametrycznego do celów dydaktycznych, Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, Vol.20, 2010 Informacje dodatkowe Na pierwszych zajęciach (ćwiczeniach) prowadzący określi: - dopuszczalną liczbę nieobecności studenta na zajęciach oraz sposób i tryb wyrównywania zaległości powstałych wskutek nieobecności, - zasady uzyskania zaliczenia w terminie podstawowym. Przed końcem semestru prowadzący ustali zasady i terminy uzyskania zaliczeń poprawkowych. Student może dwukrotnie przystąpić do poprawkowego zaliczenia zajęć. Obecność na wykładach nie jest obowiązkowa i nie warunkuje dopuszczenia do egzaminu. Student może przystąpić do egzaminu pod warunkiem posiadania zaliczenia z ćwiczeń. Nakład pracy studenta (bilans punktów ECTS) Forma aktywności studenta Udział w wykładach Egzamin lub kolokwium zaliczeniowe Udział w ćwiczeniach Samodzielne studiowanie tematyki zajęć Przygotowanie sprawozdania, pracy pisemnej, prezentacji, itp. Dodatkowe godziny kontaktowe z nauczycielem Sumaryczne obciążenie pracą studenta Punkty ECTS za moduł Obciążenie studenta 28 godz 3 godz 42 godz 55 godz 20 godz 2 godz 150 godz 6 ECTS 6 / 6