Wydział Architektury Gospodarka Przestrzenna I Rok FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA

Wielkość: px

Rozpocząć pokaz od strony:

Download "Wydział Architektury Gospodarka Przestrzenna I Rok FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA"

Bartosz Janik
6 lat temu
Przeglądów:

1 Wydział Architektury Gospodarka Przestrzenna I Rok 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 Związki analityczne

4 pokrycie potrójne pokrycie podwójne pokrycie poprzeczne szereg 1 szereg 2

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

6 RODZAJE MATERIAŁÓW FOTOGRAMETRYCZNYCH DO CELÓW PROJEKTOWYCH I STUDIALNYCH

7 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.

8 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

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

10 Zdjęcie pionowe

11 Zdjęcie nachylone >3

12 Zdjęcie ukośne z widocznym horyzontem

13 Podstawowe materiały fotogrametryczne 1. Do celów studialnych: Nieprzetworzone zdjęcia lotnicze i satelitarne Zobrazowania małoskalowe NMT 2. Do celów projektowych: NMT (w tym skaning laserowy) Ortofotomapy cyfrowe

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

15 Ortofotomapa port w Świnoujściu

16 Ortofotomapa Wawel

17 OFM Wrocław Ortofotomapa Wawel

18 OFM, Wrocław, 2011

19 OFM, Wrocław, 2011

20 Pnkty adre i OFM

21 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 fotopunkty wyniki obserwacji fotopunktów i punktów wiążących współrzędne punktów osnowy wyniki autokalibracji POMIAR PUNKTÓW MODELU TERENU OBLICZENIE WSPÓŁRZĘDNYCH kodowanie w czasie pomiaru kodowanie zbiorem słownikowym PRACE KOŃCOWE kontrola wyników transformacje podział na grupy/warstwy konwersja formatów

22 y odległość obrazowa numer zdjęcia 0905 punkt główny x o, y o O α α x libela znaczek tłowy

23 Elementy orientacji zdjęć fotogrametrycznych Elementy orientacji wewnętrznej stała kamery c k położenie punktu głównego (x 0 y 0 ) Elementy orientacji zewnętrznej kąty pochylenia osi kamery (φ, ω, κ) długość bazy fotogrametrycznej (b) współrzędne środka rzutu zdjęcia lewego (X L Y L Z L )

24 Aerotriangulacja fotopunkt punkt wiążący

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

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

28 Ortofotomapa

29 Ortofotomapa

30 Ortofotomapa

31 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 (oile 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).

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

33 Model parametryczny Korekcja geometryczna c.d.

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

36 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)

37 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).

38 Numeryczny Model Terenu Triangulacja Delaunay a Interpolacja Z - punktów

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

40 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

44 Model 3D

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

51 SKANING LASEROWY

52 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).

53 SKANING LASEROWY

54 SKANING LASEROWY

55 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

56 TELEDETEKCJA Rejestracja promieniowania elektromagnetycznego przez satelitę WorldView-2 rejestrowane promieniowanie łatwiej penetruje atmosferę, wyjątkowo przydatny w analizie roślinności i ocenie wielkości biomasy

57 TELEDETEKCJA Kanały spektralne satelity WorldView-2 ocena przyrostu biomasy w okresie sezonu wegetacyjnego oraz identyfikacj upraw rolniczych rejestrowane promieniowanie łatwiej penetruje atmosferę, wyjątkowo przydatny w analizie roślinności i ocenie wielkości biomasy

zdjęćw rejestrowane promieniowanie łatwiej kolorach naturalnych penetruje

58 TELEDETEKCJA Kanały spektralne satelity WorldView-2 identyfikacja i analiza stanu roślinności; pomiary batymetryczne analizy środowiskowe, poprawa barwy zdjęćw rejestrowane promieniowanie łatwiej kolorach naturalnych penetruje atmosferę, wyjątkowo przydatny w analizie roślinności i ocenie wielkości biomasy

poprawa wzmocnienie barwy zdjęćw rejestrowane promieniowanie łatwiej przestrzenne kolorach naturalnych obrazów o

59 TELEDETEKCJA Kanały spektralne satelity WorldView-2 wspomaganie badań kondycji identyfikacja i analiza stanu roślin, bazujących na analizie roślinności; pomiary zawartości chlorofilu batymetryczne analizy środowiskowe, umożliwia poprawa wzmocnienie barwy zdjęćw rejestrowane promieniowanie łatwiej przestrzenne kolorach naturalnych obrazów o niższej penetruje atmosferę, wyjątkowo rozdzielczości (pan-sharpening) przydatny w analizie roślinności i ocenie wielkości biomasy

60 Zestaw pytań 1.Istota i zadania fotogrametrii 2.Zalety metody fotogrametrycznej pozyskiwania danych przestrzennych 3.Elementy orientacji zdjęć fotogrametrycznych 4.Fotopunkty, punkty dostosowania 5.Paralaksa podłużna, od czego zależy jej wartość 6.Jakie dane są niezbędne do obliczenia współrzędnych terenowych 7.Dokładności wyznaczenia współrzędnych XYZ 8.Zniekształcenie obrazu spowodowane deniwelacją terenu

61 Zestaw pytań 9. Istota ortofotomapy 10. Na czym polega korekcja geometryczna obrazu cyfrowego 11. Na czym polega korekcja radiometryczna i mozaikowanie obrazu cyfrowego 12. Definicja NMT 13. Co to są linie nieciągłości w NMT (break lines) 14. Interpolacje Z-punktów 15. Dokładności NMT 16. Istota skaningu laserowego, dokładności 17. Podstawowe segmenty lotniczego skaningu laserowego

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