Urząd Miasta Ruda Śląska. Szczegółowość trójwymiarowych modeli. Źródła danych do tworzenia modeli 3D. Model 3D miasta Ruda Śląska.



Podobne dokumenty
LOTNICZY SKANING LASEROWY ZASTOSOWANIA PRAKTYCZNE. Andrzej Gola Dyr. Zarządzający EUROSYSTEM sp. Z o.o. a.gola@eurosystem.com.pl Tel.

Możliwości wykorzystania danych z projektu ISOK

Trendy nauki światowej (1)

SPIS TREŚCI STRESZCZENIE...8 SUMMARY...9 I. WPROWADZENIE... 10

Spis treści CZĘŚĆ I POZYSKIWANIE ZDJĘĆ, OBRAZÓW I INNYCH DANYCH POCZĄTKOWYCH... 37

FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA

Wykorzystanie Bezzałogowych Statków Latających w różnych zastosowaniach budowalnych i geodezyjnych

Koncepcja pomiaru i wyrównania przestrzennych ciągów tachimetrycznych w zastosowaniach geodezji zintegrowanej

NUMERYCZNE MODELE TERENU

Aerotriangulacja. 1. Aerotriangulacja z niezależnych wiązek. 2. Aerotriangulacja z niezależnych modeli

DNI technik SATELITARNYCH CZERWCA INFRASTRUKTURA zastosowania rozwiązań GIS

Wojciech Żurowski MGGP AERO ZDJĘCIA LOTNICZE I SKANING LASEROWY ZASTOSOWANIA W SAMORZĄDACH

Generowanie produktów pochodnych lotniczego skanowania laserowego w oprogramowaniu LP360

home.agh.edu.pl/~krisfoto/lib/exe/fetch.php?id=fotocyfrowa&cache=cache&media=fotocyfrowa:true_orto.pdf

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH MAGISTERSKICH STUDIA STACJONARNE DRUGIEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2011/2012

Fotografia i videografia sferyczna do obrazowania przestrzeni i pomiarów fotogrametrycznych

TELEDETEKCJA Z ELEMENTAMI FOTOGRAMETRII WYKŁAD 10

Możliwość zastosowania dronów do monitorowania infrastruktury elektroenergetycznej

ERGO 3D COMARCH ERGO. Wizualizacja i pomiary danych pochodzących ze skaningu mobilnego

PRACE GEODEZYJNE I KARTOGRAFICZNE

Bazy danych georeferencyjnych w ISOK. Piotr Woźniak GUGiK


GEOMATYKA program rozszerzony. dr inż. Paweł Strzeliński Katedra Urządzania Lasu Wydział Leśny UP w Poznaniu

Przemysław Kowalski Instytut Informatyki Teoretycznej i Stosowanej PAN

Opracowanie narzędzi informatycznych dla przetwarzania danych stanowiących bazę wyjściową dla tworzenia map akustycznych

LOTNICZE SKANOWANIE LASEROWE KRAKOWA AIRBORNE LASER SCANNING OF CRACOW. Ireneusz Jędrychowski. Biuro Planowania Przestrzennego Urząd Miasta Krakowa

DIGITAL PHOTOGRAMMETRY AND LASER SCANNING IN CULTURAL HERITAGE SURVEY

Fotogrametria - Z. Kurczyński kod produktu: 3679 kategoria: Kategorie > WYDAWNICTWA > KSIĄŻKI > FOTOGRAMETRIA

WYKORZYSTANIE GIS W SERWISIE INTERNETOWYM SAMORZĄDU WOJEWÓDZTWA MAŁOPOLSKIEGO

Goniądz: OGŁOSZENIE O ZMIANIE OGŁOSZENIA

Zbigniew Figiel, Piotr Dzikowicz. Skanowanie 3D przy projektowaniu i realizacji inwestycji w Koksownictwie KOKSOPROJEKT

7. Metody pozyskiwania danych

AUTOMATYCZNE CYFROWYCH MIAST KONSTRUKCJE. Autor: JÜRGEN DÖLLNER, Potsdam. Wykonała : Iwona Nowosad

PREZENTACJA PROGRAMU FM-PROFIL ZAPRASZAMY

ZESTAWIENIE FUNKCJI OPROGRAMOWANIE TRIMBLE BUSINESS CENTER

Aspekty tworzenia Numerycznego Modelu Terenu na podstawie skaningu laserowego LIDAR. prof. dr hab. inż.. Andrzej Stateczny

Załącznik nr 2 do Umowy o staż

ComarchERGO 3D zaawansowanym narzędziem wspomagającym zarządzanie drogami Adam Ramza

Infrastruktura drogowa

Podstawy przetwarzania danych pochodzących z lotniczego skanowania laserowego w oprogramowaniu LP360 firmy QCoherent

Nowe dane w zasobie nowe produkty kartograficzne

OGŁOSZENIE DODATKOWYCH INFORMACJI, INFORMACJE O NIEKOMPLETNEJ PROCEDURZE LUB SPROSTOWANIE

Wykorzystanie skanowania laserowego w badaniach przyrodniczych

Ojcowski Park Narodowy OJCÓW 9, Suł oszowa, POLSKA

Artur Malczewski TPI Sp. z o.o. Zakopane - Kościelisko, 31 maja 2006

Karolina Żurek. 17 czerwiec 2010r.

Propozycje wykorzystania zdjęć panoramicznych w GIS i geodezji

NMT / ORTOFOTOMAPA / BDOT10k

Drony nad drogami. Przykłady zastosowania i ocena nowej techniki w pozyskiwaniu danych dotyczących dróg w zarządzie ZDW w Katowicach.

Podstawy przetwarzania danych pochodzących z lotniczego skanowania laserowego w oprogramowaniu LP360 firmy QCoherent

Kompleksowy monitoring dynamiki drzewostanów Puszczy Białowieskiej z wykorzystaniem danych teledetekcyjnych

LIWOŚCI WYKORZYSTANIA DRONÓW DO CHARAKTERYSTYKI I OCENY ŚRODOWISKA. dr inż.. Monika Badurska. Otwarte seminarium 2015

Wykład 13. Systemy Informacji Przestrzennej. Systemy Informacji Przestrzennej 1

KRZYSZTOF MĄCZEWSKI Geodeta Województwa Mazowieckiego

PROMOTOR TEMAT PRACY DYPLOMOWEJ INŻYNIERSKIEJ KRÓTKA CHARAKTERYSTYKA

Oferta produktowa Zakładu Teledetekcji

Zastosowanie SKANINGU LASEROWEGO PMG Wierzchowice W R O G E O

TELEDETEKCJA Z ELEMENTAMI FOTOGRAMETRII WYKŁAD IX

W OPARCIU JEDNOWIĄZKOWY SONDAŻ HYDROAKUSTYCZNY

Podstawy fotogrametrii i teledetekcji

Klasyfikacja chmury punktów w oprogramowaniu LP360 (QCoherent) w celu generowania wektorowych i rastrowych produktów pochodnych.

Zarządzanie przestrzenią miejską - wykorzystanie danych lotniczego skanowania laserowego pochodzących z projektu ISOK

Projektowanie nalotu fotogrametrycznego

PROPOZYCJA WYKORZYSTANIA TEMATYCZNYCH DANYCH SATELITARNYCH PRZEZ SAMORZĄDY TERYTORIALNE

KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI GEODEZJA I GEOINFORMATYKA

Klasyfikacja chmury punktów w oprogramowaniu LP360 w celu generowania wektorowych i rastrowych produktów pochodnych

KSZTAŁCENIE KARTOGRAFÓW NA STUDIACH UNIWERSYTECKICH A ZAWODOWE UPRAWNIENIA KARTOGRAFICZNE

Uniwersytet Warszawski, Wydział Fizyki. wzmocnienie. fale w fazie. fale w przeciw fazie zerowanie

Wykład 5. Pomiary sytuacyjne. Wykład 5 1

Modele (graficznej reprezentacji) danych przestrzennych postać danych przestrzennych

Przykładowe opracowania fotogrametryczne uzyskane niemetrycznym aparatem cyfrowym z pokładu modelu latającego. Warszawa, wrzesień 2010 r.

System informacji o szlakach turystycznych Mazowsza

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2010/2011

Technologie geomatyczne wykorzystywane w Nadleśnictwie Świeradów. Instytut Badawczy Leśnictwa Nadleśnictwo

LOTNICZY SKANING LASEROWY PODSTAWY. Urszula Marmol

Aktualne, cyfrowe, lotnicze - ortofotomapy polskich miast.

Internetowy serwis dla mieszkańców einwestycje

Precyzyjne pozycjonowanie w oparciu o GNSS

SESJA SZKOLENIOWA. SZKOLENIE I Wprowadzenie do ArcGIS Desktop. 8-9 X (2-dniowe) max. 8 osób. SZKOLENIE II Wprowadzenie do ArcGIS Server

Podstawowe informacje o projekcie ISOK Rola GUGiK w projekcie ISOK

LiS Distribution - zarządzanie, wizualizacja i przetwarzanie danych LiDAR w Internecie

Katedra Geodezji Satelitarnej i Nawigacji. Geodezja i geoinformatyka

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA STACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2013/2014

Wydział Architektury Gospodarka Przestrzenna I Rok FOTOGRAMETRIA ANALITYCZNA I CYFROWA

Nocne migracje ptaków i ich obserwacje za pomocą radaru ornitologicznego

Informacja o Środowisku integracja danych z lotniczego skaningu laserowego oraz zdjęć lotniczych

TEMATYKA PRAC DYPLOMOWYCH INŻYNIERSKICH STUDIA NIESTACJONARNE PIERWSZEGO STOPNIA ROK AKADEMICKI 2012/2013

Naziemne skanowanie laserowe i trójwymiarowa wizualizacja Jaskini Łokietka

Wykład 3. Poziome sieci geodezyjne - od triangulacji do poligonizacji. Wykład 3

Praktyczne wykorzystywanie metod geomatycznych w LKP Sudety Zachodnie

Dane LiDAR jako wsparcie podczas opracowań raportów OOŚ

Kurs fotogrametrii w zakresie modelowania rzeczywistości, tworzenia modeli 3D, numerycznego modelu terenu oraz cyfrowej true-fotomapy

Opis Przedmiotu Zamówienia

SYSTEMY INFORMACJI PRZESTRZENNEJ

Zarządzanie geodanymi w Bawarii

kataster, numeryczne modele terenu, tachimetria elektroniczna czy GPS, wykorzystywane coraz częściej do pozyskiwania, analizowania i przetwarzania

1. Charakterystyka systemu informacji przestrzennej

Wykorzystanie w edukacji morskiej platformy GIS Systemu Informacji Geograficznej

Definicja i funkcje Systemów Informacji Geograficznej

Transkrypt:

Modele 3D jako nowe produkty w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym Grzegorz Ogórek Urząd Miasta Ruda Śląska Wisła Malinka 2008 Modele 3D miast plan prezentacji Modele trójwymiarowe informacje ogólne. Szczegółowość trójwymiarowych modeli miast. Źródła danych do tworzenia modeli 3D. Zastosowania praktyczne. Model 3D miasta Ruda Śląska. 1

Modele 3D miast informacje ogólne Realistyczne wizualizacje miast są coraz częściej wykorzysty- wanym zbiorem informacji w wielu dziedzinach działalności społeczno - gospodarczej człowieka związanych z planowa- niem lub rejestracją skutków oddziaływania róŝnych czynni- ków na otaczającą nas przestrzeń. Do popularyzacji modeli 3D przyczyniło się z pewnością uru- chomienie serwisów internetowych takich jak Google Earth czy teŝ Microsoft VirtualEarth, oferujących moŝliwość darmo- wego przeglądania danych zarówno dwu- jak i trójwymiaro- wych. Modele 3D miast informacje ogólne Wizualizacja 3D Manhatanu Google Earth 2

Modele 3D miast informacje ogólne Co to jest zatem model 3D? rysunek wektorowy, którego kaŝdy punkt posiada określone współrzędne x, y, z + tekstury (opcjonalnie) + baza danych opisowych (opcjonalnie) Modele 3D miast szczegółowość W zaleŝności od celu w jakim sporządzany jest model moŝemy określić stopień szczegółowości opracowania brył budynków: model blokowy budynku, model budynku ze strukturą dachu, model szczegółowy budynku oraz tekstury, 3

Modele 3D miast szczegółowość model blokowy budynku: Modele 3D miast szczegółowość model budynku ze strukturą dachu: 4

Modele 3D miast szczegółowość model szczegółowy budynku oraz tekstura: Modele 3D miast źródła danych Określenie Ŝądanego stopnia szczegółowości modelu pozwala na wybranie źródła danych wysokościowych modelu. Jako źródło danych do stworzenia modelu 3D mogą posłuŝyć: dane wektorowe i opisowe z ewidencji budynków, stereopary zdjęć satelitarnych (dokładność 1 2 metrów), stereopary zdjęć lotniczych (dokładność do 0.2 metra), dane z lotniczego skaningu laserowego (dokładność do 0.2 metra). 5

Skaning laserowy zarys technologii Dla zastosowań wymagających wysokiej gęstości mierzonych punktów, oraz duŝej dokładności modeli wysokościowych, LIDAR oferuje unikalne moŝliwości techniczne, mniejszy koszt prac polowych, zredukowanie czasu prac powykonawczych i pracochłonności w porównaniu do tradycyjnych metod pomiarowych. Skaning laserowy zarys technologii UŜycie lasera jako instrumentu teledetekcyjnego ma juŝ swoją ponad 40 letnią historię. W latach 60 i 70 przeprowadzono szereg róŝnych ekspery- mentów, mających na celu zbadanie moŝliwości zastosowania laserów w teledetekcji. W latach 80 ubiegłego stulecia, dzięki badaniom NASA, roz- winęła się technologia pomiarów wysokości przy uŝyciu dalmierzy lasero- wych. Wzajemny przepływ doświadczeń pomiędzy sektorem naukowym, militarnym i komercyjnym przyczynił się do obserwowanego dziś, dynamicznego rozwoju tej technologii. Lotniczy skaning laserowy, często określany przez akronim LIDAR (ang. Light Detection and Ranging) jest stosunkowo nową, dynamicznie rozwijającą się technologią pozyskiwania informacji o powierzchni terenu. LIDAR stanowi optyczny odpowiednik radaru i jest często zastępowany bardziej specyficznym terminem altimetria laserowa. Zasada skaningu laserowego oparta jest na wyznaczeniu odległości od sen- sora do badanej powierzchni poprzez pomiar czasu pomiędzy wysłaniem a odbiorem pojedynczego impulsu laserowego. W celu określenia połoŝenia oraz orientacji platformy wykorzystywany jest system pozycyjny i nawiga- cyjny oparty na Globalnym Systemie Pozycyjnym GPS i Inercyjnym Systemie Nawigacyjnym INS. Technologia ta moŝe być stosowana w wieloraki sposób : z wysokiego pułapu lotniczego na duŝych obszarach, z pokładu śmigłowca, rejestrując jednorazowo mniejszy obszar lecz z większą dokładnością, ze stacjonarnych stanowisk naziemnych, z mobilnych platform zamontowanych w pojazdach kołowych lub szy- nowych Impuls laserowy poprzez optyczny układ skanujący kierowany jest w płasz- czyźnie poprzecznej do trajektorii lotu. Połączenie danych pozyskanych z dalmierza laserowego oraz GPS i INS pozwala na wygenerowanie trójwy- miarowej, gęstej chmury punktów o znanych współrzędnych terenowych X,Y,Z. 6

GPS + INS Stacja referencyjna GPS Pomiar kierunku i odległości PRZYKŁADOWE PARAMETRY SYSTEMU SKANUJĄCEGO (na przykładzie systemu TopEye AG) System rejestracji z pokładu śmigłowca idealnie nadaje się do rejestracji obiektów liniowych (autostrady, szlaki drogowe, ko- lejowe i wodne, rurociągi, kana- ły), dla których chcemy osiągnąć moŝliwie najwyŝszą dokładność. Prędkość lotu: 36 130 km/h Pułap lotu: 60 960 m Szerokość pasa skanowania: 20 680 m 2d d = 0.25 4.00 m Średnica impulsu laserowego: 0.1 3.8 m 7

Stacja referencyjna GPS Kamera cyfrowa m x n pikseli Bardzo waŝną cechą technologii skaningu laserowego jest moŝliwość rejestracji kilku odbić pojedynczego impulsu. Zazwyczaj systemy laserowe posiadają zdolność rejestracji pierwszego i ostatniego odbicia, ale istnieją juŝ komercyjne systemy rejestrujące do 7 od- bić. Współczynnik przenikania, czyli stosunek liczby punktów odbitych od powierzchni terenu, do liczby wszystkich punktów pomierzonych w terenie zalesionym, zmienia się w zaleŝności od pory roku. W lecie, z powodu gęstego listowia, współczynnik przenikania wynosi około 25% dla lasu liściastego i 30 % dla lasu iglastego. W okresie zimowym współczynnik penetracji wzrasta do 70%. Pierwszy impuls = roślinność Ostatni impuls = powierzchnia ziemi 8

Przenikanie impulsu laserowego przez roślinność pozwala na generowanie przekrojów terenu wraz z jego naturalnym, bądź sztucznym pokryciem. Skaning laserowy dokładności Dokładność wysokościowa pozyskiwanych danych jest uzaleŝniona od wielu czynników (głównie wysokości lotu). Dla większości systemów nie spada ona poniŝej: ± 15cm 20 cm dokładności bezwzględnej Przykładowo dla systemu TopEye i pułapuśmigłowcowego 200 m uzys- kuje się dokładności: ± 10 cm ± 1 cm dokładność bezwzględna, dokładność pomiędzy sąsiadującymi punktami. 9

Skaning laserowy analiza danych Pomiar laserowy dostarcza informacji w postaci trójwymiarowej chmu- ry punktów, nieregularnie próbkowanych, zwierających informację za- równo o powierzchni topograficznej jak równieŝ o pokryciu badanego terenu (budynki, roślinność). Dzięki zastosowaniu specjalistycznego oprogramowania moŝliwe jest przetworzenie oraz klasyfikacja danych. Aplikacje przeznaczone do ob- róbki danych ze skaningu laserowego pozwalają na jednoczesną obróbkę milionów punktów i są zoptymalizowane pod względem wydajności. NajwaŜniejszym zadaniem tego typu aplikacji jest tzw. klasyfikacja da- nych, czyli oddzielanie punktów charakteryzujących powierzchnię ziemi od punktów obrazujących obiekty pokrycia terenu. Dane ze skaningu la- serowego posiadają równieŝ informację o natęŝeniu zebranego odbicia dla kaŝdego punktu, co pozwala na klasyfikację zbliŝoną do klasyfikacji tradycyjnych danych teledetekcyjnych. Podczas zbierania danych, skaner rejestruje równieŝ informacje o intensywności impulsów powrotnych. Taki zbiór danych tworzy obraz porównywalny z fotogra- fią czarno białą. Impuls lasera ulega częściowemu rozproszeniu na powierzchni terenu. Wielkość rozproszenia jest zaleŝna od właściwości badanej powierzchni. Zdolność odbicia wynosi ok. : 10 20 % dla piasku 30 50 % dla roślinności 50 80 % dla śniegu i lodu 10

2008--09 2008 09--01 Skaning laserowy modelowanie Przy wysokiej częstotliwości skanowania rozkład punktów laserowych pozwala na określenie połoŝenia budynków i ich wizualizacji. Oprogramowanie do obróbki danych pozwala równieŝ na automatyczną wektoryzację obiektów obiektów.. W praktyce umoŝliwia to m.in in.. automatyczne wykonywanie trójwymiarowych modeli budynków i innych struktur po po-krycia terenu terenu.. AUTOMATYCZNE WYKRYWANIE I WEKTORYZACJA BUDYNKÓW 11

Trójwymiarowy model przestrzennego zagospodarowania terenu: ZALETY I OGRANICZENIA TECHNOLOGII LIDAR Zalety: niezaleŝność od warunków oświetleniowych (moŝliwość rejestracji danych nawet nocą), znaczna niezaleŝność od warunków pogodowych rejestracja tą techniką jest moŝliwa przy prawie kaŝdej pogodzie, bardzo wysoka dokładność wysokościowa danych pomiarowych, duŝa szybkość zbierania danych (np. 80 km. linii kolejowej w czasie 2 godzin), krótki czas uzyskania produktu końcowego i relatywnie niski koszt, dostarczanie ogromnej ilości informacji o terenie, łatwa integracja danych z GIS. Ograniczenia: pochłanianie impulsów lasera przez niektóre powierzchnie (wodę, asfalt, smołę), pochłanianie impulsów lasera przez gęste chmury i mgłę, duŝa objętość zbiorów danych. 12

Modele 3D miast zastosowania Modele 3D miast zastosowania planowanie przestrzenne (symulacja róŝnych sposobów zagos- podarowania terenu, kształtowanie zabudowy, projektowanie nowych inwestycji), ochrona środowiska (mapy akustyczne, planowanie stref och- ronnych, symulacja rozprzestrzeniania się zanieczyszczeń), 13

Modele 3D miast zastosowania zarządzanie kryzysowe (symulacja stanów powodziowych, or- ganizacja akcji ratunkowych Ŝycia i mienia, wsparcie w plano- waniu i organizacji akcji antyterrorystycznych), Modele 3D miast zastosowania marketing i promocja miasta (wizualizacja miasta na stronie internetowej, wirtualne wycieczki po mieście, prezentacja interesujących miejsc). 14

Model 3D miasta Ruda Śląska W roku 2006 wykonano dla całego obszaru miasta RudaŚląska (7780 ha) cyfrową ortofotomapę o rozdzielczości terenowej (wielkości pixela) ok. 10 cm. na bazie zdjęć lotniczych wykonanych późną jesienią 2005 roku. W czasie wykonywania zdjęć dokonano równieŝ skanowania laserowego terenu całego miasta za pomocą systemu skaningowego firmy TopEye AG. Skanowanie oraz zdjęcia fotogrametryczne wykonywano z wysokości ok. 350 m. nad powierzchnią terenu. Nawiązanie pomiaru 5 punktów GPS, wyrównanie w oparciu o sieć ASG-PL. Dokładność wysokościowa punktów pozyskanych laserową ok. 10 cm. Zagęszczenie punktów na mierzonym terenie wyniosło średnio 4 6 pun- któw na metr kwadratowy. Wirtualny spacer po Rudzie Śląskiej 15