DIPLOMSKI RAD - bib.irb.hr · Sažetak: Geodezija se sve do danas implementirala u mnoge znanosti i struke pa se tako našla i u speleologiji. Izmjeru špilje moguće je provesti

SVEUČILIŠTE U ZAGREBU - GEODETSKI FAKULTET UNIVERSITY OF ZAGREB - FACULTY OF GEODESY

Zavod za primijenjenu geodeziju; Katedra za zemljomjerstvo Institute of Applied Geodesy; Chair of Surveying

Kačićeva 26; HR-10000 Zagreb, CROATIA Web: www.upi.geof.hr; Tel.: (+385 1) 46 39 222; Fax.: (+385 1) 48 28 081

DIPLOMSKI RAD

Geodetska izmjera i 3D prikaz špilje Vindije

Izradio:

Karlo Tkalec

[email protected]

Mentor: dr. sc. Loris Redovniković

Zagreb, srpanj 2016.

mailto:[email protected]

Geodetska izmjera i 3D prikaz Špilje Vindije 2

2

Zahvala:

Zahvaljujem se svojim roditeljima, koji su mi omogućili studiranje, pružali mi

podršku, davali savjete i imali strpljenja tijekom mog studiranja.

Zahvaljujem se sestri, djevojci, rodbini i svim prijateljima, koji su mi uljepšali

vrijeme tijekom mog studiranja.

Zahvaljujem se načelniku Općine Donja Voća, Kruni Jurgecu, što nam je

omogućio pristup špilji Vindiji, te na gostoprimstvu tijekom izmjere špilje.

Zahvaljujem se mentoru doc. dr. sc. Lorisu Redovnikoviću na nezaboravnim

danima tokom izmjere špilje Vindije, na pomoći, savjetima i velikom trudu pri izradi

ovog diplomskog rada.


3

I. Autor

Ime i prezime: Karlo Tkalec

Datum i mjesto rođenja: 14.06.1992., Koprivnica

II. Diplomski rad

Predmet: Izmjera zemljišta

Naslov: Geodetska izmjera i 3D prikaz špilje Vindije

Mentor: Doc. dr. sc. Loris Redovniković

III. Ocjena i obrana

Datum zadavanja zadatka: 30.1.2016.

Datum obrane: 15.07.2016.

Sastav povjerenstva pred kojim je branjen diplomski rad:

Doc. dr. sc. Loris Redovniković

Doc. dr. sc. Mladen Zrinjski

Dr. sc. Branko Kordić


4

Sažetak: Geodezija se sve do danas implementirala u mnoge znanosti i

struke pa se tako našla i u speleologiji. Izmjeru špilje moguće je provesti

pomoću mnogih metoda izmjere, a u ovom diplomskom radu za izmjeru špilje

Vindije korištene su metode izmjere pomoću mjerne stanice i DistoX2

tehnologije – sustava za izmjeru špilja te fotogrametrijska metoda. Izmjereni

podaci svih metoda obrađeni su u pripadnim programima. Rezultati su bili

tlocrtni i bokocrtni prikazi špilje iz podataka DistoX2, te 3D pregled donje i

gornje plohe iz podataka mjerne stanice. 3D model špilje dobiven je

rekonstrukcijom oblaka točaka dobivenog iz obrade fotografija u programu

3Dsurvey. Korištene su i nove metode prikupljanja podataka te je napravljena

usporedba svih rezultata. Zaključno, navedene su prednosti i nedostaci svih

metoda, zajedno s informacijom o najtočnijoj i najučinkovitijoj metodi.

Ključne riječi: Špilja Vindija, metode izmjere, oblak točaka,3D model

Abstract: Until today geodesy has implemented itself in many sciences and

proffesions, but it is also found in speleology. Cave survey is possible to carry

out with many survey methods, but in this Master Thesis methods used for

measuring Vindija cave were a total station survey method and a method

using DistoX2 tehnology – system for cave survey and photogrametry.

Measured data from all methods has been processed in associated programs.

The results were a ground plan and a side view of the cave from DistoX2 data

along with a 3D view of the ground and upper surface of the cave obtained

from total station data. The 3D model of the cave was obtained by

reconstruction of the point cloud which was obtained from processing

photographs in 3Dsurvey software. New methods for collecting data were also

used and a comparison of all results was made. In conclusion, advantages

and disadvantages of all methods were listed along with the information

concerning which method was the most accurate and the most effective one.

Keywords: Vindija cave, survey methods, point cloud, 3D model


5

S A D R Ž A J

1. UVOD .............................................................................................................. 7

2. ŠPILJA VINDIJA............................................................................................. 9

2.1. O ŠPILJI ...................................................................................................... 9

2.2. ŠPILJA – NALAZIŠTE NEANDERTALACA ........................................................ 10

2.3. GRAĐA, IZGLED I OBLIK ŠPILJE ................................................................... 10

3. IZMJERA ŠPILJE VINDIJE .......................................................................... 12

3.1. KORIŠTENI INSTRUMENTARIJ ...................................................................... 12

3.1.1. GNSS RTK uređaj - Topcon HiPer SR ............................................. 12

3.1.2. Mjerna (totalna) stanica - Topcon Cygnus 2LS ................................. 13

3.1.3. DistoX2 uređaj – Leica Disto X310 ................................................... 14

3.1.3.1 Aplikacija TopoDroid .................................................................. 14

3.1.4. Fotoaparat Canon PowerShot SX220 HS ......................................... 15

3.1.4.1 Pametni telefon „Sony Xperia Z3 Compact“ ............................... 16

3.1.5. Rasvjeta korištena u špilji ................................................................. 17

3.2. IZMJERA ŠPILJE POMOĆU MJERNE STANICE .................................................. 17

3.3. IZMJERA POMOĆU DISTOX2 TEHNOLOGIJE ................................................... 24

3.3.1. LRUD metoda ................................................................................... 25

3.3.2. Zatvoreni vlak ................................................................................... 26

3.4. FOTOGRAMETRIJSKA IZMJERA ŠPILJE.......................................................... 27

4. OBRADA PODATAKA I DOBIVENI REZULTATI ........................................ 31

4.1. OBRADA PODATAKA MJERNE STANICE ......................................................... 31

4.1.1. GEOMIR4 ......................................................................................... 31


6

4.1.2. AutoCAD Map 3D 2012 .................................................................... 31

4.1.3. CadTools .......................................................................................... 33

4.2. OBRADA PODATAKA DOBIVENIH S DISTOX2 ................................................. 34

4.2.1. Therion ............................................................................................. 34

4.3. OBRADA FOTOGRAMETRIJSKIH PODATAKA .................................................. 37

4.3.1. 3Dsurvey........................................................................................... 37

4.3.2. CloudCompare .................................................................................. 45

4.3.3. MeshLab ........................................................................................... 52

4.4. OSTALI DOBIVENI REZULTATI ...................................................................... 53

4.4.1. Google Karte & OpenStreetMap ....................................................... 57

5. USPOREDBA DOBIVENIH REZULTATA .................................................... 59

6. ZAKLJUČAK ................................................................................................ 66

LITERATURA ...................................................................................................... 69

POPIS INTERNETSKIH IZVORNIKA ................................................................... 69

POPIS TABLICA .................................................................................................. 71

POPIS SLIKA ....................................................................................................... 72

PRILOZI ............................................................................................................... 76

MEDIJSKI SADRŽAJ DVD – A: ............................................................................ 76

ŽIVOTOPIS .......................................................................................................... 77


7

1. Uvod

Napretkom današnje tehnologije napravili su se veliki iskoraci na području svih

znanosti. Geodezija kao zasebna znanost također je jako napredovala i morala se

prilagoditi današnjoj težnji za digitalizacijom i automatizacijom. Prije su se koristili

mnogi instrumenti za različite manje zadatke, a u današnje vrijeme takvi manji

instrumenti su ukomponirani u jedan uređaj (npr. mjerna stanica). Razvojem

satelitske tehnologije također se ubrzala i pojednostavila izmjera, a isto tako i

obrada podataka. Baš zbog toga teži se za daljnjim pojednostavljenjem i

olakšanjem prikupljanja velike količine podataka na području svih grana geodezije.

Razvojem sve te današnje tehnologije, kao i pojavom novijih zadataka i projekata

geodezija je bila primorana širiti se na razne druge znanosti kao što su građevina,

strojarstvo, geologija, arheologija, kao i mnoge druge, a tako je našla i svoju

primjenu u speleologiji.

Speleologija je skup aktivnosti, kojima je cilj istraživanje špilja, jama i drugih

podzemnih objekata (URL 1.). Uz istraživanja o građi špilja, flore i faune koje u

njima obitavaju te mnogih drugih pojedinosti, pojavila se potreba za izmjerom

špilja i izradom njezinog prikaza. Tu je svoju ulogu pronašla upravo geodezija.

Danas se primijenjuju mnoge metode pri izmjeri špilja, a u ovom diplomskom radu

korištene su tri metode: izmjera pomoću mjerne (mjerne) stanice, pomoću DistoX2

tehnologije te fotogrametrijska izmjera špilje.

Prve dvije metode počele su se prve primijenjivati kao nove tehnologije i vrlo brzo

su zaživjele kod mnogih speleoloških izmjera te su zato korištene i kod izmjere

špilje Vindije. Izmjera pomoću laserskog skenera također se jako puno koristi, jer

se dobije visoka točnost konačnog produkta, a najviše je cijenjena jer se dobi je

vrlo realističan prikaz. Mana je kod nje što su takvi laserski skeneri izrazito skupi, a

to je mnogima vrlo bitan faktor kod izmjera špilja, gdje se ne traži prevelika

točnost.

Glavna ideja ovog diplomskog rada je, uz izmjeru navedenih metoda, da se

pomoću običnog nekalibriranog fotoaparata, samo postepenim fotografiranjem


8

svih dijelova špilje te sa određenim brojem orijentacijskih točaka dobije oblak

točaka (eng. point cloud), a iz njega krajnji produkt 3D model špilje.

Uz navedene metode izmjere koristile su se nove tehnologije prikupljanja

podataka s ciljem pojednostavljenja cijelog zadatka.

Dobiveni rezultati svih metoda će se prokomentirati, usporediti sa ostalim

metodama te iznijeti njihove prednosti i nedostaci. Na kraju će se donijeti zaključak

kojom metodom je dobiven najtočniji prikaz špilje, kojom metodom je izmjera bila

jedostavnija, učinkovitija, koja iskustva su stečena pri izmjeri, obradi podataka i

drugo.


9

2. Špilja Vindija

2.1. O špilji

Špilja Vindija je zaštićena kao paleontološki spomenik prirode od 1964. godine.

Dio je najokršenijeg masiva Sjeverozapadne Hrvatske, poznate kao Ravne gore,

tj. većeg gorja Hrvatskog zagorja. Nalazi se u klancu Velika Sutinska, nedaleko od

sela Donja Voća u Varaždinskoj županiji.

Slika 2.1 Lokacija špilje

U fauni pleistocena u špilji su živjele brojne životinje, a najviše u njoj prevladava

špiljski medvjed, čiji su skeletni ostaci i najviše pronađeni.

Kako god špilja je privlačila pažnju istraživača najviše zbog nalazišta

neandertalaca. O njoj je prvo pisao Ivan Kukuljević Sakcinski, posjećivali su je

prirodoslovac Dragutin Hirc, istraživač Krapinskog nalazišta Dragutin Gorjanović –

Kramberger te kasnije i mnogi drugi.

Uz nalazišta brojnih skeletnih ostataka neadertalaca otkriveno je više tisuća

komada različitog paleolitičkog i mezolitičkog kamenog i koštanog oruđa (ručni

šiljci, strugala – noževi), a isto tako i brojnih životinja (zečevi, jeleni lopatari i dr.),

kojima su se praljudi hranili.

Svi ti arheološki nalazi iz špilje Vindije danas se nalaze u Muzeju krapinskih

neandertalaca – na Hušnjakovom brdu kod Krapine (URL 2.)


10

2.2. Špilja – nalazište neandertalaca

Uz brojne životinjske vrste, koje su živjele u špilji Vindija, najznačajniji nalazi su

otkrića mnogih skeletnih ostataka neandertalaca. Analizom pomoću aminokiselina

na jednoj od donjih čeljusti ustanovljena je starost od otprilike 4200 – 4300 godina.

Iz svih dobivenih nalaza došlo se do zaključka da se u špilji živjelo od oko 40 000

godina prije Krista pa sve do 9. stoljeća poslije Krista.

Vindijini neandertalci posjeduju glavna anatomska obilježja kakva se sreću kod

ostalih nalaza neandertalaca u Europi, ali oni više variraju u smjeru suvremenih

Europljana nego bilo koji drugi neandertalci u Europi.

U špilji su 1974. Godine pronađeni jedni od najboljih ostataka neandertalaca na

svijetu pa su se zbog toga oni odabrali kao glavni izvor DNA za tzv. „Neandertalski

projekt genoma“ (URL 3.).

Slika 2.2 Izgled neandertalca

2.3. Građa, izgled i oblik špilje

Špilja Vindija nastala je geološkim procesima u vapnenačkim stijenama, koje su se

taložile u nekadašnjem Panonskom moru prije oko 15 mil. godina. Zadnjih

približno 400 000 godina u špilji se istaložilo toliko pleistocenskih i holocenskih

naslaga da su ispunile špilju gotovo do stropa. Ulaz u špilju, koji je okrenut prema

zapadu prije je tako bio visok 3 do 3.5 m, a širok 15 do 18 m. Nakon arheoloških i

paleontoloških istraživanja, koja su se provodila od 1974. do 1986., iskopano je

toliko materijala da danas visina ulaza iznosi od 10 do 15 m, gdje je sačuvan jedan

profil, kod kojeg se mogu vidjeti slojevi naslaga, koji su se taložili tijekom povijesti.


11

Slika 2.3 Ulaz u špilju Vindiju sa profilom slojeva naslaga

Sama špiljska šupljina je ovalna prostorija sa polukružnim stropom i na kraju s

malom suženom prostorijom. Danas je „špiljska dvorana“ 52 m dužine i 25 m

širine. Visina se različito kreće po dijelovima špilje, gdje je najmanja visina

sastrane do stropa te u tom završnom suženom dijelu. Tu se visina kreće tek do

nekoliko metara, a najviši dijelovi su kod 3 vrtložna lonca, gdje se kod najvišljeg

visina kreće i do 15 m (URL 2.).

Slika 2.4 Izgled špilje Vindije iznutra sa najvišim vrtložnim loncem


12

3. Izmjera špilje Vindije

3.1. Korišteni instrumentarij

Za izmjeru špilje Vindije koristili su se i kombinirali mnogi instrumentariji, ne bi li se

tako iskoristilo čim više metoda s ciljem dobivanja različitih konačnih rezultata,

njihove usporedbe i krajnjeg zaključka. Od instrumentarija koristio se GNSS RTK

uređaj Topcon HiPer SR , Mjerna stanica Topcon Cygnus 2LS, DistoX2 uređaj za

izmjeru špilja – Leica Disto X310, aplikacija TopoDroid, Fotoaparat za

fotografiranje špilje Canon PowerShot SX220 HS te ostali pribor kao što su mjerna

vrpca, stativ, prizma, čavlići, rasvjeta za osvjetljenje špilje, markice i dr.

3.1.1. GNSS RTK uređaj - Topcon HiPer SR

Uređaj se koristio samo za uspostavljanje dvije točke izvan špilje, koje su se

koristile za obostrano priključeni vlak s jedne strane sa kojih se vukao slijepi vlak u

špilju pomoću mjerne stanice. Tako je sama špilja bila definirana u prostoru.

Specifikacije uređaja (URL 4.):

Dimenzije: 150 x 150 x 64 mm

Masa: 850 g

Interna memorija: 2 GB

Trajanje rada: >15 h ( RTK, interna baterija, 20°C)

Trajanje punjenja baterije: < 5 h

Prateći signali: GPS: L1 C/A, L1, L2P (Y), L2, L2 C kod i nosač

GLONASS: L1 C/A, L1P, L2 C/A, L2P kod i nosač

SBAS: WAAS/EGNOS/MSAS/QZSS L1 kod i nosač

Smanjenje multipatha: Da, preko koda i nosača

Tablica 1. Točnost mjerenja Topcon Hiper SR – om

Statika, brza statika,

naknadna obrada

Samo L1: H: 3 mm + 0.8 ppm (x duljina bazne linije V: 4 mm + 1 ppm (x duljina bazne linije) L1+ L2: H: 3 mm + 0.5 ppm (x duljina bazne linije V: 5 mm + 0.5 ppm (x duljina bazne linije)

Kinematika, RTK

L1+ L2: H: 10 mm + 1 ppm (x duljina bazne linije V: 15 mm + 1 ppm (x duljina bazne linije)

TTFF (vrijeme do prvog fiksa)

<20 sek

Slika 3.1 Topcon HiPer SR


13

3.1.2. Mjerna (totalna) stanica - Topcon Cygnus 2LS

Mjerna stanica koristila se za izmjeru okolnog terena, tlocrta špilje, gornje i donje

plohe te za određivanje koordinata markica, koje će služiti kao orijentacijske točke

pri fotogrametrijskoj izmjeri (o ovome će biti više riječi u poglavlju 4.2). Ova mjerna

stanica ima mogućnost izmjere točaka pomoću prizme (prism mode) i pomoću

lasera (non-prism mode). Oba načina kombinirana su kod izmjere, jer samo

snimanje špilje bilo je jako olakšano snimanjem pomoću lasera, ali za neke

skrivene točke, pogotovo na terenu pri ulazu u špilju, bilo je neizbježno korištenje

prizme kao i uzimanje orijentacije i uspostavljanje poligonskog vlaka.

Njezine specifikacije dane su u prilogu (URL 5.):

Durbin

o Duljina: 150 mm

o Povećanje: 30 x

o Vidno polje: 1°30'

o Moć razlučivanja: 3''

o Minimalni fokus: 1.3 m

Mjerenje duljina

o Prism mode

Prizma

Atmosferski uvjeti – blaga sumaglica sa vidljivošću do oko 20 km, umjerena sunčeva svjetlost

2000 m *

Mini prizma 1000 m *

Preciznost mjerenja duljina ± (2mm + 2 ppm x D)

o Non- prism mode

Meta

Atmosferski uvjeti – u uvijetima slabog osvjetljenja i bez sunčevog blještanja na metu

200 m*

Preciznost mjerenja duljina ± (3mm + 2 ppm x D)

*maksimalno preporučljivo

Preciznost mjerenja kuteva: 5''

Osjetljivost libele: 30''/2mm

Trajanje baterije: otprilike 7 h (sa mjerenjem duljine, pri 20°C)

Slika 3.2 Topcon Cygnus 2LS


14

3.1.3. DistoX2 uređaj – Leica Disto X310

DistoX2 je elektronički uređaj napravljen pretežito za špiljare. Sastoji se od

laserskog mjerača udaljenosti, tro-osnog elektronskog kompasa i klinometra,

stoga se sa ovim uređajem mjeri azimut, vertikalni kut (inklinacija) te duljina do

određene točke (tim redoslijedom se i prikazuju na ekranu uređaja – Slika 10).

Mjereni podaci mogu se pohraniti u internu memoriju uređaja, ali se preko

Bluetooth veze mogu bežično prenositi na druge uređaje.

Specifikacije uređaja (URL 6.):

RASPON

o Duljina: 0.05 – 100 m

o Azimut: 0 – 360°

o Inklinacija: - 90° – +90°

PRECIZNOST

o Udaljenost: 2 mm (0.05 – 10m)

o Kutovi: 0.5° RMS

OSTALI PODACI

o Kapacitet memorije: 1000 mjerenja

o Veličina uređaja: 55 x 31 x 122 mm

o Masa uređaja: 150 g

o Napon baterije: 1.5 – 5.5 V

3.1.3.1 Aplikacija TopoDroid

TopoDroid je Android aplikacija napravljena za njeno korištenje pri izmjeri špilje.

Može se inastalirati na pametnom telefonu, preko Bluetooth veze prima podatke

mjerenja od DistoX2, pomaže pri njihovoj organizaciji, te služi za direktno

kartiranje na mjestu izmjere. Najkorisnija je u tome što se njome mogu odmah

detektirati pogreške, ako postoje u izmjeri, a karta koja se izradi tokom izmjere na

kraju izmjere je gotovo konačni produkt (URL 7.). Aplikacija je korištena za

kartiranje špiljskog sadržaja pri uspostavljanju zatvorenog vlaka sa DistoX2

uređajem (poglavlje 3.3.2.)

Slika 3.3 Leica Disto X310


15

Slika 3.4 Aplikacija TopoDroid – mjereni podaci (lijevo) i kartirani sadržaj (desno)

3.1.4. Fotoaparat Canon PowerShot SX220 HS

Ovaj fotoaparat je korišten kod fotografiranja špilje. Izabran je zato jer nije

preskup, a njime se dobivaju vrlo dobre i jasne slike. U mračnim prostorima

automatski posvijetli sliku, što je bilo značajno kod njegovog korištenja u špilji.

Specifikacije fotoaparata (URL 8.):

Dimenzije: 106 x 59 x 33 mm

Rezolucija kamere: 12 megapiksela

Veličina senzora: 1/2.3'' (6.17 x 4.55 mm)

Optičko povećanje (zoom): 14x, digitalno 4x

Žarišna daljina: 35 mm

Najveći makro fokus: 5 cm

Domet bljeskalice: 3.5 m

Autofokus: Da

Slika 3.5 Canon PowerShot SX220 HS


16

3.1.4.1 Pametni telefon „Sony Xperia Z3 Compact“

Pametni telefon (eng. smartphone) korišten je za fotografiranje jednog dijela špilje

u svrhu uvida je li moguće zamijeniti navedeni fotoaparat u njegovom zadatku.

Specifikacije kamera su vrlo slične, a najbitnije od svega je izdvojiti veličinu

senzora preko čije vrijednosti program 3Dsurvey radi

obradu slika, a ta dva senzora su identična.

Specifikacije (URL 9.):

Dimenzije: 127.3 x 65.9 x 8.6 mm

Rezolucija kamere: 20.7 megapiksela

Veličina senzora: 1/2.3'' (6.17 x 4.55 mm)

Digitalno povećanje (zoom): 8x

Interna memorija: 16 GB, 2 GB RAM

Vanjska memorija: SD – kartica do 256 GB

Žarišna daljina: 25 mm

Autofokus: Da

Bljeskalica: Da

Danas u prodaji fotoaparata i pametnih telefona aktualno je da je puno bolji

proizvod onaj čija kamera ima više megapiksela. Istina je da se sa većom

rezolucijom dobije bolja kvaliteta slike, ali veličina senzora je ta koja ima veću

ulogu u svemu tome.

Rezolucija senzora jednaka je maksimalnoj rezoluciji slike koju on proizvodi.

Izražava se u megapikselima (milionima piksela) i dobiva se množenjem širine i

visine slike u pikselima.

Veličina senzora iskazuje se u inčima, jednim razlomkom (1/2,3 inča, 4/3 inča,

itd.). Taj broj predstavlja promjer zamišljenog kruga oko senzora, ali tolikog da

površina senzora predstavlja 2/3 tog kruga. Jedinica je ostala iz nekih starih

vremena. Danas se još uz ovakvo označavanje veličine senzora koriste njegove

dimenzije (dužina x širina) (URL 10.). Pri tome se kod obrade slika koristila dužina

(prvi broj kod dimenzija senzora), u ovom slučaju za fotoaparat i pametni telefon

6,17 mm.

Slika 3.6 Sony Xperia Z3

Compact


17

3.1.5. Rasvjeta korištena u špilji

Oprema koja se koristila za osvjetljenje špilje je bio prerađeni model „Scuriona“

(Slika 3.7, desno). „Scurion“ je inače rađen prvenstveno za kacigu (Slika 3.7,

lijevo), ali on je iskorišten da bi se napravio novi model za potrebe fotografiranja

špilje. Korištena su dva takva modela te su lijepo osvjetljavali određeni željeni dio

špilje, gdje je bolje registriran sadržaj špilje na fotografijama. Fotografije su bile

kvalitetnije i lakše se mogao dobiti oblak točaka za dublje i mračnije dijelove špilje.

Slika 3.7 Originalni model „Scuriona“ (lijevo), prerađeni modeli korišteni u špilji (desno)

3.2. Izmjera špilje pomoću mjerne stanice

Izmjera špilje Vindije za sve metode provodila se dva dana – 24. i 25. ožujka 2016.

Vrijeme je bilo pretežito sunčano pa je izmjeru bilo lijepo provoditi, a najviše zbog

toga što je špilja bila dobro osvjetljena.

Za početak, da bi se mogla izmjeriti špilja trebalo je krenuti od određenih početnih

točaka. Kako je iz špilje onemogućen pristup nebu (satelitima), dvije točke P1 i P2

stabilizirale su se pomoću čavlića u blizini špilje i izmjerene su GNSS RTK

uređajem pomoću CROPOS – sustava. Špilja se je pomoću tih točaka smjestila u

prostor, odnosno u službeni državni koordinatni sustav HTRS96/TM, a mogla se je

naravno izmjeriti i u nekom lokalnom koordinatnom sustavu. Određene su bile

dvije točke zbog orijentacije pravaca, tj. radi uspostave obostrano priključenog

vlaka sa jedne strane. Vlak koji se dalje vukao u špilju bio je slijepi. Točke P1 i P2

bile su izmjerene svaka u 3 epohe po 30 sekundi te su se nakon par sati ponovila

mjerenja, da bi se promjenom geometrije satelita i uklanjanjem utjecaja atmosfere

dobile bolje koordinate snimljenih točaka.


18

Nakon stabiliziranja i određivanja dviju točaka van špilje pomoću GNSS RTK

uređaja, horizontirala se i centrirala mjerna stanica na točku P1, bližu točku u

odnosu na špilju. Sa te točke izmjerena je staza koja vodi do špilje, teren uokolo

ulaza u špilju, ulaz špilje i sve što se dalo još izvana snimiti što se ne bi vidjelo sa

neke točke iznutra ili bi izmjera bila teško izvediva.

Slika 3.8 Pogled na stajalište P1 sa terena iznad ulaza u špilju

Pošto je ovo samo jedna od više metoda koje su se koristile kod izmjere špilje

trebalo je unaprijed planirati i izvedbu drugih metoda, da se ne bi moralo vraćati

opet na isto mjesto, a samim time se skratilo vrijeme trajanja same izmjere. Tako

su se za provedbu fotogrametrijske izmjere već počele lijepiti plastificirane markice

promjera crne kružnice d = 4 cm (Slika 3.9) po obližnjim stijenama oko ulaza u

svrhu dobivanja „oblaka točaka“ (eng. point cloud) o kojem će biti više riječi

kasnije.


19

Slika 3.9 Jedna od markica korištena pri fotogrametrijskoj izmjeri špilje

Nakon što su se markice zalijepile na željena mjesta, uključivanjem lasera na

mjernoj stanici navizirala su se središta svih markica i redom su se ona izmjerila

kodnim snimanjem (kod: O). Trebalo je pripaziti da se markice zalijepe na mjesta

koja su dobro vidljiva i osvjetljena ne bi li ih se kasnije lakše detektiralo na

fotografijama tijekom obrade. Isto tako da se ne stavljaju na vlažna mjesta, jer bi

kasnije markica mogla otpasti i od toga nikakve svrhe. Jako bitna stvar na koju je

također trebalo paziti je da ništa ne smeta na vizuri prema mjernoj stanici. Najveći

problem bio je kod postavljanja markica na stijene iza zaštitne ograde (žičana

ograda postavljena na ulazu u špilju u svrhu njenog očuvanja), jer ih je trebalo

zalijepiti tako da se može vizirati između žica ograde. To se jednostavno riješilo

tako da je jedan na instrumentu navodio drugog, koji je lijepio markicu na stijenu.

Te koordinate markica su se kasnije koristile kao koordinate orijentacijskih točaka

pri fotogrametrijskoj obradi.

Kada je sve potrebno bilo izmjereno, postavila se prva poligonska točka P3 u špilji.

Ona je također bila stabilizirana čavlićem, ali malim vrlo tankim i to iz dva razloga.

Prvi je da se ne uništava sama špilja (makar se čavlić zabio samo u zemlju), a

drugi zato što je on imao minimalne utjecaje na magnetsku iglu kompasa pri

izmjeri pomoću DistoX2 – tehnologije, o ćemu će također biti više riječi kasnije.

Čavlić se zabio u zemlju i sa malom kvadratnom zeleno – fluorescentnom folijom

ne bi li se točku moglo lakše naći na zemlji (Slika 3.10, lijevo). Nakon stabilizacije


20

premjestila se mjerna stanica te centrirala i horizontirala na točki P3 i započela

izmjera unutar špilje. (Slika 3.10, desno).

Slika 3.10 Stabilizacija poligona P3 (lijevo), mjerna stanica na poligonu P3 (desno)

Izmjera sa mjernom stanicom podijelila se na više dijelova. Snimano je u

kodovima i to tako da su se mjerile točke samo na podu, da bi se iz njih dobila

„Donja ploha“ (kod: DO), te samo točke na stropu, da bi se iz njih dobila „Gornja

ploha“ (kod: GO). Linija koja spaja „Gornju plohu“ i „Donju plohu“ predstavljala je

„Tlocrt špilje“ (kod: T). „Donju plohu“ u konačnici u 3D će tako pri obradi

predstavljati točke sa kodom „DO“ i „T“, a „Gornju plohu“ točke sa kodom „GO“ i

„T“. U kodovima su se snimali i malo veći objekti za koje se bilo teško odlučiti u

koju izmjeru ih svrstati pa je tako napravljena zasebna skupina za „grbu“ – profil

koji je ostavljen na ulazu u špilju pri arheološkim iskopima te jedan mali stalagmat

– siga koja spaja pod sa stropom na desnoj strani špilje (kod: SG).

Snimanje tlocrta špilje kao i ostalih njenih dijelova provodilo se tako da se uključio

laser s kojim se lako mogla pogoditi određena željena točka (kod: T). Durbin se

namjestio tako da je pogađao liniju udubljenja pri kojoj se vidi da donji dio špilje


21

prelazi u gornji te se alhidada samo okretala u krug i željenom gustoćom točaka

snimala ta linija tlocrta.

Kad je snimljen tlocrt, krenulo se sa snimanjem donjeg dijela špilje (kod: DO).

Snimane su veće uzvisine, rupe, gdje god se mijenjala topografija terena u špilji, a

ako neka topografija nije bila strogo definirana nekom linijom, taj dio je snimljen

pomoću profila da bi se tako dobio lijepi pad ili rast terena. Neke točke je bilo teško

pogoditi laserom pa je za to korištena prizma.

Grba i stalagmat snimljeni su posebno određenim željenim brojem točaka sa

kodom: SG.

Slika 3.11 Snimanje špilje sa poligonske točke P3

Gornji dio špilje sniman je pretežito pomoću profila, jer je taj dio bio jako razveden

i raštrkan (kod: GO). Pokušavalo se snimati sa ravnim linijama ali su to večinom

bile krivudave linije, jer se tako ponašala topografija tog cijelog dijela.

Najzanimljivije točke gornjeg dijela špilje bila su tri vrtložna lonca – udubljenja u

kompaktnoj stijeni stropa špilje, koji podsjećaju na lijevak (izgled kao ponikve u

kršu). Jedan profil je provučen baš da prolazi kroz sva tri lonca ne bi li se tako


22

lijepo dobio izgled „gornje plohe“ pošto su to najviše točke špilje od kojih je prvi

vrtložni lonac (najbliži ulazu špilje) najviša točka špilje.

Slika 3.12 Tri vrtložna lonca špilje Vindije (lijevi najveći i najviši)

Kad je snimljeno sve željeno sa tog stajališta postavljene su i markice za potrebe

fotogrametrijske izmjere unutar špilje. Kako je već navedeno na što je sve trebalo

paziti pri odabiru mjesta postavljanja markica, na to sve je još više trebalo paziti

kako se dublje ulazilo u špilju, jer je tamo špilja bila sve vlažnija i mračnija. Zbog

visine gornjeg dijela špilje (do 12 m) markice se nisu mogle postaviti po stropu pa

su postavljene samo uokolo otprilike do 3 metra visine. Pošto je bilo poželjno da

markice čim više zahvate strop na nekim mjestima se improviziralo tako da je

korišten jedan drveni štap sa par metara duljine na čiji vrh se stavila markica, štap

se digao što je više bilo moguće u zrak i postavila se markica. Markice su

postavljene i po podu s ciljem da se lijepo dobije i taj donji dio špilje željenog

oblaka točaka. Sve markice su također snimljene sa laserom pomoću koda: O.

Kako je već spomenuto, špilja je oblika dvorane, ali se u njenom najdubljem dijelu

nalazio jedan suženiji i niži dio špilje. Kako je taj dio bio izdvojeniji u odnosu na

ostatak špilje, u nastavku je trebalo postaviti još jednu poligonsku točku P4, jer se

ona nije mogla snimiti sa trenutnog stajališta.


23

Slika 3.13 Mala prostorija u najdubljem dijelu špilje, gdje je postavljena točka P4

Točka P4 je također stabilizirana na identičan način kao prethodne točke i mjerna

stanica je premještena na nju. Na tom stajalištu trebalo je posvetiti malo više

pažnje na centriranje i horizontiranje, jer je tu bio dosta erozivan i strm teren tj.

noge stativa je trebalo dobro zabiti u zemlju. Kako je to već bio dosta mračan dio

špilje, korištena je špiljska rasvjeta te kaciga sa rasvjetom ne bi li se čim više

osvjetlio taj dio špilje. Izmjera je provedena na isti način kao i na prethodnom

stajalištu te su se postavile markice i u tom dijelu špilje. Kao i u svim dijelovima

špilje, a tako i u ovom, markice su se postavljale na mjesta koja su bila dobro

osvjetljena, da bi ih se lakše detektiralo kasnije u obradi. Kako je ovo bio

najmračniji i najvlažniji dio špilje, trebalo je jako dobro paziti pri odabiru mjesta za

postavljanje markica. Kako se može vidjeti na Slici 3.13, ta mjesta su bili bijeli

dijelovi stijena, gdje se dobio jaki kontrast na fotografiji, što je i bio cilj za lakšu

detekciju markica. Markice su se zbog toga nastojale postavljale na takva mjesta

po svim dijelovima špilje.


24

Slika 3.14 Snimanje špilje u maloj prostoriji sa poligonske točke P4

Nakon izmjere i tog najdubljeg dijela špilje Vindije pomoću mjerne stanice bili su

prikupljeni svi podaci potrebni za izradu cijelog tlocrta spilje te izradu „Gornje“ i

„Donje plohe“ špilje. Izmjerena središta svih markica po špilji koristit će se kod

fotogrametrijske obrade kao orijentacijske točke.

3.3. Izmjera pomoću DistoX2 tehnologije

Kako je opisano u poglavlju 3.1.3. DistoX2 uređaj je nadograđeni Disto - uređaj,

koji uz izmjeru duljine mjeri azimut i vertikalni kut (inklinaciju). Pomoću tih

podataka lako se dobio položaj bilo koje izmjerene točke u 3D.

Azimutom se definirao položaj točke tlocrtno u prostoru, stoga je njegovo mjerenje

trebalo izvesti što točnije. Za mjerenje azimuta služi magnetska igla, a kako je ona

osjetljiva na blizinu metala tome je trebalo posvetiti posebnu pažnju. Tu su najveću

ulogu igrali čavlići o kojima je bilo nešto riječi u prijašnjem poglavlju. (vidi 3.2.).

Zašto čavlići najviše? Zato jer se njima stabilizirala svaka poligonska točka za


25

DistoX2 uređaj, a kako su mjerenja izvršena tako da se uređaj čim više približio

čavliću on je jako utjecao na konačni azimut. Veći čavli koji su korišteni izvan

špilje, a htjeli su se iskoristiti i unutar, imali su drastičan utjecaj na azimut. Mjerenje

azimuta je bilo pokvareno čak i do desetak stupnjeva, što je izrazito gruba

pogreška (točnost čitanja azimuta DistoX2 uređajem je 0,5 stupnja). Zato su se za

unutarnji dio špilje isprobavali čavlići koji neće imati nikakav ili minimalan utjecaj

na azimut. Najmanji i najtanji čavlić iz opreme imao je utjecaj do 0,1 stupanj što je

manje od same točnosti mjerenja kuta te je iz tog razloga taj čavlić i korišten pri

stabilizaciji. Za stabilizaciju točaka poligonskog vlaka mjerenog prethodno

mjerenom stanicom po špilji korišteni su također ovi čavlići jer se pretpostavljalo

da će se te točke iskoristiti i za poligonski vlak DistoX2 uređajem što je i rađeno.

Izmjera sa DistoX2 podijelila se na dva dijela:

tzv. LRUD (Left, Right, Up, Down) metoda – špilja se snimala tako da se

DistoX2 - uređaj stavio u blizinu stabilizirane poligonske točke i izvršila su

se mjerenja po želji okomito na špilju prema lijevo, desno, gore i dolje. Tako

je nagrubo dobiven jedan profil špilje. Postupak se ponavljao na svakoj

poligonskoj točci te je špilja ovom metodom izmjerena u obliku jednog

tunela.

zatvoreni vlak – isto kao i općenito kod izmjere sa mjernom stanicom,

pomoću DistoX2 uređaja kružno se vukao poligonski vlak po špilji, koji se

na kraju spajao na prvu poligonsku točku.

3.3.1. LRUD metoda

Sama izmjera pomoću ove metode mogla se izvoditi u lokalnom sustavu, samo

izmjerama u špilji, ali je izmjera krenula od točke P1, određene pomoću GNSS

uređaja. Time je u obradi ta točka uzeta kao fiksna. Stalo se sa Disto – uređajem

na tu točku i probale su se izmjeriti navedene veličine prema točci P3, koja ja

korištena kod izmjere mjerne stanice. Kako je ta vizura bila preduga za DistoX2, te

bi pogreška u azimutu bila prevelika, ovaj poligonski vlak je bio puno gušći od

vlaka mjerenog mjernom stanicom (mada su točke poligonskog vlaka mjerne

stanice iskorištene za poligonski vlak pomoću DistaX2). Nakon stabilizacije prve

poligonske točke izmjerile su se veličine prema toj točci. To se radilo tako da se

fascikl bijele boje na koji se nacrtala meta stavio iznad točke, da bi se na njemu

mogla vidjeti točka laserskog snopa. Nakon izmjere dužine i kutova prema

prethodnoj točki, premjestilo se sa DistoX2 na tu poligonsku točku. Kako je već


26

opisano, izmjerile su se sve veličine na odabranim točkama lijevo, desno, gore i

dolje te se mogla postaviti slijedeća točka u špilji. Stabilizacija i opisana izmjera

provodila se tako dugo dok se na ovaj način nije prošla cijela špilja.

3.3.2. Zatvoreni vlak

Kod izmjere zatvorenog vlaka pomoću DistoX2 uređaja točke su postavljane

uokolo u blizini stijena, da bi se dobio približan izgled kružnog vlaka. Kako se vlak

vukao po špilji istovremeno je kartiran sav sadržaj špilje na svakom stajalištu, pa

su se u ovoj metodi Bluetooth vezom povezali DistoX2 uređaj i pametni telefon sa

aplikacijom TopoDroid. Kako je aplikacija imala mogućnost direktne vizualizacije

dva prikaza – tlocrta i bokocrta, tako se podijelila i izmjera, za svaki prikaz

posebno. Npr. izmjerio se jedan cijeli detalj sa par točaka, podaci su se poslali

aplikaciji TopoDroid, sadržaj je iskartiran te se nastavilo sa izmjerom novog detalja

u tlocrtu. Kada se nešto htjelo izmjeriti i vidjeti u presjeku špilje, tj. bokocrtu, u

aplikaciji je prebačen prikaz na njega te se postupak ponovio sa izmjerom i

kartiranjem u bokocrtu. Sve se ponavljalo na svakom stajalištu dok nije iskartiran

sav željeni sadržaj (Slika 3.15).

Slika 3.15 Kartirani sadržaj špilje aplikacijom TopoDroid – tlocrt (lijevo), bokocrt (desno)

Kartiranje sadržaja bilo je gotovo i prije zatvaranja samog vlaka, tj. ponovne

izmjere prema početnoj točci vlaka, ali vlak je zatvoren radi njegove kontrole. I na

kraju se dogodilo ono zbog čega je aplikacija, kako je već kazano, vrlo korisna.

Odmah na samom terenu vidjelo se da je greška zatvaranja vlaka bila i nekoliko

metara, što je dosta gruba greška. Bez obzira na odabir čavlića koji neće utjecati


27

na magnetsku iglu DistaX2, tokom same izmjere bili su prisutni i drugi utjecaji na

magnetsku iglu kompasa. To su bili najvjerojatnije pametni telefoni, a najviše

zaštitna ograda na ulazu u špilju i drugi prisutni metalni predmeti. Zaštitna ograda

postavljena je na ulazu u špilju radi njenog očuvanja, a njome je spriječen ulazak u

špilju nepoželjnim osobama. Kako se zaštitna ograda protezala po cijeloj širini

ulaza u špilju, to je bila velika metalna površina, koja je zato najvjerojatnije utjecala

na magnetsku iglu kompasa i uzrokovala ovakvu pogrešku zatvaranja vlaka.

Na kraju izmjere špilje obim metodama, izmjerile su se još markice na profilu

(grbi), na ulazu u špilju u cilju uvida kakva se može dobiti točnost orijentacijskih

točaka i krajnji oblak točaka takvom izmjerom.

3.4. Fotogrametrijska izmjera špilje

Već kod izmjere špilje mjernom stanicom postavljene su i izmjerene sve markice,

na ulazu u špilju i po cijeloj špilji. Kako je već kazano na što je sve trebalo paziti,

još je jedna stvar koja je bila vrlo bitna pri odabiru mjesta postavljanja markica.

Markice su se mogle lijepiti izrazito gusto jedna

do druge, ali zbog brzine izvođenja izmjere i

lakšeg snalaženja pri kasnijem detektiranju

određenih markica udaljenost između njih

najpoželjnija je da je oko par metara. Naravno

da ih se može postavljati i bliže, pogotovo ako

prije kazani uvijeti pogoduju tome, ali najbolje

se pokazala otprilike ta udaljenost, jer bi ih se

inače lako moglo zamijeniti i teško raspoznati.

Teško raspoznavanje bi se pogotovo dogodilo

da su markice lijepljene jedna ispod druge, jer

se detekcija vrši upravo u tlocrtu, a to bi bilo

izrazito otežano (Slika 3.17).

Slika 3.16 Postavljanje markica


28

Slika 3.17 Primjer rasporeda mjesta postavljanja markica

Kako su koordinate mjernih markica bile već određene pomoću mjerne stanice,

ostalo je samo prosto fotografiranje. Fotografiranje se trebalo izvoditi tako da se

čim jasnije vide postavljene markice na njima (da je dobro osvjetljenje, što rezultira

lakšom detekcijom markica u obradi), te da su te slike međusobno dobro

povezane, tj. da ima dovoljno preklopa između njih (zbog lakšeg spajanja slika

preko veznih točaka u obradi) (Slika 3.18).

Slika 3.18 Primjer fotografiranja u svrhu preklopa fotografija


29

Samo fotografiranje pokušalo se izvoditi pomoću stativa i drvenog štapa ne bi li

fotoaparat stajao što fiksnije, a time se i dobivale kvalitetnije i jasnije slike (Slika

3.19 – lijevo). Na kraju se došlo do zaključka, da se ne dolazi do nikakvog

poboljšanja u usporedbi sa klasičnim fotografiranjem u ruci (Slika 3.19 – desno).

Uz sve to neučinkovito je i nespretno stalno prenošenje stativa i štapa, pogotovo

po neravnom terenu u špilji. Zato se samo fotografiranje nastavilo običnim

fotografiranjem, držanjem fotoaparata u ruci.

Slika 3.19 Pokušaj fotografiranja (lijevo) i način nastavka fotografiranja (desno)

Što se još tiče postavljanja markica, kako je već bilo opisano u poglavlju 3.2,

markice se nisu mogle postaviti na strop već su postavljane uokolo do par metara

visine. Zbog tog razloga bilo je vrlo bitno da se cijeli strop fotografira vrlo pažljivo,

po redu, sa što više preklopa ne bi li se slike što lakše kasnije povezale u obradi.

Način koji je korišten bio je da se strop fotografira u nizovima, znači napravi se

cijeli jedan luk od jedne strane špilje preko stropa pa sve do druge strane. Slijedeći

niz je fotografiran na identičan način, ali da se preklapa i sa prethodnim nizom.

Tako je cijeli strop fotografiran u „profilima“. Za definiciju sustava, a tako i za

smještaj oblaka točaka u prostor potrebne su bile minimalno tri koordinate markica

(njih je bilo pedesetak). Iako su markice postavljene samo na donjem dijelu špilje,

zamisao je bila da će program 3Dsurvey kasnije u obradi preko koordinata

markica i veznih točaka koje će uspostaviti između slika nizova, napraviti oblak

točaka za cijelu špilju, tj. da će se dobiti i strop na kojem uopće nema markica.


30

Zato je bilo potrebno veliku pažnju posvetiti čim kvalitetnijim fotografijama stropa

(kao i ostatka špilje) i njihovog preklopa.Kako se fotografiranje izvodilo sve dublje

u špilji, počeli su se javljati problemi s osvjetljenjem pa je zato korištena posebna

rasvjeta ne bi li fotografije time bile što kvalitetnije (Slika 3.20).

Slika 3.20 Rasvjeta u špilji (lijevo) i fotografiranje pod rasvjetom (desno)

Nakon fotografiranja cijele špilje sa pametnim telefonom Sony Xperia Z3 Compact

fotografirala se stijena na ulazu u špilju prikazana na Slici 3.16. Pošto digitalna

tehnologija stalno napreduje htjelo se isprobati kakav oblak točaka je moguće

dobiti fotografiranjem jednog dijela špilje sa pametnim telefonom. Kamere

pametnih telefona su sve naprednije i kvalitetnije, a kako ih gotovo svatko koristi i

konstantno je uz nas ideja je da se čak ni ne moraju kupovati ni koristiti

fotoaparati.

Na kraju o samoj metodi, može li se ta metoda izmjere špilje nazvati

fotogrametrijskom metodom ili samo fotografiranje? Da, ovo je također

fotogrametrijska izmjera, jer je cilj iz fotografija dobiti mjerljivi model sa

koordinatama, samo što se ona izvodila bez kalibracije kamere, nema ručne

unutarnje ili relativne orijentacije snimaka (fotografija) već program automatski

pronalazi vezne točke između snimaka. Iz njih izrađuje model i pomoću

orijentacijskih točaka ga se smješta u prostor. Produkt iz programa je oblak točaka

kod kojeg svaka točka ima svoju koordinatu, a kasnije će se iz njega izraditi

„mesh“, tj. 3D model špilje.


31

4. Obrada podataka i dobiveni rezultati

Nakon same izmjere špilje Vindije slijedila je obrada tih izmjerenih podataka. Ona

se izvodila za svaku metodu posebno, a kod određenih zadataka su se i

kombinirale metode u svrhu dobivanja boljeg konačnog rezultata.

4.1. Obrada podataka mjerne stanice

4.1.1. GEOMIR4

Za početak odredile su se koordinate polaznih točaka P1 i P2, koje su dobivene

pomoću GNSS RTK uređaja. One su izračunate običnom aritmetičkom sredinom.

Nakon toga pomoću tih poznatih točaka u GEOMIR4 programu odredile su se i

točke slijepog poligonskog vlaka, koji se vukao u špilju. Sa svih tih točaka

izračunate su sve koordinate mjerenih točaka, koje su izmjerene izvan i unutar

špilje. Točkama su zadržani pridruženi kodovi čime je bilo lakše njihovo

prepoznavanje i spajanje pri kartiranju, a točke su se u programu iskartirale u .dxf

– formatu.

4.1.2. AutoCAD Map 3D 2012

Program u koji su učitane iskartirane točke iz programa GEOMIR4. Po kodovima

su napravljeni layeri za sve točke tako da je bila lakša njihova organizacija.

Pomoću skica koje su se vodile pri izmjeri na svakom stajalištu špilje spojene su

sve točke nekih slojeva (eng. layer), a to su bili: teren izvan špilje, tlocrt špilje i

točke donjeg dijela špilje. Pomoću tih slojeva tlocrtno je napravljen prikaz špilje

(Slika 4.1). Taj tlocrt špilje koristio se samo da bi se moglo orijentirati gdje se

nalaze orijentacijske točke po špilji, a to je bilo potrebno kod obrade

fotogrametrijskih podataka za točnu detekciju markica i pridruživanje njihovih

koordinata (poglavlje 4.3.).


32

Slika 4.1 Vizualizacija spojenih slojeva u 2D (lijevo), u 3D (desno)

Na Slici 4.1 prikazan je prikaz spojenih slojeva u 2D i 3D obliku. Tlocrtni prikaz

špilje prikazan na Slici 4.1 lijevo (prikaz u 2D), primarno se koristio za snalaženje u

poziciji orijentacijskih točaka. Povećao se prikaz na određeni dio špilje od interesa

i prema broju orijentacijske točke vidjelo se u kojem dijelu špilje je ona postavljena.

(Slika 4.2) U obradi se taj broj točke aktivirao i detektirala se ta orijentacijska točka

na fotografiji. Više o tome u poglavlju 4.3.

Slika 4.2 Prikaz u 2D zadnjeg dijela špilje – orijentacijske točke (plavo), „Tlocrt špilje“

(magenta), kod: DO (zeleno), poligonski vlak mjerne stanice (crno)

Ciljani produkt podataka mjerne stanice bio je pomoću točaka izraditi „Gornju

plohu“ i „Donju plohu“ špilje, a one su se izradile u besplatnom dodatku AutoCAD

– a, CadTools – u.


33

4.1.3. CadTools

Dodatak AutoCAD – u koji se koristio samo za izradu ploha u 3D (Slika 4.3.). Tu

su korištene točke s kodovima: „DO“ (dolje), „GO“ (gore), „SG“ (siga), „PR“ (profil)

te „Tlocrt špilje“. Cilj je bio izraditi „Donju plohu“ špilje i „Gornju plohu“ špilje.

Slika 4.3 Dijaloški okvir CadTools – dodatka

„Donja ploha“ izrađena je tako da su bile aktivne točke visinski ispod „Tlocrta

špilje“ (kao i on sam) sa kodovima „DO“ i „SG“ te se sa naredbom „Create

Surface“ (hrv. „Izradi plohu“) izradila ploha trokutne mreže (TIN). Na identičan

način izrađena je i „Gornja ploha“, samo što su uz „Tlocrt špilje“ tu bile aktivne

točke s kodovima „GO“ i „PR“ . Izrađene plohe prikazane su na Slici 4.4.

Slika 4.4 „Donja ploha“ špilje (žuto) i „Gornja ploha“ špilje (zeleno)


34

4.2. Obrada podataka dobivenih s DistoX2

Svi mjereni podaci dobiveni sa DistoX2 uređajem, kako su se slali Bluetooth

vezom na pametni telefon aplikaciji TopoDroid, tako su se i automatski spremali u

memoriju aplikacije. Podaci su izvezeni (eng. „export“) u .th i .th2 – formatima i

preko interneta prebačeni na prijenosno računalo. Svi ti podaci obrađivali su se u

programu Therion da bi se dobio prikaz špilje.

4.2.1. Therion

Therion je programski paket koji služi za obradu izmjerenih podataka te izradu

karata i 3D modela špilja. Program je otvorenog tipa što znači da je potpuno

besplatan i svatko ga može koristiti (URL 11.).

Datoteke .zip – formata, koje su prebačene na prijenosno računalo, sadržavale su

posebno mjerene i kartirane podatke u tlocrtu i bokocrtu. Mjerene podatke odmah

je prepoznao Therion te su se njegovim pokretanjem oni mogli čitati, a prvo su bili

učitani podaci „LRUD“ metode. (Slika 4.5).

Slika 4.5 Tekst editor programa Therion

Programski paket Therion funkcionira tako da se u tekstualnom editoru uz učitane

mjerene podatke upisuje kod, kojem se zadaju naredbe programu što da napravi

sa tim podacima. Kod je vrlo jednostavan, jer se riječima zadaju naredbe iz čijeg

značenja se zna što će program napraviti. U tzv. „centerline“-u se nalaze svi

mjereni podaci (extend right, extend left), a uz njih je kodom definiran datum


35

izmjere te mjerne jedince za duljinu (metar), azimut i inklinaciju (stupnjevi).

Podatak koji je potrebno unijeti, a koji je u ovim sirovim podacima s vrijednosti 0, je

magnetska deklinacija.

Magnetska deklinacija je kut između zemljopisnog

(geografskog) i magnetskog meridijana (Slika 4.6). Naime

na magnetsku iglu kompasa utječe magnetsko polje Zemlje

te on pokazuje smjer magnetskog sjevera, a ne pravog

sjevera (URL 12.) Da bi se dobile pravi položaji izmjerenih

točaka potrebno je sve vrijednosti azimuta korigirati za

vrijednost magnetske deklinacije. Kako svako područje na

Zemlji ima različitu vrijednost magnetske deklinacije,

potrebno je uzeti onu vrijednost, koja je vrijedila za područje

gdje se mjerilo i datum kad se mjerilo. U ovom slučaju to je područje špilje te

datum 24.03.2016. Tražena vrijednost se dobila tako da je korišten „Kalkulator

magnetskog polja“ (URL 13.) u koji su se unijeli datum te longituda i latituda

područja špilje u decimalnim stupnjevima. Kalkulator je izbacio rezultat u .pdf –

formatu, gdje se je iščitala vrijednost magnetske deklinacije 3,81 stupanj.

Vrijednost magnetske deklinacije unijela se u tekst editor programa, a uz nju

unesen je EPSG kod našeg službenog sustava HTRS96/TM (3765), te koordinate

točke P1, koja je određena pomoću GNSS RTK uređaja. Ona je definirana kao

fiksna, a svako novo stajalište računalo se u odnosu na njega (Slika 4.7).

Slika 4.7 Izgled koda sa unesenim novim podacima

Slika 4.6 Magnetska

deklinacija (δ)


36

Nakon što su se definirali svi potrebni podaci za izradu modela, na kraj koda su

samo još dodane naredbe za izradu modela. Therion ima kompajler (eng.

compiler) za čitanje koda. Nakon njegovog pokretanja izradio se model, koji je

izvezen u „Loch 3D file“-u (Slika 4.8).

Slika 4.8 Model špilje iz podataka „LRUD“ metode

Kao i za „LRUD“ metodu, na identičan način pisao se kod za podatke zatvorenog

vlaka. Jedina razlika je bila što se kod zatvorenog vlaka kartirao sadržaj špilje, te

su se na kraju koda dodale naredbe, kojima se definiralo učitanje datoteka

iscrtanog sadržaja te da Therion izveze taj crtež u .pdf – formatu. Ti crteži

prikazani su još na Slici 3.15, jer nema nikakve razlike između crteža Topodrida i

kod Theriona, samo se je dala naredba da se ga iscrta u .pdf – formatu. Izrađeni

model prikazan je na Slici 4.9.

Slika 4.9 Model špilje iz podataka zatvorenog vlaka


37

4.3. Obrada fotogrametrijskih podataka

4.3.1. 3Dsurvey

3Dsurvey je slovenski program, licencirani je (nije program otvorenog tipa, eng.

open source), ali ima besplatnu dvotjednu probnu verziju sa svim alatma kao i

licencirani (Slika 4.10). Jako je prilagođen korisniku (eng. user friendly), kojime se

iz fotografija vrlo lako može izraditi oblak točaka, ortofoto karta, digitalni model

terena te računati volumen. Prvo se prikupe fotografije željenog objekta ili nekog

prostora u .jpg – formatu, učitaju se koordinate orijentacijskih točaka u .txt-formatu

i program uz pomoć korisnika obradi fotografije. Program je primarno namijenjen

za obradu slika koje su dobivene bespilotnom letjelicom, ali mogu se također

obrađivati fotografije, koje se prikupljaju sa zemlje (URL 14.). Baš u tu svrhu

program je iskorišten za obradu fotografija, koje su fotografirane po špilji u cilju

dobivanja oblaka točaka špilje (eng. point cloud).

Slika 4.10 Sučelje programa 3Dsurvey

Oblak točaka je jednostavno rečeno veliki skup 3D koordinata točaka. Njime se

jako detaljno mogu prikazati određeni prostorni objekti. Što je veći skup točaka to

je taj objekt realističnije prikazan, ali i što je taj oblak točaka veći to je teže i

složenije obrađivati takve podatke. Osim pomoću fotografija gusti točkasti prikaz

vanjske površine izmjerenog objekta može se dobiti i pomoću laserskog skenera.

Dakle laserskim skenerom se dobije digitalna snimka objekta koja je predstavljena


38

skupom točaka u 3D prostoru. Kako na taj način svaka točka ima određene

koordinate, geometrijski odnosi između točaka su jednoznačno definirani te se

tako mogu provoditi različita mjerenja na tom oblaku. Koordinate kao i kod svih

drugih točaka mogu biti prikazane u relativnom i apsolutnom koordinatnom

sustavu (Basa L., Juraj I., 2011). Cilj fotogrametrijske izmjere špilje Vindije bio je

da se iz običnih fotografija izradi oblak točaka, kao što se on dobije laserskim

skeniranjem, te kasnije 3D model.

Prvo su se u program učitale fotografije, koje su predstavljale jedan dio špilje, da

se vidi kakav oblak točaka se dobije iz takve fotogrametrijske izmjere te koliko je

vremenski potrebno za njegovu izradu. Nakon učitavanja dijela fotografija (Load

Images), trebalo je unijeti veličinu senzora, kojime su dobivene fotografije (6,17

mm) te je program obrađivao slike i pronalazio vezne točke između učitanih

fotografija. Ako nije postojao dovoljan preklop između određenih fotografija,

program ih je jednostavno odbacio, pa su tako ostale vidljive samo one fotografije

između kojih je uspostavljena veza. Nakon te primarne obrade fotografija bilo je

potrebno učitati GCP – datoteku sa koordinatama orijentacijskih točaka, koje se

nalaze na tim fotografijama. Koordinate su učitane sa brojem svake pojedine

koordinate te sa sve tri veličine (E,N,H) u .txt – formatu (Slika 4.11).

Slika 4.11 Učitanje GCP – datoteke s koordinatama u .txt-formatu

Nakon učitavanja koordinata program je prikazao svoju obradu fotografija, gdje su

se na svakoj fotografiji mogle vidjeti „crvene točkice“ na određenim mjestima. Te

„točkice“ su ustvari vezne točke, koje je program definirao prilikom obrade, a one

su nastale tamo gdje je najveći prijelaz u bojama između fotografija (kontrast). To

se najbolje moglo vidjeti upravo kod markica, koje imaju bijelu pozadinu, crni krug i

opet bijelo središte. Baš iz tog razloga su na taj način rađene markice, sa te dvije

boje između kojih postoji tako veliki kontrast, da bi ih program sam mogao lako

detektirati na svim fotografijama. Na korisniku je ostalo samo definirati programu


39

koja je koja markica na svakoj pojedinoj fotografiji, kojih je sveukupno po cijeloj

špilji bilo 56.

Na ekranu je u tom trenutku bio prikazan prozor sa obrađenim fotografijama i sa

desne strane tlocrt položaja markica sa njihovim brojevima, a program ga je

izradio prema njihovim koordinatama. Prema tom tlocrtu, te uz tlocrt dobiven

mjernom stanicom, korisnik se lakše snalazio gdje se koja markica nalazi te se

pritiskom na broj markice na tlocrtu ona aktivirala, a sa strelicom miša se pogodila

ta markica na fotografiji. Tako su se markice pogađale redom, a kad se definirao

položaj treće markice na fotografijama, bile su automatski računate i prikazane

pogreške za svaku markicu. Te pogreške prikazivale su točnost između pravih

prostornih koordinata markica određenih mjernom stanicom te koordinata točaka

koje su se odredile iz generiranog modela. Pogađanjem svake slijedeće markice

automatski se računala pogreška na toj markici, ali je ona utjecala i na prethodne.

Program računa pogreške za cijeli set podataka, pa su se one osvježavale za sve

markice dodavanjem novih. Uz detektiranje markica na fotografijama program je

tražio i unos veličine mete (eng. target). Naše mete su naravno markice te su se

unijele prave veličine markica, a kako su one bile promjera 4 cm, unijela se

veličina: 0,04 m. Time se zadalo programu da su one mete (markice), koje su

označene klikom miša te veličine, te se naredilo programu da takve mete traži na

svim fotografijama. (Slika 21.)

Slika 4.12 Lista fotografija, aktivna fotografija, tlocrt markica, veličina mete (markice), lista

pogrešaka položaja markica


40

Nakon detektiranih markica na svim fotografijama te unesenom pravom veličinom

markice krenulo se na slijedeću radnju (Next). Program je obradio sve detekcije i

izbacio rezultate za svaku pojedinu markicu. Korisnik je imao zadatak da malo

popravi ciljanje središta markica na fotografijama, isključi neku detekciju ako je

smatra pogrešnom (zacrvenjena detekcija) ili uključi neku koju smatra da je dobra

(svjetla detekcija) a program je nije registrirao (Slika 4.13).

Slika 4.13 Rezultat detektiranja markice 49 od strane programa (lijevo) i korisnika (desno)

Popravljanjem rezultata detekcije opet se pokrenulo program da obradi navedene

korekcije nakon čega je program izbacio konačnu analizu pogrešaka za sve

markice (Slika 4.14).

Slika 4.14 Analiza pogrešaka za sve markice

Kako se može vidjeti na Slici 4.14 program računa pogreške markica po svim

osima (x, y, z) te u „Total“ ispisuje konačnu prostornu pogrešku. Pogreške se

kreću oko 1 cm što je jako dobar rezultat s obzirom da su koordinate središta

markica dane na 1 cm. Ovo je rezultat za samo 4 markice, a kako je po cijeloj špilji

56 markica jasno je da će se ta pogreška povećavati. Nakon provedene cijele

detekcije markica pokrenuta je rekonstrukcija za dobivanje oblaka točaka (Slika

4.15).


41

Slika 4.15 Oblak točaka dobivenih iz učitanih fotografija (stijena na ulazu u špilju)

Rekonstrukcija ima pet razina. Prva razina je najkvalitetnija, ali njezina obrada

traje najduže, zastajkuje program, a pri velikom setu podataka izaziva čak i

rušenje programa. Kod ostalih razina program radi sve brže, ali se dobivaju i sve

lošiji rezultati oblaka točaka. Zbog navedenih prednosti i nedostataka najbolja se

pokazala druga razina, jer je program radio gotovo nesmetano, a dobiveni oblaci

nisu bili ništa lošiji od dobivenih na prvoj razini pa se zato nastavljalo raditi sa

drugom razinom rekonstrukcije.

Upoznavanjem načina rada programa pokušavalo se na više načina dobiti konačni

oblak točaka za cijelu špilju. Prvo što bi svakome palo na pamet je da se učitaju

sve moguće fotografije kao i sve koordinate markica i provede se obrada, ali tim

načinom više od polovice fotografija je bilo izbačeno jer se nije mogao naći preklop

između njih i pojavila se masa rupa, gdje se nije mogao razlučiti nijedan detalj

špilje. Zbog toga, a i zbog same brzine dobivanja oblaka točaka, kao i njegove

točnosti (što više markica se uključuje u obradu rezultati su sve netočniji), špilja se

podijelila na dijelove. Odabrale su se fotografije koje predstavljaju jedan veći

objekt ili prostor špilje i pokušao se iz njega dobiti model. Trebalo je svakako voditi

računa o tome da se markice na fotografijama jasno vide i da ih na svim

fotografijama ima najmanje tri. Tako je dobiveno mnogo modela, koji su se mogli

nastavljati jedni na druge, što je bio i cilj ovog načina (Slika 4.16). Modeli su

kreirani i pohranjeni u .ply – formatu.


42

Slika 4.16 Oblaci točaka za pojedine dijelove ulaza u špilju i špilje

Rezultati su bili zadovoljavajući za dijelove pojedinačno, ali kako su se oni spajali

dolazilo je do njihovog razilaženja, zbog različitih točnosti oblaka točaka. Kako se

ulazilo sve dublje u špilju neke markice program nije mogao ni detektirati, pa se

znalo događati da su na nekom dijelu ostajale samo dvije markice što nije bilo ni

dovoljno za smještaj oblaka točaka u prostor, a time i dobiti sam oblak. Zato se

nakon toga probao uključiti što veći broj fotografija i markica, ali opet puno manji

od cijele špilje pa se tako dobio oblak za kompletni ulaz u špilju (Slika 4.17).

Slika 4.17 Oblak točaka za cijeli ulaz u špilju


43

Kako je dobiveni rezultat bio veoma zadovoljavajući taj način se primijenio na

cijelu špilju. Iz prve se probao napraviti oblak točaka cijele špilje sa ulazom, ali

uključivanjem markica na ulazu u taj skup pojavile su se velike pogreške, pa se

dalje pokušao dobiti oblak koji predstavlja samo špilju pošto je za ulaz već dobiven

dobar rezultat. Špilja je bila fotografirana sa Canon PowerShot SX220 HS kako je

već navedeno, ali ne sa jednim nego sa dva takva modela. Cijela špilja je na taj

način fotografirana dva puta, a kako su je fotografirale dvije osobe koje imaju

drugačiji stil slikanja svaki fotoaparat je imao snimljen različiti set fotografija. Ti

setovi su i različito isprobani na prijašnjim oblacima točaka, ali kod oblaka ulaza u

špilju su kombinirani i jedan i drugi set. Takav pristup je primijenjen i za špilju.

Pošto je na početku bilo dosta izbačenih fotografija od strane programa i puno

rupa pri konačnom oblaku točaka cijele špilje, ovaj put su izabrane najbolje

fotografije, gdje ima puno preklopa između fotografija te se jasno vide markice i

ostali detalji. U tu obradu je bilo uključeno oko 450 fotografija (od ukupno 700),

samo učitavanje fotografija i pronalaženje veznih točaka između njih trajalo je oko

jedan dan, te rekonstrukcija modela još oko jedan dan. U obradu je bilo uključeno

36 markica (od 56), ostale su bile uključene za ulaz u špilju (taj dio nije bio u

obradi), a dio se nikako nije mogao detektirati na fotografijama. Primjer detekcije

markica od strane programa te njezine korekcije je na Slikama 4.18 i 4.19.

Slika 4.18 Detektiranje markice 76 od strane programa 3Dsurvey

Slika 4.19 Korekcija detekcije markice 76 od strane programa 3Dsurvey


44

Nakon provedbe kompletog izjednačenja dobivena je konačna analiza svih

markica uključenih u obradu, koja je prikazana u Tablici 3. U njoj su prikazane

položajne pogreške markica (koje su dobivene u programu 3Dsurvey i obrađene u

programu Microsoft Excel) po pojedinim osima, konačne prostorne pogreške te

prosječna točnost svih položaja markica, ali i oblaka točaka, koji je nakon

rekonstrukcije dobiven za cijelu špilju.

Tablica 2. Položajne pogreške markica izračunate pomoću programa 3Dsurvey

broj markice ΔX (m) ΔY(m) ΔZ(m)

Total (m)

broj markice ΔX (m) ΔY (m) ΔZ (m) Total (m)

70 -0,051 -0,059 -0,088 0,118 89 -0,166 -0,069 0,028 0,182

71 -0,143 -0,048 0,111 0,187 90 -0,154 -0,080 0,000 0,174

72 -0,148 -0,012 0,028 0,151 91 -0,144 -0,096 0,004 0,173

73 -0,119 -0,015 -0,012 0,121 92 -0,178 -0,111 -0,010 0,210

74 -0,132 -0,027 0,038 0,140 93 -0,152 -0,106 -0,032 0,188

75 -0,118 -0,031 0,049 0,131 94 -0,155 -0,072 -0,032 0,174

76 -0,156 0,058 0,022 0,168 95 -0,122 -0,073 -0,035 0,146

77 -0,129 0,071 -0,004 0,147 96 -0,005 -0,018 -0,046 0,050

78 -0,153 0,004 -0,041 0,158 97 -0,092 -0,162 -0,054 0,194

80 -0,170 0,028 -0,030 0,175 98 0,167 0,135 -0,028 0,217

81 -0,152 0,025 -0,047 0,161 99 0,049 0,087 -0,041 0,108

82 -0,187 -0,007 -0,041 0,192 100 -0,152 0,025 -0,047 0,161

83 0,173 0,106 0,114 0,233 101 -0,083 0,038 -0,049 0,104

84 -0,178 -0,014 -0,036 0,182 102 -0,053 0,048 -0,054 0,090

85 -0,194 -0,048 -0,026 0,202 103 -0,139 0,012 -0,053 0,149

86 -0,122 -0,117 -0,040 0,174 104 -0,104 -0,051 -0,100 0,153

87 -0,163 0,023 -0,052 0,173 105 -0,090 -0,072 -0,050 0,126

88 -0,136 0,027 0,052 0,148

PROSJEK 0,159 m

Provedbom rekonstrukcije dobiven je konačan oblak točaka za samu špilju, koji se

još spojio sa oblakom točaka ulaza u špilju (Slika 4.20). Kako je navedeno, cijeli

proces je trajao oko dva dana, a on je rađen na jednom od računala zgrade

Geodetskog fakulteta na Katedri za primijenjenu geodeziju. Računalo posjeduje

Intel Core i7 procesor, 3.6 GHz brzine, sa RAM memorijom od 32 GB, 64 – bit-nog

operacijskog sustava. Naredbe su računalu dane pomoću prijenosnog računala

preko TeamViewer 11 programa.


45

Slika 4.20 Različiti pogledi na oblak točaka dobivenog za cijelu špilju spojenog sa ulazom

Oblak točaka koji je dobiven za cijelu špilju bio je odličan rezultat cijele ove

obrade, makar su postojale određene rupe po oblaku, najviše na podu.

Uključivanjem sve većeg broja markica lagano se smanjivala točnost konačnog

oblaka, ali ta točnost kako je izračunato u programu Microsoft Excel iznosi

približno 16 cm, što je jako dobar rezultat s obzirom na korištenu metodu. Program

3Dsurvey ima također jednu dobru funkciju, a to je da sa fotografija direktno

preuzima boju na svaku kreiranu točku što daje vrlo realističan prikaz, a dobiveni

oblak točaka sadrži oko 5 600 000 točaka.

Kako god, taj oblak točaka nije konačni produkt ove obrade. Konačni cilj je

dobivanje 3D modela špilje tj. mesh-a (hrv. mreže). Ta obrada radila se u

programima CloudCompare i MeshLab.

4.3.2. CloudCompare

CloudCompare je program koji služi za obradu 3D oblaka točaka, a može

obrađivati i trokutne mreže (eng. triangular meshes) te kalibrirane slike. Za razliku

od 3Dsurvey – a ovaj program je otvorenog tipa (eng. Open source) što znači da

ga se besplatno može koristiti (URL 15.). Primarno služi za oblake točaka koji su

dobiveni pomoću laserskog skeniranja, ali naravno može obrađivati i druge oblake

točaka kao što je i ovaj dobiven u 3Dsurveyu iz fotografija.


46

Slika 4.21 Sučelje programa CloudCompare

Kako se oblaci točaka ne mogu renderirati (prevoditi u sliku) i ne prikazuju objekt u

cijelosti već samo pojedine točke na objektu, oni se večinom prevode u mesh

(mrežu). Mesh se izrađuje tako da se na određeni način kreiraju površine između

pojedinih točaka na oblaku točaka. Tako postoje poligonalni i trokutni mesh, a

trokutni se najviše koriste (TIN – Triangular Irregular Network).

U program CloudCompare učitao se spojeni oblak točaka cijele špilje i ulaza u

špilju. Kako bi se dobio kvalitetan krajnji 3D model špilje, zbog velikih rupa na

podu u program se učitala „Donja ploha“ iz obrade podataka mjerne stanice.

Datoteka se učitala u .dxf – formatu pošto taj format program podržava. Kako je to

već bio mesh, jer je izrađena ploha kreirana pomoću trokutova između točaka, on

se preveo u oblak točaka (alat: „Sample points on mesh“) da bi ga se moglo spojiti

s prethodnim oblakom točaka. Izrađeni oblak napravljen je sa 100 000 točaka,

koje su na Slici 4.22 označene žutom bojom.

Slika 4.22 Oblak točaka špilje sa „Donjom plohom“ dobivene sa mjernom stanicom


47

Prijelaz iz oblaka točaka u mesh radio se pomoću algoritma „Poisson surface

reconstruction“ (hrv. Poisson rekonstrukcija površine). Taj algoritam generira mesh

preko interpolacije normala da bi se dobila površina modela preko orijentiranog

skupa točaka. Znači da bi izradio mesh preko algoritma „Poisson surface

reconstruction“ potrebno je prvo izračunati normale za navedeni oblak točaka, koje

svojom orijentacijom na svakoj točci definiraju kako bi se trebala kreirati površina

(Kazhdan i dr., 2006.). To se radilo pomoću alata „Cumpute normals“ (hrv.

„Izračunaj normale“), čiji prozor je prikazan na Slici 4.23.

Slika 4.23 Dijaloški okvir „Compute normals“ (hrv. „Izračunaj normale“)

Za računanje normala na oblaku točaka potrebno je bilo procijeniti lokalnu

površinu, koja je prikazana pomoću točaka i njezinih susjeda. Razina šuma

podataka (razbacanost) te broj i udaljenost susjeda utječe na to kako bi površina

trebala izgledati. Moguće je bilo izabrati tri modela:

„Best fit“ plane („Najbolje odgovarajuća“ ravnina) – daje vrlo dobre rezultate

kod šumovitih podataka, ali je pak vrlo loša kod oštrih rubova i kutova

Triangulation (hrv. Trokutna mreža) – loša kod šumovitih podataka, a dobra

kod oštrih rubova

Quadric (hrv. Kvadratna mreža) – jako dobra kod zakrivljenih površina

S obzirom na sve ponuđeno izabrana je „Best fit“ plane kao lokalni model

površine, zato jer oblak točaka špilje je itekako šumoviti skup podataka i očekivano

je taj model pokazao najbolje rezultate. Što se tiče susjedstva uzeta je ponuđena

opcija „use octree“ sa radijusom, zbog obavljanja rekonstrukcije u „octree kocki“, o

kojoj će uskoro biti više riječi. Tu se trebala izabrati vrijednost radijusa susjedstva,


48

u čijem području se računa normala u odnosu na susjede. Što se uzme veća

vrijednost radijusa, više točaka će biti korišteno za računanje lokalnog modela. To

će rezultirati zaobljenijom površinom, boljim modelom, ali dugom obradom. Ako je

vrijednost radijusa premala, model će biti loš, a večina normala netočna (tj.

obojana u crno). Prvo je korištena „Auto“ vrijednost radijusa, a kasnije je

povećavana dok se nije dobio optimalan prikaz normala. Što se pak tiče

orijentacije ona se je radila pod „Minumum Spanning Tree“ (hrv. „Minimalno stablo

obuhvata“), gdje se morao odrediti broj susjeda koji će utjecati na orijentaciju

normale na svakoj točci. Što se više susjeda koristi, točniji je model, ali puno je

duža obrada i više memorije zauzima rekonstruirani model. Korištena je defaultna

vrijednost: 6 (URL 16.)

Nakon što su se izračunale normale, mogao se pokrenuti algoritam Poisson

surface reconstruction (Slika 4.24).

Slika 4.24 Dijaloški okvir algoritma „Poisson surface Recontruction“

Algoritam ima četiri parametara, a glavni od njih je „octree depth“ (hrv. dubina

octree vrijednosti). „Octree depth“ pomaže računalu organizirati točke 3D objekta.

Najbolje ga se može objasniti ako se zamisli da se navedeni oblak točaka nalazi u

jednoj kocki, koja se rascijepa na osam takvih identičnih kocki. To je „octree depth“

1. Da se dobije „octree depth“ 2 rascijepa se svaka ova kocka na još 8 komada pa

bi ih bilo 64. (Slika 4.25). Na „octree depth“ 9 (89) bilo bi 134,217,728 pojedinih

kocki i one bi u svojem prostoru grupirale točke oblaka točaka zajedno.


49

Slika 4.25 Objašnjenje funkcioniranja „octree dubine“

Što se veći „octree depth“ uzima, svaka točka oblaka ima veću važnost. To znači

da će dobiveni rezultat biti puno bolji i detaljniji, ali generiranje mesh-a će puno

duže trajati. Zadana vrijednost programa (eng. default value) „octree dubine“ je 8.

Ako bi se uzela manja vrijednost npr. od 5 – 7 dobiveni model bio bi izglađeniji, ali

izgubilo bi se mnogo detalja. S druge strane, što se uzimaju veće vrijednosti od 8

to će biti veći broj točaka krajnjeg mesh-a i on će biti detaljniji.

„Octree depth“ je najutjecajniji parametar na konačni rezultat, ali postoje još tri

parametra, koji se nalaze u kartici „Napredno“ (eng. Advanced) (Slika 4.24).

„Samples per node“ parametar (hrv. Uzorak po čvoru) definira minimalan broj

testnih točaka, koje algoritam stavlja u octree kocku. Ako je oblak točaka razbacan

(eng. noisy data), kao što je slučaj baš kod oblaka točaka špilje, veća vrijednost

ovog parametra rezultira izglađenijom površinom, ali je posljedica veliki gubitak

detalja. Manja vrijednost parametra (od 1 – 5) zadržava detaljnost oblaka, ali može

izazivati grubost modela. Ostala dva paremetra služe za davanje težina točkama

(URL 17. i 18.).

Svi ovi parametri i njihove vrijednosti su se usporedili na oblaku točaka vanjske

stijene na ulazu u špilju, gdje su se nakon cijele obrade mogli izabrati najbolji

parametri za rekonstrukciju oblaka točaka špilje, a obrada nije trajala dugo zbog

male količine podataka. Prvi parametar koji je isproban, a koji je i najbitniji je

„octree depth“. Zadana vrijednost „octree depth-a“ je 8, a provedenom

rekonstrukcijom vidjelo se da se nižim vrijednostima ne dobiva dobar rezultat.

Većim vrijednostima se poboljšavao mesh, ali nakon vrijednosti 10 nije se


50

zamijetio veliki napredak. Kako se daljnjim povećanjem samo povećava količina

podataka i obrada traje duže, zaključeno je da je naoptimalnija vrijednost „octree

depth-a“: 10 (Slika 4.26).

Slika 4.26 Oblak točaka stijene, utjecaj „octree depth-a“ na rekonstrukciju modela –

vrijednost: 6, 8 i 10 (gore lijevo prema dolje desno)

Kod parametra „Sample per node“ potvrdilo se očekivano, a to je da su najbolje

njegove niže vrijednosti za ovu rekonstrukciju, gdje je ostavljena zadana

vrijednost: 1. Ostali parametri su također mijenjani, ali nisu imali značajnog

utjecaja na rezultat, a samo su povećavali vrijeme obrade pri čemu su također

ostavljene zadane vrijednosti.

Uz same parametre algoritam „Poisson surface reconstruction“ ima i još jednu

dobru funkciju „interpolate cloud colors“ (hrv. Interpolira boje oblaka), a to je da

može povlačiti boju sa točaka oblaka točaka na mesh. To daje vrlo realističan

prikaz konačnom modelu, jer se boje pri rekonstrukciji modela interpoliraju između

točaka pri čemu se dobije lijepi prijelaz između boja. Alat je aktiviran sa „kvačicom“

na prozoru algoritma (Slika 4.24).

Nakon što su se izabrale najbolje vrijednosti parametara, krenulo se s

rekonstrukcijom 3D modela špilje. Oblak točaka špilje kako je rečeno sadržavao je


51

oko 5 600 000 točaka, a oblak točaka izveden iz mesh-a „Donje plohe“ 100 000

točaka. Oni su zajedno spojeni (alat: Merge multiple clouds) pa je trenutni imao

približno 5 700 000 točaka. Program je pod učitanim oblakom malo otežano

funkionirao, a računanjem normala i pokretanjem algoritma „Poisson surface

reconstruction“ program je ubrzo prestao funkcionirati. Zbog toga je spojeni oblak

pojednostavljen na 2 milijuna točaka (alat: Subsample a point cloud). Računanje

normala trajalo je 1 – 2 sata, a rekonstrukcija modela trajala je još koji sat više.

Kako je dobiveni model bio zadovoljavajući, onaj izvorni oblak sa 5 700 000 točaka

pojednostavljen je na 3 milijuna točaka, a zatim i na 4 milijuna, gdje se stalo sa

povećanjem točaka zbog otežanosti funkcioniranja. Povećanjem točaka

navedenim redoslijedom proporcionalno se povećavalo i vrijeme rekonstrukcije

modela, a to znači da je kod zadnjeg modela sa 4 milijuna točaka izračun normala

trajao 3 – 4 sata, a rekonstrukcija modela 5 - 6 sati (Slika 4.27). Sva obrada

rađena je na prijenosnom računalu Dell Inspirion N7110, koji ima 64 bit-ni

operacijski sustav, i3 CPU procesor, kojem je brzina 2.2 GHz, sa RAM memorijom

od 4 GB.

Slika 4.27 3D model špilje Vindije izrađen u programu CloudCompare

Zbog boljeg doživljaja dobivenog konačnog 3D modela špilje izradila se i animacija

u programu CloudCompare. Izrada animacije trajala je oko jedan sat, a sadrži

četrdeset različitih pogleda na model (eng. viewport), gdje joj trajanje iznosi minutu


52

i devetnaest sekundi (1:19). Animacija je učitana (eng. upload) na internet preko

Youtube – a (Prilog 1.).

4.3.3. MeshLab

MeshLab je također open source program kao i CloudCompare, koji služi za

obradu i uređivanje nestrukturiranih 3D mesh-eva (Slika 4.28). Program je najviše

namijenjen za obradu nestrukturiranih modela, čiji oblaci točaka su nastali 3D

laserskim skeniranjem. Pruža niz alata za uređivanje, čišćenje, zapunjavanje,

renderiranje, pretvaranje u druge vrste mesh-eva i druge alate (URL 19.).

Slika 4.28 Sučelje programa MeshLab

Program je u početku izabran kao primarni za dobivanje konačnog 3D modela

špilje, ali kasnije se utvrdilo da je CloudCompare puno jači program od njega, sa

istim alatima, koji su bili potrebni za rekonstrukciju modela, a sa puno boljim

rezultatima. Kako se moglo vidjeti u prethodnom poglavlju CloudCompare je bio

sposoban učitati i do 6 milijuna točaka, a učitavanjem takvog modela u MeshLab

on je u trenu prestao funkcionirati. U programu CloudCompare se zbog toga oblak

točaka pojednostavio čak na 500 000 točaka.

Izrada modela u MeshLab-u bila je gotovo identična kao i u CloudCompare-u.

Također su se prvo izračunale normale za pojednostavljeni oblak točaka špilje, te

se koristio algoritam „Poisson surface reconstruction“. U MeshLabu su uz „octree

depth“ i „sample per node“ bila dva nova prametra. „Solver divide“ parametrom se


53

smanjuje korištenje memorije pa se vrijednost tog parametra malo povećala od

zadane vrijednosti na: 12. Četvrti parametar se koristi za pomicanje površine

modela (eng. offset), ali njegova vrijednost je ostala zadana. „Octree depth“ se u

ovom programu povećao na 12, jer su se tom vrijednosti dobivali bolji rezultati, a

„sample per node“ je ostavljen na zadanoj vrijednosti: 1. Program nije mogao

obraditi navedeni skup točaka pa je oblak smanjen još sa 500 000 na 200 000.

Dobiveni konačni 3D model špilje Vindije u programu MeshLab prikazan je na Slici

4.29, a obrada ovog modela trajala je otprilike pola sata. Obrada se također radila

na navedenom prijenosnom računalu, kao i kod CloudComape-a.

Slika 4.29 3D model špilje Vindije izrađen u programu MeshLab

4.4. Ostali dobiveni rezultati

Uz sve korištene metode i dobivene rezultate isprobani su i novi načini prikupljanja

podataka i dobivanja rezultata da se što više pojednostavi i olakša cijeli posao. Te

nove metode doduše ne daju točnost kakva je dobivena prethodnim metodama, ali

u neke druge svrhe će možda biti prihvatljive.

Kao korišteni instrumentarij naveden je pametni telefon Sony Xperia Z3 Compact.

Zamisao je bila da se pomoću njegove kamere, koja je gotovo iste kvalitete kao i

kod korištenog fotoaparata, mogu prikupljati fotografije u svrhu dobivanja oblaka

točaka špilje. Prikupljanje fotografija pametnim telefonom nije se obavljalo za cijelu

špilju, nego za već poznatu stijenu na ulazu u špilju. Prikupljeno je oko desetak


54

fotografija, koje su se učitale u program 3Dsurvey u kojem je obavljena obrada

kao i kod prijašnjih rezultata. Oblak točaka stijene i njegov dobiveni 3D model iz

fotografija dobivenih pametnim telefonom prikazani su na Slici 4.30.

Slika 4.30 Oblak točaka i 3D model stijene dobiven iz fotografija pametnog telefona

Od tih desetak prikupljenih fotografija na par njih se nije moglo uopće detektirati

jednu markicu. Ručno se može označiti položaj markice na fotografiji, ali ako

program ne nađe nikakve vezne točke između fotografija na markici ili njenoj

blizini, ona se ne može detektirati (Slika 4.31)

Slika 4.31 Nemogućnost detekcije (lijevo) i mogućnost detekcije (desno) markica

Kod fotografija prikupljenih fotoaparatom to se događalo samo sa markicama na

donjem dijelu špilje, gdje su fotografije slikane ukoso te program nije mogao naći

vezne točke na takvim fotografijama, a u konačnici ni na markicama. Na Slici 4.31

vidi se koliko je desna slika svjetlija i jasnija od lijeve što su sigurno bili jedni od

glavnih faktora koji su omogućili detekciju markice na toj slici. Kod kamere


55

pametnog telefona javljaju se veći problemi na prikupljenim fotografijama u odnosu

na fotoaparat, ali dokazalo se da je moguća rekonstrukcija modela i na ovaj način

uz veću pažnju prilikom snimanja.

Druga zamisao pojednostavljenja prikupljanja podataka bilo je određivanje

koordinata orijentacijskih točaka pomoću DistoX2 tehnologije, a izmjera je

provedena samo na ostavljenom profilu tokom arheoloških iskopa na ulazu u špilju

(grbi). Kako je grba kvadratnog oblika, još na početku za cijelu špilju postavljene

su markice uokolo nje da bi se korektno mogao dobiti njezin oblak točaka. Tu je

trebalo uspostaviti dva stajališta za njihovu izmjeru pa je iz tog razloga ona uzeta

za izmjeru markica pomoću DistoX2 sustava. Htjelo se vidjeti koliko točnost

azimuta utječe na točnost oblaka točaka ako se markice mjere sa više od jednog

stajališta.

Mjerenja izmjerenih markica pomoću DistoX2 – uređaja obrađena su u Therionu,

određene su im koordinate i kasnije spremljene u .txt – format, da bi ih se moglo

koristiti tijekom obrade u programu 3Dsurvey. Obrada je provedena na identičan

način kao i za cijelu špilju. Učitale su se najbolje fotografije, koje prikazuju grbu i

njene markice te se učitala .txt – datoteka s kooridinatama markica dobivenim

pomoću DistoX2. Nakon što su se odredile vezne točke između fotografija,

detektirane su prve tri markice na fotografijama pri čemu je program istovremeno

prikazao trenutnu analizu detektiranja markica (Tablica 3.).

Tablica 3. Analiza točnosti detektiranja prvih triju markica

broj markice ΔX (m) ΔY (m) ΔZ (m)

6 -0,02 -0,01 0,01

7 0,03 0,03 0,00

8 -0,01 -0,02 -0,01

Trenutna analiza pokazivala je da su te točnosti do par centimetra što je gotovo

isto kao i sa koordinatama dobivenih mjernom stanicom. Kada su uz njih

detektirane nove tri markice koje su snimljene sa drugog stajališta, narušena je

bila točnost svih markica (Tablica 4.)


56

Tablica 4. Analiza točnosti detektiranja prvih triju markica sa nove tri markice

broj markice ΔX (m) ΔY (m) ΔZ (m)

6 0,38 -0,19 -0,20

7 0,27 -0,17 -0,01

8 0,20 -0,52 0,05

9 -0,56 0,13 0,16

10 -0,39 0,51 -0,12

11 0,10 0,23 0,13

Vidljivo je da ta odstupanja prelaze čak i pola metra što su već velike pogreške, ali

nakon korigiranja programskog detektiranja markica od strane korisnika i

provedenog izjednačenja dana je konačna analiza za svaku markicu u Tablici 5.

Tablica 5. Konačna analiza svih markica

broj markice x y z Total

6 0,094 -0,024 -0,008 0,097

7 -0,016 0,100 0,002 0,101

8 0,088 -0,047 0,012 0,100

9 -0,086 -0,078 -0,040 0,123

10 -0,068 0,014 0,028 0,075

11 0,036 0,057 0,025 0,072

0,095

Konačnom analizom reducirane su velike pogreške detektiranja markica, koje su

se pojavile kada su dodane tri markice sa novog stajališta. Odnosno, bilo je vidljivo

koliko su se njihovim dodavanjem pokvarile ostale markice, koje su bile dobre. Na

ovom primjeru vidi se koliko promjena stajališta utječe na točnost krajnjeg oblaka

točaka. Da se ušlo u analizu i rekonstrukciju sa detekcijom samo prve tri markice

krajnja točnost bila bi kao da su markice snimljene mjernom stanicom (ispod 1 cm

za tri markice), a vidljivo je u Tablici 5. da se ta točnost smanjila čak na 10 cm

detektiranjem nove tri markice snimljene sa drugog stajališta. Sve u svemu

dokazano je da je i primjena DistoX2 uređaja za izmjeru orijentacijskih točaka

primijenjiva (Slika 4.32).


57

Slika 4.32 Dobiveni oblak točaka grbe iz orijentacijskih točaka izmjerenih pomoću DistoX2

uređaja

4.4.1. Google Karte & OpenStreetMap

Nevezano uz cjelokupnu izmjeru špilje svim metodama, špilja Vindija ucrtana je na

neke od najpoznatijih preglednika karata, a to su Google Karte (eng. Google

Maps) i OpenStreetMap.

Što se tiče Google Karata, na njoj je već bilo učitano nekoliko fotografija sa

postavljenim položajem špilje na karti. Kako su za špilju postojale samo fotografije,

pomoću aplikacije Google Street View instalirane na pametnom telefonu izradila

se fotosfera, dobivena fotografiranjem špilje ukrug u rasponu od 360°. Sve

prikupljene fotografije su se pomoću aplikacije obradile, izradila se fotosfera te je

ona učitana na Google karte sa pridruženom lokacijom (Slika 4.33).

Slika 4.33 Fotosfera špilje Vindije na Google Kartama


58

Do fotosfere špilje Vindije se može doći tako da se približi području prikaza između

sela Slivarsko i Rijeka Voćanska, uključi se prikaz Street View-a (alat „Browse

Street View Images) te se pritisne klikom miša na „plavi kružić“, koji se pojavi

(Slika 4.34). Također do fotosfere se može doći direktno preko internetske adrese

navedene u Prilogu 2.

Slika 4.34 Položaj fotosfere na Google kartama nakon uključenog prikaza Street View-a

Kod OpenStreetMap – a ručno je ucrtana špilja, gdje je za naziv špilje uneseno:

„Vindija cave“, a marker kojim je označena špilja je definiran atributom „Cave

Entrance“ (hrv. Ulaz špilje) (Slika 4.35).

Slika 4.35 Špilja Vindija na OpenStreetMap – u


59

5. Usporedba dobivenih rezultata

Nakon provedenih izmjera različitim metodama i dobivenih rezultata, kako bi se još

neke stvari mogle dodatno zaključiti, napravljena je usporedba za neke od njih.

Najbolja usporedba od svih rezultata je svakako preklop „Donje“ i „Gornje plohe“,

koje su izrađene iz podataka mjerne stanice i konačnog 3D modela špilje

dobivenog rekonstrukcijom modela iz oblaka točaka. Prvo su se ta dva skupa

podataka u programu CloudCompare međusobno preklopila (Slika 5.1, gore).

Nakon toga pomoću alata „Compute cloud/mesh distance“ („Izračunaj

oblak/udaljenost između mesh-eva) izračunat je trokutni mesh u bojama, koje

predstavljaju odstupanja jedne plohe od druge (Slika 5.1, dolje).

Slika 5.1 Preklop „Gornje i Donje plohe“ mjerne stanice i 3D modela špilje (gore) i

izračunata razlika između ta dva mesh-a (dolje)

Prije nego je izračunat mesh program je tražio definiranje plohe koja će biti

referentna i druge plohe do koje će se računati udaljenost. Plohe mjerne stanice bi

trebale biti referentne s obzirom na točnost te metode, ali kako 3D model bolje


60

prikazuje detalje cijele špilje on je uzet kao referentan. Pravi referentni podaci bili

bi da je špilja laserski skenirana, jer bi time bila obuhvaćena velika točnost, a i

lijepi prijelazi između dijelova špilje kao kod 3D modela, ali ta metoda nije bila u

mogućnosti za korištenje. Uz trokutni mesh kao produkt prikazala se i skala boja

na kojoj su stupnjevito prikazane vrijednosti odstupanja. Najveće odstupanje bilo

je na drugom vrtložnom loncu (1.3 m), koji je drugi po redu u veličini od navedena

tri. On je snimljen sa minimalno točaka mjernom stanicom te nije bio skroz

dostupan zbog položaja stajališta pa je i logično da je taj dio s najvećim

odstupanjem. Ostala veća odstupanja su na izbočinama i zakrivljenim dijelovima,

koji su se s mjernom stanicom trebali snimiti sa puno više točaka, da bi se ta

odstupanja smanjila. Ne gledajući veća odstupanja gotovo cijela špilja je obojana u

plavo što znači da su odstupanja do 16 cm, što je i prosjek točnosti oblaka točaka i

dobar krajnji rezultat.

Plohe su pojedinačnim točkama sigurno točnije od 3D modela špilje, ali 3D model

pak daje točnije prijelaze između tih točaka ploha, što je u konačnici puno bolji

produkt. 3D modelom postignut je realističniji prikaz u odnosu na plohe, gdje je

njegova prosječna točnost od 16 cm i više nego prihvatljiva za ovakvu metodu

izmjere. Da bi plohe ljepše prikazale prijelaze između pojedinih dijelova špilje, kao

što je to slučaj kod 3D modela, trebalo bi špilju snimiti mjernom stanicom sa puno

više točaka, pogotovo puno gušće na zaobljenim površinama, rupama, izbočinama

i slično, čega špilja ima u izobilju, što bi bio samo dugotrajan i zamoran posao.

Svakako je bilo lakše i bolje prikupiti podatke za 3D model nego za plohe mjerne

stanice. Sve što je trebalo napraviti bilo je postaviti markice na dobra mjesta u

špilji, odrediti koordinate njihovih središta i kvalitetno i pažljivo fotografirati špilju.

Uz sve to proces prikupljanja kod 3D modela trajao je oko dva sata (jedan za

postavljanje markica i njihovu izmjeru i jedan na fotografiranje), a kod stanice

gotovo cijeli dan. Tu je trebalo snimati točku po točku, a fotogrametrijskom

izmjerom se samo pomoću koordinata markica i fotografija vrlo lako dobio veliki

skup podataka – oblak točaka. Ako bi pak gledali obradu ovih podataka, kod ploha

to traje puno kraće nego kod 3D modela. Kodnim snimanjem definirano je koje

točke prikazuju koji dio špilje, u programu GEOMIR se odrede koordinate

snimljenih točaka i u CadToolsu se izrade plohe isti dan. Kod 3D modela obrada je


61

trajala sveukupno oko tjedan dana. Prvo je trebalo odrediti koordinate markica,

odabrati kvalitetne fotografije za obradu u programu 3Dsurvey, detektirati markice

na njima, a onda je najduži posao bio programu da to sve obradi, što je sve trajalo

do dva dana. Uz sve to neki korisnici imaju puno slabiju RAM memoriju od one

kojom je rađena ova obrada (32 GB), što još dodatno produžuje njezino vrijeme.

Nakon dobivanja oblaka točaka u programu CloudCompare je opet trajalo do dva

dana računanje normala te krajnja rekonstrukcija modela. Ali sve u svemu tjedan

dana za ovakav realističan model ni nije toliko puno.

Prosječna točnost 3D modela od 16 cm je i više nego dovoljna za vrlo realističan

prikaz špilje i lijepe prijelaze između njenih dijelova, nego korištenje najtočnije

metode izmjere, gdje se opet uz nedovoljno gustu mrežu točaka ne može dobiti

tako realističan prikaz kao kod 3D modela. Večina geodeta bi vjerojatno prije

odabrala fotogrametrijsku metodu izmjere, ne samo zbog cijelog konačnog

produkta nego i zbog kratkog i jednostavnog prikupljanja podataka, a to sve nosi

manji trošak kod izmjere špilje.

Ako bi uspoređivali metode izmjere pomoću mjerne stanice i DistaX2, najbolja

usporedba bi bila između točaka njihovih poligonskih vlakova (Slika 5.2).

Slika 5.2 Preklop tlocrta špilje (magenta), okolnog terena (crveno) i poligonskog vlaka

(crno) dobivenog mjernom stanicom i podataka dobivenih pomoću DistaX2 (plavo)


62

Na točci P1 nema nikakvog pomaka, zato jer je od nje krenula izmjera pomoću

DistoX2, a u obradi je ona uzeta kao fiksna. Već na slijedećoj točci, koja je

stabilizirana za izmjeru pomoću DistoX2 vidi se veliki pomak u azimutu, koji je

trebao biti negdje u pravcu sa poligonskom stranicom prema P3 točci poligonskog

vlaka mjerne stanice. To se dogodilo zato jer se mjerilo pomoću DistoX2 uređaja u

blizini točke, koja je bila stabilizirana pomoću velikog čavla, koji se izbjegavao u

daljnjim stabilizacijama. Bez obzira što se dalje pazilo na utjecaj većih metala, na

početku se dogodio propust i pokvario sva mjerenja. Na poligonsku točku mjerne

stanice P3 trebalo se spojiti stajalište D2, ali to se nije dogodilo zbog velike

pogreške azimuta na početku. Prostorna pogreška iznosila je gotovo 4 m, što je

jako velika pogreška. Ako bi ta dva poligonska vlaka dalje uspoređivali, vidi se da

više nisu tolike razlike u mjerenjima, tj. da su dalje relativni odnosi sačuvani. Kako

se zadnja točka vlaka DistoX2 opet spojila na poligonsku točku P4, može se

napraviti i kontrola zadnje točke vlaka (Tablica 6.).

Tablica 6. Usporedba koordinata točaka na poligonskim točkama P3 i P4

Mjerna stanica Disto X2 Prostorna pogreška

(m) Br. E (m) N (m) H (m) Br. E (m) N (m) H (m)

P3 467649,30 5129204,57 271,08 D2 467647,13 5129207,86 271,10 3,941

P4 467676,67 5129214,71 273,01 D7 467676,05 5129220,64 273,28 5,968

U Tablici 6. vidi se da su prostorne pogreške na te dvije točke drastično velike i to

sve zbog krivog početnog azimuta. To sve samo upućuje na to koliko je kod ove

metode važno paziti na utjecaje na magnetsku iglu kompasa i koliko utjecaj na nju

može utjecati na konačne rezultate.

Teško je tu sad govoriti o nekakvoj točnosti metode izmjere pomoću DistoX2

uređaja. Jedino ako bi se usporedile visine točaka, koje su dobivene klinometrom,

vidi se da je na prvoj kontrolnoj točci P3 ta pogreška mala (samo 2 cm), a nakon

svih slijedećih stajališta na zadnjoj točci P3 ona iznosi do 30 cm (Slika 5.3). S tom

kontrolom bi se moglo reći da se mogu dobiti zadovoljavajući rezultati izmjerom

pomoću DistoX2, pogotovo ako se vidi da su relativni odnosi između točaka u špilji

očuvani, ali to se ne može zaključiti uz ovako velike pogreške azimuta.


63

Slika 5.3 Prikaz usporedbe vlakova DistoX2 i mjerne stanice u 3D

Nakon prikaza usporedbe „LRUD“ metode i izmjere mjernom stanicom,

najprikladije je napraviti usporedbu koordinata orijentacijskih točaka mjerenih sa

DistoX2 i mjerne stanice na „grbi“.

Usporedba je napravljena tako da se također izračunala prostorna pogreška

između koordinata istih markica, koje su izmjerene različitim metodama, te je ista

usporedba napravljena za dvije markice drugog stajališta. (Tablica 7.).

Tablica 7. Usporedba koordinata istih markica mjerenih različitim metodama

Mjerna stanica DistoX2 Apsolutna prostorna pogreška


53 467627,60 5129202,04 269,17 1 467626,37 5129203,22 268,89 1,727

54 467629,09 5129204,13 268,99 2 467627,76 5129205,21 268,70 1,738

55 467630,04 5129205,25 270,91 3 467628,40 5129206,22 270,63 1,926

68 467634,02 5129205,74 271,74 4 467632,06 5129207,02 271,44 2,360

69 467634,77 5129203,70 268,95 5 467632,90 5129205,16 268,69 2,387

Novo stajalište DistoX2

72 467637,57 5129205,44 272,68 7 467636,28 5129207,13 269,88 3,516

73 467640,44 5129205,86 269,34 8 467638,08 5129208,46 269,08 3,521

Također kao i kod „LRUD“ metode vidi se utjecaj greške azimuta na konačne

koordinate markica mjerene DistoX2 metodom (prosječno 2 m), jer je izmjera

krenula sa iste poligonske točke. Na slijedećem stajalištu ta greška je porasla na


64

3,5 m. Ovo su sve apsolutne pogreške koordinata markica, a ako bi se napravila

njihova relativna usporedba dobili bi se rezultati, koji su prikazani u Tablici 8.

Tablica 8. Prikaz relativnih pogrešaka koordinata istih markica mjerenih različitim

metodama

Mjerna stanica DistoX2 Relativna prostorna pogreška


53 - 54 1,49 2,09 -0,18 1 - 2 1,39 1,99 -0,19 0,14

54 - 55 0,95 1,12 1,92 2-3 0,64 1,01 1,93 0,33

55 - 68 3,98 0,49 0,83 3-4 3,66 0,80 0,81 0,45

68 - 69 0,75 -2,04 -2,79 4-5 0,84 -1,86 -2,75 0,21

Novo stajalište DistoX2

72 -73 2,87 0,42 -3,34 6 - 8 2,79 0,70 -3,32 0,29

Prosjek 0,28

Kad se gledaju relativni odnosi između točaka, vidi se da je izračunati prosjek

relativne točnosti određenih koordinata markica sa DistoX2 oko 30 cm, što je

zadovoljavajuće za dobivanje oblaka točaka nekog manjeg objekta od interesa.

Sva izmjera markica sa DistoX2 uređajem provedena je u blizini zaštitne ograde,

koja je također mogla utjecati na konačne koordinate markica.

Na kraju je još napravljen oblak točaka za grbu pomoću koordinata markica

snimljenih pomoću mjerne stanice, te je preklopljen sa oblakom točaka dobivenog

pomoću DistoX2 uređaja (Slika 5.4).

Slika 5.4 Preklop 3D modela mjerne stanice i DistoX2


65

Na Slici 5.4 vidi se apsolutno odstupanje od 2 – 3 m između ta dva modela, ali ako

bi se pogledao svaki model posebno vidi se da su relativni odnosi zadržani.

Najbolje će se dočarati dobri relativni odnosi, ako se izmjere određeni isti dijelovi

na modelima i napravi njihova usporedba. Kako se na modelu ne može mjeriti, jer

nema definiranih točaka, već samo površina, iz modela su napravljeni opet oblaci

točaka, ali sa puno više točaka nego prijašnji oblaci. (Slika 5.5).

Slika 5.5 Usporedba dvije mjerene dužine na oba 3D modela (DistoX2 – lijevo, mjerna

stanica – desno)

Kako je vidljivo na Slici 5.5, na oblaku točaka mjerne stanice dobivena je dužina

3.96 m, a na oblaku točaka DistoX2 4.05 m. Razlika dužina je oko 9 cm, što

potvrđuje prosječnu točnost, koja je izračunata i prikazana u Tablici 5. Sačuvani

relativni odnosi su puno bitniji kod krajnjeg produkta nego njihova apsolutna

točnost. To samo potvrđuje iskoristivost 3D modela dobivenog pomoću DistoX2

uređaja.


66

6. Zaključak

Kao i kod svih grana geodezije najtočnija i najpreciznija metoda izmjere je pomoću

mjerne stanice, gdje se postiže i milimetarska točnost koordinata točaka. Isti slučaj

je također i kod izmjere špilje, ali ta metoda je tu dosta neučinkovita i

neekonomična. Kako špilja Vindija ima oblik jedne dvorane, ova metoda bila je u

njoj primijenjiva, jer se sve moglo snimiti gotovo sa jednog stajališta i pomoću

lasera su se vrlo brzo mogli snimati željeni detalji. Večina špilja nema oblik

dvorane nego su uglavnom to dugački uski meandri, gdje ova metoda nije baš

prikladna za izmjeru. Njome se postiže velika točnost izmjerenih točaka, ali se

takva točnost večinom ni ne traži u špilji. Da bi se dobio što realističniji oblik

snimljene špilje potrebno bi bilo jako gusto snimiti veliki skup točaka, a

pohranjivanjem točku po točku to je zamoran i dugotrajan posao. S druge strane,

metoda se pokazala korisna za usporedbu s drugim metodama kao referentni

podatak (makar to nije bio svugdje slučaj), a najkorisnija je bila kod snimanja

markica, koje su služile kao orijentacijske točke kod fotogrametrijske izmjere.

Visokom točnošću koordinata orijentacijskih točaka dobiven je i oblak točaka vrlo

zadovoljavajuće točnosti, a kasnije i krajnji 3D model.

Izmjera špilje pomoću DistoX2 tehnologije pokazala se s druge strane vrlo

učinkovita i brza, pogotovo za špilje velike dužine, oblika tunela. Može se pohraniti

dovoljno podataka (do 1000 točaka), a s laserom se također mogu lako pogoditi

željeni detalji. Najveće prednosti ove metode su što se na samom mjestu izmjere

može aplikacijom TopoDroid direktno kartirati izmjereni sadržaj te na prikazu

izmjerenih podataka lako detektirati grube pogreške ako postoje. Sam DistoX2

uređaj i pametni telefon su mali i lagani, što jako pojednostavljuje transport ove

opeme, koja se može nositi doslovno u džepu. Točnost ove metode je dovoljna za

večinu traženih konačnih produkata (ako se zanemari krivi početni azimut, koji se

dogodio kod izmjere ovom metodom), ali ova metoda ima svoje mane. Najveći

nedostatak je magnetska igla elektroničkog kompasa, koja je vrlo osjetljiva na sve

metale, gdje može doći do veoma grubih pogrešaka. Sama točnost mjerenja

azimuta je 0.5 stupnja, što je već samo po sebi dosta netočnije od izmjere kuta

mjernom stanicom (5 sekundi), a utjecaj metala na mjerenje azimuta još dodatno

kvari sam krajnji produkt. Upravo kod izmjere špilje Vindije vidjelo se koliko je toga


67

utjecalo na samu izmjeru DistoX2 – uređajem. Najviše je utjecala blizina zaštitne

ograde, čavlići poligonskih točaka koji su morali biti što manji, a navjerojatnije i

pametni telefoni. Bez obzira na pažnju oko stabilizacije točaka sa manjim čavlićim,

dogodio se propust sa velikim čavlom, koji je pokvario cijeli produkt. To samo

pokazuje, koliko treba paziti na osjetljivost magnetske igle kompasa i koliko njena

osjetljivost može pokvariti krajnji produkt. Kod turističkih špilja većih dvorana i

ponora na magnetsku iglu sigurno utječu i postavljene ograde za sigurnost turista,

a i u samoj građi svih špilja mogu postojati metalne rude. Ovo je najveći

ograničavajući faktor kod izmjere ovom metodom, ali sve u svemu metoda se

pokazala vrlo učinkovitom sa zadovoljavajućom točnošću konačnog rezultata.

Uz sve to, metoda se pokazala uspješnom i za izmjeru markica. Doduše ne dobiva

se točnost kakva se dobije izmjerom pomoću mjerne stanice, ali za manje dijelove

špilje, koji se na brzinu žele fotografirati i kasnije iz njih dobiti oblak točaka, takva

metoda je zadovoljavajuća.

Fotogrametrijska metoda koja je korištena u špilji pokazala se jako dobrom što se

tiče jednostavnosti prikupljanja podataka i kranjeg dobivenog rezultata, 3D modela

špilje. Metoda se zasniva samo na postavljanju markica po špilji, njihovoj izmjeri,

fotografiranju špilje i obradi prikupljenih podataka. Dobio se jako realističan model,

te vrlo zadovoljavajuće točnosti. Ono što kod nje treba jako paziti su mjesta

postavljanja markica, koja moraju biti čim manje vlažna, a čim svjetlija da bi se

markice čim lakše mogle detektirati na fotografijama. Fotografiranje treba izvesti

postepeno, sa što više preklopa između fotografija te najvažnije okomito na

postavljene markice, jer će tada biti uspješna i laka njihova detekcija.

Fotografiranje stropa špilje u nizovima pokazalo je jako dobre rezultate, jer je za

njega dobiven gotov cijeli oblak točaka, a na njemu se nisu uopće nalazile

markice. Dodavanje većeg broja markica može svakako poboljšati krajnji oblak

točaka, ali u optimalnom broju. Ako ih se prenatrpa teško se snalaziti u njihovom

položaju te može postati puno duža cijelokupna obrada, a sa ne puno boljim

rezultatom. Uz to markice se ne bi smjele postavljati jedna iznad ili ispod druge, jer

će u tlocrtu biti otežana njihova detekcija. Na mračnim dijelovima špilje poželjno je

koristiti određenu rasvjetu, zbog koje fotografije bolje registriraju sadržaj špilje.

Metodom se vrlo lako može dobiti gusti skup točaka bilo kojeg dijela špilje i u tome


68

je najveća njena prednost. U odnosu na lasersko skeniranje, metoda je puno

jeftinija, ne dobiva se preveliki skup podataka kod kojeg bi bila otežana njihova

pohrana i obrada, a opet dovoljan je za vrlo realistične prikaze špilje.

Fotografiranje špilje pomoću pametnog telefona pokazalo se također dosta

zadovoljavajuće. Fotoaparatom se dobivaju kvalitetnije fotografije, ali pokazalo se

da se i sa pametnim telefonom mogu dobiti dobre fotografije iz kojih se može

napraviti određeni oblak točaka.

Kombiniranjem fotografiranja pomoću pametnog telefona te izmjere markica

pomoću DistoX2 uređaja, mogu se dobiti zadovoljavajući rezultati za manji dio

špilje. Npr. kada se izvodi izmjera špilje pomoću DistoX2, dođe se do nekog

zanimljivog detalja špilje za koji je potreban gusti snimak točaka, na brzinu se

postave markice, snime se sa DistoX2 i fotografiraju sa pametnim telefonom,

kojega danas gotovo svatko ima u džepu.


69

LITERATURA

Basa L., Juraj I. (2011): Oblak točaka i AutoCAD Civil 3D 2011, Ekscentar br. 14,

34-39

Kazhdan, M.; Bolitho, M.; Hoppe, H. (2006): Poisson Surface Reconstruction.

Eurographics Symposium on Geometry Processing.

POPIS INTERNETSKIH IZVORNIKA

URL 1. Hrvatski speleološki poslužitelj (2014.): Uvod u speleologiju,

http://speleologija.hr/uvod-u-speleologiju (28.06.2016.)

URL 2. Hrvatska enciklopedija (LZMK) (2011.): Vindija,

http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=64709 (28.06.2016.)

URL 3. Wikipedia (15.02.2016.): Neanderthal genome project,

https://en.wikipedia.org/wiki/Neanderthal_genome_project (28.06.2016.)

URL 4. Topcon Positioning Systems (kolovoz, 2012.): HiPer SR Operator's Manual

http://www.positionpartners.com.au/file_uploads/HiPer_SR_Operators_Manual.pdf

(28.06.2016.)

URL 5. Topcon Corporation (2012.): Instruction manual - Reflectrless Total station

Cygnus 2LS, http://www.2ls-tools.com/en/products/cygnus/manuals (28.06.2016.)

URL 6. Paperless Cave Surveying (22.02.2015.): DistoX2 User Manual,

http://paperless.bheeb.ch/download/DistoX2_UserManual.pdf (28.06.2016.)

URL 7. [email protected] (28.01.2016.): TopoDroid v.2.7 User Manual,

http://marcocorvi.altervista.org/caving/apps/tdmanual/index.htm (28.06.2016.)

URL 8. Digital Photography Review (07.02.2011.): Canon SX220 HS

http://www.dpreview.com/products/canon/compacts/canon_sx220hs/specifications

(28.06.2016.)

URL 9. GSMarena.com (listopad, 2014): Sony Xperia Z3 Compact

http://www.gsmarena.com/sony_xperia_z3_compact-6538.php (28.06.2016.)

http://speleologija.hr/uvod-u-speleologiju

http://www.enciklopedija.hr/Natuknica.aspx?ID=64709


https://en.wikipedia.org/wiki/Neanderthal_genome_project

http://www.positionpartners.com.au/file_uploads/HiPer_SR_Operators_Manual.pdf

http://www.2ls-tools.com/en/products/cygnus/manuals

http://paperless.bheeb.ch/download/DistoX2_UserManual.pdf


http://marcocorvi.altervista.org/caving/apps/tdmanual/index.htm

http://www.dpreview.com/products/canon/compacts/canon_sx220hs/specifications

http://www.gsmarena.com/sony_xperia_z3_compact-6538.php


70

URL 10. Gizmag: Camera sensor size: Why does it matter and exactly how big are

they, http://www.gizmag.com/camera-sensor-size-guide/26684/ (28.06.2016.)

URL 11. Therion (16.12.2014.): Therion – new approach to cave surveying,

http://therion.speleo.sk/ (28.06.2016.)

URL 12. Hrvatska enciklopedija (LZMK) (2015.): Deklinacija, 3. Magnetska

deklinacija, http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?id=14293 (28.06.2016.)

URL 13. National Centers for Environmental Information: Magnetic Field

Calculators,

http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-

web/?model=WMM&lon1=16%2C%2C5&startYear=2016&startDay=4&lat1Hemisp

here=N&resultFormat=pdf&browserRequest=true&startMonth=7&lat1=45&lon1He

misphere=E&fragment=declination#declination (28.06.2016.)

URL 14. 3Dsurvey (2015.): Work flow,

http://www.3dsurvey.si/work-flow (28.06.2016.)

URL 15. Wikipedia (22.04.2016.): CloudCompare,

https://en.wikipedia.org/wiki/CloudCompare (28.06.2016.)

URL 16. Wikipedia: Normals/Compute, CloudCompare,

http://www.cloudcompare.org/doc/wiki/index.php5?title=Normals%5CCompute

(28.06.2016.)

URL 17. 3D Scan 2.0 (2006.): Poisson Surface Reconstruction

http://vr.tu-freiberg.de/scivi/?page_id=365 (28.06.2016.)

URL 18. Matter and Form (03.12.2015.): Meshing – Octree, Degree & Samples

per Node Explained

https://matterandform.desk.com/customer/en/portal/articles/2107547-meshing---

octree-degree-samples-per-node-explained (28.06.2016.)

URL 19. MeshLab (02.02.2016.): Meshlab

http://meshlab.sourceforge.net/ (28.06.2016.)

http://www.gizmag.com/camera-sensor-size-guide/26684/

http://therion.speleo.sk/


http://www.enciklopedija.hr/natuknica.aspx?id=14293

http://www.ngdc.noaa.gov/geomag-web/?model=WMM&lon1=16%2C%2C5&startYear=2016&startDay=4&lat1Hemisphere=N&resultFormat=pdf&browserRequest=true&startMonth=7&lat1=45&lon1Hemisphere=E&fragment=declination#declination




http://www.3dsurvey.si/work-flow

https://en.wikipedia.org/wiki/CloudCompare

http://www.cloudcompare.org/doc/wiki/index.php5?title=Normals%5CCompute

http://vr.tu-freiberg.de/scivi/?page_id=365

https://matterandform.desk.com/customer/en/portal/articles/2107547-meshing---octree-degree-samples-per-node-explained

https://matterandform.desk.com/customer/en/portal/articles/2107547-meshing---octree-degree-samples-per-node-explained

http://meshlab.sourceforge.net/


71

POPIS TABLICA

Tablica 1. Točnost mjerenja Topcon Hiper SR – om ............................................ 12

Tablica 2. Položajne pogreške markica izračunate pomoću programa 3Dsurvey 44

Tablica 3. Analiza točnosti detektiranja prvih triju markica ................................... 55

Tablica 4. Analiza točnosti detektiranja prvih triju markica sa nove tri markice .... 56

Tablica 5. Konačna analiza svih markica.............................................................. 56

Tablica 6. Usporedba koordinata točaka na poligonskim točkama P3 i P4 .......... 62

Tablica 7. Usporedba koordinata istih markica mjerenih različitim metodama ..... 63

Tablica 8. Prikaz relativnih pogrešaka koordinata istih markica mjerenih različitim

metodama ............................................................................................................ 64


72

POPIS SLIKA

Slika 2.1 Lokacija špilje .......................................................................................... 9

Slika 2.2 Izgled neandertalca ............................................................................... 10

Slika 2.3 Ulaz u špilju Vindiju sa profilom slojeva naslaga.................................... 11

Slika 2.4 Izgled špilje Vindije iznutra sa najvišim vrtložnim loncem ...................... 11

Slika 3.1 Topcon HiPer SR ................................................................................... 12

Slika 3.2 Topcon Cygnus 2LS .............................................................................. 13

Slika 3.3 Leica Disto X310.................................................................................... 14

Slika 3.4 Aplikacija TopoDroid – mjereni podaci (lijevo) i kartirani sadržaj (desno)

............................................................................................................................. 15

Slika 3.5 Canon PowerShot SX220 HS ................................................................ 15

Slika 3.6 Sony Xperia Z3 Compact ....................................................................... 16

Slika 3.7 Originalni model „Scuriona“ (lijevo), prerađeni modeli korišteni u špilji

(desno) ................................................................................................................. 17

Slika 3.8 Pogled na stajalište P1 sa terena iznad ulaza u špilju ........................... 18

Slika 3.9 Jedna od markica korištena pri fotogrametrijskoj izmjeri špilje .............. 19

Slika 3.10 Stabilizacija poligona P3 (lijevo), mjerna stanica na poligonu P3 (desno)

............................................................................................................................. 20

Slika 3.11 Snimanje špilje sa poligonske točke P3 ............................................... 21

Slika 3.12 Tri vrtložna lonca špilje Vindije (lijevi najveći i najviši) ......................... 22

Slika 3.13 Mala prostorija u najdubljem dijelu špilje, gdje je postavljena točka P4 23

Slika 3.14 Snimanje špilje u maloj prostoriji sa poligonske točke P4 .................... 24

Slika 3.15 Kartirani sadržaj špilje aplikacijom TopoDroid – tlocrt (lijevo), bokocrt

(desno) ................................................................................................................. 26

Slika 3.16 Postavljanje markica ............................................................................ 27

Slika 3.17 Primjer rasporeda mjesta postavljanja markica ................................... 28


73

Slika 3.18 Primjer fotografiranja u svrhu preklopa fotografija ............................... 28

Slika 3.19 Pokušaj fotografiranja (lijevo) i način nastavka fotografiranja (desno) . 29

Slika 3.20 Rasvjeta u špilji (lijevo) i fotografiranje pod rasvjetom (desno) ............ 30

Slika 4.1 Vizualizacija spojenih slojeva u 2D (lijevo), u 3D (desno) ...................... 32

Slika 4.2 Prikaz u 2D zadnjeg dijela špilje – orijentacijske točke (plavo), „Tlocrt

špilje“ (magenta), kod: DO (zeleno), poligonski vlak mjerne stanice (crno) .......... 32

Slika 4.3 Dijaloški okvir CadTools – dodatka ........................................................ 33

Slika 4.4 „Donja ploha“ špilje (žuto) i „Gornja ploha“ špilje (zeleno) ..................... 33

Slika 4.5 Tekst editor programa Therion............................................................... 34

Slika 4.7 Izgled koda sa unesenim novim podacima ............................................ 35

Slika 4.6 Magnetska deklinacija (δ) ...................................................................... 35

Slika 4.8 Model špilje iz podataka „LRUD“ metode .............................................. 36

Slika 4.9 Model špilje iz podataka zatvorenog vlaka ............................................ 36

Slika 4.10 Sučelje programa 3Dsurvey................................................................. 37

Slika 4.11 Učitanje GCP – datoteke s koordinatama u .txt-formatu ...................... 38

Slika 4.12 Lista fotografija, aktivna fotografija, tlocrt markica, veličina mete

(markice), lista pogrešaka položaja markica ......................................................... 39

Slika 4.13 Rezultat detektiranja markice 49 od strane programa (lijevo) i korisnika

(desno) ................................................................................................................. 40

Slika 4.14 Analiza pogrešaka za sve markice ...................................................... 40

Slika 4.15 Oblak točaka dobivenih iz učitanih fotografija (stijena na ulazu u špilju)

............................................................................................................................. 41

Slika 4.16 Oblaci točaka za pojedine dijelove ulaza u špilju i špilje ...................... 42

Slika 4.17 Oblak točaka za cijeli ulaz u špilju ....................................................... 42

Slika 4.18 Detektiranje markice 76 od strane programa 3Dsurvey ....................... 43

Slika 4.19 Korekcija detekcije markice 76 od strane programa 3Dsurvey ............ 43


74

Slika 4.20 Različiti pogledi na oblak točaka dobivenog za cijelu špilju spojenog sa

ulazom .................................................................................................................. 45

Slika 4.21 Sučelje programa CloudCompare ........................................................ 46

Slika 4.22 Oblak točaka špilje sa „Donjom plohom“ dobivene sa mjernom stanicom

............................................................................................................................. 46

Slika 4.23 Dijaloški okvir „Compute normals“ (hrv. „Izračunaj normale“) .............. 47

Slika 4.24 Dijaloški okvir algoritma „Poisson surface Recontruction“ ................... 48

Slika 4.25 Objašnjenje funkcioniranja „octree dubine“ .......................................... 49

Slika 4.26 Oblak točaka stijene, utjecaj „octree depth-a“ na rekonstrukciju modela

– vrijednost: 6, 8 i 10 (gore lijevo prema dolje desno) .......................................... 50

Slika 4.27 3D model špilje Vindije izrađen u programu CloudCompare ............... 51

Slika 4.28 Sučelje programa MeshLab ................................................................. 52

Slika 4.29 3D model špilje Vindije izrađen u programu MeshLab ......................... 53

Slika 4.30 Oblak točaka i 3D model stijene dobiven iz fotografija pametnog

telefona................................................................................................................. 54

Slika 4.31 Nemogućnost detekcije (lijevo) i mogućnost detekcije (desno) markica

............................................................................................................................. 54

Slika 4.32 Dobiveni oblak točaka grbe iz orijentacijskih točaka izmjerenih pomoću

DistoX2 uređaja .................................................................................................... 57

Slika 4.33 Fotosfera špilje Vindije na Google Kartama ......................................... 57

Slika 4.34 Položaj fotosfere na Google kartama nakon uključenog prikaza Street

View-a .................................................................................................................. 58

Slika 4.35 Špilja Vindija na OpenStreetMap – u ................................................... 58

Slika 5.1 Preklop „Gornje i Donje plohe“ mjerne stanice i 3D modela špilje (gore) i

izračunata razlika između ta dva mesh-a (dolje) .................................................. 59


75

Slika 5.2 Preklop tlocrta špilje (magenta), okolnog terena (crveno) i poligonskog

vlaka (crno) dobivenog mjernom stanicom i podataka dobivenih pomoću DistaX2

(plavo) .................................................................................................................. 61

Slika 5.3 Prikaz usporedbe vlakova DistoX2 i mjerne stanice u 3D ...................... 63

Slika 5.4 Preklop 3D modela mjerne stanice i DistoX2 ......................................... 64

Slika 5.5 Usporedba dvije mjerene dužine na oba 3D modela (DistoX2 – lijevo,

mjerna stanica – desno) ....................................................................................... 65


76

PRILOZI

Prilog 1. 3D model of cave Vindija (hrv. 3D model špilje Vindije),

https://www.youtube.com/watch?v=qQgWbykgMbc

Prilog 2. Fotosfera špilje Vindije,

https://www.google.hr/maps/@46.3035425,16.0786139,3a,75y,90.37h,94.84t/data

=!3m8!1e1!3m6!1s-N-

W_yPULFew%2FVvVf90eEUXI%2FAAAAAAAAAJI%2FXyCIiIveUZQY11rmnZ04

BcigTOLMx9nIQ!2e4!3e11!6s%2F%2Flh5.googleusercontent.com%2F-N-

W_yPULFew%2FVvVf90eEUXI%2FAAAAAAAAAJI%2FXyCIiIveUZQY11rmnZ04

BcigTOLMx9nIQ%2Fw203-h101-n-k-no%2F!7i8192!8i4096

MEDIJSKI SADRŽAJ DVD – a:

Koordinate svih izmjerenih točaka pomoću mjerne stanice (.txt)

Tlocrt špilje Vindije (.dwg)

„Donja ploha“ i „Gornja ploha“ dobivene CadTools dodatkom AutoCAD-a

(.dwg)

3D modeli špilje Vindije dobiveni izmjerom pomoću „LRUD“ metode te

zatvorenog vlaka DistoX2 sustava (Loch 3D File)

Oblak točaka dobiven iz rekonstrukcije modela obradom fotografija u

programu 3Dsurvey (.ply)

3D model špilje Vindije dobiven u programu CloudCompare (.ply)

3D model špilje Vindije dobiven u programu MeshLab (.ply)

3D modeli „grbe“ dobiveni izmjerom markica pomoću mjerne stanice i

DistoX2 sustava (.ply)

https://www.youtube.com/watch?v=qQgWbykgMbc

https://www.google.hr/maps/@46.3035425,16.0786139,3a,75y,90.37h,94.84t/data=!3m8!1e1!3m6!1s-N-W_yPULFew%2FVvVf90eEUXI%2FAAAAAAAAAJI%2FXyCIiIveUZQY11rmnZ04BcigTOLMx9nIQ!2e4!3e11!6s%2F%2Flh5.googleusercontent.com%2F-N-W_yPULFew%2FVvVf90eEUXI%2FAAAAAAAAAJI%2FXyCIiIveUZQY11rmnZ04BcigTOLMx9nIQ%2Fw203-h101-n-k-no%2F!7i8192!8i4096







77

ŽIVOTOPIS

Osobni podaci

Obrazovanje

2014. – 2016. Geodetski fakultet, Zagreb, Diplomski studij, smjer: Geoinformatika 2011. – 2014. Geodetski fakultet, Zagreb, Preddiplomski studij Geodezije i

Geoinformatike 2007. – 2011. Prva gimnazija Varaždin, smjer: prirodoslovno – matematički 1999. – 2007. Osnovna škola Sveti Đurđ

Radno iskustvo

08.2013. Ured ovlaštenog inženjera geodezije „Milan Mirčetić“, stručna praksa – legalizacija objekata, snimanje vodova (kanalizacije)

07. i 08.2015. Ured ovlaštenog inženjera geodezije „Milan Mirčetić“, rad preko Student servisa – Iskolčenje objekata, izrada „Geodetskog snimka izvedenog stanja nezakonito izgrađene zgrade“, izrada „Geodetskog elaborata upisa objekta“

Znanja i vještine

Komunikacijske i organizacijske vještine

Stečene dobre komunikacijske i organizacijske vještine na terenskim vježbama te stalnim prezentiranjem radova na kolegijima tokom studiranja na fakultetu.

Ime i prezime Karlo Tkalec Datum i mjesto rođenja: 14.06.1992., Koprivnica Adresa prebivališta: Glavna 10, Karlovec Ludbreški Mobilni telefon: 098 – 988 – 5774 E-mail: [email protected]

Rad na računalu: Svakodnevno korištenje MS Office paketa i Interneta Poznavanje rada u programima AutoCAD, Quantum GIS, GRASS GIS, SAGA Poznavanje rada s bazama podataka

Programski jezici: Python, SQL; poznavanje rada u C++ jeziku te Javi Strani jezici: Engleski jezik, njemački jezik Vozačka dozvola: Vozačka dozvola A i B kategorije


Documents

DIPLOMSKI RAD - bib.irb.hr · Sažetak: Geodezija se sve do danas implementirala u mnoge znanosti i struke pa se tako našla i u speleologiji. Izmjeru špilje moguće je provesti