Fotogrammetrie 1

StereofotogrammetrieStereofotogrammetrie

přednášející

Jindřich HodačJindřich Hodač

Fotogrammetrie 1Fotogrammetrie 1

FTG1 – stereofotogrammetrieFTG1 – stereofotogrammetrieGK+HGK+H

Základní, nejvíce používaná metoda v letecké FMletecké FM

22 Stereoskopická metodaStereoskopická metoda

Data vstupníData vstupní

- - 2 snímky2 snímky stereopár, stereodvojice stereopár, stereodvojice .. v LFLF často řadařada snímků, blok řad blok řad snímků

- - PVniOPVniO .. možno určit v průběhu zpracování - - PVOPVO .. možno určit v průběhu zpracování - - vlícovací a kontrolní bodyvlícovací a kontrolní body .. geod. souřadnice

Data výstupníData výstupnívýsledek vyhodnocení výsledek vyhodnocení stereomodelu 3D3D; 2,5D2,5D;

2D2D = vektorová data vektorová data .. body, linie .. vrstvy …


obr.: LF - ,,mini,,blok 3 řad snímků - celkem 12 snímků, podélný překryt snímků+příčný překryt řadobr.: LF - ,,mini,,blok 3 řad snímků - celkem 12 snímků, podélný překryt snímků+příčný překryt řad

obr.: LF - rozmístění vlícovacích bodů v rámci bloku – při klasickém postupu a při aerotriangulaciobr.: LF - rozmístění vlícovacích bodů v rámci bloku – při klasickém postupu a při aerotriangulaci

Zpracování dat - Zpracování dat - technologická řešenítechnologická řešení

matematické základy položeny na poč. 20. stoletípoč. 20. století vysoká výpočetní náročnost výpočetní náročnost proto vývojvývoj:

Stereoskopická metodaStereoskopická metoda

1. 1. analogové vyhodnoceníanalogové vyhodnocení (1900 - 1980)

analogovéanalogové vyhodnocovací přístrojepřístroje

2. 2. analytické vyhodnoceníanalytické vyhodnocení (1970 – 2000)

analytickéanalytické vyhodnocovací přístrojepřístroje

3. 3. digitální metodydigitální metody (1985 - ….)

digitálnídigitální fotogrammetrické stanicestanice


obr.: analogový + analytický přístroj + digitální FTG stanice .. použitelné v LF i PF (+ -)obr.: analogový + analytický přístroj + digitální FTG stanice .. použitelné v LF i PF (+ -)

obr.: digitální fotogrammetrické stanice – seznam .. jistě neúplnýobr.: digitální fotogrammetrické stanice – seznam .. jistě neúplný

Technologický postup - hlavní krokyTechnologický postup - hlavní kroky


0. 0. přípravapříprava projektu projektu - projekt snímkového letu (LF) (LF) ..

1. práce v 1. práce v terénuterénu - pořízení snímků, zaměření VB, místní šetření (LF) (LF) ..

2. 2. přípravné prácepřípravné práce - geod. výpočty, digitalizace, úpravy obraz. dat …..

3. 3. fotogrammetrickéfotogrammetrické zpracovánízpracovánía.a. snímkové orientace snímkové orientace určení/nastavení PVniOPVniO + PVOPVO

b.b. podrobné vyhodnocenípodrobné vyhodnocení

c.c. dopracování, kontrolakontrola, výstupy, export, archivace


obr.: různé činnosti ve fázích 0-2 technologického postupuobr.: různé činnosti ve fázích 0-2 technologického postupu

Charakteristika metody Charakteristika metody ????


++ vysoká přesnostpřesnost výstupůuniverzálnostuniverzálnost použití variabilitavariabilita výstupů 3D - 2D

-- větší pracnostpracnostspeciální SW + HWHW (.. stereovidění)vyšší nároky na znalosti operátoraoperátora

Aplikace metody Aplikace metody ????kdekoli - kde jsou potřebné vysoká přesnostpřesnost a

prostorová data prostorová data …. ISIS; podklady pro projektyprojekty; dokumentacedokumentace souč. stavu; digitální modelymodely ….


obr.: LF výstup obr.: LF výstup body DMT získané automaticky (korelací), poloautomaticky a manuálně body DMT získané automaticky (korelací), poloautomaticky a manuálně

obr.: LF výstup obr.: LF výstup digitální model jádra města Louny .. získaný vyhodn. archivních leteckých snímků digitální model jádra města Louny .. získaný vyhodn. archivních leteckých snímků

Příprava stereodvojice pro vyhodnoceníPříprava stereodvojice pro vyhodnocení

1. obnovení1. obnovení prvků vnitřní orientace prvků vnitřní orientace komory komory

krok - krok - Vnitřní orientaceVnitřní orientace

2. určení 2. určení prvků vnější orientace prvků vnější orientace snímkůsnímků

77 Technologie - snímkové orientaceTechnologie - snímkové orientace

krok - krok - Vnější orientaceVnější orientace


Jak se provádí ??Jak se provádí ??

snímání identických bodů identických bodů + výpočet transform. klíčetransform. klíče

identické body =

rámové značkyrámové značky(zjistím z kalibrace)

rovinná transformacetransformace - afinníafinní

obecnéobecné (např. pixelové) snímkové souřadnicesnímkové souřadnice

Snímkové orientace - Snímkové orientace - vnitřnívnitřní orientace orientace


obr.: prvky vnitřní orientace obr.: prvky vnitřní orientace snímkové souřadnice rámových značek .. kalibrační protokoly snímkové souřadnice rámových značek .. kalibrační protokoly

obr.: vnitřní orientace – pozemní neměřický a letecký měřický snímek (8 rámových značek A-G) obr.: vnitřní orientace – pozemní neměřický a letecký měřický snímek (8 rámových značek A-G)

obr.: vnitřní orientace – ukázka protokolu (digitální stanice VSD)obr.: vnitřní orientace – ukázka protokolu (digitální stanice VSD)

Příprava stereodvojice pro vyhodnoceníPříprava stereodvojice pro vyhodnocení

1. obnovení prvků vnitřní orientace komory1. obnovení prvků vnitřní orientace komory

krok - Vnitřní orientacekrok - Vnitřní orientace

2. určení 2. určení prvků vnější orientace prvků vnější orientace snímkůsnímků

Technologie - snímkové orientaceTechnologie - snímkové orientace

krok - krok - Vnější orientace Vnější orientace různé možnosti:různé možnosti:

a.a. komplexníkomplexní řešení řešení – vše v jednom krokuvše v jednom kroku

b. b. etapovéetapové řešení řešení – rozdělení do více krokůrozdělení do více krokůI.I. krok - - relativnírelativní orientace orientace (RO)

II.II. krok - - absolutníabsolutní orientace orientace (AO)

c.c. přímépřímé určení určení (za letu)(za letu) .. .. IMU/GPS


.. JAK .. JAK DĚLÁMDĚLÁM

b. Etapové řešeníb. Etapové řešení - I. RO, II. AOI. RO, II. AO (např. Shut)

blokové vyrovnáníblokové vyrovnání základní jednotkou stereopárstereopár

Vnější orientace - analytická řešeníVnější orientace - analytická řešení


snímkové snímkové modelové souřadnice modelové souřadnice

matematické řešení podmínka podmínka komplanaritykomplanarity .. ..

podmínka podmínka nulových vertikálních paralax nulových vertikálních paralax (q)(q)

řešeno je 5 neznámých .. 5 neznámých .. z 12 viz dříve

Vzájemná orientace Vzájemná orientace .... snímků vůči sobě snímků vůči sobě (natočení + příp. posun)

nezávislá dvojice nezávislá dvojice v. v. připojení snímkupřipojení snímku

VznikáVzniká obecnýobecnýstereoskopický modelmodel podmínka komplanaritypodmínka komplanarity

Vnější orientace - etapové ř. - Vnější orientace - etapové ř. - relativnírelativní


Jak se provádí ??Jak se provádí ??

analytická řešení .. dříve převládala ř. empirická

spojovací bodyspojovací body (SB) (SB) - různé uspořádání např. Gruberovo schéma Gruberovo schéma (6 bodů)(6 bodů)

Vnější orientace - etapové ř. - Vnější orientace - etapové ř. - relativnírelativní


obr.: relativní orientace – Gruberovo schéma spojovacích bodů na pozemní a letecké stereodvojici obr.: relativní orientace – Gruberovo schéma spojovacích bodů na pozemní a letecké stereodvojici

obr.: relativní orientace – ukázka protokolu (digitální stanice VSD)obr.: relativní orientace – ukázka protokolu (digitální stanice VSD)

modelovémodelové geodetické souřadnice geodetické souřadnice

matematické řešení prostorová podobnostníprostorová podobnostní transformacetransformace modelu modelu .. posun + pootočení + měřítko

řešeno je zbylých 7 neznámých .. 7 neznámých .. z 12, viz dříve

Výpočet Výpočet aplikace vyrovnánívyrovnání

MNČMNČ .. .. po linearizaci vztahů pro

prostorovou podobnostnípodobnostní transformaci

Jak se provádí ??Jak se provádí ?? stereosnímání identických bodů - stereosnímání identických bodů - vlícovací bodyvlícovací body + výpočet transformačního klíčetransformačního klíče

Vnější orientace - etapové ř. - Vnější orientace - etapové ř. - absolutníabsolutní


z

y

x

m

Z

Y

X

Z

Y

X

..

0

0

0

R

• volba vlícovacích bodů (VB)volba vlícovacích bodů (VB)

• určení souřadnic VBurčení souřadnic VB

- geodetické metody - geodetické metody především GPS

- jiné metody - jiné metody - aerotriangulace, kartometrické metody

PřesnostPřesnost určení - požadavekpožadavek VB určeny 2x určeny 2x přesněji, než je požadovaná výsledná přesnost.přesněji, než je požadovaná výsledná přesnost.

- uměle signalizované- uměle signalizované velká měřítka velká měřítka tj. do 1: 5 000

- přirozeně signalizované - přirozeně signalizované malá a střední měřítkamalá a střední měřítka

Ohled na - kontrastkontrast, zákrytzákryt, konfiguracikonfiguraci …

Vnější orientace - vlícovací bodyVnější orientace - vlícovací body


obr.: absolutní orientace – rozmístění vlícovacích bodů v překrytu stereodvojice v LF a PF obr.: absolutní orientace – rozmístění vlícovacích bodů v překrytu stereodvojice v LF a PF

• počet VBpočet VBmin. 3 .. vždy více = kontrolamin. 3 .. vždy více = kontrola

• rozmístění VBrozmístění VBrohy rohy + střed + střed překrytu snímkůpřekrytu snímků

obr.: různé možnosti volby typu vlícovacích bodů podle měřítka výstupu – přirozená/umělá signalizaceobr.: různé možnosti volby typu vlícovacích bodů podle měřítka výstupu – přirozená/umělá signalizace

obr.: absolutní orientace – ukázka protokolu (digitální stanice VSD)obr.: absolutní orientace – ukázka protokolu (digitální stanice VSD)

c. Přímé určení PVO při snímkovém letuc. Přímé určení PVO při snímkovém letu

- různé metody- různé metody - např. GPS, IMU/GPSGPS, IMU/GPS dnes již běžně používané

- - VB VB - nejsou nutné

- - kontrolníkontrolní body!! body!!

- - převod převod hodnotdo geod. systému WGS WGS S-JTSK S-JTSK

Vnější orientace - další postupyVnější orientace - další postupy


obr.: určování prvků vnější orientace za letu – inerciální měřící jednotka (IMU)obr.: určování prvků vnější orientace za letu – inerciální měřící jednotka (IMU)

FM metody klasický postup = vlícovací body vlícovací body (VB)

Stereo FM minimálně 3 VB na 1 stereodvojici

ŘadaŘada, blokblok sn. velké množství VB velké množství VB - ekonomika :(:(

88 Snímkové triangulaceSnímkové triangulace

?? Jak se vyhnout nutnosti VB přímo měřit ???? Jak se vyhnout nutnosti VB přímo měřit ??

Technologie snímkových triangulacísnímkových triangulací

Výsledkem jsouVýsledkem jsou

1. geodetické souř. bodů1. geodetické souř. bodů .. .. VB,VB, kontrolní body, SBkontrolní body, SB

2. PVO všech snímků 2. PVO všech snímků .. .. nutné pro FTG zpracovánínutné pro FTG zpracování

3. vyrovnání souboru snímků 3. vyrovnání souboru snímků nebonebo modelůmodelů pro pro zajištění zajištění kontinuálního vyhodnocení kontinuálního vyhodnocení


obr.: sběr dat pro výpočet AAT – spojovací a vlícovací body .. DFS PhoTopoLobr.: sběr dat pro výpočet AAT – spojovací a vlícovací body .. DFS PhoTopoL

Stereo-editaceStereo-editace

99 Stereo-vyhodnoceníStereo-vyhodnocení

- 3D vektor- 3D vektor linie, body; vrstvy, značky; formáty, import, export, CAD

požadavky zákazníkapožadavky zákazníka

- DMT- DMTa)a) pro účely digitálního ortofotadigitálního ortofota b)b) samostatný výstup samostatný výstup (např. 3D modely měst)

různé technologierůzné technologie - automatická, polo-automatická, polo-automatická, ruční editaceautomatická, ruční editace (+ kontrola!)

(- snímkové orientace (- snímkové orientace práce ve stereomódu)


http://lfgm.fsv.cvut.cz/~hodac/studenti/DP_Kurka/

obr.: body DMT získané automaticky (korelací), poloautomaticky a manuálně .. podklad pro ortofoto obr.: body DMT získané automaticky (korelací), poloautomaticky a manuálně .. podklad pro ortofoto LFLF

obr.: další fáze zpracování – rastrový DMT + digitální ortofoto .. obr.: další fáze zpracování – rastrový DMT + digitální ortofoto .. LFLF

obr.: body DM získané automaticky, poloautomaticky a manuálně .. podklad pro ortofoto .. obr.: body DM získané automaticky, poloautomaticky a manuálně .. podklad pro ortofoto .. PFPF

obr.: 2D výstup získaný na podkladě 3D vyhodnocení na analytickém FTG přístroji .. obr.: 2D výstup získaný na podkladě 3D vyhodnocení na analytickém FTG přístroji .. LFLF

obr.: 2D výstup získaný na podkladě 3D vyhodnocení na obr.: 2D výstup získaný na podkladě 3D vyhodnocení na DDigitální igitální FFM M SStanici .. tanici .. PFPF

ShrnutíShrnutí

,, Stereofotogrammetrie “,, Stereofotogrammetrie “

- přirozený a umělý stereovjem- přirozený a umělý stereovjem

- stereofotogrammetrická metoda- stereofotogrammetrická metoda

-snímkové orientacesnímkové orientaceetapové řešeníetapové řešení

....

- stereovyhodnocení- stereovyhodnocení


Documents

Fotogrammetrie 1