1

SPS ILINE ODBOR GEODZIA, KARTOGRAFIA A KATASTER

NVRH UEBNHO TEXTU V PREDMETE FOTOGRAMETRIA

Autor:

ING. JOZEF DUDO

2015

2

OBSAH 1. Nvrh uebnho textu pre predmet Fotogrametria................................................ 3 1.1 vod do fotogrametrie ...........................................................................................3 1.1.1 Predmet a loha fotogrametrie ........................................................................... 3 1.1.2 Rozdelenie fotogrametrie ................................................................................... 4 1.1.3 Vvoj fotogrametrie ........................................................................................... 4 1.1.4 Zklady fotogrametrie ........................................................................................ 5 1.1.5 Umel stereoskopick videnie ............................................................................8 1.1.6 Prstroje a pomcky na stereoskopick pozorovanie ......................................... 9 1.2 Pozemn fotogrametria ...................................................................................... 11 1.2.1 Defincia a vvoj pozemnej fotogrametrie ...................................................... 11 1.2.2 Priesekov fotogrametria ................................................................................. 12 1.2.3 Stereofotogrametria ......................................................................................... 12 1.2.4 Fototeodolit ......................................................................................................13 1.2.5 Druhy fototeodolitov ....................................................................................... 13 1.2.6 Pon prce v pozemnej fotogrametrii ............................................................ 15 1.2.7 Digitlne vyhodnotenie pozemnch snmok ................................................... 17 1.2.8 Hospodrnos a presnos pozemnej stereofotogrametrie ................................ 18 1.3 Leteck fotogrametria ........................................................................................ 19 1.3.1 vod do leteckej fotogrametrie ....................................................................... 20 1.3.2 Navigcia snmkovho letu .............................................................................. 21 1.3.3 Leteck fotokamera ......................................................................................... 21 1.3.4 Metdy jednosnmkovej fotogrametrie ............................................................ 22 1.3.5 Vyhodnotenie leteckch snmok ...................................................................... 22 2. Ortofotomapy ..................................................................................................... 23 2.1 Analytick a digitlna fotogrametria ................................................................... 23 2.2 Ortofotomapa ...................................................................................................... 25 2.3 Stereoortofoto ...................................................................................................... 27 2.4 Vyuitie ortofotoproduktov ................................................................................. 28 2.5 Digitlny model ternu, model povrchu .............................................................. 29 2.6 Automatick tvorba DTM zo stereomodelu ........................................................ 30 2.7 Pozemn laserov skenovanie.............................................................................. 30 2.8 Leteck skener .................................................................................................... 31 3. Diakov prieskum Zeme ................................................................................... 32 3.1 vod do DPZ ...................................................................................................... 32 3.2 Histria ................................................................................................................ 32 3.3 daje DPZ .......................................................................................................... 33 3.4 Systm DPZ ........................................................................................................ 33 3.5 Leteck snmky a materily DPZ ........................................................................ 34 3.6 Fyziklne zklady ................................................................................................34 3.7 Interakcia EM a prostredia................................................................................ 35 3.8 Zber dajov ......................................................................................................... 36 3.9 Konvenn (fotografick) metdy....................................................................... 36 3.10 Nekonvenn (nefotografick) systmy zberu dajov....................................... 38 3.11 Spracovanie snmok a zznamov DPZ.............................................................. 40

3

1. Nvrh uebnho textu pre predmet Fotogrametria o je to fotogrametria? Ako rozdeujeme fotogrametriu? Akm vvojom prela fotogrametria? Z oho vychdza fotogrametria? Ak s podmienky pre stereoskopick videnie? Ak pouvame pomcky na stereoskopick videnie a meranie? 1.1 vod do fotogrametrie

Tto knihu som sa rozhodol vytvori preto, lebo hoci je fotogrametria zaujmav

vedn disciplna a stretvame sa s ou asto (najastejie v podobe mp), mlokto o nej vie ,e fotogrametria sa zaober aj skmanm objektov a javov (deformcie, zosuny pdy...) za pomoci vyhotovenia snmok. Dfam, e si tu kad njde to, o ho z predmetu najviac uptalo.

1.1.1 Predmet a loha fotogrametrie

Fotogrametriou nazvame merask metdu, vedu, technolgiu a umenie, pri

ktorej sa geometrick tvar asti zemskho povrchu neuruje v terne, ale na jeho obraze, t.j. na fotografii - meraskch snmkach. Tieto snmky sa vyhotovuj fotografickmi kamerami - pri pozemnej fotogrametrii je to fototeodolit, pri leteckej je to leteck fotokamera. lohou fotogrametrie je rekontrukcia tvaru, vekosti a polohy ternu (objektu) v priestore z jeho obrazu, to znamen, na zklade fotografickch snmok odvodi jeho rovinn priemet, najastejie mapu. Fotogrametria sa vyuva v geodzii a kartografii, pri vyhotovovan mp v mierkach od 1:100 000 do 1:1 000. Metdy fotogrametrie sa uplatuj aj v astronmii, meteorolgii, ponohospodrstve, lesnctve, geolgii, kriminalistike, balistike, archeolgii a zdravotnctve a mnoho ach odvetv vyuva fotogrametriu na tvorbu podkladov pre ich innos. (Gregor, Barto 1994).

Kov slov fotogrametria

oovky objektv

centrlna projekcia stereoskopick videnie

stereoskop stereokompartor

o mm vedie: - definova fotogrametriu, - rozdeli fotogrametriu poda rznych hadsk, - vymenova vhody fotogrametrie, - strun vvoj fotogrametrie, - o tvor optick, fotografick a geometricko-matematick zklady, - podmienky stereoskopickho videnia, - pomcky na stereoskopick videnie a meranie.

4

1.1.2 Rozdelenie fotogrametrie Fotogrametriu rozdeujeme poda: 1. polohy:

a) pozemn: - jednostanoviskov - dvojstanoviskov

b) leteck c) kozmick (DPZ) d) podmorsk (sonary)

2. spsobu vyhodnotenia: a) analgov b) analytick c) digitlna

3. potu vyhotovench snmok: a) jednosnmkov b) dvojsnmkov

4. vyhodnocovania: a) priesekov b) paralaxov s asovou zkladnicou c) stereofotogrametria

Vhody fotogrametrie voi klasickm geodetickm metdam: bezkontaktn meranie, zskavame okamit informcie, vlastn meranie sa realizuje mimo priestor predmetu, umouje vysok stupe automatizcie, vyuva vlastnosti rozrenho spektra (nie len viditen). 1.1.3 Vvoj fotogrametrie

Vvoj fotogrametrie bol ovplyvnen predovetkm vynlezom fotografie, jemnej

mechaniky, optiky, elektroniky, letectva, fotochmie, stereoskopie a vpotovej techniky. Kad vvojov obdobie charakterizuje nstup novej metdy. Poiatky fotogrametrie siahaj do doby ete pred vynjdenm fotografie. Namiesto fotografickch snmok sa pouvali perspektvne obrzky kreslen vonou rukou. Tto metda bola oznaovan ako ikonometria. Po vynjden fotografie sa zaala vyvja priesekov fotogrametria, ktorej princpy spovaj v pretnan lov napred. Za zakladatea priesekovej fotogrametrie sa poklad franczsky dstojnk Aime Laussedat. Od roku 1851 pouval fotografick snmky na vyhotovenie plnov a mp. Zklad stereofotogrametrie bol poloen v roku 1901, kedy bol skontruovan prv vyhodnocovac prstroj stereokompartor. Neskr sa vynaiel stereoautograf, ktor zavil analgov vyhodnocovanie. Vvoj leteckej fotogrametrie bol ovplyvnen vynlezom lietadla. Dovtedy sa snmky z nadhadu robili pomocou balna. Rozvojom letectva, leteckej fotogrametrie, vedy a techniky sa vyvjali aj fotografick a vyhodnocovacie prstroje a metdy (Gregor, Barto 1994). 1. obdobie: do r.1900 priesekov metda 2. obdobie: od r.1900 do r.1960 analgov fotogrametria 3. obdobie: od r.1960 do r.1980 analytick fotogrametria 4. obdobie: od r.1980 a do dnes digitlna fotogrametria

5

1.1.4 Zklady fotogrametrie Rozdeujeme ich na: 1. Optick 2. Fotografick 3. Geometricko-matematick 1.1.4.1 Optick zklady fotogrametrie:

Spovaj v zobrazen predmetu objektvom.

Objektv je sstava ooviek, ktor navonok psob ako spojka. oovky s teles vyroben obvykle zo skla a s ohranien guovmi prvkami. Delme ich na oovky spojn (spojky) a rozptyln (rozptylky). Obr. 1 Spojn oovky Obr. 2 Rozptyln oovky Objektvy a leteck kamery sa pravidelne kalibruj a premeriava sa skreslenie objektvu. Optick zobrazenie objektvom:

Kad objektv je charakterizovan ohniskovou vzdialenosou (f), svetelnosou a zornm poom. Ohniskov vzdialenos (f) je vzdialenos od zadnho uhlovho bodu, po ohniskov rovinu na ktor objektv vykresl ostro body, leiace v nekonene. Vzdialenos medzi ohniskom a okrajom oovky. Svetelnos objektvu nazvame pomer priemeru, innho otvoru (d) k ohniskovej vzdialenosti (f). Ke dme do pomeru f/d, oznaujeme tento vzah ako clonov slo. Zorn pole objektvu je kruhov plocha obrazu, vytvoren objektvom. Zorn pole zvis od zornho uhla. Rozoznvame objektvy normlne, irokouhl a nadirokouhl. - normlne objektvy maj zorn uhol pribline ako udsk oko 60. Ohniskov

vzdialenos objektvu zodpoved uhloprieke negatvu. - irokouhl objektvy maj zorn uhol 62 a 90. Ohniskov vzdialenos je kratia

ako uhloprieka negatvu. - nadirokouhl objektvy maj zorn uhol nad 120.

Na fotogrametrick objektv s kladen vysok poiadavky na ostros zobrazenia, na svetelnos a zorn uhol. Chyby ovplyvujce ostros zobrazenia s naprklad:

dvojdut ploskodut vypuklodut

dvojvypukl ploskovypukl dutovypukl

6

sfrick adercia, astigmatizmus, sklenutie obrazu. Chyby ovplyvujce geometricky sprvne zobrazenie s naprklad: skreslenie, farebn chyba oovky. Skreslenie je deformcia geometrickho tvaru, zobrazovanho predmetu na snmke, me to by skreslenie sdkovit, alebo podukovit. Odstrni sa vhodnou polohou clonky. Farebn chyba (chromatick) vznik, ak svetlo po prechode oovkou sa lme a sasne rozklad na spektrum. Odstrni sa vhodnou kombinciou spojky a rozptylky, priom sa berie do vahy index lomu skla. 1.1.4.2 Fotografick zklady

Fotografick zklady spovaj na vlasnostiach svetlocitlivej emulzie. Pre

fotogrametriu s dleit niektor vlastnosti materilu - gradcia, svetlocitlivos, farbocitlivos a rozliovacia schopnos (Barto, Gregor 1986). V sasnosti pri digitlnom spracovan s dleit tieto pojmy: raster, vektor, digitalizcia a vektorizcia. Fotografia je zznam optickho obrazu na svetlocitliv vrstvu, uloen na nejakom nosnom mdiu. Postup vzniku klasickej fotografie je nasnmanie obrazu na film vo vhodnej fotografickej komore, fotoaparte. Vyvolanie filmu a jeho nsledn premietnutie na fotografick materl (sklo, flia a papier) v rznom pomere zvenia a nsledn vyvolanie. Film je priehadn, v tom prpade hovorme o diapozitve ak s jeho farby skuton, ak s opan o negatve. Dnes sa od tohto postupu upa a snmkuje sa na diapozitvny materil alebo priamo na pamov mdium (digitlne).

Obr. 3 Negatv, pozitv a diapozitv Raster: je zobrazenie, ktor je tvoren bodmi (pixlami). Jednotliv asti maj rznu farbu (256 farieb a ich nsobky). Pre farebn zobrazenie je potrebn 16 mil.farieb RGB (erven, zelen a modr). V odtieoch edej farby panchromatick zobrazenie. Vektor: je orientovan seka, poznme jej zaiatok, koniec, dku a orientciu. Pre praktick pouitie priraujeme vektoru farbu, hrbku a typ iary. Je idelny na prepojenie s databzov pri tvorba GIS-ov.

Obr. 4 Raster, vektor a 3D zobrazenie

7

Digitalizcia: je to akkovek prenos analgovej predlohy do digitlnej v potaovom prostred. Digitalizcia me by priama (primrna digitlnym zariadenm) a nepriama (sekundrna skenerom). Vektorizcia: je prevodom analgovej alebo digitlnej rastrovej informcie do vektorovej podoby automatizovanm spracovanm. 1.1.4.3 Geometricko-matematick zklady

Geometrickm zkladom je stredov premietanie.

Problematikou stredovho premietania - centrlnej projekcie sa zaober

Projektvna geometria. Projektvna geometria pracuje s tmito pojmami: bod, priamka, rovina. Priamka ako celok sa vo fotogrametrii nazva l. Vetky priamky v priestore, prechdzajce cez ten ist bod, sa vo fotogrametrii oznauje pojmom Fotogrametrick zvzok lov. Fotogrametrick zvzok lov prechdzajcich stredom premietania, definuje vzah medzi objektom a jeho fotogrametrickou snmkou v ase expozcie. Tvar tchto lov uruj prvky vntornej orientcie (Gregor, Barto 1994). Prvkami vntornej orientcie s: - stred snmky, sradnice hlavnho snmkovho bodu H' (av snmka), H" (prav

snmka), - kontanta fotokomory Ck, - hlavn horizontla a vertikla, - rmov znaky.

Hlavn snmkov bod H' (H") je stopnk osi zberu, je dan snmkovmi sradnicami x,z. Ke snmkov sradnice hlavnho bodu sa rovnaj nule, potom je hlavn bod toton so stredom snmky a os zberu je toton s optickou osou. Kontanta fotokomory Ck je vzdialenos od hlavnho bodu snmky po zadn uzlov bod objektvu Ck=f. Skreslenie mus by pri fotogrametrickch objektvoch minimlne a preto sa zanedbva. Prvky vonkajej orientcie uruj polohu stredu premietania v priestore. S to priestorov sradnice stredu premietania O (x,y,z), uhol stoenia snmky , sklon osi zberu , uhol pootoenia snmky

Obr. 6 Hlavn bod snmky

A B C

C` B` A`

(C) (A) (B)

O Obr. 5 Stredov premietanie

8

1.1.5 Umel stereoskopick videnie Podmienky pre umel stereoskopick videnie (Gregor, Barto 1994): 1. Kadmu oku mus by priloen vlastn snmka, t.j. avmu oku av snmku,

pravmu oku prav snmku. Snmky musia by vyhotoven z 2 rznych stanovsk fotokamery.

2. Snmky predkladme tak aby sa smery pozorovania pretli. Ke s snmky sprvne orientovan, vznik stereoskopick vnem priamy - ortoskopick efekt. Ke s snmky zamenen, alebo stranovo obrten, vznik obrten stereoskopick vnem - pseudoskopick efekt.

Testy ostrosti stereoskopickho videnia

Ostros stereoskopickho videnia priamo udva kvalitu stereografickho merania.

Poznme lekrske testy o oftomolgia a fotogrametrick testy (Zeiss, VLF, trojtykov mechanick test). Poda dosiahnutej ostrosti stereoskopickho videnia a stereoskopickej presnosti rozdeujeme videnie do tchto kategri: 1. `` - videnie vborn, adept m predpoklady na najpresnejie fotogrametrick

merania, 2. ``,20``- videnie vemi dobr, adept m predpoklady nameranie viny

fotogrametrickch prc, 3. ``,30``- videnie dobr, adept me mera pri menej presnch a menej

nronch fotogrametrickch prcach, 4. 30 `` - nevyhovujce videnie, adept nem stereoskopick videnie.

Obr. 7 Testy ostrosti videnia 1.1.6 Prstroje a pomcky na stereoskopick pozorovanie Stereoskopy:

S to jednoduch optick zariadenia, ktor umouj neruen umel stereoskopick pozorovanie. Oddeuj akumulciu o od konvergencie. oovkov stereoskop sa sklad z 2 vypuklch ooviek, ktor s pripojen na rmik. Mono nm pozorova snmky malho formtu do 7x7 cm. Ohniskov vzdialenos 8 - 10 cm, zvenie 3x.

Obr. 8 Stereoskopy

9

Zrkadlov stereoskop:

Zrkadlov stereoskop m on zkladnicu rozren pomocou zrkadiel, mono nm pozorova snmky do formtu 30x30 cm.

Anaglyf: Elementrne obrazy sa vytlaia v doplnkovch farbch - erven a modr (zelen). Tento spsob vyuva prstroj Multiplex

Okuliare: Pozorovanm cez okuliare, ktor maj namiesto skiel filter rovnakch farieb ako anaglyf, vidme stereoskopick obraz. erven filter neprepa erven farbu, modr (zelen) neprepa modr (zelen). V priesenku tchto smerov zskavame priestorov polohu pozorovanch bodov.

Synchrnne clony: Tento spsob stereoskopickho pozorovania je zaloen na takzvanom asovom rozdelen obrazu. Priestorov vnem me vznikn aj tak, e snmkov dvojicu nepozorujem sasne, ale striedavo v krtkych asovch intervaloch. Nevhodou synchrnnych cloniek je rchla nava o.

Polarizovan svetlo: Na miesto farebnch filtrov, ktor sa pouvaj pri anaglyfickom spsobe, sa tu pouvaj polariztory. Polariztory prepaj len jednu osnovu polarizovanho svetla, m sa dosiahne rozdelenie obrazu a kadmu oku sa dostane iba jemu prislchajci obraz.

Obr. 11 Schma stereoskopickho pozorovania polarizovanm svetlom

Obr.9 Zrkadlov stereoskop

Obr.10 Farebn 3D okuliare

10

Meranie pomocou sterekompartora: Stereokompartor je prstroj na meranie snmkovch sradnc resp. sradnicovch rozdielov za pomoci horizontlnej a vertiklnej paralaxy. Oznaenie STEKO 1818. Snmkov sradnice meriame obvykle len na jednej snmke (av), prav snmka sli na meranie paralx. Snmky orientujeme tak, aby spojnice rmovch znaiek boli rovnoben so sradnicovmi osami prstroja. Presnos merania snmkovch sradnc je mm, a presnos odtania paralx mm. Existuj aj precznejie prstroje napr. Dicometer s presnosou merania mm.

Obr. 12 Stereokompartor Steko 1818 Zeiss Jena

Naozaj to viem ? 1. Ak je defincia fotogrametrie? 2. Kde vade sa vyuva fotogrametria? 3. Ako rozdeujeme fotogrametriu? 4. Ak s vhody fotogrametrie voi klasickm geodetickm metdam? 5. Akm vvojom prela fotogrametria? 6. Ak poznme oovky? 7. o je ohniskov vzdialenos? 8. o je hlavn bod snmky? 9. o je raster a vektor? 10. Prvky vntornej orientcie? 11. Ak s podmienky pre stereoskopick videnie? 12. Ak pomcky pouvame na stereoskopick videnie a meranie?

11

1.2 Pozemn fotogrametria o je to pozemn fotogrametria? o je priesekov fotogrametria? o je stereofotogrametria? Ak poznme spsoby vyhodnotenia snmok? Ak prstroj je fototeodolit? Ak druhy fototeodolitov poznme? o obsahuj pon prce vo fotogrametrii? o je digitlne vyhodnotenie pozemnch snmok? o vplva na presnos a hospodrnos pozemnej fotogrametrie? 1.2.1 Defincia a vvoj pozemnej fotogrametrie

Je vedn odbor zaoberajci sa urovanm rozmerov, polohy a vlastnosti predmetov a javov na ich fotografickch snmkach. Podkladom pre pozemn fotogrametriu s snmky vyhotoven meraskou fotokomorou z pevnho stanovia na zemi. Tieto snmky nazvame meraskmi preto, lebo maj zaisten prvky vntornej a vonkajej orientcie, ktor umouj uri priestorov polohu kadho bodu meranho na snmke. Prve pevn stanovite umouje presn orientciu osi zberu v priestore.

Prvou hlavnou pracovnou metdou pozemnej fotogrametrie je pozemn priesekov fotogrametria. Bola podmienen vynlezom fotografie v roku 1839.

Kov slov pozemn fotogrametria

priesekov fotogrametria fototeodolit - fotokamera

prieskum zemia zorn pole stanovia

zkladnica kontroln body

digitlna fotogrametria hospodrnos a presnos

o mm vedie: - definova pozemn fotogrametriu, - vysvetli priesekov fotogrametriu, - vysvetli stereofotogrametriu, - popsa asti fototeodolitu, - druhy fototeodolitov, - vysvetli pon prce v pozemnej fotogrametrii, - navrhn fotogrametrick zkladnicu, - navrhn kontroln body, - od oho zvis hospodrnos pozemnej fotogrametrie, - presnos pozemnej stereofotogrametrie.

12

1.2.2 Priesekov fotogrametria

Priesekov fotogrametria je analgov metda s meranm pomocou meraskho stola. Je to najstar fotografick spsob vyhodnotenia snmok. Poloha jednotlivch bodov ternu sa uruje na princpe pretnania napred. Vka bodov sa uruje trigonometricky. alm rozhodujcim faktorom v rozvoji pozemnej priesekovej fotogrametrie bolo vynjdenie a vvoj pozemnej fotokamery - fototeodolitu. Snmky sa zhotovuj fototeodolitom a vyhodnocuj sa graficky alebo graficko-potrsky. Tern sa fotografuje z dvoch alebo troch stanov, ktor musia by uren geodeticky polohovo aj vkovo. Nevhodou metdy je, e pri dlhch zkladniciach sa na snmkach identifikcia bodov vykonva vemi obtiane. Vyhodnotenie spova v uren polohy a vky bodu. Priesekov fotogrametria sa uplatuje aj dnes pri snmkach architektonickch diel a pri inch lohch menieho rozsahu, prpadne vo vysokohorskch oblastiach a najm tam, kde niesu prstupn pecilne vyhodnocovacie prstroje (Gregor, Barto 1994).

Obr. 13 Schma priesekovej fotogrametrie 1.2.3 Stereofotogrametria

Druhou metdou je stereofotogrametria. Stereofotogrametria je zaloen na princpe stereoskopickho videnia a merania. Snmky s vyhotoven z pomerne krtkej zkladnice, vinou s rovnobenmi osami zberu. Spsob vyhodnotenia stereografickch snmok me by: potrsky, mechanicky, analgovo, analyticky, digitlne.

Digitlny spsob vyhodnotenia (sasn) sa v poslednch desaroiach uplatnili najm v netopografickch oblastiach. Pri analgovej fotogrametrii je dodran analgia vyhotovenia snmok (av snmka je vavo, prav snmka je vpravo), analytick fotogrametria nedodriava analgiu vyhotovenia snmok, v analytickom prstroji s snmky uloen napr. nad sebou.

13

1.2.4 Fototeodolit Pozemn fotografick snmky vyhotovujeme meraskou fotokamerou vystrojenou

pomckami na urenie prvkov vonkajej orientcie snmky. Zkladnmi sasami fototeodolitu s podstavec, fotokamera a orientan zariadenie. Podstavec fototeodolitu tvor obvykl teodolitov trojnoka, pomocou ktorej sa prstroj pripevuje na statv. Fotokamera fototeodolitu je pochopitene usporiadan ako merask fotokamera s trvalm zaostrenm na urit vzdialenos, obvykle na nekoneno. Na prednej strane fotokamery je objektv. Zadn stranu tvor do roviny zabrsen obrazov rm s rmovmi znakami. Vzdialenos objektvu od obrazovej roviny je kontantn - ohniskov vzdialenos fotokamery, je vyryt na ttku a spolu s slom zberu sa zobraz na kadej snmke. Pre kad fotokameru s vrobcom udan jej parametre. S to prvky vntornej orientcie, ohniskov vzdialenos a sradnice hlavnho bodu, potom skreslenie objektvu, svetelnos, vekos zornho poa a smere vertiklnom a horizontlnom vyjadren v uhlovej miere, snmkov formt at. (Gregor, Barto 1994). 1.2.5 Druhy fototeodolitov:

~ jednostanoviskov, ~ dvojstanoviskov, ~ snmkomern teodolit.

a) Jednostanoviskov fototeodolity: Dve merask komory umiestnen na koncoch pevne danej zkladnice kontantnej dky. Jednostanoviskov teodolity sa pouvaj pre ely takzvanej blzkej fotogrametrie. Na pevnej zkladnici kontantnej dky s dve rovnak merask fotokomory pripevnen na zkladnicov nosnk tak, e ich osi zberu s v zmysle normlneho prpadu stereofotogrametrie navzjom rovnoben a kolm na zkladnicu. b) Dvojstanoviskov fototeodolity: Snmky s vyhotoven na dvoch koncovch bodoch fotogrametrickej zkladnice. Fototeodolity dvojstanoviskov mu by:

- s pevnou horizontlnou osou zberu, - so sklonitenou osou zberu.

Pri fototeodolitoch s pevnou horizontlnou osou zberu je fotokamera pevne spojen s vertiklnou osou, ktor dosad do teodolitovho podstavca. Na fotokomore je pripevnen zmern alekohad, ktorm sa vykonva orientcia osi zberu vzhadom na zkladnicu. alekohad je spojen s horizontlnym delenm kruhom, na ktorom sa d nastavi uhol 35 grdov medzi osou zberu a zkladnicou pre stoen snmky.

Obr.14 Fototeodolity a dig.fotoaparty

14

Fototeodolity s pevnou horizontlnou osou maj prednos v tom, e pre vyhodnotenie snmok mono poui jednoduch potrske a grafick metdy a na vyhodnotenie snmok s horizontlnou osou zberu mono poui vyhodnocovacie prstroje - stereoautograf. Fototeodolity so sklonitenou osou zberu maj vhodu v tom, e meme vyhotovi snmky s ubovonm sklonom osi zberu, a tm zvi vkov rozsah zberu. Na rme s loisk pre apy fotokomory, ktor prakticky tvoria horizontlnu os, okolo ktorej sa fotokomora so sklonitenou osou skla. alou vhodou kontrukcie sklonitenej osi je, e objektv je pevne spojen s obrazovou rovinou, o zaisuje stabilitu vntornej orientcie fotokomory. c) Snmkomern teodolit: Je vemi presn prstroj, ktor umouje premeriavanie horizontlnych a vertiklnych uhlov na meraskch snmkach. Prstroj m merask komoru, ktor m objektv takej istej ohniskovej vzdialenosti ako pouit fototeodolit. Do prstroja sa vlo snmka, potom sa centruje a orientuje, t.j. postav sa do takej polohy, ak mala komora fototeodolitu v okamihu expozcie. V snmkomernom teodolite sa pouva tak ist objektv, ak m fototeodolit, aby eliminoval vplyv skreslenia. Tento prstroj sa pvodne pouval na vyhodnocovanie snmok so sklonenou osou zberu. Dnes sa u ako samostatn prstroj nepouva. Fototeodolity alej rozdeujeme na: metrick prvky vntornej orientcie udva vrobca a nemenia sa, semimetrick univerzlne, meracie komory za pomoci mrieky, nemetrick nedria prvky vntornej orientcie. Fototeodolity pre blzku fotogrametriu y = 10 30 m, Fototeodolity topografick a ininiersk y m. Najznmejie fototeodolity pouvan na Slovensku: Zeiss Jena TAM 1318, UMK10, UMK20, UMK30, UMK6.5.

Obr.15 Univerzlna merask kamera

15

1.2.6 Pon prce v pozemnej fotogrametrii a.) Prieskum zemia:

elom prieskumu je njs vhodn zkladnice a rozloi ich tak, aby sme cel mapovan zemie zobrazili na snmkach poda monosti bez hluchch (zakrytch) priestorov. Tieto priestory treba potom geodeticky domera (napr.tachymetricky), m sa prca predluje a zdrauje. Prieskum pozostva z obchdzky zemia, pri ktorej vyhadme miesta pre jednotliv zkladnice a urme, i okrem normlnych snmok treba vyhotovi aj snmky stoen. Vsledok prieskumu pozname do nrtku, kde uvedieme polohu jednotlivch zkladnc so smermi osi zberu, daje o tom, ak snmky vyhotovme na stanoviti, ako aj pokyny pre prpadn pripojenie zkladnice na geodetick sie. Obr. 16 Kombinovanie zkladnc b.) Zorn pole stanovia

Pre vobu stanov fototeodolitu treba pozna zorn pole fotokamery, ktor vyplva z kontanty fotokamery a itkovho formtu snmky. Zorn pole stanovia je vie ako zorn pole fototeodolitu, pretoe okrem normlnych snmok meme vyhotovi aj snmkov dvojice stoen napravo a naavo. Celkov zorn pole stanovia urme tak, e k zornmu uhlu fotokamery pripotame prslun uhly stoenia. Pre stanovenie rozsahu zornho poa stanovia pouvame rzne pomcky, napr. vo forme optickho priezoru, alebo pre predben prieskum na mape pouijeme priesvitku so zornm poom prslunej kamery. Stanovite fototeodolitu sa usilujeme umiestni tak, aby sa fotografovan zemie zobrazilo poda monosti frontlne. Pri vobe stanov alej dbme aby vkov rozdiel koncovch bodov zkladnice neprekroil 1/5 dky zkladnice. Zkladn rovnica stereografie: (vpoet vzdialenosti y)

fpby

b dka zkladnice, p paralaxa, f kontanta kamery Urenie dky zkladnice

Dka zkladnice b je zvisl od vzdialenosti najbliieho a najvzdialenejieho bodu, ktor mme zmera.

ak f = 200 420minmax yb

y ak f = 100

410minmax yb

y

c.) Kontroln a vlcovacie body

Pri pozemnch snmkach poznme prvky vonkajej orientcie a teoreticky by sme na vyhodnotenie nepotrebovali iadne vlcovacie body. Tieto kontroln body v slade s

C

A

B

AR

b1

b2 b3 BR

BL

AL

16

leteckou fotogrametriu zvykneme oznaova aj ako vlcovacie body, i ke v pozemne fotogrametrii nemaj tak funkciu ako v leteckej fotogrametrii. Pre kontrolu a opravu prvkov vonkajej orientcie jednho stereomodelu staia tri kontroln body, jeden v popred a dva v pozad, umiestnen tak, e ich spojnica je pribline rovnoben so zkladnicou.

Obr. 17 Rozloenie kontrolnch bodov v zbere stanovia

Poda monosti volme pre kad snmkov dvojicu tyri kontroln body umiestnen tak, aby sa poda monosti dali poui aj pre susedn stereomodely. Kontroln body meme vo veobecnosti stabilizova prostriedkami obvykle pouvanmi v geodzii. Signalizovan s najvhodnejm spsobom t. j. diagonlov signly, ktor maj vhodn farebn kontrast. (ierno-biely, lto-modr). Vekos signlu volme poda vzdialenosti kontrolnch bodov, tak aby jeho rozmer na snmke bol aspo 0.1 mm. Pre f = 200, rozmery signlu 20x20cm do vzdialenosti 300 500m a rozmery 50x50cm do vzdialenosti 800 1000m (Gregor, Barto 1994). Obr. 18 Stabilizcia a signalizcia kontrolnho bodu

d.) Mont fotoplnu fasdy Je to mapa (nrt) jednosnmkovej fotogrametrie transformovan do S-JTSK. Sli ako podklad pri tvorbe mp, meran deformci a pri revzi dajov KN. Presnos fotoplnu kontrolujeme porovnanm dok medzi vlcovacmi bodmi, a to vypotanm zo sradnc a odmeranm na fotoplne.

17

1.2.7 Digitlne vyhodnotenie pozemnch snmok

Pouitie optickoelektrickch senzorov, ako napr. CCD kamier a vhodnho

potaovho vybavenia, umouje v sasnosti spracovanie fotogrametrickch dt v reime on-line a dokonca aj v relnom ase. Tto skutonos umouje nov aplikcie pre digitlnu fotogrametriu, osobitne v oblasti ininierskych meran, v priemyselnej meracej technike a robotike (Gregor, Barto 1994). Digitlny obraz mono vytvori v podstate dvoma spsobmi:

- primrnou digitalizciou, kde senzor priamo vytvra digitlny obraz, napr. digitlny apart (fotoapart/kamera),

- sekundrnou digitalizciou danho (analgovho) obrazu (snmky mapy) digitalizanm zariadenm - skenerom.

Rozliovacia schopnos digitlneho obrazu je dan rozmerom obrazovho prvku (pixelom) a je jednm z hlavnch parametrov snmacieho senzora. Rozliovacia schopnos skenerov sa obyajne vyjadruje potom obrazovch prvkov (pixelov). Jeden z najjednoduchch digitlnych vyhodnocovacch prstrojov je digitlny videoploter DVP firmy Leica uren na stereofotogrametrick vyhodnotenie. Prstrojov as tvor pota, pozorovac systm a tablet s myou. Body a iary meran opertorom sa farebne zobrazia na obrazovke na obidvoch snmkach. Tak ako v konvennej fotogrametrii, zvis presnos digitlnej fotogrametrie prevane od snmkovej mierky a v danom prpade aj od rozliovacej schopnosti skenera (Gregor, Barto 1994).

Obr.19 Mont fotoplnu fasdy

Obr. 20 Digitlna pracovn stanica

18

1.2.8 Hospodrnos a presnos pozemnej stereofotogrametrie Hospodrnos zvis od mnohch faktorov. V zujme hospodrnosti a dobrch

vsledkov treba vzia do vahy: tvrnos ternu, jeho dku, lenitos ternu, vkov rozdiely, mierku mapy, odahlos vrstevnc, vyadovan presnos, pouitenos jestvujcich geodetickch podkladov a nevyhnutnos ich doplnenia,

resp. zhotovenia novch, spsob fotografovania a vyhodnocovania, kvalitu a vkonnos prstrojov, odborn znalosti, zapracovanos a sksenosti osb vykonvajcich fotogrametrick

prce, akosti v svislosti s cestovanm a dopravou, ubytovanm, stravovanm,

obstarvanm materilov a poasm, ako aj fyzick zdatnos fotogrametrov a ich pomocnkov,

podmienky tkajce sa termnu prc a finannho nkladu. Pozemn stereofotogrametria je vemi presn. Udva sa polohov chyba 1o/oo vyhodnocovanej vzdialenosti a vkov chyba 0.5o/oo. Zverom mono poveda, e pozemn stereofotogrametria je presnosou rovnocenn so vetkmi ostatnmi metdami topografickho mapovania.

Naozaj to viem ? 1. Ak je defincia pozemnej fotogrametrie? 2. Vie vysvetli priesekov fotogrametriu? 3. o je stereofotogrametria? 4. Ak s asti fototeodolitu? 5. Ak pozn druhy fototeodolitov? 6. o obsahuje prieskum zemia? 7. Poda oho sa navrhuje fotogrametrick zkladnica? 8. o s kontroln body a ako ich stabilizujeme a signalizujeme? 9. o je mont fotoplnu fasdy? 10. Akmi spsobmi mono vytvori digitlny obraz? 11. Ak s asti digitlnej pracovnej stanice Leica? 12. o vplva na hospodrnos a presnos pozemnej fotogrametrie?

19

1.3 Leteck fotogrametria o je to leteck fotogrametria? Kde sa vyuva leteck fotogrametria? Akm spsobom sa zalietavaj leteck snmky? Ako sa naviguje snmkov let? Ak s asti leteckej fotokamery? Ak pomocn zariadenia sa pouvaj pri leteckej fotokamere? Ak metdy jednosnmkovej fotogrametrie poznme? o je priestorov vyhodnotenie? 1.3.1 vod do leteckej fotogrametrie

Na jednosnmkov leteck fotogrametriu, pre ely fotogrametrickho

mapovania, ako aj pre interpretan a prieskumn lohy, sa takmer vhradne vyuvaj zvisl leteck snmky. V prpade porovnania presne zvislej leteckej snmky rovinnho zemia s mapou ide o projektvny vzah medzi dvoma rovinami - snmkov rovina a rovina ternu - a prakticky rozdiel je len v mierke. Hlavn faktory, ktor maj vplyv na skreslenie perspektvneho obrazu na snmke, s sklon a lenitos relifu. Metdy jednosnmkovej fotogrametrie vyuvaj projektvny vzah medzi snmkovou rovinnou a rovinnou ternu, a tm zabezpeuj transformciu snmky jednak do vyadovanej mapovej mierky a jednak zo veobecnej polohy v priestore do presne zvislej polohy v nadrovej rovine.

Kov slov leteck snmka

prekryt nosi fotokamery

navigcia leteck fotokamera

pomocn zariadenia leteckej kamery priestorov vyhodnotenie

o mm vedie: - o je leteck fotogrametria a kde sa vyuva, - spsoby zalietavania snmok, - spsoby navigcie, - asti fotokamery, - pomocn prstrojov zariadenia, - metdy jednosnmkovej fotogrametrie, - princp digitlneho vyhodnotenia,

20

Leteck fotogrametria m irok uplatnenie. Vyuva hlavne v geodzii a kartografii pri zobrazovan mp v mierke od 1 : 100 000 a 1 : 1000, vyhotovenie selnch a grafickch podkladov pre projektovanie lniovch a plonch stavieb. Nachdza uplatnenie aj v inch odvetviach ako astronmia, meteorolgia, lesnctvo, ponohospodrstvo, geolgia at. M vrazn vyuitie pri vojenskom prieskume zemia a prieskume zemia vykonanho v zujme ochrany ivotnho prostredia. V sastnom obdob maj vrazn uplatnenie ortofotomapy, ktor s vyhotovovan digitlnou technolgiou. Ako zklad pre leteck fotogrametriu je snmkovanie pomocou pecilnej fotokamery upevnenej v lietadle. Obr. 21 Schma zalietavania snmok nadrov rovina

Spsoby zalietavania (snmkovania): a) Radov snmky snmky spojen navzjom pozdnym prekrytom p pribline 60%,

priom vznik stereoskopick vnem. Cel mapovan zemie je pokryt minimlne dvojnsobnm potom snmok. Pre ely mapovania sa vol vinou pozdny prekryt 80 85%. Jeden snmkov rad tvor snmkov ps.

b) Plon snmkovanie platia tu zsady ako pri radovch snmkach. Pozdny prekryt v ako 60 % a prieny prekryt 20 30%. Z hadiska hospodrnosti m men je prieny prekryt, tm je men poet snmkovch psov.

Snmkov let pre meracie a mapovacie prce sa spravidla vyhotovuje v ronch obdobiach bez snehovej pokrvky a v dennch hodinch s osvetlenm 33% a viac. Kvalita leteckch snmok zvis hlavne od poasia poas snmkovho letu. Vka letu je zvisl od kontanty fotokamery a mierky snmky. Msfh Pri leteckom snmkovan nosiom fotokamery je lietadlo, ktor je v pohybe, preto pri expozci vznik pohybov neostros obrazu (zmaz). Kompenzcia pohybovej neostrosti sa vykonva automaticky vo fotokamere. Optimlny poet vlcovacch bodov je 5-6 na kadej snmke.

21

Pracovn rchlos lietadla je od 250 300 km/h, o vyhovuje pre mierky 1:7 000 a menie. Pri vch mierkach sa lietadlo mus pohybova pomalie (Gregor, Barto 1994). 1.3.2 Navigcia snmkovho letu

Na rozdiel od benej navigcie, navigcia snmkovho letu vyaduje osobitn

kony, pri ktorch zalietavame zemie viacermi psmi. Psy s vzjomne rovnoben a v rovnakch odstupoch. alou dleitou poiadavkou je, aby snmkov let bol horizontlny a zvisl os sa neodklala od zvislice. Smer letu sa kontroluje vizulne pomocou mapy strednej mierky (Gregor, Barto 1994). Spsoby navigcie: palubn (vizulne, mapa, palubn pota), pomocou rdio-lokanho zariadenia (Ratran), pomocou satelitov (GPS). Zber dajov: Primrny: leteck snmka sa vyuva ako pamov mdium informci, Sekundrny: zber dajov vo forme sradnc analgovho alebo digitlneho obrazu

(systm skenera). 1.3.3 Leteck fotokamera Sklad sa z tchto ast: ~ teleso fotokamery: je vyroben z tvrdho kovu, je stabiln. ~ objektvov nstavec: normlny, irokouhl, nadirokouhl, ~ pamov zariadenie ~ zves kamery: umouje horizontovanie fotokamery a pootoenie okolo zvislej osi

fotokamery. Zves eliminuje vplyv znosu lietadla a tlm vplyv vibrcie lietadla. Obr. 22 Leteck kamera a digitlna leteck kamera

Pomocn prstrojov zariadenia: regultor prekrytu: zabezpeuje pozdny prekryt snmok statoskop a rdiov vkomer: slia na urenie vky letu GPS: sli na urenie priestorovch sradnc projeknho

centra jednotlivch snmok gyrostabilizan zariadenie: eliminujeme nm zmaz vplyvom

bonho vkyvu lietadla, zabezpeuje zvisl os zberu (nadr)

expozimeter: uruje sprvny as expozcie snmok

22

1.3.4 Metdy jednosnmkovej fotogrametrie - analgovej Rozdeujeme na: grafick, najmenej presn a pracn postupy prenania bodov zo snmky mapy,

napr. prkov metda, metda projektvnych siet, ktor vyuvaj grafick spsoby rieenia projektvnej geometrie s praktickm vznamom pri menom pote bodov,

opticko-grafick, ktor vyuvaj na transformciu obrazu snmky do mapy jednoduch optick prstroje, ako napr. obkreslovae,

opticko-mechanick, s to metdy, ktorch rieenia s presn prostrednctvom analgovch prstrojov - prekresovaov - vzjomn projektvne vzahy medzi pribline zvislou snmkou a rovinou zemia.

1.3.5 Vyhodnotenie leteckch snmok

analgov, zaloen na optickej, opticko-mechanickej alebo mechanickej analgii matematickho modelu rieenia, analytick, ktor priamo vyuvaj matematick model na rekontrukciu vzahov medzi snmkovmi a predmetovmi sradnicami s vyuitm potaov a servotechniky. digitlne Dnes u len digitlna fotografia a sradnice s spracvan on-line.

Obr. 23 Ukka rozloenia snmok

Vo fotogrametri sa jedn o stredov premietanie snmky vyhotovenej centrlnou projekciou a transformciu snmkovch sradnc na geodetick sradnice. Stredom premietania je stred objektvu. Spojnice rmovch znaiek na snmke vytvoria snmkov sradnicov systm. Zo snmkovch sradnc s transformciou vypotan alebo uren geodetick sradnice kovch bodov.

Naozaj to viem ? 1. o je leteck fotogrametria a kde sa vyuva? 2. Ak pozn spsoby snmkovania? 3. Vymenuj spsoby navigcie a zberu dajov snmkovho letu? 4. Vymenuj zkladn asti leteckej fotokamery? 5. Ak s pomocn prstrojov zariadenia leteckej fotokamery? 6. Vysvetli metdy jednosnmkovej fotogrametrie? 7. o je zkladn princp digitlnej leteckej fotogrametrie?

23

2. Ortofotomapy o je to analytick fotogrametria? Ak je postup tvorby analytickej fotogrametrie? Kde vade sa pouva analytick fotogrametria? Ak je postup tvorby Ortofotomapy? o je digitlny model ternu? Definujte o to je pozemn a leteck skener? 2.1 Analytick a digitlna fotogrametria Je to metda, ktor vyuva matematick modely (matice). Jej rozvoj je zvisl na rozvoji potaovej (vpotovej) techniky. Zkladn prstroj je stereokompartor a PC zostava. Histria:

- Aristoteles 350 p.n.l. vynaiel zklady optickej projekcie, ktor vyuvaj prstroje typu Multiplex, Stereoplanigraf ...

- Leonardo da Vinci 1492 vynaiel princp optickej perspektvy - Pulfrich, Gruber, Walder vynali princp spracovania jednosnmkovej

fotogrametrie - Medzi starie prstroje patria: Autografy (Wild), stereografy, prstroje

s analytickou projekciou (AP-1, AP/c-4....) Vvoj: Od konca 50 tich rokov 20 storoia. Prv analytick vyhodnocovac prstroj Helava (1957). Koncom 80 tich rokov sa elektornick potae stali komerne dostupnmi aj pre irok verejnos. Najskr sa rieila analytick aerotriangulcia metdou najmench tvorcov MN.

Kov slov analytick fotogrametria

pracovn pole SD2000 Leica

systm analytickej fotogrametrie Integrovan metda mapovania

Digitlna ortofotomapa tvorba a schma Vyuitie ortofotomp

Presnos Digitlny model ternu

Pozemn a leteck skener

o mm vedie: - definova 4 etapy analytickho spracovania, - vymenova pracovn pole a sasn monosti analytickej fotogrametrie, - pozna vetky elementrne chyby, ktor ovplyvuj analytick fotogrametriu, - definova ortofotosnmku a postup tvorby DOM, - vymenova vyuitie DOM - objasni presnos mp - TIN a GRID model - Model ternu - Pozemn a leteck skener

24

Pracovn pole: 1.) Leteck fotogrametria

transformcia sradnc, vpoet plch a kubatr analytick aerotriangulcia (zhusovanie bodovho poa

fotogrametrickou metdou) 2.) Topografick aplikcie mapovanie, topografia a vyhotovenie ortofotomp 3.) Netopografick aplikcie pevn stanovisko, metda merania v relnom ase 4.) Fotogrametria a metrolgia nepriame meranie (na snmkach)

Najnovm vyhodnocovacm prstrojom je pracovn stanica WorkStation, ktor maj procesory na bze osobnch potaov (SD 2000 Leica 2-4m presnos). Presnos analytickch vyhodnocovacch prstrojov zvis od snmania snmkovch sradnc. Priom vreten (ojnice) zabezpeuj vntorn presnos linerneho posunu 1-2 m, vonkajia presnos je ovplyvnen tepelnou rozanosou vretien. Preto pouvame rotan snmae, ktor nm zabezpeia vyiu presnos (cca 3 m), aj ke registruj s presnosou na 1m.

Systm analytickej fotogrametrie:

1.) zber dajov (vstup): - objekt merania, - senzor, - merask prstroj, - kontroln daje.

Obr. 24 Sradnicov systm - snmkov - modelov - referenn

Obr 25. Digitlna pracovn stanica

25

2.) spracovanie dajov (analza): - dta (parametrick a rozmerov), - pota (hardware a software).

3.) prezentcia dt (vstup): patria sem kresliace a zobrazovacie zariadenia - na monitore (zobrazovacie zariadenie), - na papieri (analgov forma), - na pamovom mdiu ....

4.) rozren vstup: - vo forme sradnc, - tvorba vrstevnc, - tvorba polohopisu, - 3D model, - vpoet plch a kubatr.

Elementrne chyby, ktor ovplyvuj presnos analytickej fotogrametrie:

1.) priamoiaros urujcich lov (chyba sa nazva distorzia) je spsoben chybou objektvu,

2.) nerovinnos emulznej vrstvy (pri vyhodnocovan) nerovinnos vytvraj varicie a kombincie snmkovch sradnc len na analgovej snmke

3.) zrka filmu je definovan kvalitou pouitho podkladovho materilu na analgovej snmke

4.) atmosferick refrakcia podmienky pri vyhotoven a vyhodnocovan snmky nie s rovnak,

5.) chyby prstroja, (softverov chyby a chyby let.kamery) 6.) chyba opertora, (meraa pri spracovan snmky) 7.) chyby danch vlcovacch bodov (sradnice a signalizcia).

2.2 Ortofotomapa - Integrovan metda mapovania:

Intenzvny technick a hospodrsky rozvoj na celom svete je vyvolan vysokmi nrokmi na kvalitn mapy kadho druhu. Je veobecne znme, e tieto nroky nie s dos dobre splnen konvennmi mapovacmi metdami, ktor produkuj kartograficky vypracovan obrysov mapy. Prve toto kartografick spracovanie a prprava na reprodukciu je faktorom vrazne vplvajci na as a nklady pri zhotovovan mp. Preto sa v poslednch troch desaroiach v stpajcej mierke pouvali zvisl leteck snmky, resp. z nich odvoden leteck fotoplny ako nhrada za obrysov mapy, najm pre rchly a hospodrny spsob ich vyhotovenia.

Leteck snmka je priamym obrazom zobrazenej asti zemia, vzniknut poda veobecnch pravidiel perspektvneho zobrazenia a fotografickho procesu v stupnici sivch tnov, ku ktorm ete pri farebnej fotografii prichdzaj dobre rozliten farebn tny. Z jednho hadiska je zobrazenie dokonal, lebo obsahuje vetko, o v okamihu expozcie na ternne bolo a o bolo viditen. Z druhho hadiska m vak toto zobrazenie nedostatky v tom, e napr. chbaj zakryt asti obrazu vzhadom na centrlnu perspektvu inmi predmetmi, alej s tu zobrazen aj nhodn, prpadne aj ruiv javy, ako s napr. vozidl na cestch, zatopen oblasti, dymov clony a pod., ktor s z kartografickho hadiska neiaduce.

Obr. 26 Leteck snmky zvisl a ikm

26

Topografick mapa je to mapa obsahujca polohopis a vkopis bez ohadu na mierku, teda aj mapy vekch mierok - zobrazuje iba urit predmety v kdovan prostrednctvom abstraktnch znaiek a symbolov po vykonanej generalizcii poda elu a mierky. Generalizcia sa uskutouje dva razy: prv raz pri meran v terne a druh raz pri kartografickom spracovan, vznik tm redukcia celkovch informcii o ternne v inom smere, ako je to pri leteckej snmke.

Fotomapa a ortofotomapa - za uritch okolnost spja v sebe mnostvo informcii leteckej snmky, itatenos, prehadnos a dodruje polohov presnos topografickej mapy. Oznaenm fotomapa rozumieme leteck fotopln, ktor kartografickou pravou nadobudol niektor vlastnosti topografickej mapy. Kartografick prava sa spravidla tka vedenia nzvoslovia, konvennch znaiek pre vyznaen topografick predmety, spsob pouvania pdy a vkopisu vo forme vrstevnc a kt vyznaench ternnych bodov. Pri vyhotovovan fotomp kopcovitch a lenitch zem vak vznikali so zkresom vkopisu situan chyby fotoplnu vyvolan ternnym relifom. Rieenie tohto problmu priniesla metda diferencilneho prekresovania, ktorej produktom s ortofotosnmky a z nich potom mono zostavova ortofotomapy. Spracovanie:

Vyhodnotenm snmkovej dvojice sa vlastne riei hlavn loha fotogrametrie a to rekontrukcia priestorovej polohy bodov v predmetovom priestore (modelovom) pretnanm priestorovch lov. M 4 lohy:

1.) rekontrukcia vntornej orientcie snmok, 2.) vzjomn orientcia snmok systematick odstraovanie vertiklnych paralx

na vlcovacch bodoch, 3.) absoltna orientcia modelu spresnenie mierky modelu, horizontovanie

modelu vzhadom na vkov systm, 4.) vlastn vyhodnotenie polohopisu a vkopisu.

Pre fotogrametrick metdy sa pouva merask kamera so znmou vntornou orientciou (dan vrobcom kamery). Preto treba vyhotovi vonkajiu orientciu snmkovej dvojice. Pre jednu snmkov dvojicu treba min.12 prvkov. V rmci odstraovania vertiklnych paralx sa uruje 5 prvkov (1, 2, 1, 2, ), alebo (by, bz, , , ). Bez vertiklnych paralx vytvorenie modelu a absoltnej orientcie sa ur ete 7 prvkov (mierka modelu a jeho orientcia v priestore). Vertiklna paralaxa nara stereoskopick vnem.

Obr. 27 Topografick mapa a ortofotomapy

27

2.3 Stereoortofoto Ortofotosnmka je to geokdov (neitaten) sbor diferencilne priestorovo transformovanch obrazovch elementov (pixelov) digitlnej snmky do referennej roviny mapy (sradnicov systm ortofotomapy) v poitaovom prostred.

Tvorba digitlnej ortofotomapy (DOM) pozostva s nasledovnch krokov:

1. Prprava projektu, rekognoskcia a nvrh umiestnenia vlcovacch bodov 2. Umiestnenie a zameranie vlcovacch bodov (napr. metdou GPS) 3. Leteck merask snmkovanie v poadovanej mierke 4. Aerotriangulcia, vpoet orientanch prvkov leteckch snmkov z vlcovacch

bodov, 5. Fotogrametrick mapovanie (vkov body a ternne hrany), vpoet

digitlneho modelu ternu (relifu) 6. Rektifikcia digitlnych snmkov na vlcovacie body a digitlny model ternu,

farebn korekcie a mozaikovanie leteckch snmkov 7. Uloenie na zznamov mdia a analgov vstupy

Geometrick korekcia priestorov transformcia rohovch bodov,

Rdiometrick korekcia vyhotovenie jednotnho kontrastu snmok,

Mozaikovanie polohov transformcia na pospjanie snmok do plonho celku,

Mapov daje polohopis, vkopis, popis a ostatn prvky mapy poda elu.

Digitalizcia

Spracovanie

Digitlna snmka

Digitlna pracovn stanica

Digitlne vyhodnotenie

Zavedenie orientanch parametrov

Zber z DMR digitlneho modelu relifu

Interpolcia vok

DTM digitlny ternny model

Geometrick korekcia

Rdiometrick korekcia

Ortofotosnmka

Mozaikovanie

Doplnenie mapovch dajov

ORTOFOTOMAPA

Obr. 28 Tvorba DOM

28

Pre ortofotosnmky mono zska dodatkov informcie o tvare ternu vyhotovenm stereoskopickho doplnku oznaovanho ako stereopartner alebo stereomate. Vhodou stereoortofotosystmu vyvinutho v Kanade mono vidie najm v oblasti fotointerpolcie.

Ortofotomapy mu v mnohch prpadoch nahradi doterajie obrysov mapy, a to nielen ako mapy elov, ale aj ako technicko-hospodrske mapy. V tomto smere treba vari len prehodnoti poiadavky na obsah mp a na spsob zobrazovania predmetov a naui pouvateov mp tieto nov hlavn kartografick produkty pouva. 2.4 Vyuitie ortofotoproduktov:

Ortofotosnmka, resp. ortofotomapa svojimi vlastnosami (geokdovos, multispektrlnos, multitemperlnos a hustota informci) a vysokm stupom automatizcie patr medzi najvhodnejie metdy tvorby a obnovy zkladnch informanch systmov (GIS).

Pouvaj sa tie pri:

- revzi topografickch a katastrlnych mp, - zisovan alebo prognze ekologickch zmien na povrchu Zeme, - zemnom plnovan ako podklad....

Fotogrametrick metda mapovania nm spa 3 triedu presnosti a pre potreby mapovania v extravilne 4 a 5 tr. presnosti.

Ortofotomapy sa dopaj o geodeticky meran daje, ktor nememe zo snmky identifikova. Rozdiel medzi fotografickm a meraskm nrtom je v tom, e body predmetu mapovania s v nrte zakrkovan a oznaen modrou farbou. Na snmkach s oznaen styky modelov a do nrtu s zaznaen vekosti strench plov (obrysy striech)

Pre topografick mapy v Mierke 1:10 000 boli pouit 2 druhy leteckch snmok (MS 1:13000 a 1: 18000)Sradnicov chyba mxy= 0,5-0,7 m a vkov mz= 0,4-0,6 m.

Pre zvenie presnosti sa urobili dvojit nlety. Rozmery snmok 23x23 cm. Mierka leteckch snmok 1:25000 a 1:20000. Ak chcete zmeni as vpotu vok o musia by pozdne prekryty a 80%.

Obr. 29 DOM doplnen o geodetick meran daje

29

xyzm

P 1 EUR

H 1 THPE .

2

(T priame asov nroky)

222zyxxyz mmmm stredn sradnicov chyba

2.5 Digitlny model ternu, model povrchu Model ternu sme zvyknut vnma a interpretova z klasickch mapovch diel

ako sstavu vkopisnch informci a ternnych prvkov. Vrstevnice, vrcholy a jamy maj presne definovan vkov informciu. U rokln, str a v skalnatch zemiach tto informcia chba. Urenie priebehu ternu vo Vysokch Tatrch je v mape 1 : 10 000 problmom. Digitlna technika nm dovouje interpretova tern ako sstavu nepravidelnch trojuholnkov (TIN) model, prpadne ako pravideln (tvorcov) sie (GRID). Pre zachytenie morfolgie ternu je v kadom prpade vemi potrebn zamera ternnotvorn prvky a tern medzi nimi interpretova pomocou pomocnch bodov, iar. Popis ternu zloitmi matematickmi plochami je vhodn, ale v sasnom stave digitlnej fotogrametrie skr pre kontrolu a vytipovanie problematickch zem.

Model ternu sleduje tern, model povrchu sleduje povrch objektov v krajine. Je to povrch budov, porastov a pod. Z pohadu automatickho generovania modelu prakticky vdy hovorme o modeli povrchu.

Model ternu meme interpretova pomocou vrstevnc, rezov, profilov, rovnako mu meme priradi farbu poda informcie o vke, smere, voi svetovm stranm, sklonitosti, odtokov pomery.

nklady

nklady presnos mx

poet

optimum

Obr. 30 Presnos a nklady

Presnos: Hospodrnos: Efektvnos:

Obr. 31 Ukky GRID a TIN modelu ternu.

30

Obr. 33 3D laserov skener

2.6 Automatick tvorba DTM zo stereomodelu

Princp automatickej tvorby digitlneho modelu povrchu je vo vzjomnej podobnosti rastrov a v meran vky na zklade ich x-ovej paralaxy. Pre praktick pouitie je takto postup vhodn mimo intraviln a lesn plochy. Pokia nechceme mapova model povrchu. Pre model ternu s vhodn automatick funkcie kombinova s runou 3D vektorizciou ternnotvornch prvkov polohopisu a vkopisu.

2.7 Pozemn laserov skenovanie

Laserov skenovanie je v sasnosti najefektvnejia metda priestorovho merania a nslednej tvorby priestorovch modelov (3D) z nameranch dajov. Princp skenovania je zaloen na meran tranzitnho asu prechodu laserovho la od prstroja k objektu a sp. Od klasickch laserovch diakomerov sa li mnostvom zameranch bodov za vemi krtky as (a tyritisc bodov za sekundu). Prstroj umouje zamera objekty do vzdialenosti 300 metrov s presnosou modelovanho povrchu od dvoch do p milimetrov.Laserov skener zameria v nastavenom zornom poli tzv. mrano bodov, o je v podstate mrieka bodov (raster) s pravidelnmi uhlovmi rozostupmi. Rozsah skenovania je definovan zornm poom skenera, o je horizontlne plnch 360 a vertiklne 270. Pre kad bod mrana s znme smery a vzdialenos od prstroja, take poznme aj jeho priestorov polohu v absoltnych hodnotch y, x a z zvolenho sradnicovho systmu. K najvm vhodm laserovho skenovania patr minimlny as merania a zodpovedajce krtke obmedzenie prevdzky objektu, resp. bezkontaktn meranie bez obmedzenia prevdzky. Vrazne vyia

produktivita prce sa premieta do finannch spor, ale aj vyej bezpenosti a

maximlneho skrtenia prc v terne.

Obr. 32 3D vektorizcia snmky

31

2.8 Leteck skener Jednou s perspektvnych metd pre mapovanie modelu ternu a povrchu je

leteck skener. V lietadle je zariadenie, ktor vysiela k zemi zvzok laserovch lov. Meria ich odrazen asti a tm vzdialenos od predmetov na povrchu. Kee m INS a GPS meranie polohy, je vstupom priamo poloha bodu na zemi.

Leteck laserov skenovanie sa vyuva na mapovanie ternu a nsledn odvodenie digitlneho modelu relifu (DMR) a digitlneho modelu ternu (DMT). V porovnan s radarovmi systmami a fotogrametriou poskytuje najvyiu presnos mapovania ternu. Me sa poui na mapovanie porastovch truktr ako aj mapovanie nzkej vegetcie. Na odstrnenie umu a tvorbu DMR a DMT sa vyuvaj rzne techniky filtrovania.

Naozaj to viem ? 1. o je analytick fotogrametria (AF) a ak ma 4 stupne tvorby? 2. Vymenujte pracovn pole AF? 3. o je SD 2000 Leica? 4. o je integrovan metda mapovania? 5. Definuj: Leteck snmka, Topografick mapa a Fotomapa? 6. Orientcia snmkovej dvojice? 7. Definuj ortofotosnmku vlastnmi slovami? 8. Objasnite projekt tvorby DOM? 9. Nakresli schmu postupu tvorby DOM? 10. TIN a GRID model? 11. Objasni automatick tvorbu DTM? 12. Pozemn laserov skener je ..... 13. Leteck skener je .....

Obr. 34 Leteck laserov skener a vstup

Obr. 35 Tvorba DTM a DMR

32

3. Diakov prieskum Zeme

o je to DPZ? Ako vznikol DPZ? Za pomoci oho zskavame daje DPZ? Fyziklne zklady DPZ? Zber dajov konvennmi a nekonvennmi systmami? Vyuitie DPZ v rznych odvetviach hospodrstva. 3.1 vod do DPZ

V poslednch desaroiach dolo k vraznmu rozvoju v oblasti zskavania

dajov a informci o povrchu zemskom a o objektoch nachdzajcich sa na Zemi, v uritch vrstvch nad a pod zemou. Popri klasickch iernobielych a farebnch fotografickch snmkach sa zaali v rznych oblastiach nrodnho hospodrstva (geolgia, lesnctvo, meteorolgia, ponohospodrstvo a pod.) pouva alie fotografick i nefotografick zznamy, ako naprklad infraerven, multispektrlne, spektrozonlne, termlne, radarov snmky, respektve zznamy ktor poskytuj mnostvo kvalitnch, ale najm kvantitatvnych informci. Vznikla nov vedn disciplna - diakov prieskum Zeme (DPZ). Pojem DPZ sa zaal viac-menej pouva najm v svislosti s vyuvanm informci zskavanch zo zznamov z druc. DPZ je umenie, veda a technolgia na zskavanie spoahlivch informcii o fyziklnych objektoch a ich okol pomocou zznamu, merania a interpretcie snmok, prpadne digitlnych zznamov, ktor sa zskavaj pomocou nekontaktnch snmacch systmov. 3.2 Histria

Histria DPZ zana histriou fotografie a leteckej fotogrametrie. Poas II. Svetovej vojny dolo k vraznmu vyuitiu leteckch snmok pre leteck prieskum a interpretciu. Naprklad anglick vojensk fotointerpreti od roku 1942 do 1945 sledovali oceov a betnov odpaovacie rampy nemeckch raketovch zbran V1 a V2 na franszkom pobre. Jeden z prnosov z obdobia 1940-1944 bol vvoj farebnho infraervenho filmu, tzv. kamuflny film (Massachusete Institute of Technology v spoluprci s Harward University), ktor umooval zisti rozdiely v reflexii

Kov slov DPZ

Fyziklne zklady Zber dajov

Konvenn a nekonvenn systmy Vyuitie dajov DPZ

o mm vedie: - definova DPZ, - histriu DPZ, - fyziklne zklady DPZ, - konvenn a nekonvenn systmy DPZ a vhody IR snmkov, - vyuitie DPZ v hospodrstve.

33

prirodzenho zelenho lstia a umelej maskovacej siete. V priebehu vojny sa nepriamo vychovvali stovky fotointerpretov, z ktorch sa potom mnoh uplatnili v civilnch slubch, v odvetviach, ako geolgia, ponohospodrstvo a lesnctvo.

udstvo dostalo k dispozcii neobyajn technolgiu zberu dajov, ke v roku 1972 tartovala prv druica zo srie ERTS (Earth Resources and Technolgy Satellite) neskr premenovan na LANDSAT 1. Postupne nasledovali LANDSAT 2 a LANDSAT 6, v bvalom ZSSR to boli druice typu METEOR - PRIRODA, v roku 1988 franczska druica SPOT (System Probatoire d Observation de la Terre) a rad alch. Popri mnostve prieskumnch a pionnych druc boli tieto uren takmer vlune pre lohy DPZ.

3.3 daje DPZ Sa zskavaj meranm: - EM (elektromagnetick iarenie) vyarovanho alebo odrazenho od povrchu

alebo objektov, - silovch pol, ako naprklad gravitanho alebo magnetickho, - mechanickch (akustickch, seizmickch) vibrci alebo vlnen vysielanch,

prepanch (transmisia), alebo odrazench od objektov. V DPZ z uieho hadiska ide o zskavanie informci zo snmok alebo odrazench zznamov vyhotovench z druc alebo vysoko lietajcich lietadiel - laboratri, ich spracovanie a vyuitie v nrodnom hospodrstve.

3.4 Systm DPZ Cel systm DPZ sa me rozdeli na :

zskavanie informcii a vyhotovenie zznamov podporn pozemn meranie spracovanie zznamov a informcii vyhodnotenie zznamov a informcii

Obr. 36 Druicov snmky

34

Sasou systmu DPZ by mala by sptn vzba, prostrednctvom ktorej m lovek ako uvate vsledkov DPZ monos vplva na ivotn prostredie a v alch cykloch zisuje vplyv svojej innosti na ivotn prostredie. Zatia sa vak tak v celosvetovom meradle, ako aj v naich podmienkach pozitvne vsledky sptnej vzby takmer neprejavuj. Naprklad poda odhadu odbornkov u pred piatimi rokmi, keby sa boli zastavili vetky emisie na Slovenku, potrebovali by nae lesy najmenej 20 rokov na to, aby sa zachoval ich sasn zdravotn stav.

Konfigurcia pozemnho segmentu druice ERS-1 (European Remote Semsing Satellite), ktor zaha vybavenie na kontrolu druice a jej innosti, prjem, archivovanie a spracovanie dajov snmaa a zabezpeuje sluby pre splnenie poiadaviek uvatea na rchle dodvky a pecilne vstupy. Z uvedench pozemnch stanc maj Slovensko v okruhu innosti Kiruna (vdsko) a Fucino (Taliansko). Jednotliv uvatelia a uvatesk stredisk, ako nrodn a medzinrodn meteorologick sluby, ocenografick stavy a rzne vskumn stredisk, dostvaj vsledky priamo z pozemnch stanc a stredsk pre spracovanie a archivovanie poda poiadaviek podanch na centrlu ERS-1. 3.5 Leteck snmky a materily DPZ

Do konca roku 1988 bola kad leteck snmka, aj ke nezobrazovala utajovan objekt, oznaen ako Tajn. V mieste objektu a jeho okolia bola na snmkach biela kvrna. Vzhadom na rchly rozvoj DPZ a monos zska kozmick snmky zemia bvalej SFR bol od 1. 1. 1989 tento systm zruen. Pretoe nebol problm zska z toho istho zemia leteck snmky s vykrytmi vojenskmi objektmi a sasne aj kozmick snmky a porovna ich, rovnalo sa vlastne vykrvanie vojenskch objektov ich odkrvaniu. Od 1. 1. 1989 sa realizuje tzv. Upraven systm utajovania leteckch snmok, kde sa u vojensk objekty na snmkach nevykrvaj. Leteck snmky, ktor neobsahuj vojensk objekty, sa oznauj Vhradne pre sluobn potrebu. Dsledkom novelizcie zkona . 102/1971 Zb. o ochrane ttneho tajomstva nie s u leteck snmky predmetom ttneho tajomstva, m sa sasne automaticky men stupe utajenia Prsne tajn (vojensk objekty) na Tajn. So snmkami svis aj zobrazovanie vojenskch objektov na mapch. Tieto problmy bud, zrejme, vyrieen a novelizciou zkona 46/1971 o geodzii a kartografii. 3.6 Fyziklne zklady

Elektromagnetick iarenie (EM). Zdroj elektromagnetickho iarenia vysiela vdy iba frekvenciu z uritho intervalu. Frekvencia iarenia sa prechodom ltkami nemen. Svetlo je elektromagnetick iarenie s frekvenciami od 3,75. 1014 Hz 7,5 . 1014 Hz. Svetlo je zloen z ervenej, oranovej,

Obr. 37 EM

35

ltej, zelenej, modrej, fialovej farby. Jednotliv farby maj rznu vlnov dku. Kad iarenie me by od prirodzenho zdroja Slnka, alebo od umelho zdroja zabudovanho na nosioch zznamovch zariaden. Systmy DPZ, ktor pracuj s prirodzenm iarenm sa nazvaj pasvne, systmy DPZ ktor vyuvaj umel zdroje iarenia sa nazvaj aktvne. DPZ v podstate vyuva vlastnosti elektromagnetickho iarenia a ich prejav vo vzahu k objektom geosfry. Rzne druhy elektromagnetickho iarenia, pri ktorom sa energia prena elektro-magnetickm vlnenm (vo vkuu rchlosou c= 299 790 km/s = 3.109 ms-1), charakterizuje vlnov dka l a kmitoet (frekvencia) f. irok rozptie vlnovch dok EM (od 10-16m po 103m) sa del v rmci celho elektormagnetickho spektra poda dky vlny ako kritria na jednotliv spektrlne psma. Urit druh iarenia mono pre ely DPZ vyui len vtedy, ak je atmosfra pre toto iarenie priepustn. Stupe priepustnosti = 1 znamen pln priepustnos atmosfry pre urit druh iarenia. Vyrafovan plochy s v dsledku nepriepustnosti atmosfry pre DPZ nevyuiten. Obdobne to mono poveda, ale z inch hadsk, aj o oblasti rdiovn. V rozpt spektra pre = 0,25 a 20 mm s uveden spektr pre psma s mimoriadne vekm vznamom pre DPZ. V poslednch rokoch nadobdaj oraz v vznam pre DPZ aj mikrovlny. Jedno z najvyuvanejch psiem je psmo viditenho svetla (fotografia, videotechnika) v rozsahu od 0,3mm po 1,3 mm vrtane blzkeho infraervenho psma. V sasnosti sa vak vyuvaj aj susedn psma, ako gama, rntgenov a ultrafialov iarenie (skaterometre) na jednej strane a infraerven vrtane termlneho a mikrovlnn iarenie (radary, rdiometre) na strane druhej. 3.7 Interakcia EM s prostredm

Rzne vlastnosti jednotlivch druhov EM sa rzne prejavuj pri prechode atmosfrou, ako aj pri styku s objektmi. Pasvny systm snma prirodzen iarenie (fotografia, televzne systmy), aktvny systm m vlastn zdroj iarenia t.j. vysiela impulzy a prijma ich odrazen signly (radar). Pri prechode atmosfrou je elektromagnetick iarenie ovplyvovan rznymi spsobmi. Me sa meni rchlos a smer jeho renia, intenzita a spektrlne zloenie.

reflektovan M (odrazen, absorbovan - M (pohlten), transmitovan- M (prepusten). Pre celkov intenzitu oiarenia plat zkon o zachovan energie = M + M+ MMnostv odrazenho, prepustenho a pohltenho iarenia s pre jednotliv objekty (napr. vodn plochy, orn pda, lesn porasty, asfaltov cesty a pod.) a pre urit stavy objektov (vlhk - such, ist - pinav, zdrav - chor at.) rzne. Rozdiely mu by v celom rozsahu spektra, ale najm v jeho uritch oblastiach. S spsoben rznymi initemi najm fyziklnymi a chemickmi vlastnosami objektov, vonkajou, povrchovou plochou, pri ivch objektoch, napr. pri listoch, anatomickou truktrou a fyziologickm stavom a pod. Maximlna mon tepeln emisia je poda toho = 1 pre teleso, ktor vetko dopadajce iarenie absorbuje, t.j. ierne teleso (idelny iari).

Obr. 38 Vzah EM a prostredia

36

3.8 Zber dajov Zznamy vyhotoven metdami DPZ mono rozdeli poda viacerch hadsk: 1. Poda toho, i zznam vznik naraz alebo po astiach: - konvenn (fotografick) metdy, - nekonvenn (nefotografick) metdy. 2. Poda zdroja iarenia: a.) Pasvne metdy - priame (zdroj iarenie je Slnko), - nepriame (zdroj iarenia je Zem). b.) Aktvne metdy (zdroj iarenia zabezpeuje lovek) 3. Poda druhu nosia zznamovch zariaden: - metdy tzv. leteckho DPZ (nosie s lietadl, balny, vrtunky, leteck modely,

prpadne mono sem zahrn aj zven pozemn zkladne, z ktorch mono vyhotovova zvisl alebo aspo ikm zznamy),

- metdy tzv. druicovho (kozmickho) DPZ (nosie s druice). Nosie zznamovch zariaden mu by mobiln (napr. pohybujce sa lietadlo, druice), stabiln (napr. priptan balny, vyven vee) a stacionrne druice (relatvne stabiln vzhadom na povrch Zeme).

3.9 Konvenn (fotografick) metdy

Fotografick snmky povrchu Zeme, predovetkm z lietadla (resp. inch telies, prpadne i zo zvench pozemnch stanov) s dleitou a vemi rozrenou oblasou DPZ. Pri zobrazovan zemskho povrchu ide o zachytenie elektromagnetickho iarenia (viditenho, resp. blzkeho infraervenho) odrazenho od predmetov, alebo nimi vyarovanho, na citliv fotografick materily pouitm fotografickej kamery. Po prslunom fotochemickom laboratrnom spracovan vznik fotografick snmka. Z ierno-bielych materilov sa popri ortochromatickch a panchromatickch materiloch vyuvaj v DPZ najm infraerven a multispektrlne snmky.

Infraerven materily zachytvaj le z celho viditenho spektra aj le v oblasti blzkeho infraervenho iarenia, udskm okom nepostrehnuten. Maj vek vznam v DPZ, najm pri fotointerpretcii. Mono ich poui i pri snmkovan za saench meteorologickch podmienok (atmosferick zkal, ahia hmla).

Obr. 39 Nosie zznamovch zariaden

37

Vhody: na infraervench pozitvnych snmkach maj jednotliv objekty pecifick tnov podanie: - Modr plochy (obloha a najm vodstvo) nepatrne odraj infraerven le, a preto

sa javia na snmkach vemi tmav. - Zelen plochy (lky, les a i.) infraerven le silne odraj, a preto sa javia na

snmkach svetl. Z dvodov vntornej stavby listov a obsahu chlorofylu v nich s znan rozdiely v tnovom podan rznych stromov: - listne sa javia vemi svetl, - ihlinany sa javia tmavie, - krajina pokryt vegetciou (lky, pastviny, listnat lesy) bud na infraervench

snmkach dojem akoby zasneenej krajiny. Nevhody: vzdialen objekty s na snmkach zobrazen rovnako ostro ak blzke, snmky nevyvolvaj tak priestorov dojem, ako napr. snmky panchromatick. Mulispektrlne materily (snmky) - nazvaj sa ja ierno-biele spektrlne vaky, alebo tie snmky spektrlne. Vznikaj tak, e dan objekt sa vyfotografuje sasne vo viacerch zko vymedzench spektrlnych psmach. Fotografuje sa na iernobiely panchromatick, prpadne infraerven film pomocou pecilnych multispektrlnych kamier. Multispektrlne materily poskytuj monos skmania jednotlivch spektrlnych snmok tak ako iernobiele snmky, t.j. obdobnmi vizulnymi a inmi metdami. Mono ich vak vhodne poui aj na tvorbu tzv. farebnch syntz. Sasnm premietanm (zmieanm) rznych spektrlnych snmok, pri pouit rznych farebnch filtrov, mono v multispektrlnych projektoroch zska vek mnostvo kombinci snmok rzneho farebnho podania. Syntzu mono voli tak, aby vynikli urit prvky alebo javy, ktor by inak na snmkych nebolo mon identifikova. Syntzy mu by v prirodzench i nepravch farbch.

Farebn fotografick materily mono z hadiska ich vyuitia pre ely DPZ rozdeli do troch skupn: - farebn materily klasick (negatvne, pozitvne), - infraerven farebn materily, - farebn syntzy z multispektrlnych snmok.

Obr. 40 Infraerven snmky

38

Farebn syntzy. innou formou akumulcie obsahu iastkovch iernobielych multispektrlnych snmok toho istho zberu je ich farebn syntza, pri kadej s rozdiely optickch hustt identickch objektov alebo javov pretvoren do farebnch diferenci. Farebn syntzy mu by vytvran optickou (fotografickou) cestou - aditvne skladanie farieb, alebo na optoelektronickom princpe - subtraktvne skladanie farieb. V sasnej praxi sa pouva zva metda vytvrania farebnch syntz pomocou aditvneho skladania farieb v tzv. multispektrlnych projektoch. Vsledn obraz sa bu zachyt na matici, prpadne ho mono rznymi spsobmi spracova a analyzova. Snmkovanie pre ely DPZ sa rob jednak tandartnmi leteckmi kamerami pouvanm v leteckej fotogrametrii jednak multispektrlnymi kamerami. Multispektrlne kamery synchrnne snmaj tie ist objekty zemskho povrchu vo viacerch psmach spektra elektromagnetickho iarenia . Z kontruknho hadiska s tri typy : - jedna kamera s jednm objektvom a optickm rozdeovaom - jedna kamera s viacermi objektvmi - komplex viacerch kamier toho istho typu navzjom

synchronizovanch S to napr. kamery MKF6, MSK4, komplex multispektrlnych kamier Kate od firmy Zeiss Jena.

3.10 Nekonvenn (nefotografick) systmy zberu dajov

Nekonvenn metdy umouj registrova prakticky od gamaiarenia, cez rntgenov iarenie, ultrafialov, viditen, infraerven, mikrovlnn a do oblasti rdio vn. Takto zskan daje sa registruj bu analgovm spsobom (t.j. priamym vytvorenm obrazu), alebo astejie na pamovom mdiu PC. Transport zskanch informci nekonvennmi spsobmi z lietadiel, ale najm z druc je oproti fotografickm metdam (kde sa pouva zva mechanick prenos) podstatne prunej, pretoe sa vyuva elektronick, resp. elektrooptick prenos. Nekonvenn snmacie systmy v DPZ patria: - snmacie rozkladov zariadenie - skenery, - televzne systmy, - radarov systmy.

Obr. 41 MS snmky z MSK-6

Obr. 42 Snmka zo skenera

39

Skenery: Princp funkcie skenera je v snman zemskho povrchu v pruhoch kolmch na smer letu nosia skenera. Nosimi s napr. druice Landsat, Spot. Poda toho i sa pruh snma po astiach alebo naraz rozdeuj sa skenery na opticko mechanick a opticko elektronick. Na snmanie iarenia snmae vyuvaj zrkadlov optiku. Snma mono monospektrlne, alebo multispektrlne. Najdleitejmi parametrami skenera s napr. poet snmacch kanlov, spektrlny rozsah tchto kanlov, celkov uhol snmania priestorov rozliovacia schopnos at. Optickomechanick skenery umouj snmanie v irom rozsahu elektromagnetickho spektra viditen svetlo, infraerven a termlne, snmaj povrch Zeme po iastkovch plochch v jednotlivch pruhoch kolmch na smer letu. Optickoelektronick skenery s vhodn aj na stereosnmkovanie. TM (Thematic Mapper, USA) optickomechanick skener pre druice LANDSAT 4,5 a 6. Jeho rozliovacia schopnos pri vke letu 705 km je 30 m, pri panchromatickom reime (LANDSAT 6) 15 m. Televzne systmy: (vidiknov kamery) pouvan na ely DPZ snmaj podobne ako pri leteckom snmkovan vek plochy ternu. Televzne kamery pre DPZ pozostvaj v podstate z troch zkladnch ast: zo vstupnej optiky, z elektrnky a z vstupnho signlovho zariadenia. Najpouvanejm typom s vidikonov kamery tzv. RBV (Return Beam Vidicon) Snmkovanie s infravideotechnikou mono prakticky vyui napr. na sledovanie stavu zelene, na zisovanie pdnej vlhkosti, na zisovanie rozsahu zneistench oblast na sledovanie tepelnho zneistenia vodnch tokov, na detekciu teplotnch strt budov a rznych inch objektov a pod. Mikrovlnn systm: Vyuvaj sa nasledujce vlastnosti mikrovn (= 1 mm a 1 m):

Aktvny mikrovln systm - RADAR (Radio Detection and Ranging) vyaruje mikrovlny v rovine kolmej na smer letu nezvisle od slnenho iarenia, teda aj v noci. Aby sa zskali kvalitn informcie, pouvaj sa vlnov dky, ktor v atmosferickch oknch najlepie prenikaj atmosfrou. V DPZ sa vyuvaj dva systmy leteckch radarov bonho obzoru:

- SLAR - palubn radar s bonm obzorom (Side Looking Airborne Radar), ktor vyuva nekoherentn iarenie,

- SAR - radar so syntetickou clonou (Synthetic Aperture Rarad) vyuva koherentne iarenia, (obdobne ako laser), ktor maj v ubovolnom okamihu rovnak fzy.

Obr. 43 Radarov snmky

40

3.11 Spracovanie snmok a zznamov DPZ

Je to zlepenie geometrickch a optickch parametrov pvodnch snmok a zznamov. Optick vlastnosti mono upravova a zlepova pomocou fotografickej, elektronickej a digitlnej techniky. Ide o pravu ako napr. koprovanie, zvovanie, prava kontrastov ap. Pri diakovom prenose dajov a obrazu v digitlnej forme, sa d vyui vyia citlivos snmacch zariaden na zvraznenie vybratch informcii, alej diakov prenos umouje geometrick a rdiometrick transformcie, detekciu hrn obrazu a automatick klasifikciu obsahu zznamov. Vyhodnotenie zznamov a informcii DPZ je zskanie potrebnch informcii interpretciou. Interpretcia je identifikcia a klasifikcia predmetov a javov na snmkach. Me by vizulna, iastone automatizovan a plne automatizovan. Vizulnu interpretciu vykonva vyhodnocovate interprettor s vyuitm jednoduchch pomcok ako napr. lupa, stereoskop ap. Pri iastone automatizovanej interpretcii s niektor fzy interpretcie napr. tvorba syntz vykonvan automatizovane, vsledn analzu rob interprettor. pln automatizovan interpretciu vykonvaj plnoautomatick systmy s vyuitm vpotovej techniky Vyuitie vsledkov DPZ m interdisciplinrny charakter, lebo materily a metdy DPZ sa daj vyui v mnohch odvetviach nrodnho hospodrstva ako napr. geolgia, hydrolgia, ponohospodrstvo, lesnctvo, ekolgia, urbanizmus, energetika, metrolgia, vojensk ely. DPZ zabezpeuje daje, kapacitu na spracovanie zznamov a informcii a analzu zskanch dt pre mapovanie, monitorovanie, rozbor a prognzu. Je zdrojom dajov pre tvorbu GIS. GIS zabezpeuje integrciu dt DPZ s georeferennmi dtami s inch prameov, umouje digitlne prekrvanie vybratch sborov, transformuje geograficky lokalizovan daje do sborov, ktor spja poda danch pecifikcii, vytvra spojen databzy a vsledky zobrazuje poda poiadaviek uvatea. DPZ a GIS s vzjomne sa doplujce informan technolgie.

Naozaj to viem ? 1. o je DPZ? 2. Ako vznikol DPZ? 3. Za pomoci oho meriam daje pre DPZ? 4. EM? 5. Vysvetli vzjomn vzah EM a prostredia? 6. Ak je zber dajov pre DPZ? 7. Konvenn metdy DPZ? 8. Nekonvenn metdy DPZ? 9. Vhody a nevhody IR snmkov? 10. Multispektrlne kamery a snmky? 11. Spracovanie dajov z DPZ? 12. DPZ a in odvetvia nrodnom hospodrstve?

41

Zoznam literatry BARTO, Pavel a GREGOR, Viktor: Fotogrametria a diakov prieskum zeme II. STU v Bratislave, 1. vyd. 1994. 281 s.

GREGOR, Viktor a BARTO, Pavel: Fotogrametria a diakov prieskum zeme I. STU v Bratislave, 1. vyd. 1994. 225 s.

HERMANY, Josef: Fotogrametria III. Bratislava: Alfa technick a ekonomick literatra, 2. vyd. 1984. 208 s. akujem za poskytnutie podkladov kolegyni a priateke Ing. Striincovej Albete.

Internet