Od snímku k mapě

Fotogrammetrie je sice pojem v odborných kruzích známý, ale pro většinu smrtelníků přesto zřejmě zastřený témě


Fotogrammetrie je sice pojem v odborných kruzích známý, ale pro většinu
smrtelníků přesto zřejmě zastřený téměř neproniknutelným tajemstvím.
Zjednodušeně lze říci, že se jedná o nástroj (nebo lépe o soubor nástrojů) pro
získávání údajů o zemském povrchu převážně z družicových nebo leteckých snímků.
Hlavní náplní tohoto oboru je problematika rekonstrukce tvaru a polohy předmětů
zobrazených na snímcích.
Pořízení fotografie
Základem fotogrammetrie je tedy snímek (v terminologii oboru označovaný jako
"měřičský fotogrammetrický snímek"), reprezentovaný v poslední době především
digitálním záznamem, který lze pořídit např. pomocí letecké kamery, z
družicového snímání nebo skenováním klasické fotografie.
Některé přístroje zpracováva-jí především viditelné světlo a infračervené
záření. Zařízení pracující v této oblasti spektra mají k dispozici dostatečně
intenzivní ozáření snímaného cíle a vystačí s pasivním příjmem dopadající
energie. Naproti pasivnímu příjmu dopadajícího záření lze postavit skupinu
"aktivních" radiometrů, pro které je typické vysílání vlastního impulzního
svazku záření, které je po odrazu od cíle opět zachyceno a transformováno na
informace.
Jak na kamery?
Na počátku svého vývoje se fotogrammetrie musela spokojit se zpracováním
menších celků. Rozvoj technologií DPZ (dálkový průzkum Země) začátkem 70. let
jí otevřel cestu i k získávání údajů o rozsáhlých územích a to právě na základě
údajů z leteckých nebo družicových nosičů.
Pro použitelnost fotografie je třeba znát řadu dalších doprovodných údajů.
Velmi podstatná je např. poloha kamery v čase fotografování, která musí být
přesně specifikována (resp. kalibrována a samozřejmě certifikována) a musí
poskytovat vysokou zobrazovací kvalitu.
Podle nosného zařízení kamery rozdělujeme fotogrammetrii na pozemní a leteckou.
Pojem letecké fotogrammetrie je celkem zřejmý. Pomocí té pozemní lze např.
vyhodnocovat stav budov ve 2D a 3D před jejich rekonstrukcí. Stejnou metodu lze
použít i pro vyhotovení dokumentace složitých prostorových staveb, reliéfů a
produktovodů.
Snímky
Pozemní i leteckou fotogrammetrii můžeme dále rozdělit na jednoa dvousnímkovou.
"Dvousnímkovost" přitom značí metodu vyhotovení a vyhodnocení snímkové dvojice
tak, aby vytvořila požadovaný prostorový model. Ten je pak nutné patřičně
vyhodnotit, k čemuž se v poslední době nejvíce využívá tzv. digitální metody.
Digitální metoda obnáší následující postup: Měřený objekt se vyfotografuje
mininálně na 3 měřičské snímky a pro vyhodnocení určitého území pak vždy
vyžadujeme překryvy sousedících fotografií. Požadované procentuální překrytí
fotografií se případ od případu liší.
Další postup
Digitální fotogrammetrie rozšiřuje klasické fotogrammetrické úlohy typu
triangulace, ortoprojekce nebo stereoskopického (prostorového) vidění o řadu
nových úkolů, vážících se převážně na oblast GISů. Výsledný snímek můžeme např.
porovnávat s mapami nebo modely terénu získanými jiným způsobem. Tak můžeme
např. rychle rozpoznat změny oproti původnímu stavu (nově postavená silnice,
nové/ /zrušené skládky apod.). Výsledkem této fáze fotogrammetrie je obvykle
mozaika ortofotosnímků vytvořená pro větší území.
Ortofotosnímky
Jedním z prvních kroků při zpracování měřičského snímku je převod se středového
do ortogonálního průmětu. Kromě změny projekce je také třeba provést eliminaci
některých zdrojů nepřesností: sklonu kamery v okamžiku expozice snímku,
zakřivení ze-mě (u map rozsáhlejších oblastí) a zkreslení způsobené různou
výškou předmětů při leteckém snímkování.
Práce se snímkem
Vytvoření fotografie pomocí překrytí částí území a jejím převodem na
ortofotosnímek práce nekončí. Je potřeba, aby operátor, který použije
fotografii jako základ pro budoucí digitální mapu, viděl snímek prostorově.
To obnáší vyvolání umělého stereoskopického (prostorového) vjemu, který je
základem pro následné generování digitálního modelu terénu. Dosažení tohoto
vjemu je způsobeno tím, že každé oko pozoruje jen jeden snímek ze snímků dané
oblasti. Tento postup je možné realizovat více způsoby (např. polarizovanou
obrazovkou a speciálními brýlemi...). Speciální vybavení je přitom třeba nejem
k vyvolání samotného stereoskopického vjemu, ale i k ovládání, resp. zpracování
scény. Následkem toho se v oblasti fotogrammetrie setkáte i s takovými
kuriozitami, jako s desetitlačítkovou myší.
Jedním z produktů v této oblasti je např. technologie firmy Intergraph;
ImageStation SSK (Stereo Softcopy Kit) přináší tuto technologii i na PC. Skládá
se z hardwarového doplňku a sady aplikačního softwaru z modulárního systému
ImageStation Z. Uživatel nelezne v SSK plynulé stereozobrazení nebo vestavěný
software pro JPEG kompresi a dekompresi v reálném čase.
Jak získat informace z fotografie
Za výše uvedených podmínek "vyextrahuje" operátor ze snímku řadu podrobností,
které mají obvykle formu linií terénních hran, okrajů kanálů a jiných oblastí
změn reliéfu. Tyto objekty zvektorizuje a tím umožní další "inteligentní" práci
s nimi.
Důležité je, že veškerá měření se již neprovádějí na samotném objektu, ale na
jeho fotografiích nebo nad optickým modelem objektů, vytvořených z patřičných
snímků.
Problémy
Pokud budete sami pracovat s nějakým systémem pro digitální fotogrammetrii,
jistě budete potřebovat nástroje pro ověřování a editaci výsledků pořízených
automatickou cestou. Při práci se budete muset vypořádat s řadou chyb, které je
třeba odstranit. Jedná se hlavně o chyby geometrické a radiometrické, kam patří
především periodické výpadky obrazu, chyby pasování, náhodný šum, atmosferické
vlivy, korekce výšky, chyby polohy a vzdálenosti slunce apod. Úpravu
radiometrických vlastností provedete např. pomocí filtrace nebo změnou
kontrastu.
Ne všechny požadované úda-je je navíc možné z fotografie vyčíst. Při použití
leteckého snímkování se proto připravuje síť vlícovaných bodů a doměřu-jí se
předměty, které nemohou být fotogrammetricky vyhodnoceny.
Závěr
Tak, jak byl postup fotogrammetrie vylíčen, by mohl vzbudit dojem, že se jedná
o kombinaci několika na sobě víceméně nezávislých postupů. Ve skutečnosti tomu
však tak není. Komplexní řešení ve fotogrammetrii umožňuje provázanost
jednotlivých etap zpracování, počínaje skenováním leteckých meřičských snímků a
konče výstupy jak ve směru výstupů pro GISové databáze, tak i kartografické
výstupy, generování dynamických modelů reliéfu (např. pro oblast leteckých a
jiných simulátorů).
8 2795 / pah









Komentáře
K tomuto článku není připojena žádná diskuze, nebo byla zakázána.