slovenský geodet a kartograf 4 bulletin komory geodetov a kartografov ročník XII. cena 40, Sk 2007

Transcript

1 slovenský geodet a kartograf 4 bulletin komory geodetov a kartografov ročník XII. cena 40, Sk 2007

2 Ideálne pre SKPOS Leica GPS900CS Výkonný RTK GNSS systém za najlepšiu cenu Leica GPS900CS = Jednoduchá vo ba Prvý RTK GNSS systém určený špeciálne pre slovenských geodetov. Zameriavajte a vytyčujte podrobné body pomocou najspo ahlivejšieho RTK na svete. Používajte výkonné kódovanie. Automaticky zameriavajte body. Prezerajte Vaše merania v mape na ve kom farebnom grafickom displeji. Kontaktujte nás pre nezáväzné predvedenie GEOTECH Bratislava (ISO 9001:2001) Výhradné zastúpenie Leica Geosystems AG pre SR Cernyševského 26, Bratislava Tel., Fax: (02) , gps@geotech.sk when it has to be right

3 slovenský geodet a kartograf 4 bulletin komory geodetov a kartografov 2007 editoriál Milí čitatelia, štvrté tohtoročné číslo bulletinu Komory geodetov a kartografov sa vám dostáva do rúk v závere roka, keď sa pripravujete na najkrajšie sviatky roka. O tematické zameranie a zároveň naplnenie tohto čísla sa tentokrát postarali tí geodeti a kartografi, ktorí svoju profesionálnu kariéru zasvätili práve fotogrametrii a diaľkovému prieskumu Zeme (DPZ). Vo svojich príspevkoch predkladajú niektoré možnosti využitia fotogrametrických technológií v geodetickej praxi, ako sú technológie laserového skenovania a digitálnej fotogrametrie pri dokumentácii kultúrneho dedičstva, metódy blízkej digitálnej fotogrametrie pri určovaní skutočného tvaru objektov i progresívne systémy, resp. softvéry na vyhodnotenie šikmých snímok a spracovanie i prezentáciu údajov. Pomerne skoro po vynáleze princípu fotografie v roku 1839 sa ukázalo ako výhodné využiť túto techniku na meračské účely. A tak v roku 1850 francúzsky geometer A. Laussedat ( ) použil fotografické snímky na zameranie architektonických pamiatok. Na našom teritóriu v roku 1862 český geodet prof. K. Kořístka ( ) použil fotografické snímky na mapovanie okolia Prahy. Až neskôr bol vytvorený medzinárodný názov fotogrametria na túto novú vedu a techniku. Priekopníci tejto meračskej technológie z väčšiny európskych krajín boli vedení snahou vyjadriť pokiaľ možno jedným pojmom skutočnosť, že meranie predmetov a objektov sa robí na fotografických snímkach. Tak vznikol názov fotogrametria zložením troch gréckych slov: photos (od slova svetlo), gramma (záznam, resp. písmeno), metrein (meranie, resp. merať). Takže pojem fotogrametrie možno charakterizovať tak, že je to vedný a technický odbor zaoberajúci sa meraním na fotografických snímkach a spracovaním takto získaných informácií. Čiže vo fotogrametrii sa nezískavajú informácie o predmetoch a objektoch priamym meraním týchto objektov, ale meraním ich fotografických obrazov. Medzinárodná spoločnosť pre fotogrametriu a diaľkový prieskum Zeme (International Society for Photogrammetry and Remote Sensing ISPRS) sa po svojom založení v roku 1918 intenzívne venovala definícii pojmu fotogrametrie a tak na svojom 15. kongrese v Riu de Janeiro v roku 1984 prijala tieto definície: Fotogrametria je veda a technika o získavaní informácií zaznamenávaním, spracovaním a interpretáciou fotografických snímok. Diaľkový prieskum Zeme je veda a technika o získavaní informácií zaznamenávaním, spracúvaním a interpretáciou nefotografických záznamov v ľubovoľnej časti spektra. Tieto definície vyvolali širokú polemiku odbornej verejnosti. Určiť však výraznú hranicu medzi fotogrametriou a DPZ je prakticky nemožné, pretože sa vzájomne prelínajú a táto skutočnosť sa neskôr premietla aj do novších definícií. Očakávame, že aj nastávajúci kongres ISPRS v roku 2008 v Číne prinesie do tejto problematiky, či polemiky ďalšie spresnenia, ktoré budú zohľadňovať súčasnú úroveň rozvoja fotogrametrickej prístrojovej, spracovateľskej a zobrazovacej techniky. Milé kolegyne, kolegovia, priatelia a čitatelia, dovoľte, aby som na záver príhovoru uviedol želanie, ktoré svojím spôsobom môže byť aj určitou definíciou: Nech sú vianočné sviatky pre vás príjemným zastavením, aby ste počas nich načerpali veľa radosti do života a silu prekonať všetky prekážky, ktoré vám nastávajúci rok prinesie do cesty. A nezabudnite zdokumentovať vianočné sviatky fotografickou snímkou. Ing. Štefan Lukáč predseda Redakčnej rady 4 PixoView alebo budovy zo všetkých strán Ing. Renáta Šrámková 7 Dokumentácia kultúrnych pamiatok technológiami laserového skenovania a digitálnej fotogrametrie Ing. Katarína Pukanská, Ing. Marek Fraštia, PhD., Ing. Miroslava Chlepková, Ing. Juraj Gajdošík 13 Možnosti spracovania fotogrametrických meraní na príklade určenia skutočného tvaru objeku Ing. Marek Fraštia, PhD. 18 Komora geodetov a kartografov informuje slovenské geodetické dni 23 Informácie zo zasadania predstavenstva KGaK 21. septembra 2007 Žilina 26 Krížovka Emil Trochan Bratislava, Prístavný most Mierová, šikmá letecká snímka, snímkované príhovor obsah slovenský geodet a kartograf

4 PixoView alebo budovy zo všetkých strán Abstrakt Článok rozoberá novovznikajúcu bezkontaktnú technológiu zberu zvislých a šikmých snímok PixoView. Snímkovanie sa vykonáva zväzkom leteckých meračských kamier (kolmá a šikmé), ktoré zachytávajú každý objekt v priestore snímkovania z viacerých strán. Spracovanie šikmých snímok sa zabezpečuje umožnením ich ďalšej vizualizácie koncovým užívateľom. Práca so systémom je jednoduchá. Rýchlo sa dajú zisťovať informácie o objekte alebo jeho prvkoch, ich lokalizácia, meranie vzdialeností v rovine, priestore, plochy a ďalšie iné. Svojimi informáciami dopĺňa klasické ortofotomapy. Je to ideálny podklad o území a predmetoch na ňom na získavanie informácií pre dokumentáciu, plánovanie a zhodnotenie rozhodnutí, s jednoduchým ovládaním a možnosťou jeho širokého nasadenia. 1. Úvod Už dlhšie obdobie sa v odbornej geodetickej verejnosti, ale aj v širokej laickej verejnosti objavujú mapové podklady zo zvislých leteckých meračských snímok, t. j. ortofotomapy. Stali sa bežnou súčasťou informačných systémov vďaka aktuálnosti a aj množstvu informácií, ktoré poskytujú. Ich výhodou je veľká podrobnosť a presnosť, nevýhodou je však, že každý objekt na nich znázornený sa zobrazuje pôdorysom alebo len z veľmi malého uhla. Možnosť vidieť fotografované objekty zo šikmého pohľadu táto technológia takmer neumožňuje. Túto nevýhodu však môže vyriešiť tzv. šikmé snímkovanie ako zdroj získavania informácií o objektoch v teréne, ktoré sa nedajú získať z ortofotomáp. Jedným zo systémov na vyhotovenie šikmých snímok a spracovanie i prezentáciu údajov z týchto snímok je PixoView. 2. Niečo z histórie šikmého leteckého snímkovania Pod pojmom šikmé letecké snímkovanie máme na mysli snímkovanie vykonané z letiaceho prostriedku ako nosiča snímacích zariadení. Jeho začiatky spadajú v raných obdobiach do druhej polovice 19. storočia, keď boli vo Francúzsku získané šikmé letecké snímky z balóna. Táto technológia, vo svojej dobe nazývaná Birds eye, bola využitá, napr. pri dokumentácii Napoleonovho pamätníka. Odvtedy sa technológia šikmého snímkovania postupne rozvíjala na účely dokumentácie objektov, vzniknutých ľudskou činnosťou, prírodných krás a tiež pre potreby vojenského leteckého prieskumu. Širšiemu využitiu šikmých leteckých snímok bránila predovšetkým skutočnosť, že zatiaľ čo na spracovanie zvislých snímok do podoby máp boli začiatkom minulého storočia stanovené postupy ich prístrojového spracovania, na spracovanie šikmých snímok do podoby mapových alebo im podobných podkladov neboli tieto postupy vhodné. Začiatkom 90. rokov minulého storočia sa farebné šikmé snímkovanie začalo presadzovať v dokumentácii urbanistických stavieb a postupne sa šikmým snímkovaním zdokumentoval rad mestských aglomerácií. Perspektívny vtáčí pohľad zaznamenaný na týchto snímkach umožňoval špecialistom upresňovať a navrhovať ďalšiu výstavbu miest. Obdobie 1. svetovej vojny bolo takmer výhradne snímkovaním šikmým. Šikmé letecké snímky začala používať namiesto klasických zákresov hlavne armáda na zaznamenanie postavenia protivníka do máp a situácie na bojisku. Na základe požiadaviek a tlaku spravodajských zložiek boli vyvinuté kamery na šikmé Obr. 1 Z histórie šikmého snímkovania snímkovanie. Cieľom pri nasadení týchto technických prostriedkov bolo bezkontaktne získať kvalitnú, dobre interpretovateľnú šikmú snímku s dostatočným detailom pre rôzne potreby, najmä na prieskum protivníkovho priestoru. Je to zdroj informácií, s ktorým sa pracuje metódou interpretuj, lokalizuj, definuj, over (prípadne z inej snímky alebo zdroja) a prenes do iného údajového prostredia (napríklad zákresom do mapy alebo automatickým zobrazením a lokalizáciou v digitálnej mape). Samotný snímkový podklad nebol obvykle súčasťou informácie samej a keď, tak iba ako ďalšia dokumentácia, napríklad zväčšenina (detail) časti snímky. Malý formát snímok a veľká spotreba filmu boli však stále prekážkou na masový rozvoj tohto spôsobu dokumentácie. Až začiatok tretieho tisícročia priniesol príležitosť metódy šikmého leteckého snímkovania optimalizovať, a to predovšetkým cestou prechodu technológie fotografických kamier z filmového na digitálny záznam. 4 slovenský geodet a kartograf téma

5 4. Spracovanie šikmých snímok systémom PixoView Pri snímkovaní vzniká pomerne veľký objem zvislých a šikmých snímok, ktoré treba v prvej fáze spracovania uložiť do databázy. Pre každé snímkované územie, napr. mesto, vzniká databáza snímok, ktorá má zakompono- vané informácie o významných parametroch snímok, ako sú napr. názov snímky, deň a čas vzniku, poloha kamery v súradniciach (x, y, z), orientácia a umiestnenie kamery na lietadle (zvislá, šikmá ), rozlíšenie obrazového elementu, definície rohov snímok v súradniciach a iné. Obr. 2 Interiér lietadla upravený na vyhotovovanie šikmých snímok 3. Technológia zberu údajov pre systém PixoView Šikmé letecké snímkovanie možno robiť zväzkom leteckých meračských kamier. Systém PixoView se skladá zo zväzku 3 až 5 kamier, z ktorých jedna smeruje dolu a ostatné 2 až 4 smerujú šikmo na rôzne svetové strany, t. j. vľavo a vpravo od smeru letu, prípadne dopredu a dozadu v smere letu nosiča kamier. Pri snímkovaní sa využíva skutočnosť, že zastavané časti miest sú snímané z výšky od 500 do 1200 metrov, ale okolie miest je fotografované z väčšej výšky. Rozlíšenie vyhotovených snímok je pre jednotlivé prípady snímkovania od 0,1 do 0,3 metra. Pri snímkovaní sa robí záznam digitálnych šikmých leteckých snímok na počítače PixoView systému, ktorý sa skladá z niekoľkých čiastkových výpočtových jednotiek. Jedna z nich zaisťuje navigáciu lietadla, podľa vopred pripraveného letového plánu snímkovania, druhý systém má na starosti presné zisťovanie polohy a sklonov systému, t. j. použitie inerciálnej technológie pre záznam aktuálnych súradníc polohy stredu systému a sklonu jeho osí, vzhľadom na svetový systém súradníc a ich prevod do národného súradnicového systému S-JTSK. Každá digitálna kamera má vlastný riadiaci počítač, ktorý zaisťuje komunikáciu s navigačným počítačom, riadenie činnosti digitálnej kamery a predovšetkým kontrolu a záznam snímania obrazu každej jednotlivej digitálnej kamery. Pri snímkovaní v tejto konfigurácii kamier sú vyhotovené jednak zvislé snímky, ktoré pokrývajú celý priestor snímkovania bez medzier a súčasne sú vyhotovované šikmé snímky, ktoré zachytávajú každý objekt v priestore snímkovania z viacerých strán. Obr. 3 Detailné znázornenie situácie na zvislej a šikmej snímke t é m a slovenský geodet a kartograf

6 5. Vizualizácia šikmých snímok systémom PixoView Databáza umožňuje rýchly prístup k snímkam s možnosťou vyhľadávania vhodných pohľadov, ktoré zachytávajú rovnakú časť územia. Vybrané snímky možno zobraziť na monitore počítača, pričom v stredovej časti je možné zobrazovať zvislú snímku a v rohoch obrazovky sú zobrazované šikmé snímky. Na zaistenie rýchleho výberu vhodných snímok musí databáza snímok spolupracovať s programovou aplikáciou PixoView, softvérovým riešením zobrazovania snímok a externých údajov. Aplikácia umožňuje okrem ich zobrazovania aj niektoré ďalšie základné funkcie v národnom súradnicovom systéme a WGS84, napr. možnosť: lokalizácie predmetov súradnicami, merať vodorovné vzdialenosti na zvislých a šikmých snímkach, merať zvislé vzdialenosti na šikmých snímkach, merať dĺžky a plochy na teréne, zobrazovať a importovať 2D a 3D vektorové údaje, odčítania priestorových súradníc objektov, vkladania textových anotácií a zákresov. Softvérové prostredie PixoView má prepojenie so systémami produktov ESRI a Intergraph. 6. Využitie technológie PixoView PixoView je technológia, ktorá môže byť užitočná mnohým organizáciám, úradom a firmám. Môže im ušetriť veľa času a finančných nákladov, vrátane pracovníkov, ktorí by v inom prípade museli vykonávať pochôdzky v teréne. Pomocou tejto technológie možno získať presné, aktuálne a podrobné informácie o území, ktoré môžu využívať pri svojej práci. Kľúčové oblasti, v ktorých môže byť technológia PixoView použitá sú napríklad: vyhľadávacie štúdie, urbanistické plánovanie, fotografická dokumentácia súčasného stavu objektov, Obr. 4 Textúrovaný priestorový model budov s využitím šikmých leteckých snímok analýzy dopravných zariadení a záťaží, koordinácia činnosti integrovaného záchranného systému, dokumentácia historického stavu a rekonštrukcie objektov, logistické analýzy a štatistické mapovanie, dohľad nad bezpečnosťou dôležitých priemyselných a mestských zariadení a majetku občanov a inštitúcií, príprava územno-analytických podkladov a plánovacej dokumentácie, priestorová vizualizácia území, vrátane priestorových modelov budov s reálnymi textúrami. 7. Záver PixoView je novovznikajúca bezkontaktná technológia zberu zvislých a šikmých snímok, ktorá umožňuje ich ďalšie štúdium a meranie. Prináša nový pohľad na reálny svet, v ktorom žijeme. Poskytuje informáciu z bočného pohľadu tak, že objekty sú viditeľné zo všetkých strán bez zakrytých miest. Svojimi informáciami dopĺňa klasické ortofotomapy. Je to ideálny podklad o území a predmetoch na ňom pre získavanie informácií na dokumentáciu, plánovanie a zhodnotenie rozhodnutí s jednoduchým ovládaním a možnosťou jeho širokého nasadenia. Môže byť v blízkej budúcnosti využitá na skvalitnenie radu ľudských činností, najmä všeobecne v oblasti plánovania ľudských činností. Literatúra [1] ŠAFÁŘ, V.: Pixometrie primární podpůrný podklad pro přijetí rozhodnutí. In: Současnost a budoucnost krizového řízení. Praha : [2] ŠRÁMKOVÁ, R. ŠRÁMEK, R.: PixoView a iné novinky vo fotogrametrii. In: GIS konferencia. Kaskády-Sliač, [3] KÁŇA, D. SUKUP, K.: PixoView system digital oblique photography. GEODIS NEWS, Vol. 6, Copy 2, Englisch edition Ing. Renáta Šrámková GEODIS SLOVAKIA, s.r.o. 6 slovenský geodet a kartograf téma

7 Dokumentácia kultúrnych pamiatok technológiami laserového skenovania a digitálnej fotogrametrie Abstrakt Článok pojednáva o moderných technológiách v geodézii, ktoré majú svoje široké uplatnenie v pamiatkovej architektúre. Na konkrétnych príkladoch historických pamiatok sú predstavené výsledky zamerania a spracovania údajov technológiami terestrického laserového skenovania a blízkej digitálnej fotogrametrie. Obe technológie sa vyznačujú pomerne krátkym časom zberu údajov, spracovaním, tvorbou ich 3D modelov a možnosťou zisťovania geometrických súvislostí na modelovaných objektoch. 1. Úvod Historické pamiatky sú každodenne vystavované nebezpečenstvu zániku. Aby sa naše kultúrne dedičstvo zachovalo aj pre budúce generácie treba objekty zdokumentovať a vytvoriť vysoko detailné záznamy, na základe ktorých by ich bolo možné opäť zrekonštruovať, či už len formou virtuálneho 3D modelu v rámci informačného systému, alebo v tom lepšom prípade aj v skutočnosti. V poslednom období s rozvojom digitálnej techniky sa aj možnosti tvorby technickej dokumentácie značne rozšírili. Analógové fotogrametrické prístroje sa nahrádzajú digitálnymi, jednoduché tachymetre sú zatienené modernými laserovými skenermi schopnými zamerať v krátkom čase niekoľko tisíc bodov pozorovaného objektu. Obe moderné metódy majú svoje výhody aj nevýhody, ktoré určujú ich konkrétne využitie pri zachovaní kultúrneho a architektonického dedičstva. V oblasti geodézie a spracovania údajov pomocou geodetických univerzálnych meracích staníc a technológie GNSS sa v posledných rokoch začína úspešne aplikovať aj terestrické laserové skenovanie (TLS). Svoje pevné miesto si našlo už v radoch dopravného staviteľstva, podzemného meračstva, architektúry a archeológie. Systém TLS je úspešný pri modelovaní a vizualizácii zložitých stavieb, konštrukcií, podzemných priestorov, interiérov, ale aj zdravie ohrozujúcich priestorov. Svoje časté uplatnenie nachádza vďaka ľahkej obsluhe, rýchlemu zberu vysokého počtu údajov bezkontaktným spôsobom, vysokej presnosti a bezpečnosti. Produktivita meračských a spracovateľských prác je tým mnohonásobne zefektívnená. Aplikácia fotogrametrie pri záchrane objektov s vysokou historickou a architektonickou hodnotou má už svoju tradíciu, hoci u nás na Slovensku sa využívala pomerne zriedka (napr. [2], [3], [5]). V poslednom období s nástupom digitálnej fotogrametrie sa proces získavania informácií zo snímok značne urýchlil a zlepšila sa aj kvalita a presnosť výstupných produktov. Metódy pozemnej fotogrametrie sú často veľmi výhodné aj na zameranie budov s jednoduchou rovinnou fasádou (projektívna fotogrametria), aj s veľmi členitou fasádou s množstvom výstupkov (stereofotogrametria alebo konvergentná fotogrametria). Výsledkom zamerania sú priestorové súradnice meraných bodov, vektorový výkres a zvlášť cenným výstupom je fotoplán fasády (ortofotomapa), ktorý je priamo vektorizovateľný v danej mierke. V súčasnosti sa pri príprave a spracovaní revitalizačnej dokumentácie pamiatkovej obnovy v oblasti architektúry a archeológie javia ako vhodné digitálne metódy na zameranie objektov a ich spracovanie do počítačových modelov. Pred ich rekonštrukciou prípadne sanáciou treba urobiť prieskumné a projektové práce s cieľom vyhotoviť realizačný projekt, ktorý dokumentuje rozsah obnovy historického objektu. Veľmi dobre sa tu uplatňujú práve technológie terestrického laserového skenovania (TLS) a digitálnej fotogrametrie, najmä pri zameriavaní plastík, reliéfov, archeologických nálezov i pri zachytení historických nástenných malieb. Takáto vizualizácia sa v konečnom dôsledku integruje do digitálnych prezentácií, ktoré sa využívajú na rôzne rozhodovacie štúdie. Parametre premiestnenia, rotácií a pretvorenia objektu možno určovať aj z týchto meraní, s použitím rôznych analytických riešení a postupov spracovania (najmä priestorovú podobnostnú transformáciu). 2. Vyhotovenie kompletnej dokumentácie historickej pamiatky laserovým skenovaním Vyhotovenie pozostáva z týchto častí: Rekognoskácia terénu a výber vhodných stanovísk v závislosti od dosahu a uhlového rozsahu prístroja (aby bol zabezpečený potrebný počet meraní s dostatočným prekrytom). Samotný zber nameraných bodov priestorovou polárnou metódou a ich hodnôt RGB (Red, Green, Blue) škály, nastavenie parametrov skenovania. Zameranie polohy stanovísk skenera a odrazových zrkadiel, určujúcich priestorovú orientáciu snímok. Spracovanie súborov nameraných bodov, tzv. mračna bodov v softvérovom prostredí, priamo dodávanom výrobcom prístroja na prvotné spracovanie výsledkov merania. Vyhotovenie kompletných priestorových modelov v špecializovaných softvéroch na spájanie, orezávanie, modelovanie a konečnú grafickú úpravu. Na testovanie technológie terestrických laserových systémov a zdokumentovania historického objektu pred jeho rekonštrukciou sme vybrali drevený kostolík v Miroli (obr. 1) na severovýchode Slovenska. Ide o objekt grécko-katolíckeho obradu z roku 1770 [1]. t é m a slovenský geodet a kartograf

8 Obr. 1 Drevený kostolík v Miroli. Autorka Ing. Mária Revajová V rámci karpatských drevených kostolov východného obradu ho zaraďujeme do skupiny bojkovských kostolov s lemkovskou modifikáciou. Veže i stupňovité štvorhranné kupoly nad svätyňou i loďou sú zakončené makovičkami so slepými tamburmi a krížmi. Strecha objektu i veže je pokrytá šindľom. Zrub a horná časť veže sú pobité vertikálnym doštením. Ikonostas a oltár je štvorradová polychrómovaná architektúra z 18. storočia s ikonami a cárskymi dverami. Horné rady ikon sú novšie, z konca 18. storočia. Ikonostas je riešený podľa presných ikonografických zásad. K motívom ikonostasu okrem iného patria výjavy z ľudového prostredia s postavami pastierov a žien v kroji. Meranie sme realizovali na jar a jeseň 2006 počas dvoch dní meračským systémom Callidus CP 3200, plnopanoramatickým skenerom a univerzálnou meracou stanicou Sokkia Power Set Súbor nameraných údajov sme spracovali v prostredí 3D Extractora, dodávaného výrobcom. V špecializovanom softvéri RapidForm XOV kórejskej firmy INUS Technology, Inc. sme vykonali modelovanie polygonálnej siete do CAD modelu a mapovanie modelu textúrami sme urobili v prostredí 3D Studia Max. Obr. 2 Callidus CP 3200 a univerzálny meračský prístroj Sokkia. Autorka Ing. Katarína Pukanská 3. Meračské a grafické práce Pred samotným začiatkom merania sme urobili rekognoskáciu terénu a navrhli sme počet a polohu stanovísk skenera tak, aby bol realizovaný potrebný počet meraní s dostatočným prekrytom a zohľadnením dosahu prístroja 32 m. Ako vlícovacie body na spájanie skenov slúžili odrazové zrkadlá, ktoré boli umiestnené ľubovoľne v teréne. Ich poloha bola určená pomocou univerzálnej meracej stanice Sokkia Power Set 2010 v lokálnom súradnicovom systéme (obr. 2). Po uvedení prístroja do činnosti sme nastavili parametre skenovania uhlový výrez, hustotu naskenovaných bodov a snímanie kamery pre hodnoty farebnej škály RGB. Na každom stanovisku prebehol zber údajov, meranie prebehlo automaticky, archivované údaje bolo možné priebežne kontrolovať a podľa potreby dopĺňať. Výsledkom boli súbory nameraných údajov, tzv. mračná bodov (obr. 3). Vzhľadom na to, že limitujúcim faktorom pri zbere údajov bol dosah prístroja, bolo potrebné vykonať ďalšie meranie pomocou lešenia. Samotný zber údajov trval dva dni a na spájanie jednotlivých snímok sa použili technológie vlícovacích bodov a metóda spájania pomocou identických línií. Ďalšie spracovanie do polygonálneho modelu (obr. 4) sme realizovali v softvérových prostrediach 3D Extractor, Rapidform a 3D Studio Max (obr. 5). 8 slovenský geodet a kartograf téma

9 Obr. 3 Spojené mračná bodov z prvého a druhého merania. Autorka Ing. Mária Revajová Obr. 4 Polygonálny a drôtený model kostolíka. Autorka Ing. Mária Revajová 4. Meranie a vyhodnotenie fasád budov digitálnou blízkou fotogrametriou Obr. 5 Výsledný model kostolíka a jeho fotografia. Autorka Ing. Mária Revajová Na potreby projektovej dokumentácie rekonštrukcie budov alebo ich fasád slúži digitálna prieseková fotogrametria (konvergentné snímkovanie so všeobecnou orientáciou osí záberu), ako meracia metóda, ktorá poskytuje 2D alebo 3D vektorové alebo rastrové výstupy. Práve rastrový výstup ortofotomapa (mozaika) fasády je tým výstupom, ktorý má najväčšiu informačnú hodnotu, keďže okrem geometrických charakteristík obsahuje aj originálne textúrne vlastnosti objektu [2]. Príkladom realizácie blízkej fotogrametrie je stena objektu Kasárne v areáli Trenčian- t é m a slovenský geodet a kartograf

10 Obr. 6 Ortofotomapa a pôdorys steny. Zdroj [5] Obr. 7 Textúrovaný virtuálny 3D model steny. Zdroj [5] skeho hradu. Pre projekt turistickej ubytovne bol fotogrametricky rekonštruovaný skutočný stav steny bývalých kasární v objekte Trenčianskeho hradu. Stena je dlhá 50 m, vysoká do 11 m a jej hrúbka sa pohybuje od 1,2 m do 0,5 m. Pôdorys má esovitý tvar. V rámci geodetickej dokumentácie bol určený priestorový tvar steny (obr. 6), poloha v lokálnom súradnicovom systéme a ortofotomapa (obr. 7) ako ortogonálna projekcia do vertikálnej roviny, rovnobežnej so spojnicou okrajov steny. Všetky body objektu boli signalizované prirodzene a priestorová presnosť modelu m XYZ je vyššia ako 0,02 m. Celý proces spracovania merania sme urobili v počítačovom prostredí softvéru Photo- Modeler (obr. 8). Pri výpočte sa využívajú matematické vzťahy analytickej fotogrametrie, najmä perspektívna transformácia a odhad parametrov vnútornej orientácie kamery metódou samokalibrácie. Numericky sme rekonštruovali chod určujúcich lúčov v priestore od snímkových bodov k predmetovým. Na spojenie snímok treba identifikovať spojovacie body, ktoré potom slúžia na priorientovanie susedných snímok, čo sa rieši vzájomnou orientáciou v zmysle epipolárnej geometrie [3]. 5. Model kostola sv. Jána Krstiteľa kartuziánskeho kláštora na Skale Kláštorisko, zrúcanina stredovekého kláštora, sa nachádza na Skale, v centre Slovenského raja, neďaleko Spišskej Novej Vsi. Ten- 10 slovenský geodet a kartograf téma

11 Obr. 8 Programové prostredie softvéru PhotoModeler. Zdroj [5] to kartuziánsky kláštor bol dlhé storočia pochovaný pod vrstvou zeme. Vzhľadom na rozsiahlosť kláštora bol na vytvorenie modelu použitý len Kostol sv. Jána Krstiteľa a priľahlá sakristia. 5.1 Geodetické práce Na potreby projektu bolo na objekte zameraných 48 vlícovacích, jednoznačne signalizovaných bodov. Treba povedať, že takýto veľký počet vlícovacích bodov bol zvolený len na analýzu dosiahnutej presnosti, pritom minimálny počet bodov na orientáciu modelu v referenčnom s. s. je 3. Pri meraní bola použitá priestorová polárna metóda a voľné stanovisko. Na meranie bola použitá univerzálna meracia stanica Leica TC Fotogrametrické práce Na fotogrametrické práce bola použitá kalibrovaná digitálna kamera Olympus C Celý objekt kartuziánskeho kláštora bol nasnímkovaný na 34 snímok s rozlišovacou schopnosťou x pixelov. Na určenie priestorovej polohy bodov kláštora bola použitá metóda konvergentného snímkovania so všeobecnou orientáciou osi záberu. 5.3 Spracovanie údajov Prvotný model kostola vyhotovený v softvéri PhotoModeler bol upravovaný v grafickom systéme MicroStation. V tomto programovom prostredí boli modelu priradené plochy a skutočné textúry. Posledným krokom bola vizualizácia modelu v programovom prostredí Maya (obr. 9). 6. Zameranie fasády arcibiskupského seminára digitálnou fotogrametriou Obr. 9 Vizualizácia modelu kostola v programe Maya. Zdroj [5] Ďalším objektom merania bola fasáda arcibiskupského seminára, ktorá sa nachádza v Prahe-Dejviciach na Thákurovej ulici. Na fotogrametrické zameranie fasády bola zvolená metóda konvergentného snímkovania. Snímky boli vyhotovené pomocou digitálnej fotografickej kamery Nikon D200. Fasáda t é m a slovenský geodet a kartograf

12 né poznať geograficky miesto archeologického náleziska, polohopisne a výškopisne charakterizovať tieto náleziská, vizualizovať historické stavby, pamiatky a pod. [4]. Práve spomínané moderné technológie v geodézii, ovplyvnené prudkým rozvojom informačných technológií a prístrojového vybavenia ponúkajú relatívne rýchle a finančne nenáročné možnosti vizualizácie historických pamiatok. Technológia terestrického laserového skenovania a digitálnej fotogrametrie majú v tejto úlohe svoje nezastupiteľné miesto s takmer neobmedzenou perspektívou vďaka neustálemu vývoju nových programov na imageprocessing a vizualizáciu. Literatúra Obr. 10 Pôvodná snímka a prekreslená ortofotosnímka bočnej časti fasády. Zdroj [6] Obr. 11 Umiestnenie vlícovacích bodov na fasáde. Zdroj [6] bola nasnímaná na 21 snímok s rozlíšením x tak, aby boli zachytené všetky jej časti. Snímky boli spracované v softvéri PhotoModeler 5, kde sa získali priestorové súradnice lomových bodov objektu. Jedným z výstupov sú prekreslené ortofotosnímky častí fasády (obr. 10). Pomocou vlícovacích bodov, zameraných elektronickým tachymetrom Topcon GPT bola modelu zadefinovaná mierka a orientácia (obr. 11). Výsledný model (lomové body a línie) bol exportovaný do výmenného formátu DXF a spracovaný v grafickom softvéri. 7. Záver Geodetické údaje smerujúce k lokalizácii predmetného objektu a jeho vizualizácii, sú potrebné a nevyhnutné aj v archeológii a výskume historických pamiatok, kde je potreb- [1] MIROĽA. [cit ]. Dostupné na internete < [2] BARTOŠ, P. GREGOR,V.: Aplikácie digitálnej fotogrametrie pri dokumentácii pamiatok. Bratislava : EUROSTAV, 1997, č. 3, s [3] BARTOŠ, P. GREGOR, V. SAMUHELOVÁ, A.: Fotogrametrické metódy pasportizácie fasád pamiatkových budov ako podklady pre ich rekonštrukciu. In: Stavebnícka ročenka Bratislava : Jaga, 2003, s [4] JANŠÁK, Š.: Základy archeologického výskumu v teréne. Bratislava : SNTL, [5] BARTOŠ, P., FRAŠTIA, M., MATYŠÁKOVÁ, A., CHLEPKO- VÁ, M.: Inžinierske aplikácie digitálnej blízkej fotogrametrie. In: Progresívne technológie v inžinierskej geodézii. Zborník prednášok. Katedra geodézie SvF STU Bratislava, 2006, s [6] HALIČKOVÁ, J., CHLEPKOVÁ, M., KOSKA, B.: Porovnanie metód laserového skenovania a digitálnej fotogrametrie pri dokumentácii historickej fasády. In: História, súčasnosť a perspektívy sústredenej výučby geodézie v teréne. Zborník referátov. Katedra geodézie SvF STU, Bratislava, 2007, s Ing. Katarína Pukanská Ústav geodézie, kartografie a GIS, FBERG TU Košice Ing. Marek Fraštia, PhD. Katedra geodézie, Stavebná fakulta STU Bratislava Ing. Miroslava Chlepková Katedra geodézie SvF STU Bratislava Ing. Juraj Gajdošík fy. Geospol, s.r.o., Urbánkova 64, Košice 12 slovenský geodet a kartograf téma

13 Možnosti spracovania fotogrametrických meraní na príklade určenia skutočného tvaru objektu Abstrakt Technológia blízkej digitálnej fotogrametrie a spracovania obrazu umožňuje použitie aj amatérskych, cenovo dostupných fotografických kamier na meranie skutočných stavov objektov s vysokou presnosťou. Podmienkou použitia takýchto kamier v praxi sú však kvalitné znalosti z problematiky kalibrácie kamier a metodiky fotogrametrického spracovania digitálnych snímok. Príspevok dokumentuje určenie priestorového tvaru slinkového sila metódou konvergentného snímkovania a analyzuje rôzne prístupy fotogrametrického spracovania meraných údajov. 1. Úvod do problematiky Nástroje netopografickej digitálnej fotogrametrie významne zvýšili efektivitu i kvalitu spracovateľských procesov a umožňujú využívať digitálne fotografické prístroje, určené pre bežných užívateľov aj na pozemné fotogrametrické aplikácie. Zjednodušenie fotogrametrických prác otvára na jednej strane možnosti aj pre nešpecialistov fotogrametrov, na druhej strane veľké množstvo ponúkaných možností spracovateľských prístupov ústi do kvalitatívne rozdielnych výsledkov. Práve tento fakt môže byť zápornou stránkou technológie digitálnej fotogrametrie, za predpokladu nedostatočných vedomostí z problematiky fotogrametrie, zvlášť ak je cieľom získať kvalitatívne najlepšie výsledky. Príspevok dokumentuje práve rôzne možnosti a kombinácie spracovateľských prístupov prameniace z metód kalibrácie, druhov transformácie a počtu identických bodov na riešenie v referenčnom systéme. Na základe porovnania priestorových súradníc, určených geodeticky a fotogrametricky sú stanovené charakteristiky presnosti jednotlivých prístupov fotogrametrického merania a spracovania. Následne sú jednotlivé prístupy vzájomne porovnané a hľadá sa optimálne riešenie z hľadiska presnosti a minimálneho počtu identických bodov. V závere je dokumentované najkvalitnejšie riešenie s jeho štatistickými charakteristikami. Príspevok má experimentálny charakter, keď využíva reálny objekt slinkového sila, na ktorom boli realizované geodetické a fotogrametrické merania. Merania boli ďalej spracované v rôznych kombináciách a výsledky zhodnotené. Dôvody pertraktovanej analýzy: čoraz viac nefotogrametrov a dokonca negeodetov začína používať fotogrametrické softvéry pre netopografické aplikácie, softvéry umožňujú spracovávať obraz, vytvorený dostupnými amatérskymi digitálnymi kamerami, ktoré nemajú zaistenú stabilitu prvkov vnútornej orientácie, veľká diverzita kvality výsledkov, získaných rôznymi spracovateľskými postupmi, hľadanie najlepšieho riešenia z hľadiska presnosti a určenie skutočnej presnosti dosiahnutých výsledkov (to následne určuje aplikačné oblasti), porovnanie skutočnej (empirickej) presnosti s aposteriórnou presnosťou, stanovenou softvérom, čo svedčí o spoľahlivosti výsledkov, zisk reálneho obrazu o problematike spracovania konvergentných snímok od začiatku (kalibrácie kamery) cez terénne práce (snímkovanie a určenie vlícovacích bodov) po možnosti určenia priestorových súradníc v referenčnom súradnicovom systéme. 2. Charakteristika pozorovaného objektu Slinkové silo (obr. 1) sa nachádza v areáli cementárne Holcim, a. s., v Rohožníku. Silo, ktoré slúži na uskladnenie slinku ako základnej zložky cementu má tvar valca s priemerom D = 36 m a výškou H = 40 m. Dôvodom zamerania priestorového tvaru sila boli deformácie jeho oceľového plášťa, keď sa Obr. 1 Slinkové silo v spodnej časti plášťa objavili až 2 cm široké praskliny. Tie boli neskôr zaplátané privarenými oceľovými plátmi. Vzniklo podozrenie, že dochádza k horizontálnym deformáciám plášťa vplyvom hmoty slinku v spodnej časti sila. Tento predpoklad bol overovaný klasickými geodetickými metódami a experimentálne aj fotogrametrickou metódou. Na snímkovanie bola použitá digitálna SRL kamera Nikon D200. Cieľom bolo preskúmať možnosti netopografickej digitálnej fotogrametrie pri použití amatérskej digitálnej kamery a posúdiť efektivitu a presnosť fotogrametrickej metódy v podobných aplikáciách inžinierskej geodézie. t é m a slovenský geodet a kartograf

14 Obr. 2 Signalizácia pozorovaných bodov Signalizácia meraných bodov Na účely určenia priestorového tvaru slinkových síl bolo na každom sile stabilizovaných 56 vertikálnych profilov so 7 bodmi, signalizovaných odrazovými fóliami (4 x 4 cm 2 ) a 56 vertikálnych profilov s 8 bodmi, signalizovaných kruhovými terčmi bielej farby s priemerom 2 cm (obr. 2). Spolu bolo fotogrametricky vyhodnotených 840 bodov. 3. Geodetické a fotogrametrické merania tvaru objektu Na potreby základného merania a opakovaných etapových meraní bola vybudovaná sieť vzťažných bodov okolo predmetného sila. Body boli stabilizované klincovými značkami v betóne. Na polohové meranie bola použitá univerzálna meracia stanica (UMS) Leica TCR 1101 s charakteristikami presnosti merania uhlov 3 cc a dĺžok 1 mm + 1 ppm. Uhly boli merané v 2 skupinách. Polohové súradnice bodov vzťažnej siete boli určené uzavretým polygónovým ťahom v lokálnom súradnicovom systéme s presnosťou mx = my = ± 2 mm. Výšky vzťažných bodov boli určené metódou presnej nivelácie, digitálnym nivelačným prístrojom DiNi 12 s presnosťou ± 0,3 mm. Z bodov vzťažnej siete boli merané pozorované body objektu priestorovou polárnou metódou, keďže UMS umožňovala merať dĺžky aj pasívnym odrazom. Uhly boli merané v 1 skupine a 2 polohách. Vzhľadom na presnosť vzťažných bodov a vzhľadom na presnosť prístroja bola dosiahnutá presnosť pozorovaných bodov sila ± 2 mm v polohe a ± 2 mm vo výškach [2]. 3.1 Snímkovanie Tab. 1 Technická špecifikácia kamery Nikon D200 počet pixelov formát snímok TIFF veľkosť CCD senzora 23,6 x 15,8 mm 2 rozlíšenie 3872 x 2592 konštanta snímky (f) 20,5 mm mierkové číslo snímok veľkosť pixela 6,09 µm objektív Nikkor AF 2,8D citlivosť 100 ISO Ako metóda merania bola zvolená blízka digitálna fotogrametria. Použitá metóda snímkovania konvergentné snímkovanie so všeobecnou orientáciou osí záberu. Geometria stanovísk snímkovania bola ovplyvnená stavbami v priamej blízkosti pozorovaných objektov, ako aj stavbami v okolí. Tie znemožnili určiť súradnice niektorých bodov alebo negatívne ovplyvnili presnosť niektorých bodov. Rozmiestnenie stanovísk snímkovania dokumentujú obrázky 3 a 4. Na snímkovanie bola použitá profesionálna digitálna zrkadlovka Nikon D200 s rozlíšením 10 Mpix. Kamera bola pred meraním kalibrovaná na Testovacom a kalibračnom bodovom poli Katedry geodézie SvF STU v Bratislave. Technické parametre kamery, použité pri snímkovaní sú uvedené v tabuľke Meranie obrazových súradníc Snímky boli fotogrametricky spracované a vyhodnotené v prostredí fotogrametrického meračského softvéru Photomodeler. Snímkové body boli merané buď manuálne alebo ak to bolo možné tak automaticky. Apriórne hodnoty presnosti merania (váhy) snímkových súradníc boli 0,5 pix. pri manuálnom meraní a 0,2 pix. pri automatickom meraní. Pozorovaným bodom bolo vždy ťažisko kruhového terča alebo odrazovej fólie. Obr. 3 Silo bočný pohľad Obr. 4 Silo pôdorysný pohľad 14 slovenský geodet a kartograf téma

15 Obr. 5 Kalibračný FRAME obrazec Obr. 6 Kalibračné bodové pole pričom bola na kalibráciu použitá jednak voľná sieť (TKBP_VS) a jednak bola vykonaná na fixné vlícovacie body určené geodeticky (TKBP_VB). Kalibrácia počas projektu, pričom sa určujú rovnaké prvky vnútornej orientácie pre všetky snímky z bodov, ktoré sú samé o sebe určované ako neznáme. Ďalej túto kalibráciu označujeme ako FC. Kalibrácia počas projektu, pričom sa určujú rôzne prvky vnútornej orientácie pre každú snímku a opäť z bodov, ktoré sú samé o sebe určované ako neznáme. Táto kalibrácia sa nazýva samokalibrácia (ďalej SC). 4.2 Transformácia do referenčného systému Z používaných metód transformácie prichádzajú najčastejšie do úvahy priestorová podobnostná transformácia (PPT) a perspektívna transformácia (PT) ako samotný matematický princíp fotografického centrálneho zobrazovania. 4. Možnosti spracovania fotogrametrických meraní Ak nebudeme brať do úvahy faktory, ako boli geometria stanovísk snímkovania, počet určujúcich lúčov na bode a veľkosť uhla prieseku (to je dané samotným objektom, jeho okolím a našimi možnosťami) zostávajú nám stále tieto varianty v riešení priestorových súradníc v referenčnom systéme: rôzne spôsoby kalibrácie kamery, metódy transformácie do referenčného systému, počet identických bodov na transformáciu, pravdepodobnostná alebo fixná poloha identických bodov. 4.1 Kalibrácia kamery Kalibráciu kamery môžeme realizovať rôznymi metódami a postupmi, ktoré sa jednak zdokonaľovali v priebehu histórie a jednak ich poskytuje daný spracovateľský softvér. V príspevku sme sa obmedzili na druhý prípad a testované boli kalibračné procedúry: Plne automatická kalibrácia na kalibračnom obrazci s veľkosťou 1x1 m 2 (obr. 5), ktorý poskytuje výrobca použitého softvéru (v príspevku túto kalibráciu označujeme ako FRAME). Poloautomatická kalibrácia na testovacom a kalibračnom bodovom poli TKBP [1], (obr. 6) s rozmermi 3 x 4 x 2,5 m 3, 4.3 Počet identických bodov Počet identických bodov na transformáciu je dôležitý z hľadiska hospodárnosti a presnosti v prípade nehomogénnych systémov. V experimente boli testované prípady transformácie (PPT a PT) cez 4, 8, 16 a 32 identických bodov. Rozmiestnenie bodov bolo rovnomerné po obvode sila v prípade 4, 8 a 16 bodov v 2, 4 a 8 vertikálnych profiloch s 2 bodmi a v prípade 32 identických bodov zostáva 8 vertikálnych profilov, každý so 4 bodmi. 5. Analýza presnosti fotogrametrických výsledkov Po geodetickom meraní sme získali priestorové súradnice odrazových fólií s presnosťou m XZY 3 mm, čo predstavovalo cca 400 bodov. Nie všetky bolo možné určiť aj fotogrametricky, pretože mali nízku presnosť vzhľadom na zákryty spôsobené stavbami v okolí. Zostalo tak cca 380 bodov na porovnanie geodetických a fotogrametrických súradníc, na ktorých boli dobré alebo výborné podmienky prieseku a merania obrazových súradníc. Zo súboru odchýlok v osiach X, Y t é m a slovenský geodet a kartograf

16 Tab. 2 Úplné empirické stredné chyby kombinácií fotogrametrických meraní Transformácia Kalibrácia SPRACOVANIE FRAME TKBP FC SC priestorová podobnostná Počet identických bodov perspektívna VS VS VS_FIX VB VB_FIX VS VB FIX VS VB FIX PPT4 122,5 41,4 41,9 20,8 15,4 PPT8 81,7 26,6 26,8 13,2 11,2 PPT16 84,8 27,9 28,0 12,3 10,8 PPT32 82,2 26,5 26,7 12,6 9,9 dosiahnutá priestorová presnosť mxyz [mm] PT4 134,4 45,6 38,5 45,9 38,7 21,0 17,5 16,9 9,2 PT8 82,1 27,7 23,6 29,0 23,6 15,1 9,1 12,8 7,4 PT16 83,2 28,1 23,0 27,3 23,0 14,0 7,8 11,7 4,9 PT32 73,5 27,8 14,7 31,1 14,7 18,4 4,8 15,0 3,8 a Z boli vypočítané charakteristiky, ako maximálna kladná a záporná odchýlka, aritmetický priemer odchýlok, kvadratický priemer a rozptyl. Za smerodajnú charakteristiku presnosti bol vybraný kvadratický priemer, ktorý predstavuje úplnú empirickú strednú chybu, za predpokladu, že rozdiely súradníc predstavujú skutočné chyby fotogrametrie. Z kvadratických rozdielov v osiach X, Y, Z bola vypočítaná priestorová chyba m XYZ (tabuľka 2) a tá sa ďalej použila v nasledujúcich grafoch ako charakteristika priestorovej presnosti bodu, určeného fotogrametricky. 5.1 Výsledky po priestorovej podobnostnej transformácii Tento variant bol zvolený aj na základe tvrdenia výrobcu spracovateľského softvéru o najvyššej dosiahnuteľnej presnosti pri výpočte na voľnej sieti. To by znamenalo, že fotogrametricky určený model má vysoko presnú geometriu, ktorá sa po PPT nezdeformuje ak sú identické body kvalitne určené v referenčnom systéme. Výsledky dokumentuje graf 1. Výsledky môžeme interpretovať takto: a) Ako nevhodná metóda sa ukázala podľa predpokladov kalibrácia na kalibračnej mriežke, je to spôsobené malými rozmermi mriežky a krátkymi predmetovými vzdialenosťami. b) Kalibrácia na kalibračnom poli výrazne zvyšuje presnosť pričom nie je potrebné poznať referenčné súradnice bodov poľa. Graf 1 Vplyv kombinácie priestorovej podobnostnej transformácie, kalibrácie a počtu identických bodov na výslednú presnosť fotogrametricky určeného bodu c) Ako rovnocenné sú kalibrácie počas projektu, ktoré dosahujú najvyššiu presnosť. d) Počet 8 identických bodov postačuje pre najlepšie výsledky zvyšovanie počtu bodov neprináša významné zlepšenie pre priestorovú podobnostnú transformáciu. e) Optimálne výsledky boli dosiahnuté kalibráciou počas projektu SC (samokalibráciou) s následným použitím 8 identických bodov pre PPT fotogrametrického modelu vytvoreného na voľnej sieti do referenčného systému, pričom bola dosiahnutá hodnota priestorovej presnosti m XYZ = 11,2 mm. Maximálne kladné a záporné odchýlky ohraničovali interval < 19 mm; 16 mm>. 5.2 Výsledky po perspektívnej transformácii Perspektívna transformácia matematicky realizuje samotný fyzikálny princíp centrálnej projekcie. Pomocou identických (vlícovacích) bodov sa určujú súradnice priamo v referenčnom systéme. Vlícovacie body môžu mať charakter fixných bodov a ich poloha zostáva po výpočte nezmenená alebo im prisúdime určitú referenčnú presnosť. Prvý prípad sa aplikuje ak máme istotu v kvalite súradníc vlícovacích bodov a apriori predpokladáme, že fotogrametrické súradnice budú aspoň 2 3-násobne menej presné. Druhý prípad vychádza z predpokladu, že fotogrametrické súradnice majú približne rovnakú alebo vyššiu presnosť ako referenčné súradnice vlícovacích bodov. Graf 2 ukazuje, že výsledky sú veľmi podobné ako pri priestorovej podobnostnej transformácii. Optimálne výsledky boli dosiahnuté kalibráciou počas projektu SC pri následnom použití 8 identických bodov pre PT fotogrametrického modelu, vytvoreného 16 slovenský geodet a kartograf téma

17 Graf 2 Vplyv kombinácie perspektívnej transformácie, metódy kalibrácie a počtu identických bodov na výslednú presnosť fotogrametricky určeného bodu (VB nie sú fixné) Graf 3 Vplyv kombinácie perspektívnej transformácie, metódy kalibrácie a počtu identických bodov na výslednú presnosť fotogrametricky určeného bodu. (VB sú fixné) Graf 4 Histogram početnosti rozdielov geodetických a fotogrametrických súradníc v osiach X, Y, Z spolu. Veľkosť intervalu 1 mm na voľnej sieti do referenčného systému, pričom bola dosiahnutá hodnota priestorovej presnosti m XYZ = 12,8 mm. Maximálne kladné a záporné odchýlky ohraničovali interval < 23 mm; 18 mm>. Z grafu 3 môžeme vidieť kvalitatívne iné výsledky ako v predošlých dvoch prípadoch. Kalibrácia FRAME sa v tomto prípade už neuvádza vzhľadom na jej nevhodnosť pre presné aplikácie na veľkorozmerných objektoch. Na základe uvedeného môžeme konštatovať: a) Pri fixných VB sa viac než 2-násobne zvýšila celková priestorová presnosť. b) Perspektívna transformácia je citlivá na zvyšujúci sa počet VB až na 32, kde bola dosiahnutá najvyššia presnosť pre všetky kalibrácie. Najpresnejšie výsledky boli dosiahnuté pri samokalibrácii počas projektu, keď boli určované prvky vnútornej orientácie pre každú snímku samostatne a bolo použitých 32 fixných vlícovacích bodov na perspektívnu transformáciu. Štatistika rozdielov pre tento variant je uvedená v tab. 3. Štatistika vstupných údajov na výpočet fotogrametrických súradníc s aposteriórnymi hodnotami charakteristikami presnosti po výpočte MNŠ fotogrametrickým softvérom je uvedená v tabuľke 4. Tab. 3 Štatistika rozdielov geodetických a fotogrametrických súradníc 347 bodov Y [mm] X [mm] Z [mm] maximálna odchýlka + 6,5 8,3 10,0 maximálna odchýlka - -6,7-8,1-4,4 aritmetický priemer 0,3-0,4 0,8 kvadratický priemer 2,0 2,3 2,4 rozptyl 1,9 2,2 2,1 Tab. 4 Štatistika vstupných a vypočítaných parametrov Graf 5 Zvýšenie presnosti fotogrametrických meraní použitím rôznorodých metód kalibrácie a rôzneho počtu identických bodov Počet snímok 39 Počet bodov (referenčných) 814 Počet meraní (snímkových) 6353 Priemerný počet určujúcich lúčov na bod 8 Jednotková stredná chyba σ_0 1,315 pix Aposteriórna snímková presnosť 0,321 pix Maximálna oprava 1,404 pix Odhadnutá presnosť v ref. systéme my < 0,0034 m vypočítaná softérom Photomodeler mx < 0,0032 m (iba porovnávané body) mz < 0,0026 m t é m a slovenský geodet a kartograf

18 6. Záver Z experimentu vidno, ako je fotogrametrická metóda konvergentného snímkovania citlivá na spôsob kalibrácie kamery, na transformáciu do referenčného systému, na počet identických, resp. vlícovacích bodov a definície presnosti týchto bodov. Treba pripomenúť, že cieľová značka na geodetické merania nemusela vždy ležať v ťažisku odrazovej fólie, ako je to v prípade cieľovej značky pre fotogrametrické merania, ale mohla variovať v rozmedzí 0 2 mm oproti fotogrametrickému cieľu. Ďalej treba pripomenúť dosiahnuté fotogrametrické výsledky, ktoré sa v presnosti dostali prakticky na úroveň geodetického merania. Tu už potom nie je korektné hovoriť o úplnej empirickej strednej chybe a bolo by potrebné použiť iné modely na odhad presnejšej metódy. Ponechal som však geodetické súradnice ako vzťažné aj vzhľadom na to, že na určenie fotogrametrických súradníc vplýva omnoho viac faktorov a použitá kamera nie je profesionálna fotogrametrická kamera. Výhody použitia digitálnych kamier sú nesporné a v kombinácii s vhodným spracovateľským softvérom možno výrazne redukovať laboratórne a vyhodnocovacie práce pri súčasnej úspore finančných prostriedkov (náklady na film, vyvolanie ). Nevýhodou kvalitných digitálnych kamier väčších formátov je zatiaľ stále vysoká cena, zato je u nich predpoklad precíznej justáže a stabilnej vnútornej orientácie, čo tieto prístroje predurčuje na najpresnejšie aplikácie. Na druhej strane príspevok dokazuje, že možno použiť aj digitálne kamery nižšej triedy pre aplikácie inžinierskej geodézie, samozrejme pri predpoklade dobrých znalostí z danej problematiky. Príspevok je súčasťou riešenia projektov č. 1/3060/06 a č. 1/4206/07 s podporou vedeckej grantovej agentúry VEGA. Literatúra [1] FRAŠTIA, M.: Kalibrácia a testovanie digitálnych kamier pre aplikácie blízkej fotogrametrie. Dizertačná práca, SvF STU Bratislava, [2] SOKOL, Š. BAJTALA, M. FRAŠTIA, M.: Určenie priestorového tvaru slinkového sila. In. História, súčasnosť a perspektívy sústredenej výučby v teréne. Zborník referátov. Počúvadlo, 2007, s Ing. Marek Fraštia, PhD. Katedra geodézie, Stavebná fakulta STU Bratislava Komora geodetov a kartografov informuje Komora geode 15. slovenské geodetické dni Bratislava Národné tenisové centrum november slovenský geodet a kartograf téma Komora geodetov a kartografov informuje

19 Komora geodetov a kartografov informuje Komora geode tov a kartografov informuje Komora geodetov a kartografov Zábery z prednáškovej sály Jubilejný 15. ročník najväčšieho geodetického podujatia na Slovensku Slovenské geodetické dni, ktorý sa uskutočnil novembra 2007 v Národnom tenisovom centre, privítal 485 účastníkov. Priestory na svoje expozície dokonale využilo 15 vystavovateľov. Odborná náplň prednášok zo štátnej správy, z podnikateľskej sféry i vystavovateľov prilákala opätovne rekordný počet účastníkov. V tomto roku sme zaznamenali po prvýkrát vysoký záujem zo strany študentov vysokých aj stredných odborných škôl o odborné prednášky a výstavu. Spoločenského večera sa zúčastnilo 232 účastníkov. Úvod patril privítaniu a poďakovaniu všetkým sponzorom, vystavovateľom a odborným garantom od predsedu KGK Ing. Stromčeka a tiež od Ing. Poljovku z firmy Geodis hlavného sponzora spoločenského večera. K výbornej nálade určite prispel Berco Balog s tanečníkmi skupiny Dance all stars. Po minuloročnom úspechu spontánne zorganizovanej tomboly boli v tomto roku oslovení vystavovatelia a sponzori, ktorí darovali 14 hodnotných cien. Medzi nimi bol okrem iného nivelačný prístroj TOPCON od firmy Geodis, laserový diaľkomer od firmy Leica, uhlíková výtyčka pod prístroj GPS od firmy Ornth, minihranol na totálnu stanicu Geotronics Slovakia a ďalšie. Zaujímavosťou boli tzv. ceny útechy stabilizačný kameň M2 od firmy Geoteam a súbor zrušených predpisov od ÚGKK SR. Celú akciu podporilo 39 sponzorov. Bez ich pomoci by ju nebolo možné v takom rozsahu a kvalitne zorganizovať. Ešte raz im vyslovujeme vďaku a bude nám cťou spolupracovať pri príprave ďalších geodetických dní. Ing. Ingrid Geisseová tajomníčka KGaK Komora geodetov a kartografov informuje slovenský geodet a kartograf

20 uje Komora geodetov a kartografov informuje Komora geode ODBORNÝ PROGRAM 15. SLOVENSKÝCH GEODETICKÝCH DNÍ Úrad geodézie, kartografie a katastra SR Komora geodetov a kartografov Stavebná fakulta STU Slovenský zväz geodetov Kartografická spoločnosť SR Slovenská spoločnosť geodetov a kartografov Zamestnávateľský zväz geodézie a kartografie ŠTVRTOK 15. novembra INFORMÁCIE Z ODBORU GEODÉZIA A KARTOGRAFIA Odborný garant: Ing. Vladimír Stromček, predseda Komory geodetov a kartografov Ing. STANKOVSKÝ, V. Komora geodetov a kartografov: História slovenských geodetických dní. JUDr. MOYZES, Š. Úrad geodézie, kartografie a katastra SR: Informácie z rezortu Úradu geodézie, kartografie a katastra SR. Ing. SOKÁČOVÁ, P. Úrad geodézie, kartografie a katastra SR: Informácia o čerpaní eurofondov. 2. REALIZÁCIA PROJEKTOV POZEMKOVÝCH ÚPRAV Odborný garant: Ing. Vladimír Uhlík, predseda Zamestnávateľského zväzu geodézie a kartografie Ing. HUDECOVÁ, Ľ. Ministerstvo pôdohospodárstva SR: Metodický návod na vykonávanie geodetických činností pre projekt pozemkových úprav. Ing. UHLÍK, V. Geodézia Bratislava, a. s.: Vykonanie projektu pozemkových úprav. Ing. HATALOVÁ, M. Ing. NAVRÁTILOVÁ, D. Výskumný ústav geodézie a kartografie v Bratislave: Spracovanie rozdeľovacieho plánu a skúsenosti so zápisom projektov pozemkových úprav do katastra nehnuteľností. 3. NOVÉ TECHNOLÓGIE V ODBORE GEODÉZIA A KARTOGRAFIA prvá časť 3. bloku Odborný garant: Ing. Štefan Lukáč, predseda Slovenského zväzu geodetov Ing. PATOČKA, O. Bentley systems ČR, s.r.o.: Bentley map řešení pro tvorbu a správu prostorových dat. Ing. STROMČEK, V. Intergraph ČR, spol. s.r.o.: Riešenia intergraph pre geodéziu a kataster nehnuteľností. Ing. PALETA, J. Hewlett Packard: Velkoformátové technologie pro GIS. Ing. HOLEČEK, R. GEOMETRA OPAVA, spol. s. r. o.: Interaktivní 3D vizualizace TERRA v roce druhá časť 3. bloku Ing. TOMÁNEK, R. Geodis Slovakia, s.r.o.: Motorizované univerzálne meracie stanice TOPCON GPT Ing. ORNTH, J. ORNTH, spol. s r.o.: Novinky v geodetickej meracej technike. Ing. GRYGAR, J. Sokkia, s.r.o.: Totální stanice SOKKIA SRX. Ing. FROHMANN, E. PhD. Geotech Bratislava: GPS 900 CS. Ing. BARCA, R. Eurosense, s.r.o.: Bratislava nasnímkovaná v júni 2007 digitálnou leteckou kamerou s rozlíšením 10 cm. 20 slovenský geodet a kartograf Komora geodetov a kartografov informuje

21 tov a kartografov informuje Komora geodetov a kartografov PIATOK 16. novembra APLIKÁCIA INFORMAČNÝCH TECHNOLÓGIÍ V OBLASTI KATASTRA Odborný garant: Ing. Ingrid Šuppová, riaditeľka Katastrálneho odboru Úradu geodézie, kartografie a katastra SR Ing. HAMAŠ, Ľ. Úrad geodézie, kartografie a katastra SR: Informačné technológie v rezorte ÚGKK SR. Ing. URCIKÁNOVÁ, J. Ing. JASOVSKÁ, E. Bc. FILÍPEK, R. Úrad geodézie, kartografie a katastra SR, Výskumný ústav geodézie a kartografie v Bratislave: Elektronická podateľňa a registratúra, elektronické poskytovanie katastrálnych služieb. Ing. ŠUPPOVÁ, I. Ing. NAVRÁTILOVÁ, D. Úrad geodézie, kartografie a katastra SR, Výskumný ústav geodézie a kartografie v Bratislave: Geometrický plán po novom. Ing. BULLA, M. Ing. STANKOVSKÝ, V. Komora geodetov a kartografov: Geometrické plány ako ďalej? 5. SKÚSENOSTI S VYUŽÍVANÍM SLUŽBY SKPOS Odborný garant: Ing. Dušan Ferianc, predseda Slovenskej spoločnosti geodetov a kartografov Ing. ŠALÁTOVÁ, E. a kol. Geodetický a kartografický ústav Bratislava: SKPOS Slovenská priestorová observačná služba. Ing. DROŠČÁK, B. Železnice SR: GPS observácie reálna kvalita prevodu do S-JTSK a Bpv. Ing. KOŽÁR, J. Ing. KLOBUŠIAK, M. Ing. ŠKÚCI, R. GEO- KOD s. r. o.: Vybrané geodetické činnosti od a) po j). Ing. ŘEZNÍČEK, J., PhD. Zeměměřický úřad ČR: Aktuální stav sítě GPS CZEPOS. Ing. TARABA, P. Český úřad zeměměřický a katastrální: Zkušenosti z každodenního využití GNSS v ČR. Výstavné, spoločenské a stravovacie priestory NTC počas SGD Komora geodetov a kartografov informuje slovenský geodet a kartograf

22 uje Komora geodetov a kartografov informuje Komora geode Fotodokumentácia z vydareného spoločenského večera 22 slovenský geodet a kartograf Komora geodetov a kartografov informuje

23 tov a kartografov informuje Komora geodetov a kartografov Vyžrebovaní účastníci spoločenského večera počas preberania ceny v tombole Informácie zo zasadania predstavenstva KGaK 21. septembra 2007 Žilina Uznesenie 14 Predstavenstvo poveruje svojich členov sledovaním vývoja pripomienkovania smernice GP a jej samotným aktívnym pripomienkovaním. Z: Ing. Bulla T: trvá Stankovský: Informoval o ponechaní úradného overovania GP v novele katastrálneho zákona, ktorá bola v rámci rezortného pripomienkovania schválená na ÚGKK SR. KGaK sa k tomu bude môcť vyjadriť až v medzirezortnom pripomienkovaní. Súčasne pripomenul potrebu presadiť v rámci pripomienkovania, aby sídla správ katastra nemuseli byť v sídle okresu. Stromček: Zdôraznil vynechanie geodézie z názvu zákona (aj organizácie) Úrad katastra nehnuteľností. V zmysle toho vyzval na korektné pripomienkovanie katastrálneho zákona v spolupráci s členmi Komisie pre novelizáciu zákona č. 216/1995 Z. z. Uznesenie 18 Predstavenstvo prijalo uznesenie v súvislosti s prípravou novelizácie zákona č. 216 /1995 Z. z. o Komore geodetov a kartografov. Pracovnú skupinu budú tvoriť Stromček, Bulla, Lukáč, Hardoš, Stankovský a JUDr. Pialová. Z: Ing. Stromček T: trvá (komisia) Uznesenie 27 Predstavenstvo poveruje regionálnych zástupcov predkladať požadované návrhy možných vzdelávacích aktivít Skúšobnej komisii, ktorá ich bude realizovať v jednotlivých regiónoch, ako konkrétny príspevok k napĺňaniu Programu dlhodobého vzdelávania členov Komory. Z: regionálni zástupcovia, Prof. Ing. Staněk, PhD. T: trvá Stromček: Žiada regionálnych zástupcov o oznámenie termínov regionálnych stretnutí. Uznesenie 9 Predstavenstvo prijalo uznesenie o spracovaní dlhodobého programu činnosti KGaK do roku Z: Ing. Stromček, Ing. Lukáč T: trvá Uznesenie 10 Predstavenstvo prijalo uznesenie prerokovať a doriešiť s ÚGKK SR prijímanie uchádzačov zo zahraničia do KGaK. Z: Prof. Ing. Staněk, PhD. T: splnené Staněk: Informoval o stretnutí s vedúcim služobného úradu ministerstva školstva prof. Ing. F. Schlosserom, CSc., ktorý prisľúbil poskytnutie pracovnej verzie pripravovanej zmeny zákona č. 477/2002 Z. z. o uznávaní odborných kvalifikácií. Komora geodetov a kartografov informuje slovenský geodet a kartograf

24 uje Komora geodetov a kartografov informuje Komora geode Uznesenie 15 Vytvorenie platformy na riešenie problémov pri aplikácii SK POS, čo sa týka zmeny súradníc S-JTSK. Z: Ing. Bulla, Ing. Stromček T: trvá Predstavenstvo v zmysle uznesenia vyzve zástupcov ÚGKK SR, GKÚ a KGaK na riešenie problémov pri využívaní služby SK POS. Uznesenie 21 Predstavenstvo prijalo uznesenie prerokovať návrh na zrušenie úradného overovania geometrických plánov na správach katastra s katastrálnym odborom ÚGKK SR. Z: Ing. Bulla, Ing. Stromček T: trvá Stromček: V rámci rezortného pripomienkovania novely katastrálneho zákona bolo úradné overovanie GP ponechané. Uznesenie 31 Predstavenstvo poveruje Ing. Repáňa redizajnom webovej stránky KGaK. Z: Ing. Repáň T: Uznesenie 1 Predstavenstvo súhlasí s vykonaním krokov na presťahovanie kancelárie KGaK do iných priestorov. Z: Ing. Stromček, Ing. Geisseová T: trvá Uznesenie 2 Predstavenstvo odsúhlasilo použitie finančných prostriedkov z položky Prevádzková rezerva na nákup PC v cene ,- Sk. Z: Ing. Stromček, Ing. Geisseová T: splnené Uznesenie 4 Predstavenstvo poveruje kanceláriu KGaK preveriť možnosti a podmienky na spoločnú distribúciu bulletinu SGaK s časopisom Zeměměřič. Z: Ing. Geisseová T: splnené Geisseová: Spoločná distribúcia prebehla úspešne, KGaK platila za SGaK č. 2/2007 cenu balného vo výške 2 317,- Sk, distribúcia bola fakturovaná časopisu Zeměměřič. Uznesenie 5 Predstavenstvo poveruje svojich členov zistením možnosti výroby propagačného obalu KGaK. Z: Ing. Stromček, Ing. Hermanová T: trvá Uznesenie 8 Dozorná rada navrhuje predstavenstvu zmeniť účtovníčku. Z: Ing. Pobjecký T: splnené Uznesenie 9 Predstavenstvo ukladá predsedovi Cenovej komisie zapracovať do cenníka geodetických a kartografických prác kalkulačný vzorec a poznámku o indexácii (odporúča sledovať infláciu vyhlásenú NB SR). Z: Ing. Stankovský T: Repáň: Za predstavenstvo KGaK oficiálne požiada Ing. Petra Poláka, predsedu Revíznej komisie Českého svazu geodetů a kartografů o prevzatie kapitoly z ich cenníka geodetických a kartografických prác, v ktorej je uverejnený kalkulačný vzorec a upraví ho pre náš cenník. Uznesenie 10 Predstavenstvo rozhodlo o príprave odborného názoru Postup a poučenie pre geodetov v prípadoch problémov pri overovaní GP, zásady riešenia, ktorý bude zverejnený na webovej stránke KGaK a list bude odoslaný na ÚGKK SR. Prednesený problém bude zadaný právnickej kancelárii na riešenie. Z: Ing. Bulla T: Uznesenie 11 Predstavenstvo prijalo uznesenie zmluvne zabezpečiť právne poradenstvo pre KGaK s advokátskou kanceláriou Vetrák & Partners. Z: Ing. Stromček, Ing. Stankovský T: Uznesenie 12 Do konca roka 2007 sa na základe uznesenia a pripomienok na VZ v Trnave pripraví predpis na dlhodobé vzdelávanie členov KGaK. Z: Ing. Stromček, Prof. Ing.Kopáčik, PhD., Ing. PobjeckýT: KGaK obnovila činnosť AGaK týmto fyzickým osobám (stav k ) Evidenč. č. Meno Rozsah oprávnenia Dátum 431 Ing. Peter Vojtko C Ing. Juraj Kočan A Ing. Štefan Fašánek C KGaK pozastavila činnosť AGaK týmto fyzickým osobám (stav k ) Evidenč. č. Meno Rozsah oprávnenia Dátum 800 Ing. Daniela Gáboriková A Ing. Vladimír Stankovský C Vysvetlivky: A podľa 6 písm. a/ až e/ zákona NR SR č. 215/1995 Z. z. o geodézii a kartografii B podľa 6 písm. d/ až j/ zákona NR SR č. 215/1995 Z. z. o geodézii a kartografii C podľa 6 zákona NR SR č. 215/1995 Z. z. o geodézii a kartografii Ing. Ingrid Geisseová, tajomníčka KGaK 24 slovenský geodet a kartograf Komora geodetov a kartografov informuje

25 tov a kartografov informuje Komora geodetov a kartografov Milí naši čitatelia. Dovoľte Redakčnej rade, aby vám zaželala príjemné prežitie vianočných sviatkov, plných lásky a pohody a v novom roku 2008 zdravie, šťastie, pracovné a osobné úspechy. Nech vaše dni plynú v takej harmónii, ako tieto stopy v zasneženej a pokojnej zimnej krajine. Redakčná rada bulletinu. slovenský geodet a kartograf

26 Krížovka Aký matematický model vo fotogrametrii vyjadruje centrálnu projekciu? Emil Trochan Riešenie tajničky z SGaK č : V histórii nemali doteraz geodeti a kartografi takú univerzálnu, presnú a všeobecne prístupnú technológiu na vykonávanie svojej činnosti, akou je práve globálny navigačný satelitný systém. Slovenský geodet a kartograf Ročník XII., č. 4 Vydáva: Komora geodetov a kartografov Pekná cesta 15, Bratislava Tel./fax: 02/ Bankové spojenie: SLSP, a. s., č. účtu: /0900 E mail: komorag@mail.t-com.sk, Internet: Redakčná rada: Ing. Štefan Lukáč predseda Ing. Vladimír Vázal Ing. Renáta Šrámková Ing. Ingrid Geisseová Layout: Layout JS. Príprava a tlač: VEDA, vydavateľstvo SAV ISSN slovenský geodet a kartograf krížovka

27

28