Diapositiva 1

Temat 4
1. Schemat ogólny projektowania zdjęć lotniczych
2. Uwarunkowania prac fotolotniczych
3. Plan nalotu
Zdjęcia lotnicze projektuje się dla
określonego zadania:
•
•
•
•
•
•
•
Mapy sytuacyjno – wysokościowe
Aktualizacja istniejącej mapy
Bazy danych topograficznych
Ortofotomapy
Budowa numerycznego modelu terenu (NMT lub NMPT)
Modele 3D miast
Modernizacja ewidencji gruntów
Projekt powinien uwzględniać różne
uwarunkowania techniczne
•
•
•
•
•
Dokładność końcowa produktu
Przewidywana treść
Technologia opracowania – posiadany sprzęt, doświadczenia, kwalifikacje
Dostępne fotolaboratoria i możliwości obróbki materiałów lotniczych
Czynniki zewnętrzne: warunki pogodowe, ukształtowanie terenu, bliskość
lotniska
Schemat ogólny
Podział zdjęć
1. Przeznaczenie – topograficzne (pomiarowe), nie
topograficzne
2. Położenie osi kamery – pionowe, prawie pionowe,
nachylone, ukośne
3.
Źródło: Z. Kurczyński „Lotnicze i satelitarne obrazowanie Ziemi
Sposób pokrycia –
– zdjęcia pojedyncze - cały interesujący nas obiekt odwzoruje się na jednym zdjęciu
– zdjęcia szeregowe - dla obiektów wydłużonych, szereg zdjęć zachodzących na siebie
– zespołowe - gdy dodatkowo wykonujemy równoległe szeregów zachodzące na
siebie
Projektowanie zdjęć lotniczych
Analityczna
Analiza możliwości najlepszego
wykonania zdjęć do
określonych celów
Projektowa
Opracowanie projektu
nalotu
Właściwości terenu
Podstawowe dane i
Dokładność mapy
parametry nalotu:
przeznaczenie mapy, skala
Aparatura
zdjęć, format zdjęć
Technologia opracowania
Schemat ideowy projektowania pomiarowych zdjęć lotniczych
Cel fotografowania lotniczego
Analiza powierzchni terenu
przyszłych prac fotolotniczych
Analiza materiałów z terenu
przyszłych prac fotolotniczych
Wybór metody fotogrametrycznego
opracowana zdjęć lotniczych
Wybór warunków technicznych
wykonania zdjęć lotniczych
Wybór aparatury i sprzętu
fotolotniczego
Projektowanie techniczne
Dane techniczne wykonania zdjęć
lotniczych
Dane techniczne lotu
fotogrametrycznego
Wykreślenie planu nalotu
Zestawienie danych liczbowych do
projektu nalotu
Uwarunkowania prac
fotolotniczych
1. Czynniki zewnętrzne – uzależnione od
warunków środowiska geograficznego
2. Czynniki techniczne – wynikające z warunków
technicznych sprzętu, technologii, kwalifikacji
pracowników
Czynniki zewnętrzne
Rzeźba terenu – analizując należy rozważyć jej wpływ na
dokładność rysowania warstwic
- maksymalne przewyższenie w granicach zdjęcia
- wysokość fotografowania
Dokładność rysowania warstwic można określić na podstawie wzoru:
Kąty nachylenia terenu, odstęp między warstwicami
Przy istnieniu deniwelacji terenu , w różnych punktach zdjęcia będzie
różna skala
∆h – różnica wysokości w danym punkcie w
stosunku do średniej płaszczyzny terenu
Jeśli oznaczymy
To zmiana skali będzie równa
Pokrycie roślinne
Określamy rodzaj pokrycia roślinnego, stopień pokrycia
obszaru, stopień skupienia roślinności. Rodzaj pokrycia
roślinnego może mieć wpływ na wybór pory roku.
Stopień zurbanizowania i zagospodarowania
terenu
W przypadku terenu mocno zurbanizowanego możliwe
jest podwyższenie wymagań dokładnościowych
Analiza sieci geodezyjnej
–
–
–
–
–
określenie liczby punktów geodezyjnych różnych klas,
obliczenie ich gęstości na jeden arkusz mapy,
ocena dokładności oraz rozmieszczenia,
rodzaj i dokładność sieci niwelacyjnych,
sposób oznakowania punktów w terenie,
Podsumowanie
• Schemat ogólny projektowania zdjęć
• Uwarunkowania prac fotolotniczych
Czas na quiz…
Plan nalotu
1. Skala zdjęć
2. Wybór stożka kamery pomiarowej
3. Projektowanie kierunku osi szeregów i
podział obszaru na rejony
4. Wysokość fotografowania
5. Pokrycie podłużne i poprzeczne
1. Skala zdjęć
Skala mapy a skala zdjęć
Na podstawie skali mapy określamy przedział
skali zdjęcia
dla opracowań jednoobrazowych
5Mz ≥ Mk ≥ 0,6Mz
Skala mapy: 1:1000
Przedział skali zdjęcia: 1:200 - 1:1500
dla opracowań stereofotogrametrycznych.
8Mz ≥ Mk ≥ 0,8Mz
Skala mapy: 1:1000
Przedział skali zdjęcia: 1:125 – 1:1250
Mz - skala zdjęć, Mk - skala mapy
lub
-dla opracowań jednoobrazowych – C = 200 – 450
odtwarzanie płaskich wymiarów zdejmowanych obiektów na podstawie
pojedynczych zdjęć, opracowania sytuacyjne np. mapy sytuacyjne
(fotomapy).
-dla opracowań ortofotograficznych – C = 180 – 300
przekształceniu obrazu zdjęcia jako rzutu środkowego na rzut
ortogonalny w określonej skali.
-dla opracowań stereofotogrametrycznych C = - 120 – 380
odtworzenie przestrzennych wymiarów zdejmowanych obiektów na
podstawie pary zdjęć, wykonanych z odpowiednim pokryciem
podłużnym i poprzecznym.
Skala zdjęć a dokładność pozioma
Dokładność poziomą naniesionych elementów
określa się na podstawie dokładności graficznej
mapy
• Elementy pierwszego rzędu: 0,08 – 0,3 mm w skali mapy
• Elementy drugiego rzędu: 0,5 mm lub mniej w skali mapy
Dokładność jest funkcją:
• Dokładności zdjęcia lotniczego ∆z
• Błędu spowodowanego przez metodę opracowania ∆f
• Stopnia powiększenia Mz/ Mk
Skala zdjęcia a dokładność wysokościowa
Dokładność wysokościowa opracowania jest jednym z podstawowych
kryteriów stosowanych do wyboru skali zdjęć lotniczych i wysokości
fotografowania
1. Błąd średni pomiaru wysokości
hf - wysokość fotografowania
bx - baza podłużna
mp - błąd paralaksy podłużnej
paralaksa podłużna - różnica współrzędnych
tłowych wzdłuż osi równoległej do bazy
2. Najmniejsza dopuszczalna skala zdjęć
3. Maksymalna dopuszczalna wysokość fotografowania
Założenia
• błąd sytuacyjny opracowania jest odwrotnie proporcjonalny do skali
zdjęcia
• błąd wysokościowy opracowania - w przybliżeniu - jest wprost
proporcjonalny do wysokości lotu
• dokładność sytuacyjna i wysokościowa uzyskiwana w procesie
aerotriangulacji wynosi
– błąd sytuacyjny : mx,y = 8µm w skali zdjęcia
– błąd wysokościowy: mz = 0,08‰ wysokości fotografowania
(kamery szerokokątne i normalnokątne ) mz = 0,10‰ kamery
nadszerokokątne
• Dokładność budowy NMT ( średni błąd wysokości interpolowanych
w dowolnym punkcie w oparciu o wynikowy NMT ) mz = 0,2-0,4‰
wysokości fotografowania.
Przykład
Zaprojektować skalę zdjęć dla wytworzenia kolorowej
cyfrowej ortofotomapy z terenowym pikselem równym
0,20m. Zalecana rozdzielczość skanowania zdjęć
wykonanych na materiale światłoczułym wynosi 12-16
µm. Zakładamy, że piksel skanowania Pskan = 14 µm.
11 900
2. Wybór stożka kamery
•
•
•
•
typ i ukształtowanie terenu - teren płaski, górzysty,
miejski, wysoka czy niska zabudowa
rodzaj opracowania
dokładność opracowania
uwarunkowania techniczne dotyczące posiadanego
sprzętu
Błąd wysokości jest wprost
proporcjonalny do wysokości
fotografowania i stosunku bazowego.
Oznacza to że przy założonej skali zdjęć
dokładność wysokościowa jest tym wyższa
im krótsza jest ogniskowa kamery.
Zalecenia wyboru stożka kamery pomiarowej
Stożek
obiektywowy
Rekomendacje
nadszerokokątny, f Zalecany:
= 88 mm
Opracowania o podwyższonej dokładności, płaski,
odkryty teren
Niezalecany:
Tereny górzyste, zabudowane
szerokokątny,
f = 153 mm
półnormalnokątny,
f = 210 mm
normalnokątny,
f = 305 mm
Zalecany:
W większości przypadków: opracowania sytuacyjno –
wysokościowe, tereny płaskie i pagórkowate, teren
podmiejski, rekreacyjny
Niezalecany:
Teren miejski z zabudową wielokondygnacyjną
Zalecany:
Teren miejski z zabudową wielokondygnacyjną
Niezalecany:
Dla zdjęć wymagających zwiększonej dokładności
2.1. Stosunek bazowy
Przez bazę podłużną
zdjęć rozumiemy
odległość pomiędzy
środkami rzutów dla
obu zdjęć. Stosunek
bazy oraz wysokości
fotografowania
nazywamy
stosunkiem bazowym
3. Kierunek osi szeregów,
podział obszaru na rejony
•
•
•
•
•
Równoległe, częściowo zachodzące na siebie szeregi
zdjęć
Kierunki: Wsch. - Zach. ; Pn. – Pd. , należy dopasować do
charakteru obszaru, dopuszcza się wyjątki
Podział na rejony, granice wzdłuż podziału sekcyjnego
Kryteria podziału: deniwelacje terenu, dopuszczalna
długość szeregów, wydajność prac
Deniwelacje max. 10% wysokości fotografowania
4. Wysokość fotografowania
Wysokość fotografowania określa się względem średniej
płaszczyzny obszaru fotografowania. Wysokość ustala się dla
zaprojektowanej skali zdjęć i wybranego obiektywu według
zależności:
•
tereny równinne:
•
Tereny pofałdowane:
Wysokość fotografowania c.d.
Źródło: Z. Kurczyński ‘Lotnicze i satelitarne obrazowanie Ziemi”
5. Pokrycie podłużne
Projektowanie zasadnicze pokrycie podłużne zdjęć
lotniczych dla opracowań stereoskopowych wynosi
standardowo 60%, dla terenów pofałdowanych należy
pokrycie zwiększyć o wpływ rzeźby terenu.
Zmiana pokrycia podłużnego może być spowodowana:
deniwelacją terenu, nachyleniem kamery, błędami obserwatora.
Zmiana pokrycia podłużnego:
1.
Kamery bez stabilizacji + 2% dla kamer szerokokątnych oraz +4%
dla normalnokątnych
2.
Miasta ze zwartą zabudową – 70%
6. Pokrycie poprzeczne
Pokrycie zdjęć pomiędzy szeregami,
również uwzględniamy wpływ rzeźby
terenu.
•
•
30% dla fotografowania z wysokości mniejszej lub
równą niż 1500 m
25 % dla fotografowania z wysokości większej niż 1500
m
Podsumowanie
1. Skala zdjęć
2. Wybór stożka kamery pomiarowej
3. Projektowanie kierunku osi szeregów i
podział obszaru na rejony
4. Wysokość fotografowania
5. Pokrycie podłużne i poprzeczne
Dane :
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
•
Ćwiczenie
Dx = 24 km,
Dy = 6 km,
Pob = 144 km2,
Mk = 1:2000,
f = 200mm + n
format 18x18cm,
Hśr =300,
wysokość lotniska Hlot=
200m,
∆h = 100m,
V=160 km/godz.,
 = 0,03mm,
Pokrycie podłużne – 64%
Pokrycie poprzeczne – 36%
1.
2.
Wysokość względna lotu [m],0
Bezwzględna wysokość lotu
[m],0
3. Wysokość lotu odniesiona do
wys. lotniska [m],0
4. Pokrycie podłużne [%],0
5. Pokrycie poprzeczne [%],0
6. Zasięg pojedynczego zdjęcia bez
uwzględnienia pokrycia [m],0
7. Użyteczny zasięg zdjęcia (po
uwzględnieniu pokrycia) [m],0
8. Powierzchnia użyteczna jednego
zdjęcia [ha],2
9. Całkowita liczba zdjęć [ilość
zdjęć],0
10. Długość potrzebnej błony
fotograficznej [m],2
11. Czas ekspozycji [s],0
12. Interwał czasowy [s],2
Na podstawie skali opracowania wybieram
skalę nalotu:
= 8000
Obliczyć:
1.
2.
3.
4.
5.
6.
7.
8.
9.
10.
11.
12.
Wysokość względna lotu [m],0
Bezwzględna wysokość lotu [m],0
Wysokość lotu odniesiona do wys. lotniska [m],0
Pokrycie podłużne [%],0
Pokrycie poprzeczne [%],0
Zasięg pojedynczego zdjęcia bez uwzględnienia pokrycia [m],0
Użyteczny zasięg zdjęcia (po uwzględnieniu pokrycia) [m],0
Powierzchnia użyteczna jednego zdjęcia [ha],2
Całkowita liczba zdjęć [ilość zdjęć],0
Długość potrzebnej błony fotograficznej [m],2
Czas ekspozycji [s],0
Interwał czasowy [s],2
Część graficzna
1. Elementy graficzne projektu lotu nanosi się na istniejące mapy
topograficzne
2. Szeregi zdjęć oraz miejsca włączenia i wyłączenia kamery projektuje się
tak, aby cały obiekt z pewnym zapasem był pokryty stereoskopowo
3. Skrajne szeregi projektuje się tak, aby ich terenowy zasięg wykraczał
poza granice obiektu o 25% zasięgu zdjęcia.
Źródło: Z. Kurczyński ‘Lotnicze i satelitarne obrazowanie Ziemi”
4.
Wzdłuż kierunku lotu obszar fotografowania powiększa się o 1,5 –
2,0 długości bazy poza granice obiektu
Na mapy projektowe nanosi się:
5.
–
–
–
–
–
–
Granice obiektu – linia ciągła, zielona, grubość 1mm
Granice rejonu, w przypadku podziału na rejony – linia przerywana, zielona,
grubość 1mm
Granice sekcji w odpowiednim układzie sekcyjnym – linia ciągła, niebieska,
grubość 0,2mm
Osie szeregów – linia ciągła, czerwona, grubość 0,3mm
Znaki włączenia i wyłączenia w odległości 2 baz fotografowania od granicy
obiektu, linia ciągła, niebieska, grubość 1mm, prostopadle do kierunku osi
szeregów, zakończona strzałkami o długości 1 cm, zwróconymi w kierunku
obszaru
Osie szeregów numeruje się z północy na południe lub z zachodu na wschód –
cyfry czerwone, wysokość 6mm
Bibliografia
1. Zdzisław Kurczyński „ Lotnicze i satelitarne
obrazowanie Ziemi „
2. Stanisław Wójcik „ Zdjęcia lotnicze”