Letecká fotogrammetrie

NAŠE SLUŽBY

Letecké snímkování

DJI M600 při fotogrammetrickém letu

Používáme bezpilotní letadla pro mapování rozsáhlého územi i multirotorové drony pro precizní 3D modely ve stavebnictví apod. Připravíme vhodný senzor, optimální letový plán a zaměříme vlícovací body.

Fotogrammetrické zpracování

Výškový profil

Výstupem letu je ortofotomapa, mračno bodů, 3D model, digitální model povrchu a další varianty. Dodaná data jsou georeferencována a ve standardních formátech pro další zpracování v GIS aplikacích.

Data online

JamCopters SkyView - nástroj pro online vizualizace a analýzu nasnímaných dat

V online rozhraní jsou výsledky inspekcí k dispozici odkudkoliv a bez nutnosti stahovat kompletní balík dat. Prohlížeč umožňuje připojit podkladové mapy a měření vzdáleností a ploch včetně GPS lokalizace.

 

Provádíme fotogrammetrické snímkování a následnou digitální rekonstrukci prostorového modelu s využitím bezpilotního prostředku. Může se jednat o jednotlivé objekty ale i velké krajinné celky. Vzniklý model slouží k přesnému měření délek, ploch, kubatur, ale i k složitějším geografickým analýzám a kartografickým výpočtům, tvorbě ortofotomap, vizualizacím apod. Celý let je naplánován a proveden automaticky a jde o velmi rychlou a operativní metodu měření, vhodnou i pro obtížně přístupné oblasti, kde jinou měřickou metodu ani nemusí být možné realizovat.

Snímkování realizujeme v rozlišení až 0.5cm/pixel a disponujeme širokým spektrem senzorů nejen pro viditelné spektrum, ale mapa může obsahovat například také termografickou vrstvu. Výstupní data obdržíte ve volitelných formátech a souřadnicových systémech, navíc jsou dostupná v klientském online prohlížečí pro okamžitý přístup odkudkoliv.

Výhody fotogrammetrie s využitím dronu

  • Bezkontaktní metoda měření - realizujeme mapování i nepřístupných nebo pro člověka nebezpečných míst
  • Krátká doba sběru dat - ve srovnání s klasickým geodetickým zaměřením nižší časová i finanční náročnost
  • Automatický let - možnost periodicky opakovat snímkování, parametry letu jsou vždy identické
  • Bezpilotní letoun - v porovnání s pilotovaným letadlem nabízí vyšší rozlišení a nižší náklady
  • Operativní nasazení - rychlá příprava a provedení letu a následně online přístup k aktuálním datům

Typické oblasti využití

  • Kartografie a geografie - mapové podklady a plány, modely terénu pro simulaci
  • Lesnictví a zemědělství - rozlišení a klasifikace ploch, odhady vegetace a výnosů, odhad rozsahu škod
  • Stavebnictví a architektura - měření sedání terénu, deformace staveb, průběh výstavby, vizualizace
  • Geologie a archeologie - průzkum povrchu, povrchové doly, naleziště
  • Uzemní plánování - podklady pro územní katastrální mapy
  • Kriminalistika - mapování místa dopravní nehody, incidentu

Ortofotomapa

ortofotomapa s vysokým rozlišením
výškový model včetně vrstevnic
měření pozice, délek a ploch
  • Zachovává vlastnosti mapy
  • Umožňuje měření
  • Výsoké rozlišění snímků
  • Kombinace s dalšími mapovými podklady

Jinak také ortofoto čí ortomozaika, je nejžádanější výstup letecké fotogrammetrie, který spojuje vlastnosti map (souřadný systém a měřítko, možnost měřit) a leteckých snímků (srozumitelnost a úplnost). Při tvorbě dochází k ortorektifikaci tj. odstranění geometrického zkreslení snímku způsobeného nestejnou výškou terénu - každý bod na snímku se pak jeví (stejně jako na mapě) jako při kolmém pohledu shora - v praxi pak např. nedochází k překrytí terénu fasádou budovy (tzv. "pravé ortofoto","trueOrtho"). Díky těmto vlastnostem lze ortofotomapu snadno kombinovat s dalšími mapovými podklady či přímo využít jako vrstvu v GIS aplikacích.

Ortofotomapu lze interaktivně posouvat provádět měření bodů, délek a ploch a pomocí tlačítek lze měnit měřítko.

3D modely terénu, mračno bodů

3D model terénu
3D model industriálního areálu
Online měření v 3D prostoru
  • Třírozměrná reprezentace objektů
  • Umožňují měření a výpočty
  • Vizualizace a prezentace dat
  • Podklady pro modelování a simulaci

Z fotogrammetrických snímků umíme zpracovat různé druhy třírozměrných reprezentací mapovaného území. Mračna bodů, digitální modely terénu (DTM, DEM), modely povrchu (DSM) a další varianty jsou kombinací polohopisných a výškopisných dat. Slouží k přesnému měření a analýze, uplatňují se při modelování a simulaci (např. záplavové nebo lavinové oblasti, šíření signálů a světla v terénu) nebo jako podklady při stavebním projektování a tvorbě kartografických map a plánů. Další variantou jsou polygonové 3D modely včetně textury povrchu - typicky slouží přímo k vizualizaci a prezentaci zájmového územi a staveb, tvorbě interaktivních scén či animací nebo jako podklady pro architektonické a urbanistické studie.

Interaktivní vizualizace 3D modelu.

JAK FUNGUJE LETECKÁ FOTOGRAMMETRIE ?

Princip

Základní princip fotogrammetrie

Pokud je předmět měření zachycen na alespoň dvou snímcích pořízených z různých míst, je možné rekonstruovat třírozměrnou pozici bodů v prostoru. K tomu je potřeba znát tzv. "prvky vnitřní orientace" snímků - ty popisují interní geometrické uspořádání snímače a objektivu a určují tedy parametry projekce. Dále známe "prvky vnější orientace" snímku, tedy polohu a orientaci snímače v prostoru v okamžiku expozice. Pokud si zvolíme bod objektu viditelný na obou fotografiích, lze definovat přímky, procházející tímto bodem a místem snímání fotografie, přičemž respektují parametry projekce. Prusečík těchto přímek v prostoru pak definuje třírozměrné souřadnice zvoleného bodu.

Provedení letu

letecké fotogrammetrické snímkování

Z uvedeného principu plyne nutnost zachytit každý bod objektu na několika snímcích pořízených z různých míst. Při leteckém snímání se toho dosahuje vysokým překryvem jednotlivých snímků mezi sebou. Hodnota překryvu typicky odpovídá 60-80% plochy snímku. Let dronu probíhá automaticky dle letového plánu - po zadání oblasti, senzoru, výšky letu a dalších parametrů je vypočtena optimální trasa letu a interval snímání pro zajištění potřebných překryvů. Z těchto parametrů již lze přibližně určit prostorové rozlišení výsledného modelu. Během letu se zaznamenává pomocí GNSS souřadnice každého snímku (volitelně i orientace snímače) pro následující výpočet.

Zpracování dat

Fotogrammetrické zpracování snímků

Rekonstrukce modelu sice vychází z uvedeného základního principu, ve skutečnosti se ovšem jedná o komplexní výpočetní úlohu. Během letů jsou pořízeny stovky až několik tisíc snímků a na každém z nich jsou automaticky rozpoznány tisíce klíčových bodů. Jsou nalezeny všechny snímky, kde je daný klíčový bod zachycen a provedena triangluace s využitím již uvedených vnitřních a vnějších prvků orientace snímků. Zde se výpočet komplikuje - vnější prvky orientace, tedy pozice a náklony snímače v prostoru je zatížena poměrně velkou nepřesností měření. Taktéž vnitřní prvky orientace, tedy geometrické parametry snímače a optiky jsou známy, ale z důvodu výrobních nepřesností a optického zkreslení objektivu jsou také zatíženy chybou (kompenzuje se kalibrací konkretního snímače). Algoritmus tedy tyto hodnoty bere jako přibližné a výpočet pak probíhá iterativně, s postupnou optimalizací všech parametrů a minimalizací celkové sumy odchylek.

Výstupy

3D model pořízený pomocí dronu

Pokud je výpočet úspěšný, výsledkem je tzv. mračno bodů, tedy soubor bodů snímaného objektu v třírozměrném prostoru. Tyto body reprezentují povrchovou geometrii objektu a v této fázi se již dá provádět přesné měření. Toto mračno slouží ale také jako mezikrok k dalším výstupům. S využitím interpolace plochy mezi body vznikne např. digitální model povrchu (DSM), po odfiltrování struktur na povrchu pak hovoříme o digitálním modelu terénu (DTM) - ty slouží především k dalšímu kartografickému měření a zpracování. Podobným způsobem vzniká i klasický síťový 3D model, který je potáhnut texturou vytvořenou ze snímků a je vhodný zejména pro vizualizaci. Dalším produktem je ortofotomapa - ta vzniká zpětnou projekcí snímků na digitální model povrchu se známým výškopisem, čímž odstraňuje geometrické zkreslení snímků způsobeného nestejnou vzdáleností nebo výškou terénu a díky tomu lze na takové mapě přesně měřit.

Naše reference

zpět nahoru