VIII. Fotogrametria.
VIII.1. Pojęcie i podział fotogrametrii
Fotogrametria - to nauka i technika, polegająca na wykorzystaniu odpowiednio wykonanych zdjęć fotograficznych (fotogrametrycznych) do pomiaru i odtwarzania wymiarów przestrzennych zdejmowanych obiektów oraz do sporządzania map sytuacyjnych i sytuacyjno-wysokościowych.
Fotogrametria dzieli się:
a) w zależności od celu pomiaru na:
- topograficzną
- nietopograficzną (wykorzystanie w architekturze, ochronie środowiska, zabytków i in.)
b) w zależności od sposobu wykonywania zdjęć na:
- naziemną (terrofotogrametrię); zdjęcia wykonuje się ze stanowisk naziemnych za pomocą fototeodolitu lub kamery fotogrametrycznej;
- lotniczą (aerofotogrametrię); zdjęcia wykonuje się z powietrza za pomocą kamer lotniczych;
c) w zależności od sposobu wykorzystania zdjęć na:
- płaską (jednoobrazową);
- przestrzenną (dwuobrazową; stereofotogrametrię); opracowanie opiera się na dwóch różnych zdjęciach tego samego obiektu, wykonanych z dwóch różnych stanowisk.
VIII.2. Fotogrametria płaska lotnicza
W wyniku opracowania zdjęć lotniczych otrzymuje się:
· Fotoszkice: odbitki zdjęć, naklejone na wspólnym arkuszu po uzgodnieniu styków sytuacyjnych. Fotoszkic nie ma ustalonej skali ani warstwic; służy jako podkład orientacyjny o małej dokładności. Fotoszkic ulepszony powstaje przez doprowadzenie zdjęć do przybliżonej, zaokrąglonej skali (drogą powiększeń).
· Fotomapy: odbitki zdjęć, przetworzone na przetworniku na żądaną skalę (zwykle 1:5000) i naklejone na wspólny arkusz. Przetwarzanie każdego zdjęcia polega na dopasowaniu jego położenia do współrzędnych co najmniej 4 punktów (fotopunktów). Dla terenów pofałdowanych, wskutek zjawiska paralaksy, należy stosować specjalne przetwarzanie strefowe. Dokładność fotomapy wynosi: maksymalny błąd położenia fotopunktu na zdjęciu ± 0.8 mm, maksymalne przesunięcie szczegółów sytuacyjnych na stykach: ± 1 mm.
Zasada przetwarzania strefowego (paralaksa - ∆). Widzenie stereoskopowe.
· Ortofotomapy: specjalnie przetworzone zdjęcia lotnicze, w jednolitej skali, z zachowaniem metryczności mapy. Uzyskuje się je w cyklu przetwarzania różnicowego lub pasmowego. Mogą być uzupełnione o warstwice.
· Mapy kreskowe: opracowane na podstawie fotomap przez wyciągnięcie sytuacji tuszem oraz wybielenie odbitki w odpowiednich kąpielach. Można sporządzić też mapę jako ręczną kopię fotomapy na specjalnej kalce (kodatrasie). Często sporządzenie mapy kreskowej wymaga wykonania pomiarów uzupełniających.
VIII.3. Fotogrametria przestrzenna:
Oparta jest na zasadzie wcięcia przestrzennego z dwóch punktów. Po wykonaniu dwóch zdjęć z punktów A i B (odcinek AB nazywa się bazą zdjęcia) otrzymujemy stereoskopową parę klisz, stanowiącą stereogram. Zakładając stereogram do przyrządu zwanego stereoskopem można uzyskać przestrzenny obraz sfotografowanego terenu. Otrzymany model przestrzenny można mierzyć za pomocą stereokomparatora; w jego polu widzenia znajduje się znaczek pomiarowy, który można przesuwać przestrzennie względem punktów (np. kłaść na punkcie terenu); dzięki śrubie mikrometrycznej można odczytać współrzędne przestrzenne punktów. Przez połączenie systemu obserwacyjnego w stereoskopie szeregiem dźwigni z systemem automatycznego kreślenia uzyskuje się możliwość uzyskiwania map. Używane konstrukcje: stereoautograf Orela, stereoplanigraf Zeissa, aerokartograf Hugershoffa, autografy Wilda i in.
Kamera fotogrametryczna, fototeodolit, autograf mechaniczny
Stereoortofotomapa: składa się z ortofotomapy i jej odpowiednika, powstałego przez przesunięcie poszczególnych punktów proporcjonalnie do charakteryzujących je różnic wysokości od przyjętego poziomu. Pod stereoskopem stereoortofotomapa daje możliwość obserwowania przestrzennego modelu terenu.
IX. Kartowanie mapy
IX.1. Kolejność kartowania:
6. Pomiar powierzchni.
IX.2. Obliczenie powierzchni
Metody obliczenia powierzchni:
1. Metoda analityczna: obliczenie powierzchni figury ze współrzędnych jej wierzchołków:
P = 1/2 S (Yi+1 - Yi-1) Xi = -1/2 S (Xi+1 - Xi-1) Yi
2. Metoda graficzna: obliczenie na podstawie pomiaru elementów figur (podstaw, wysokości) na mapie.
3. Metoda graficzno-analityczna: część elementów obliczona ze współrzędnych, część pomierzona na mapie.
4. Metoda mechaniczna: przez zastosowanie planimetru.
5. Metoda automatyczna: przez przetwarzanie danych graficznych na informacje numeryczne, z zastosowaniem koordynatografów uniwersalnych (Codimat, Dogometr i in.).
Planimetr
X. Systemy informacji przestrzennej.
Geoinformatyka (geomatyka) jest wiedzą o istocie, charakterze i funkcjach informacji o przestrzennie zlokalizowanych (w układzie odniesienia związanego z Ziemią) obiektach świata rzeczywistego, o sposobach i technicznych środkach przechowywania, przetwarzania i udostępniania tej informacji w formie danych przestrzennych.
Podstawowym sposobem uporządkowania informacji przestrzennej jest mapa numeryczna (cyfrowa), uzupełniona o dane opisowe, statystyczne i wykresy.
Pozyskiwanie danych odbywa się przez digitalizację map, pomiary bezpośrednie i fotogrametryczne, teledetekcję satelitarną.
Cyfrowe reprezentacje danych: modele wektorowe i rastrowe, operacje przestrzenne. Modele wektorowe (składające się z punktów, odcinków linii prostych i zamkniętych wieloboków) są stosowane w mapach wielkoskalowych (skale większe lub równe 1:5000). Modele rastrowe (złożone z pikseli jako elementów punktowych) stosuje się w mapach drobnoskalowych.
Cyfrowe modele terenu: reprezentacje fragmentów fizycznej powierzchni Ziemi w postaci plików danych, na których realizuje się operacje przestrzenne (interpolacja wysokości, obliczanie nachyleń stoków, przebiegu izolinii i objętości mas ziemnych, badanie widoczności punktów, przecinania się linii i przenikania powierzchni, generowanie widoków perspektywicznych itp.).
Systemy informacji przestrzennej: GIS, LIS, w Polsce: SWING (System Wymiany Informacji Geodezyjnych).
37
aneciakurczaczek