Využití letecké fotogrammetrie pro sledování historického ...gis.fzp.ujep.cz/files/Prednaska10_1GIS2_0.pdf · Využití letecké fotogrammetrie pro sledování historického

1

Využití letecké fotogrammetrie pro sledování

historického vývoje krajiny

Jitka ElznicováKatedra informatiky a geoinformatikyFakulta životního prostředíUniverzita J.E.Purkyně v Ústí nad Labem

Letecké snímkování bývalého Československa začalo se provádět v letech 1936 až 1938 a v roce 1946v letech 1947 až 1956 se započalo s celoplošným snímkováním v rámci systematické údržby a obnovy topografických map se celé území státu snímkovalo v pravidelných intervalechcca. 5 až 7 let pořízené snímky jsou uloženy v archivu Vojenského geografického a hydro-meteorologického úřadu v Dobrušce – VGHMÚř(bývalého Vojenského topografického ústavu).

LeteckLeteckLeteckLeteckéééé snsnsnsníííímkovmkovmkovmkováááánnnnííííprvní letecký snímek z upoutaného balonu byl zhotoven v roce 1858 fotografem G. F. Tournachonemv Českých zemích byly pořízeny prvotní snímky v roce 1906 a 1908 kpt. Hůlkou.

kontaminace.cenia.cz

2

Vyhledání historických snímk ů

http://izgard.cenia.cz/lmstredy/index.htm

http://geoportal.cuzk.czLze zažádat o zpracovaná ortofota od roku 2000 do současnosti, v intervalu 3-5 let na dané území

Soukromé firmyhttp://www.geodis.cz/

3

ZZZZáááákladnkladnkladnkladníííí charakteristika leteckých sncharakteristika leteckých sncharakteristika leteckých sncharakteristika leteckých sníííímmmmkkkků

Druh použitého fotografického materiálu • černobílé panchromatické snímky • barevné multispektrální snímky • infračervené snímky

Orientace osy záběru

c) šikmé (s horizontem)d) vodorovné

a) svislé (kolmé)b) šikmé (bez horizontu)

Při odchylce 1 až 3 stupně lze považovat snímek za svislý

Překryt dvou snímků

Formát leteckých snímků• 18 x 18 cm • 23 x 23 cm• 30 x 30 cm

Obsah leteckých snímků• vlastní scéna• rámové údaje: číslo komory, ohnisková vzdálenost objektivu

(tj. konstantu komory), obraz bubliny libely (tj. odchylka osy komory od svislice), čas pořízení snímku, pořadovéčíslo snímku a rámové značky

4

Rozmístění a počet rámových značek

Ukázka rámových značek

Měřítko snímku

je voleno vždy s ohledem na účel snímkovánípohybuje se od měřítka 1:5 000 do 1:50 000nejvíce bylo při snímkování používáno měřítko v rozsahu 1:23 000 do 1:27 000.

Měřítko snímku je dáno vztahem:sM

LeteckLeteckLeteckLeteckáááá fotogrammetrie fotogrammetrie fotogrammetrie fotogrammetrie

Letecké fotografie (ani jejich digitální reprezentace) nemohou být použity pro měřické účely přímo kvůli zkreslení, způsobenému centrálníprojekcí a různou výškou snímaných objektů.

5

věda zabývající se rekonstrukcí tvaru, velikost a polohy předmětů zobrazených na fotogrammetrických snímcíchzákladem fotogrammetrie je skutečnost, že fotografický snímek je exaktním perspektivním zobrazením (centrálníprojekcí) fotografovaného předmětucentrální projekce fotografického snímku se převádí na ortogonální projekci mapy

FFFFotogrammetrie otogrammetrie otogrammetrie otogrammetrie

Metodika zpracovMetodika zpracovMetodika zpracovMetodika zpracováááánnnníííí leteckých snleteckých snleteckých snleteckých sníííímkmkmkmků

vypracována v rámci disertační práce na území Osoblažského výběžku 1)

1) PRCHALOVÁ Jitka (2006): Použití metod GIS pro analýzu vývoje krajiny -využití archivních leteckých snímků.[Disertační práce], Institut geoinformatiky, VŠB – TU Ostrava, Ostrava. 104 s.

zpracováno 106 archivních leteckých snímků časovéřady: 1937 (1954), 1976, 1985 a 1995

skenovány s rozlišením 800 DPI

použit program Leica Photogrammetry Suite:

Postup zpracování snímků

1. Určení parametrů použitého senzoru2. Import všech snímků3. Výpočet tzv. pyramidových vrstev4. Nastavení vlastností použitého senzoru

pro měřickou komorupro neměřickou komoru

5. Definování spojovacích bodů6. Automatická generace spojovacích bodů

7. Definování vlícovacích bodů8. Triangulace 9. Ortorektifikace10. Tvorba mozaiky

6

Leica Photogrammetry Suite Leica Photogrammetry Suite Leica Photogrammetry Suite Leica Photogrammetry Suite ---- LPS 2011LPS 2011LPS 2011LPS 2011

1. Parametry senzoru

� typ použité komory

� referenční systém� referenční jednotky� výška letu

2. Import všech snímků

3. Výpočet tzv. pyramidových vrstev

Frame Camera

Non-Metric Camera

4. Vlastnosti použitého senzoru

Frame Camera

Non-Metric Camera

ohnisková vzdálenostvelikost pixelu

ohnisková vzdálenostsouřadnice rámových značek

5. Vlícovací body (Control Points)

Nutno určit geografickou polohu a nadmořskou výšku• ručně (přímo souřadnice x,y,z) • automaticky (z referenčních dat)

ručněautomatická generace

Ukázka vlícovacích a spojovacích bodův prostředí Point Measurement programu LPS

6. Spojovací body (Tie points)

7

nalezení matematického vztahu mezi snímky a souřadnicovým systémem

7. Triangulace

Schémata snímků vstupujících do ortorektifikace

� k dispozici kalibrační protokoly

� bez kalibračních protokolů

1937

19541976

19851995

8. Ortorektifikace

na základě výsledků blokové triangulace a digitálního modelu reliéfu jsou snímky překreslené tak, aby reprezentovaly dané území jako pravoúhlý průmět do roviny

surový snímek ortofoto

DTM

výsledek triangulace

8

odstranění okrajových části snímkudefinování liniířezů pomocí tzv. Cutlines barevnému vyrovnání snímků

9. Tvorba mozaiky

rok 1995 rok 1985

rok 1976 rok 1937

rok 1954

Schémata výsledných mozaik zpracovaných snímků

VyhodnocenVyhodnocenVyhodnocenVyhodnoceníííí leteckých snleteckých snleteckých snleteckých sníííímmmmkkkků

Vizualizace historické krajiny

vizualizace 2Dvizualizace 3Dsimulované průlety

9

1937

1976

1985

10

1995

Analýza vývoje krajiny

Interpretace snímků

klasifikováno::lesní plochyorná půdatrvalé travní porostyrozptýlená zeleňvodní plochyzástavba komunikace

Ruční vektorizace s využitím databáze ZABAGED

11

12

Hodnocení vývoje vegetačního pokryvu

50,0%

55,0%

60,0%

65,0%

70,0%

75,0%

80,0%

1937 1976 1985 1995

0,0%

2,0%

4,0%

6,0%

8,0%

10,0%

12,0%

14,0%

16,0%

18,0%

20,0%

Orná půda Lesní plochy Trvalé travní porosty

Zástavba Vodní plochy Rozptýlená zeleň

Ostatní plochy

Orn

á pů

da

Ost

atní

vyu

žití

územ

í

Hodnocení změny vegetačního pokryvu

rok 1937 rok 1995

Prostorové změny využití v letech 1937 – 1995

13

Prostorové změny využití v letech 1937 – 1995

Schéma změny krajinného krytu v letech 1937 až 1995 v procentech

Hodnocení změn velikosti pozemků

14

Frekvence rozložení velikostí polí

1937 1995