Issuu on Google+

Fotogrametria i Teledetekcja Sem. IV (letni), rok akad. 2011/12 Studia stacjonarne

Temat 2 Analiza kartometryczności cyfrowych zdjęć lotniczych

Joanna Wilczyńska Gr. lab. 5/C3 data oddania: 24.03.2012r

Geodezja i Kartografia - Instytut Inżynierii Technicznej Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno-Ekonomiczna w Jarosławiu


Skład operatu: 1. Sprawozdanie techniczne. 2. Wyniki z obliczeń. 3. Wnioski. 4. Załącznik z obliczeniami. 5. Brudnopis z zajęć.


Sprawozdanie techniczne 1. Zleceniodawca. Państwowa Wyższa Szkoła Techniczno – Ekonomiczna im. ks. Bronisława Markiewicza w Jarosławiu. 2. Zleceniobiorca. Joanna Wilczyńska Geodezja i Kartografia Rok II, semestr IV Grupa lab. 5/ C3 Instytut Inżynierii Technicznej 3. Data wykonania zadania. 9.03.2012r. 4. Cel zadania. Celem zadania była analiza kartometryczności cyfrowych zdjęć lotniczych poprzez wyznaczenie wielkości piksela obrazu, średniej skali zdjęcia oraz wielkości pikseli terenowych, a następnie wyznaczenie błędów niekartometryczności ściśle pionowych zdjęć lotniczych. 5. Materiały wykorzystane do realizacji zadania. - jedno zeskanowane lotnicze zdjęcie celowane z terenu górzystego obejmujące obszar arkusza mapy topograficznej w skali 1 : 10 000, układ 1992. Nazwa zdjęcia, końcówki godła mapy M-34-90: z_B-a-4.tif. Stała kamery dla tego zdjęcia ck = 153,17mm, - jedno zeskanowane lotnicze zdjęcie celowane z terenu nizinnego obejmujące obszar arkusza mapy topograficznej w skali 1 : 10 000, układ 1992. Nazwa zdjęcia, końcówki godła mapy N-33_132: z_C-b-4.tif. Stała kamery dla tego zdjęcia: ck = 152,87mm, - arkusz zeskanowanej mapy topograficznej w skali 1 : 10 000 (układ 1992), terenu górzystego: m_B-a-4.tif, - arkusz zeskanowanej mapy topograficznej w skali 1 : 10 000 (układ 1992), terenu nizinnego: m_C-b-4.tif, - konspekt do tematu kartometryczność: Kartometryczność_2012.pdf. 6. Wykorzystywane oprogramowanie. Do realizacji zadania zastosowano program GIMP 2. 7. Wykonanie tematu. 1. Na zdjęciu cyfrowym i zeskanowanej mapie topograficznej pomierzono dwa jak najdłuższe i symetryczne w stosunku do środka zdjęcia odcinków. Końce tych odcinków na zdjęciu i mapie były takie same. Zanotowano wysokości H końców tych odcinków (na podstawie interpolacji warstwic mapy). Pomiaru odcinków w pikselach dokonano z wykorzystaniem programu GIMP. 2. Obliczono długości odcinków na zdjęciu w milimetrach oraz odcinków z mapy w metrach (wielkość terenowa) z wykorzystaniem znanej wielkości pikseli skanowania oraz skali mapy topograficznej. Obliczono wysokości środków odcinków na podstawie odczytanych z mapy wysokości ich końców. 3. Obliczono wysokość lotu ponad środki odcinków, a następnie dwukrotnie obliczono wysokość absolutną lotu W0. Po kontroli zgodności przyjęto W0 jako średnią z obu obliczeń ( maksymalna dopuszczalna różnica nie przekroczyła kilkunastu metrów).


4. Obliczono średni poziom odniesienia Hśr jako średnią (Hmax + Hmin)/2 oraz średnią wysokość lotu jako różnicę Wśr = W0 – Hśr. 5. Obliczono mianownik skali zdjęcia oraz wielkość piksela terenowego dla średniej wysokości terenu Hśr (poziomu odniesienia) oraz analogicznie dla wysokości Hmax i Hmin. 6. Następnie dokonano oceny kartometryczności zdjęcia lotniczego. 7. Wyznaczono wysokość lotu Wśr. 8. Określono maksymalne prognozowane przesunięcia radialne na zdjęciu. 9. Określono prognozowaną powierzchnię zdjęcia odpowiadającą przyjętemu kryterium kartometryczności. 10. Określono wartości maksymalnych, dopuszczalnych deniwelacji terenu dla spełnienia kryterium kartometryczności zdjęcia. 8. Otrzymane wyniki. Po wykonaniu odpowiednich obliczeń (Załącznik 1), otrzymano następujące wyniki: Dla terenu równinnego: 1. Skala zdjęcia dla średniego poziomu odcinka AB oraz CD. mzAB = 25 914 mzCD = 25 994 2. Wysokość lotu ponad średni poziom odcinka AB i CD. WAB = 3 961,5 m WCD = 3 973,7 m 3. Wysokość absolutna lotu. W0AB = 4 077,7 m W0CD = 4 088,6 m W0 = 4 083,2 m 4. Średnia skala zdjęcia. mzśr = 25 950 5. Średni piksel terenowy. PTśr = 363,3 6. Skala dla punktów o wysokościach Hmax i Hmin na zdjęciu. mz max = 25 910 mz min = 25 989 7. Wielkość pikseli terenowych dla punktów o wysokościach Hmax i Hmin. PTmax = 362,7 PTmin = 363,8 8. Średnia wysokość lotu. Wśr = 3 967,0 m

9. Maksymalne prognozowane przesunięcia radialne na zdjęciu. ∆rmax = ± 0,17 mm


10. Promień radialny opisujący koło, w którym punkty zdjęcia będą spełniać warunek kartometryczności. Rmax= 0,393 m 11. Powierzchnia zdjęcia, którą możemy traktować jako fotomapę. P = 0,485 m2 12. Wartość maksymalnej, dopuszczalnej deniwelacji terenu dla spełnienia kryterium kartometryczności zdjęcia. ± ∆Hmax = 0,6 m Dla terenu górzystego: 1. Skala zdjęcia dla średniego poziomu odcinka AB oraz CD. mzAB = 28 787 mzCD = 29 038 2. Wysokość lotu ponad średni poziom odcinka AB i CD. WAB = 4 409,3 m WCD = 4 447,8 m 3. Wysokość absolutna lotu. W0AB = 4 880,0 m W0CD = 4 887,0 m W0 = 4 883,5 m 4. Średnia skala zdjęcia. mzśr = 28 322 5. Średni piksel terenowy. PTśr = 396,5 6. Skala dla punktów o wysokościach Hmax i Hmin na zdjęciu. mz max = 27 302 mz min = 29 342 7. Wielkość pikseli terenowych dla punktów o wysokościach Hmax i Hmin. PTmax = 382,2 PTmin = 410,8 8. Średnia wysokość lotu. Wśr = 4 338,1 m 9. Maksymalne prognozowane przesunięcia radialne na zdjęciu. ∆rmax = ± 4,1 mm 10. Promień radialny opisujący koło, w którym punkty zdjęcia będą spełniać warunek kartometryczności. Rmax= 16,7 mm 11. Powierzchnia zdjęcia, którą możemy traktować jako fotomapę. P = 8,8 cm2 P = 3,4% zdjęcia


12. Wartość maksymalnej, dopuszczalnej deniwelacji terenu dla spełnienia kryterium kartometryczności zdjęcia. ± ∆Hmax = 2,8 m

9. Wnioski. 1. Wysokość absolutna lotu W0 jest uzależniona od rodzaju terenu i różni się znacznie na terenie równinnym i górzystym (różnica wynosi 800,3 m). 2. Dla terenu równinnego, maksymalne prognozowane przesunięcie radialne na zdjęciu jest mniejsze od dopuszczalnego (σ = ± 0,6 mm), co oznacza, że zdjęcie spełnia warunek kartometryczności, czyli może być traktowane jako fotomapa. 3. Dla terenu górzystego, maksymalne prognozowane przesunięcie radialne na zdjęciu jest większe od dopuszczalnego (σ = ± 0,6 mm),, co oznacza, że zdjęcie nie spełnia warunku kartometryczności, czyli nie może być w pełni traktowane jako fotomapa, a zaledwie jego 3,4% powierzchni. 4. Dla spełnienia kryterium kartometryczności zdjęcia, maksymalna, dopuszczalna wartość deniwelacji terenu równinnego wynosi ±0,6 m, zaś terenu górzystego ±2,8 m. Temat oraz sprawozdanie zostały wykonane przeze mnie osobiście. Joanna Wilczyńska


Załącznik 1. OBLICZENIA TEREN RÓWNINNY 1. Wyznaczenie skali zdjęcia dla średniego poziomu odcinka AB i CD. lpix 1 = 9998,0 lpix 2 = 9998,0 k=4 Lmin = k*100,00 mm ps map 1= L min/lpix = 4*100,00mm/9998,0 = 0,040 mm ps map 2 = 4*100,00 mm/9998,0 = 0,040 mm p s map = 0,040 mm + 0,040 mm/2 = 0,040 mm p s zdj = Lmin/lpix lpix 1 = 16 310,0 lpix 2 = 16 318,0 ps zdj 1 = 0,014 mm ps zdj 2 = 0,014 mm ps zdj = 0,014 mm LAB = 9 730,2 LA’B’ = 10 794,3 HA = 116,3 m HB = 116,1 m LCD = 9 721,2 LC’D’ = 10 685,1 HC = 114,9 m HD = 114,8 m Hmin = 110,2 m Hmax = 122,3 m mz AB = LAB/LA’B’ 9 790,2*0,04*10 000 = 3 916 080 10 794,3*0,014 = 151,1202 mz AB = 25 914 mz CD = LCD/LC’D’ 9 721,2*0,04*10 000 = 3 888 480 10 685,1*0,014 = 149,5914 mz CD = 25 994 2. Wyznaczenie wysokości lotu ponad średni poziom odcinka AB i CD. ck = 152,87 mm WAB = mz AB * ck WCD = mz CD * ck


WAB = 3 961 473,18 mm = 3 961,5 m WCD = 3 973 702,78 mm = 3 973,7 m 3. Wyznaczenie wysokości absolutnej lotu. W0AB = WAB + HAB W0CD = WCD + HCD HAB = (HA + HB)/2 HCD = (HC + HD)/2 HAB = (116,3 m + 116,1 m)/2 = 116,2 m HCD = (114,9 m + 114,8 m)/2 = 114,85 m W0AB = 3 961,5 m + 116,2 m = 4 077,7 m W0CD = 3 973,7 m + 114,85 m = 4 088,6 m W0 = (W0AB + W0CD)/2 W0 = (4 077,7 m + 4 088,6 m)/2 = 4 083,2 m 4. Wyznaczenie średniej skali zdjęcia. mz śr = (W0 – Hśr)/ck Hśr = (Hmax + Hmin)/2 Hśr = (122,3m + 110,2 m)/2 = 116,25m mz śr = (4 083,2 m – 116,25 m)/152,87 mm = 25 950 5. Wyznaczenie średniego piksela terenowego. PT śr = mz śr * ps PT śr = 25 950 * 0,014 mm = 363,3 mm 6. Wyznaczenie skali dla punktów o wysokościach Hmax i Hmin na zdjęciu. mz min/max = (W0 – Hmin/max)/ck mz min = (4 083,2 m – 110,2 m)/0,15287 m = 25989 mz max = (4 083,2 m – 122,3 m)/0,15287 m = 25 910 7. Wyznaczenie wielkości pikseli terenowych dla punktów o wysokościach Hmin i Hmax. PT min/max = mz min/max * ps zdj PT min = 25 989 * 0,014 mm = 363,8 mm PT max = 25 910 * 0,014 mm = 362,7 mm 8. Wyznaczenie średniej wysokości lotu. ±∆h = Hmin/max - Hśr ±∆h = 6,05 m Wśr = W0 - Hśr Wśr = 3 967,0 m


9. Wyznaczenie maksymalnego prognozowanego przesunięcia radialnego. ∆rmax = (±hmax*rmax)/Wśr Rmax = 161 mm*√2/2 = 113,8 mm = 0,1138 m ∆rmax = ±6,05 m*0,1138 m/3 967,0 m = ±0,17 mm σ = ±0,6 mm 10. Wyznaczenie promienia radialnego opisującego koło, w którym punkty zdjęcia będą spełniać warunek kartometryczności. Rmax = σ*Wśr/∆hmax = 0,393 m 11. Powierzchnia zdjęcia, którą możemy traktować jako fotomapę. P = 0,485 m2 12. Wyznaczenie wartości maksymalnej, dopuszczalnej deniwelacji terenu dla spełnienia kryterium kartometryczności zdjęcia. ±∆Hmax = σ*Hśr/rmax = 0,6 m TEREN GÓRZYSTY 1. Wyznaczenie skali zdjęcia dla średniego poziomu odcinka AB i CD. lpix 1 = 9999,0 lpix 2 = 7500,0 k1 = 4 k2 = 3 Lmin = k*100,00 mm ps map 1= L min/lpix = 4*100,00mm/9999,0 = 0,040 mm ps map 2 = 3*100,00 mm/7500,0 = 0,040 mm p s map = 0,040 mm + 0,040 mm/2 = 0,040 mm p s zdj = Lmin/lpix lpix 1 = 16 335,0 lpix 2 = 16 338,0 ps zdj 1 = 0,014 mm ps zdj 2 = 0,014 mm ps zdj = 0,014 mm LAB = 7 540,7 LA’B’ = 7 484,3 HA = 413,5 m HB = 528,0 m LCD = 10 840,1 LC’D’ = 10 665,9 HC = 402,0 m HD = 476,3 m


Hmin = 382,2 m Hmax = 701,6 m mz AB = LAB/LA’B’ 7 540,7*0,04*10 000 = 3 016 280 7 484,3*0,014 = 104,7802 mz AB = 28 787 mz CD = LCD/LC’D’ 10 840,1*0,04*10 000 = 4 336 040 10 665,9*0,014 = 149,3226 mz CD = 29 038 2. Wyznaczenie wysokości lotu ponad średni poziom odcinka AB i CD. ck = 153,17 mm WAB = mz AB * ck WCD = mz CD * ck WAB = 4 409 304,79 mm = 4 409,3 m WCD = 4 447 750,46 mm = 4 447,8 m 3. Wyznaczenie wysokości absolutnej lotu. W0AB = WAB + HAB W0CD = WCD + HCD HAB = (HA + HB)/2 HCD = (HC + HD)/2 HAB = (413,5 m + 528,0 m)/2 = 470,75 m HCD = (402,0 m + 476,3 m)/2 = 439,15 m W0AB = 4 409,3 m + 470,75 m = 4 880,0 m W0CD = 4 447,8 m + 439,15 m = 4 887,0 m W0 = (W0AB + W0CD)/2 W0 = (4 880,0 m + 4 887,0 m)/2 = 4 883,5 m 4. Wyznaczenie średniej skali zdjęcia. mz śr = (W0 – Hśr)/ck Hśr = (Hmax + Hmin)/2 Hśr = (701,6m + 389,2 m)/2 = 545,4 m mz śr = (4 883,5 m – 545,4 m)/153,17 mm = 28 322 5. Wyznaczenie średniego piksela terenowego. PT śr = mz śr * ps PT śr = 28 322 * 0,014 mm = 396,5 mm


6. Wyznaczenie skali dla punktów o wysokościach Hmax i Hmin na zdjęciu. mz min/max = (W0 – Hmin/max)/ck mz min = (4 883,5 m – 389,2 m)/0,15317 m = 29 342 mz max = (4 883,5 m –701,6 m)/0,15317 m = 27 302 7. Wyznaczenie wielkości pikseli terenowych dla punktów o wysokościach Hmin i Hmax. PT min/max = mz min/max * ps zdj PT min = 29 342 * 0,014 mm = 410,8 mm PT max = 27 302 * 0,014 mm = 382,2 mm 8. Wyznaczenie średniej wysokości lotu. ±∆h = Hmin/max - Hśr ±∆h = 156,2 m Wśr = W0 - Hśr Wśr = 4 338,1 m 9. Wyznaczenie maksymalnego prognozowanego przesunięcia radialnego. ∆rmax = (±hmax*rmax)/Wśr Rmax = 161 mm*√2/2 = 113,8 mm = 0,1138 m ∆rmax = ±156,2 m*0,1138 m/4 338,1 m = ±4,1 mm σ = ±0,6 mm 10. Wyznaczenie promienia radialnego opisującego koło, w którym punkty zdjęcia będą spełniać warunek kartometryczności. Rmax = σ*Wśr/∆hmax = 16,7 mm 11. Powierzchnia zdjęcia, którą możemy traktować jako fotomapę. P = 8,8 cm2 P = 3,4% powierzchni zdjęcia 12. Wyznaczenie wartości maksymalnej, dopuszczalnej deniwelacji terenu dla spełnienia kryterium kartometryczności zdjęcia. ±∆Hmax = σ*Hśr/rmax = 2,8 m


Brudnopis z zajęć



ttreter