Geodezja i Kartografia
Geodezja i Kartografia
studia I stopnia (inżynierskie), sem. 3
studia I stopnia (inżynierskie), sem. 3
wykładowca: dr hab. Zdzisław Kurczyński
wykładowca: dr hab. Zdzisław Kurczyński
Przedmiot : FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA
Przedmiot : FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA
Przedmiot : FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA
cz. 2: Jakość i właściwości pomiarowe zdjęć
cz. 2: Jakość i właściwości pomiarowe zdjęć
cz. 2: Jakość i właściwości pomiarowe zdjęć
lotniczych
lotniczych
lotniczych
Warszawa
Warszawa
Cz. 2: Jakość i właściwości pomiarowe zdjęć lotniczych
Cz. 2: Jakość i właściwości pomiarowe zdjęć lotniczych
Plan:
1. Błędy geometryczne zdjęć
2. Właściwości pomiarowe zdjęcia lotniczego
3. Elementy orientacji zewnętrznej kamery
4. Jakość fotograficzna zdjęć
5. Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
6. Stan pokrycia kraju zdjęciami lotniczymi
7. Perspektywy rozwoju tradycyjnych kamer
lotniczych
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Dystorsja radialna obiektywu
Dystorsja radialna obiektywu
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Dystorsja radialna obiektywu
Dystorsja radialna obiektywu
"r = r  ck · tgÄ…
"r = r  ck · tgÄ…
"r = a1r3 + a2r5 + a3r7 + ...
"r = a1r3 + a2r5 + a3r7 + ...
Dla współczesnych obiektywów "r < 2 µm
Dla współczesnych obiektywów "r < 2 µm
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Niepłaskość emulsji
Niepłaskość emulsji
r
r" - r H" u tgÄ… = u
r" - r H" u tgÄ… = u
ck
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Deformacja podłoża emulsji:
Deformacja podłoża emulsji:
temperatura
temperatura
wilgotność
wilgotność
naprężenia mechaniczne
naprężenia mechaniczne
Charakter deformacji:
Charakter deformacji:
odwracalne, nieodwracalne
odwracalne, nieodwracalne
konforemne
konforemne
afiniczne
afiniczne
przypadkowe
przypadkowe
Podłoże filmów lotniczych: poliester 0.10 mm
Podłoże filmów lotniczych: poliester 0.10 mm
(0.06 mm, 0.18 mm)
(0.06 mm, 0.18 mm)
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Refrakcja atmosferyczna
Refrakcja atmosferyczna
Refrakcja atmosferyczna
Refrakcja atmosferyczna
2
r
"r = - r (1+ ) c
"r = - r c
2
c
k
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Krzywizna Ziemi
Krzywizna Ziemi
Hr3
dr =
dr =
2Rck
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Jakość pomiarowa zdjęć lotniczych
Krzywizna Ziemi i refrakcja atmosferyczna
Krzywizna Ziemi i refrakcja atmosferyczna
ck = 152 mm, teren 100 m n.p.m.
ck = 152 mm, teren 100 m n.p.m.
Właściwości pomiarowe pojedynczego zdjęcia lotniczego
Właściwości pomiarowe pojedynczego zdjęcia lotniczego
Elementy orientacji zewnętrznej zdjęcia
Elementy orientacji zewnętrznej zdjęcia
Właściwości pomiarowe pojedynczego zdjęcia lotniczego
Właściwości pomiarowe pojedynczego zdjęcia lotniczego
Elementy orientacji zewnętrznej zdjęcia
Elementy orientacji zewnętrznej zdjęcia
Elementy orientacji zewnętrznej zdjęcia:
Elementy orientacji zewnętrznej zdjęcia:
położenie środka rzutów: XS, YS, ZS
położenie środka rzutów: XS, YS, ZS
elementy kÄ…towe: ½, º, Ä…
elementy kÄ…towe: ½, º, Ä…
nachylenie ½ - kÄ…t miÄ™dzy osiÄ… zdjÄ™cia a liniÄ… pionu
nachylenie ½ - kÄ…t miÄ™dzy osiÄ… zdjÄ™cia a liniÄ… pionu
skrÄ™cenie º - kÄ…t miÄ™dzy głównÄ… pionowÄ… zdjÄ™cia a osiÄ… tÅ‚owÄ…
skrÄ™cenie º - kÄ…t miÄ™dzy głównÄ… pionowÄ… zdjÄ™cia a osiÄ… tÅ‚owÄ…
(zwykle osiÄ… x)
(zwykle osiÄ… x)
kąt kierunkowy ą - kąt między osią X układu odniesienia a krawędzią NO
kąt kierunkowy ą - kąt między osią X układu odniesienia a krawędzią NO
przecięcia głównej płaszczyzny pionowej z płaszczyzną xy
przecięcia głównej płaszczyzny pionowej z płaszczyzną xy
Dla opracowania stereoskopowego: X , Y , Z , É, Ć, º
Dla opracowania stereoskopowego: X , Y , Z , É, Ć, º
Właściwości pomiarowe pojedynczego zdjęcia lotniczego
Właściwości pomiarowe pojedynczego zdjęcia lotniczego
Punkty i linie szczególne zdjęcia nachylonego
Punkty i linie szczególne zdjęcia nachylonego
płaszczyzna zdjęcia (Ą)
płaszczyzna horyzontu (N)
linia horyzontu (hzhz)
prosta największego spadku (Z'N')
linia pozioma (hzhz, hoho, hJhJ, hNhN)
punkt główny (O')
punkt główny zbiegu (Z')
O'Z' = ck ctg½
punkt nadirowy (N')
O'N' = ck tg½
punkt izocentryczny (J')
½
O'J' = ck tg
2
Właściwości pomiarowe pojedynczego zdjęcia lotniczego
Właściwości pomiarowe pojedynczego zdjęcia lotniczego
Zniekształcenie zdjęcia pomiarowego
Zniekształcenie zdjęcia pomiarowego
Rodzaje zniekształceń:
Rodzaje zniekształceń:
liniowe,
liniowe,
kÄ…towe
kÄ…towe
y
ródła zniekształceń:
y
ródła zniekształceń:
nachylenie zdjęcia,
nachylenie zdjęcia,
deniwelacje terenu
deniwelacje terenu
Zniekształcenia liniowe
Zniekształcenia liniowe
wpływ nachylenia zdjęcia
wpływ nachylenia zdjęcia
2
r sin´ sin½
dr =
½
c
k
wpływ deniwelacji
wpływ deniwelacji
r
drh = "h
W
r
drh = "h
m c
Jakość fotograficzna zdjęć
Jakość fotograficzna zdjęć
Zdolność rozdzielcza obiektywu
Zdolno rozdzielcza obiektywu
Czynniki determinujące zdolność
Czynniki determinuj ce zdolno
rozdzielczą zdjęć
rozdzielcz zdj
obiektyw
obiektyw
emulsja
emulsja
rozmazanie (ruch samolotu)
rozmazanie (ruch samolotu)
rozmazanie (drgania liniowe
rozmazanie (drgania liniowe
i kÄ…towe kamery)
i kÄ…towe kamery)
atmosfera
atmosfera
obiekt (kontrast)
obiekt (kontrast)
Współczesne obiektywy:
Współczesne obiektywy:
110 ÷ 120 par linii/mm
110 ÷ 120 par linii/mm
Lamegon PI 4.5/150 (MRB)
Lamegon PI 4.5/150 (MRB)
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
12
a)
Rozwój obiektywów
Rozwój obiektywów
Wild/Leica:
Wild/Leica:
10
a - dystorsja dla
a - dystorsja dla
8
maksymalnej wartości
maksymalnej wartości
f = 150 mm f = 300 mm
przysłony,
przysłony,
6
4 b - rozdzielczość dla
b - rozdzielczość dla
dużego kontrastu obiektu
dużego kontrastu obiekt
2
i optymalnej przysłony
i optymalnej przysłony
0
15UAG UAGI UAGII 15/4UAG 15/4UAGS 30ATII 30/4NAT 30/4NATS
1961 1972 1972 1978 1995 1973 1980 1992
140
b)
f:4
f:4
120
f:5.6
100
80
f:5.6 f:5.6 f:5.6 f:5.6 f:5.6
60
40
20
0
15UAG UAGI UAGII 15/4UAG 15/4UAGS 30ATII 30/4NAT 30/4NATS
1961 1972 1972 1978 1995 1973 1980 1992
max. dystorsja [um]
rozdzielczość AWAR [pl/mm]
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
140
120
100
80
60
40
20
0
15/4 UAG-S 30/4 NAT-S
f:4, duży k. f:5.6, duży k. f:4, mały k.
Zdolność rozdzielcza nowych obiektywów Leica dla: otworu
względnego f/4, kontrastu dużego K=1000:1, oraz małego K=1.6:1
AWAR [pl/mm]
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
120 18
16
100
14
80 12
10
60
8
40 6
4
20
2
0 0
ck= 88 153 213 303 ck= 88 153 213 303
a/ liniow e b/ kÄ…tow e c/ suma
a/ liniow e b/ kÄ…tow e c/ suma
Przewidywane rozmazanie obrazu (zdjęcia Szczątkowe rozmazanie obrazu dla kamery
1:5 000, 141 mm od środka, prędkość lotu FMC na stabilizowanym podwieszeniu
V=220 km/h, czas ekspozycji 1/200 s): (warunki jak obok):
a- liniowe (spowodowane ruchem samolotu), a- liniowe (deniwelacje, błędy sterowania
b - kątowe (2o/s wokół każdej osi, tj. dla FMC),
typowej turbulencji), b - kątowe (0.3o/s wokół każdej osi),
c- efekt sumaryczny
c- efekt sumaryczny
rozmazanie [um]
rozmazanie [um]
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Upraszczając zagadnienie, można oczekiwać, że
współczesne czarno-białe zdjęcia lotnicze, wykonane na
niskoczułym filmie lotniczym, kamerą FMC na
stabilizowanym podwieszeniu, charakteryzujÄ… siÄ™
rozdzielczością :
około 55 par linii/mm dla obiektów kontrastowych
(1 pl/mm = 18 µm),
około 40 par linii/mm dla obiektów o niskim kontraście
(1 pl/mm = 25 µm).
Najsłabszym ogniwem w procesie fotografowania jest film.
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Zdolność rozdzielcza zdjęć
Rodzaj filmu dla niskiego kontrastu Nieostrość
obiektów (1.6:1) [µm]
[pary linii/mm]
Niskoczuły czarno b 40 25
- ały
i
Średnioczuły czarno biały 35 29
-
Wysokoczuły czarno biały 30 33
-
Średnioczuły barwny 30 33
Barwny IR 25 40
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Jakość współczesnych zdjęć lotniczych
Jak skanować zdjęcia ?
1/3 (el. rozdzielczoÅ›ci) < piksel skanowania < ½ (el. rozdzielczoÅ›ci)
Przykład:
Mamy zdjÄ™cia o rozdzielczoÅ›ci 30 [p.l/mm], tj. el. rozdz. 33 µm.
Piksel skanowania: w zakresie 11  16 µm
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Program PHARE PL 9206
Program PHARE PL 9206
Parametry zdjęć w skali 1 : 26 000
Parametry zdjęć w skali 1 : 26 000
obszar 313 000 km2 (cały kraj)
obszar 313 000 km2 (cały kraj)
czas 1995 - 1998
czas 1995 - 1998
skala zdjęć 1 : 26 000
skala zdjęć 1 : 26 000
kamery szerokokÄ…tne (ck = 152 mm), FMC
kamery szerokokÄ…tne (ck = 152 mm), FMC
(LMK, RC 20, RC 30)
(LMK, RC 20, RC 30)
pokrycie podłużne 61 %
pokrycie podłużne 61 %
pokrycie poprzeczne 25 % (szer. 500)
pokrycie poprzeczne 25 % (szer. 500)
33 % (szer. 550)
33 % (szer. 550)
wysokość fotografowania 4 000 m nad terenem
wysokość fotografowania 4 000 m nad terenem
projekt lotu zdjęcia celowane, synchronizacja z
projekt lotu zdjęcia celowane, synchronizacja z
mapami 1:10 000 (w kroju
mapami 1:10 000 (w kroju
międzynarodowym)
międzynarodowym)
kierunek lotu północ - południe
kierunek lotu północ - południe
nawigacja CCNS - 4 (GPS)
nawigacja CCNS - 4 (GPS)
wysokość słońca > 350
wysokość słońca > 350
liczba zdjęć 39 700
liczba zdjęć 39 700
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Zdjęcia 1:26 000  schemat zdjęć  celowanych
Zdjęcia 1:26 000  schemat zdjęć  celowanych
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Obecny stan wykonawstwa zdjęć w Polsce:
Obecny stan wykonawstwa zdjęć w Polsce:
Wykonawstwo zdjęć lotniczych w Polsce:
Wykonawstwo zdjęć lotniczych w Polsce:
4 firmy fotolotnicze
4 firmy fotolotnicze
kamery analogowe  nowej generacji
kamery analogowe  nowej generacji
fotolaboratorium CODGiK
fotolaboratorium CODGiK
Archiwizacja i dystrybucja zdjęć
Archiwizacja i dystrybucja zdjęć
CODGiK
CODGiK
skanowanie zdjęć
skanowanie zdjęć
 odtajnianie zdjęć
 odtajnianie zdjęć
Wytyczne techniczne K-2.7
Wytyczne techniczne K-2.7
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Pokrycia Polski zdjęciami lotniczymi  stan obecny i plany
Ceny usług fotolotniczych:
Zdjęcia 1:26 000 40  50 zł / km2
Zdjęcia 1:13 000 120  140 zł / km2
Komentarz
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Stan pokrycia zdjęciami powierzchni kraju
Perspektywy dalszego rozwoju tradycyjnych kamer lotniczych:
1. Pod względem geometrii kamery osiągnęły ideał.
2. Możliwości dalszego zwiększenia zdolności rozdzielczej
praktycznie wyczerpały się.
3. Pomiar elementów orientacji osiągnął poziom operacyjny.
Wniosek:
Możliwości dalszego rozwoju tradycyjnych kamer
Możliwości dalszego rozwoju tradycyjnych kamer
Możliwości dalszego rozwoju tradycyjnych kamer
analogowych (na film lotniczy) wyczerpały się.
analogowych (na film lotniczy) wyczerpały się.
analogowych (na film lotniczy) wyczerpały się.
Przyszłość: lotnicza kamera cyfrowa
Przyszłość: lotnicza kamera cyfrowa
Przyszłość: lotnicza kamera cyfrowa
DZI
KUJ

DZI
KUJ

DZI
KUJ