1. Zastosowania fotogrametrii naziemnej

-terrofotogrametria-

• opracowania architektoniczne,

• opracowuje się przekroje, rzuty i rysunki elewacji różnych obiektów zwłaszcza trudno dostępnych o skomplikowanych kształtach lub będących w ruinie,

• wykonywanie fotoplanów elewacji ścian i murów o skomplikowanym rysunku, np malowidła lub zbudowana z nierównych kamieni,

• badanie kształtu i odkształceń obiektów inżynierskich, np. kominów, wież wyciągowych w kopalniach, wysokich budynków, wyznaczanie wielkości urobków w kopalniach odkrywkowych, zwłaszcza tych dużych, gdyż pomiar geodezyjny wymaga tam dużej ilosci pracowników

2. Zastosowania fotogrametrii lotniczej

-aerofotogrametria-

• opracowanie różnego rodzaju map wektorowych, ortofotomap, pomiar danych do metrycznego modelu terenu aktualizacja map ewidencyjnych

3. Zastosowania skaningu laserowego

-Wykorzystanie skaningu laserowego w leśnictwie i ochronie środowiska,

-obserwacja obiektów zagrożonych katastrofą budowlaną,

-inwentaryzacja skomplikowanych, niedostępnych konstrukcji w zakładach przemysłowych,

-inwentaryzacja obiektów zabytkowych,

-monitoring budowli podlegających dynamicznym wpływom otoczenia (zapory wodne, wały przeciwpowodziowe, słupy energetyczne, kominy przemysłowe itp.)  przez porównanie z rejestracją (pomiarem) wyjściową stanu obiektu.

4. Produkty fortogrametryczne w systemach GIS

produktem fotogrametrycznym jest:
Numeryczny Model Terenu,
Cyfrowa ortofotomapa
baza wektorowa obiektów topograficznych i hydrologicznych

5. Definicja fotogrametrii

Fotogrametria - dziedzina nauki i techniki zajmująca się odtwarzaniem kształtów, rozmiarów i wzajemnego położenia obiektów w terenie na podstawie zdjęć fotogrametrycznych (fotogramów).

6. Spektrum elektromagnetyczne, co rejestrujemy na zdjęciach?

zarejestrowany obraz promieniowania rozłożonego na poszczególne częstotliwości, długości fal lub energie. Widmo, które powstało w wyniku emisji promieniowania przez analizowaną substancję albo na skutek kontaktu z nią (przeszło przez nią lub zostało przez nią odbite), może dostarczyć szeregu cennych informacji o badanej substancji.Najprostsze widma jednowymiarowe mają zwykle postać wykresu, na którym na osi pionowej zaznacza się zwykle intensywność promieniowania (lub stopień jego absorpcji - dla widm absorpcyjnych), a na osi poziomej liczbową charakterystykę używanego w danej spektroskopii promieniowania, np. długość fali, częstotliwość lub energię. Widma przedstawia się czasem również w postaci paska świetlnego uzyskiwanego na ekranie lub na filmie fotograficznym.

7. Rozdzielczość obrazu: przestrzenna, spektralna, radiometryczna i

czasowa

przestrzenna- to ilość pikseli z których składa się obraz (wymiar piksela)

spektralna- liczba i zakres kanałów

radiometryczna-liczba tonów szarości

czasowa-mówi, jak często można pozyskiwać dane (lub częstotliwość zobrazowań)

8. System Landsat (liczba kanałów, zakres spektralny, wysokość lotu)

- 7 kanałów

- zawiera siedem pasm spektralnych o równej szerokości widmowej, obejmujących promieniowanie od obszaru odpowiadającego barwie niebieskiej światła widzialnego do dalekiej podczerwieni odpowiadającej promieniowaniu termicznemu Ziemi

-705km

9. Układy współrzędnych, w jaki sposób definiuje się układ współrzędnych

odwzorowanie, elipsoida odniesienia i jej punkt styczności do geoidy, współczynnik

skali, przesunięcie współrzędnych;

podział na arkusze i sposób nadawania godeł

10. Układy współrzędnych obowiązujące obecnie w Polsce

„1992”

• jednostrefowe dla obszaru Polski odwzorowanie Gaussa-Krügera z południkiem środkowym L0 = 19° i skalą podobieństwa m0 = 0,9993

• równomierny rozkład zniekształceń liniowych, od -70 cm/km na południku środkowym do ok. +90 cm/km w skrajnych, wschodnich obszarach Polski

„2000”

• czterostrefowe odwzorowanie Gaussa-Krügera elipsoidy GRS-80 w pasach 3-stopniowych,

zwane skrótowo układem "2000".

• W tym przypadku koncepcja nawiązuje do dawnego układu "1942".

• Różnica polega jednak na odmienności przyjętych elipsoid odniesienia oraz na zastosowaniu

dodatkowej skali podobieństwa (skali kurczenia na południku środkowym).

• W układzie "2000" zastosowano skalę m0 = 0,999923, która realizuje kompromis w rozłożeniu zniekształceń liniowych (od -7,7 cm/km na południku środkowym strefy do maksymalnie ok. +7 cm/km na brzegu strefy).

11. Stare układy współrzędnych z którymi można mieć do czynienia
Układ współrzędnych 1942 - układ współrzędnych płaskich prostokątnych. Układ historyczny, nienależący do państwowego systemu odniesień przestrzennych^[1]. Układ został wprowadzony do stosowania uchwałą Prezydium Rządu w 1953^[2].
Układ współrzędnych "1965" (Państwowy Układ Współrzędnych Geodezyjnych 1965) - układ współrzędnych płaskich prostokątnych w odwzorowaniu konforemnym (odwzorowanie quasi-stereograficzne), zwany układem "1965", stosowany do opracowań w skali 1:5000 i skalach większych (mapa zasadnicza)

12. Układ współrzędnych UTM

UTM = Universe Transverse Mercator-układ współrzędnych wykorzystujący odwzorowanie poprzeczne Mercatora, strefy 6-stopniowe. (UTM 34)

13. Na czym polega transformacja układów współrzędnych

Translacja (przesunięcie), obrót (skręcenie), zmiana skali

14. Transformacja Helmerta, afiniczna

Transformacja Helmerta -liniowa transformacja konforemna.

Parametry transformacji:

- Minimum 2 punkty kontrolne

• Właściwości

- Niezmienność kątów - transformacja konforemna

- Zmiana długości

- Zachowana ortogonalność osi, prostopadłość i równoległość

odcinków

Transformacja afiniczna- Transformacja afiniczna nie jest transformacją wiernokątną.

Parametry transformacji:

- Minimum 3 punkty kontrolne

• Właściwości

- Zmiana kątów i długości

- Ortogonalność osi po transformacji

- Zachowana prostopadłość i równoległość

15. Transformacje dostępne w programie ILWIS

Transformacja Helmerta, afiniczna, wielomianowa konforemna, afinicza wielomianowa wyższych rzędów, bliniowa, rzutowa.

16. Etapy wykonania transformacji układów współrzędnych w modelu wektorowych

Przeliczanie wspołrzędnych w modelu wektorowym nie jest skomplikowane, ponieważ sprowadza się

tylko do wyliczenia wspołczynnikow transformacji na podstawie punktow o wspołrzędnych znanych

w obu układach (wejściowym i wyjściowym), a następnie na podstawie tych wspołczynnikow,

wyliczenia wspołrzędnych wyjściowych żądanych punktow.

Etapy:

1. Wybranie rodzaju transformacji

2. Wprowadzenie punktow kontrolnych

3. Wyliczenie parametrow transformacji

4. Podanie wspołrzędnych wejściowych punktow transformowanych (czyli wspołrzędnych w układzie

pierwotnym, ktory chcemy zamienić)

5. Przeliczenie wspołrzędnych do układu wyjściowego (czyli takiego, ktory chcemy uzyskać).

17. Etapy wykonania transformacji układów współrzędnych w modelu rastrowym

Transformacja w modelu rastrowym jest bardziej skomplikowana niż w modelu wektorowym,

ponieważ tutaj po przeliczeniu wspołrzędnych, musimy dokonać jeszcze resamplingu rastra. Siatka

kwadratow po samym przeliczeniu wspołrzędnych dla rastra ulega skręceniu, a raster „deformacji”,

dlatego aby przywrocić zdjęcie do „normalności, musimy dokonać resamplingu.

Etapy:

1. Wybranie rodzaju transformacji

2. Wprowadzenie punktow kontrolnych

3. Wyliczenie parametrow transformacji

4. Podanie wspołrzędnych wejściowych punktow transformowanych (czyli wspołrzędnych w układzie

pierwotnym, ktory chcemy zamienić)

5. Przeliczenie wspołrzędnych do układu wyjściowego (czyli takiego, ktory chcemy uzyskać).

6. Resampling, czyli wygenerowanie nowego rastra.

18. Na czym polega resampling obrazu i po co się go przeprowadza

Polega na generowaniu nowego rastra. Efektem resamplingu jest rzeczywiste powiększenie, pomniejszenie lub zmiana proporcji, ale także i obrót obrazu pierwotnego rastra.

19. Metody resamplingu

Metoda najbliższego sąsiada (1 sąsiad), biliniowa (2x2 sąsiadów), bicubic.(4x4 sąsiadów)

20. Dlaczego zdjęcia lotniczego nie można wpasować w układ współrzędnych metodą transformacji Helmerta czy afiniczną, a niektóre obrazy satelitarne można?

Zdjęcia lotniczego nie można wpasować tymi metodami, ponieważ zdjęcie jest zrobione z taką

dokładnością (rozmiar piksela jest mały, a im mniejszy, tym dokładniejszy), że nie możemy

potraktować go jako teren płaski, a użycie tutaj transformacji Helmerta lub afinicznej dałoby zbyt

duże odchyłki. Niektore zdjęcia satelitarne można tak wpasować, ponieważ tam rozmiar piksela jest

tak duży, że odchyłki powstałe w wyniku takiej transformacji można zaniedbać.

21. Analogowe i cyfrowe kamery lotniczego

Cyfrowe kamery lotnicze .

Stosowane są dwa rodzaje kamer cyfrowych: skanerowe i matrycowe. Nowoczesna, wysokorozdzielcza kamera cyfrowa posiada system przetwarzający obrazy analogowe w cyfrowe (A/D conversion) i wbudowany twardy dysk o pojemności kilku GB, pozwalający na zapisanie ponad stu obrazów.

-zdalna rejestracja (bez kontaktu fizycznego z obiektem)

-rejestracja trwa krótko

-pomiar i opracowanie przeniesione do warunków kameralnych

-łatwość automatyzacji procesów pomiarowych

-łątwość powtórzenia i uzupełnienia pomiaru

-łatwość pomiaru b. Dużej ilości punktów

-zdjęcie jest obiektynym zapisem rzeczywistości, zachowuje wartość archiwalną a opracowanie jest mało obciążone czynnikiem subiektywnym

Wg skali zdjęć:

• Małoskalowe 25 000 < Mz < 100 000

• Średnioskalowe 5 000 < Mz < 25 000

• Wielkoskalowe 500 < Mz < 5 000

22. Podać przykładowe parametry kamery lotniczej

focal_length: 153.17

ppac: 0.008; 0.001

ppbs: 0.004; -0.001

film_format: 230; 230

23. Obliczyć wielkość pliku na podstawie rozdzielczości

Zdj800x600 zapisane w 24 bitowej palecie barw

X x Y x 24 /8/1024/1024 (w MB) 

24. Parametry rzutu środkowego

Te parametry to położenie środka rzutów względem obrazu. Pozwalają one na rekonstrukcję wiązki promieni rzutujących w kamerze.

25. Rzut środkowy a rzut ortogonalny(równoległy), przykłady

Rzut środkowy realizowany jest przez oko i aparat fotograficzny

26. Zniekształcenia na zdjęciu lotniczym

Wielkość błędu zależy od:

• różnicy wysokości pomiędzy punktami (im większa tym większy błąd) odległości punktu od „środka zdjęcia" (im dalej tym błąd większy)

• stałej kamery (zdjęcia z kamer krótkoogniskowych czyli szerokokątnych mają większe błędy).

• osi kamery od pionu, ponieważ praktycznie każde zdjęcie jest w jakimś stopniu wychylone, nie można zdjęcia wykorzystywać jako mapy nie tylko dla terenów pofalowanych, ale również dla terenów płaskich.

27. Wpływ nachylenia zdjęcia

Wpływ nachylenia zdjęcia - Punkt terenowy odwzoruje się na nachylonym zdjęciu lotniczym przesuniętym radialnie w kierunku punktu izocentrycznego, w porównaniu z jego odpowiednikiem na zdjęciu ściśle pionowym.

28. Wpływ deniwelacji terenu

Wpływ deniwelacji - Różnice terenowe powodują zniekształcenia perspektywistyczne punktów, Kierunek przesunięcia jest zgodny z kierunkiem do punktu nadirowego.

29. Skala zdjęcia

Zdjęcie lotnicze posiada jednolitą skalę mz = W/ck tylko w przypadku teoretycznym, gdy

fotografowany teren jest płaski, a zdjęcie wykonane zostało w taki sposób, aby płaszczyzna

zdjęcia była równoległa do płaszczyzny terenu (oś kamery prostopadła do płaszczyzny

terenu). W każdym innym przypadku skala zdjęcia jest różna w każdym punkcie zdjęcia (skala punktowa), bo wysokość lotu ponad każdy punkt jest inna. Czyli deniwelacje terenu oraz nachylenie zdjęcia w stosunku do płaszczyzny terenu powodują niejednolitość skali.

Skala średnia zdjęcia lotniczego - obliczona dla średniej płaszczyzny terenu odfotografowanego na zdjęciu.

31. Przekształcenie rzutowe

Dwie płaszczyzny punktów zależne od siebie rzutowo można opisać, że są to dwie płaszczyzny

przecinające tą samą wiązką prostych

Zależność rzutową płaszczyzny punktów a i płaszczyzny a' można zapisać wzorem:

x' =

y' =

32. Wpływ deniwelacji terenu na zdjęciu lotniczym i obrazie satelitarnym, obliczenia,analiza przesunięć radialnych

1) Jak wiadomo, zdjęcie wykonane kamerą fotogrametryczną jest rzutem środkowym,

rzutowi ortogonalnemu w skali mz= W/ck odpowiada tylko wtedy, gdy jest ściśle pionowe, a

sfotografowany na nim teren jest płaski i poziomy. W przypadku zdjęcia nachylonego i

przedstawiającego teren pofalowany, skala zdjęcia jest różna w jego punktach.

Jeśli pominąć nachylenie zdjęcia (bo współczesne kamery lotnicze pozwalają na

wykonanie zdjęć odchylonych od pionu o mniej niż ± 0,5°), wpływ deniwelacji terenu na

przemieszczenie punktów na zdjęciu w stosunku do rzutu środkowego odpowiadającego ich

hipotetycznemu położeniu na płaszczyźnie odniesienia wyraża się wzorem

D r =

Dr - przesuniecie radialne wzgledem punktu nadirowego (dla zdjec ściśle

pionowych pokrywajacego sie z punktem głównym zdjacia),

Dh - to różnica wysokosci pomiedzy punktem a płaszczyzna odniesienia,

r - promien radialny punktu - długosc odcinka miedzy punktem nadirowym = punktem

głównym zdjecia a rozpatrywanym punktem na zdjeciu,

W - wysokosc lotu ponad płaszczyzna odniesienia.

Badanie wpływu deniwelacji obejmuje:

1. wyznaczenie skali zdjęcia:

a) na podstawie pomiaru na nim odcinków i porównaniu ich z odcinkami w

terenie,

b) odpowiadającej średniej wysokości zobrazowanego na nim terenu.

2. sprawdzenie, z jakimi maksymalnymi przesunięciami radialnymi spowodowanymi

deniwelacją terenu można się spodziewać na zdjęciu,

3. Sprawdzenie, z jakimi maksymalnymi przesunięciami radialnymi

spowodowanymi deniwelacją terenu moŜna się spodziewać na zdjęciu,

4. Określenie prognozowanej powierzchni zdjęcia odpowiadającej kryterium

dokładności fotomapy

5. Obliczenie wartości dopuszczalnych deniwelacji terenu dla spełnienia warunku

kartometryczności zdjęcia.

33. Wpływ deniwelacji terenu na zdjęciu nachylonym

W przypadku zdjęcia nachylonego i przedstawiającego teren pofalowany, skala zdjęcia jest różnam w jego punktach. Przez co zdjęcie nie może zostać wykorzystane jako podkład do stworzenia mapy

34. O jakiej maksymalnej rozdzielczości przestrzennej są obecnie dostępne obrazy satelitarne

Typowe dane bardzo wysokiej rozdzielczości (very high resolution, VHR) oferują rozdzielczość przestrzenną powyżej 5 metrów, z dostrzegalną współcześnie tendencją schodzenia poniżej jednego metra. Specyfika ta upodabnia dane VHR do danych lotniczych.

35. Definicja przestrzennego układu tłowego

Za początek układu tłowego przyjmuje się punkt główny zdjęcia (tj. rzut ortogonalny środka rzutów na płaszczyznę tłową zdjęcia). Dla zdjęć lotniczych oś x układu tłowego ma kierunek równoległy do osi szeregu zdjęć. W przypadku obserwacji stereoskopowych oś ta jest zdefiniowana przez środki rzutów zdjęć tworzących stereogram. Dla zdjęć naziemnych oś x układu tłowego przechodzi przez znaczki tłowe fotogramu. Rekonstrukcja wiązki, która jest pierwszym etapem opracowań analitycznych wymaga przyjęcia układu przestrzennego pozwalającego na matematyczny zapis zaobserwowanych promieni. Warunek ten jest spełniony przez przestrzenny układ współrzędnych zdjęcia zdefiniowany w sposób następujący:

- początek układu stanowi środek rzutów zdjęcia,

- osie x, y tego układu są równoległe do osi x', y' układu tłowego zdjęcia,

- kierunek zwrotu osi z przyjmuje się w ten sposób, aby z wcześniej zdefiniowanymi osiami x, y został utworzony ortogonalny układ prawoskrętny.

36. Definicja elementów orientacji wewnętrznej

- liczbowe wartości: stałej kamery i współrzędnych punktu głównego w układzie wyznaczonym przez znaczki tłow

37. Po co definiuje się elementy orientacji wewnętrznej?

Są podane w odniesieniu do układu zmaterializowanego na zdjęciu fotogrametrycznym przez tzw. znaczki tłowe, znajdujące się na obrzeżach zdjęcia. Definiują one układy współrzędnych tłowych, potrzebne do odtworzenia wiązki promieni rzutujących.

38. Definicja elementów orientacji zewnętrznej

- współrzędne środka rzutów (Xo, Yo, Zo), oraz kąty określające nachylenie i skręcenie kamery (i wykonanego nią zdjęcia)  ω, φ, κ

40. Równanie kolinearności

R = lambda • A • r

przechodzi w

r = 1/lambda • A-1 • R

a to w r = 1/ lambda • AT • R

gdzie: A - macierz transformacji o kąty: ω, φ, κ. macierz obrotu opisująca orientację układu tłowego zdjęcia w stosunku do układu terenowego

λ - współczynnik skali ( λ = R / r)

41. Fotogrametryczne wcięcie wstecz

Na zdjęciu wykonuje się pomiar współrzędnych tłowych odfotografowanych punktów o znanych współrzędnych terenowych. W równaniu znane są wówczas współrzędne tłowe (x,y) i współrzędne terenowe (X, Y, Z) pomierzonych punktów oraz elementy orientacji wewnętrznej (ck). Nieznane sa współrzędne środka rzutów (X0, Y0, Z0), macierz A - której elementy składają się funkcji trygonometrycznych (czyli w postaci uwikłanej) kątów j, w, k oraz współczynniki l. Większa ilość punktów umożliwia wyznaczenie niewiadomych z wyrównaniem

42. Ile punktów jest niezbędnych do wyznaczenia elementów orientacji zewnętrznej

Co najmniej 3

43. Zastosowanie równania kolinearności do wyznaczania współrzędnych terenowych

R = l • A • r

A - macierz transformacji o kąty: ω ϕ κ

λ - współczynnik skali ( λ = R/r)

44. Ile zdjęć jest potrzebnych do wyznaczenia współrzędnych terenowych

Odp: 2

45. Zastosowanie równania kolinearności do tworzenia ortofotomapy

Opracowanie ortofotomapy metodą „odwrotną”

Można do tych wyliczeń wykorzystać równanie kolinearności (zdjęcie ma znane

elementy orientacji wewnętrznej i zewnętrznej).

Ponieważ te wyliczone punkty przeważnie nie są środkami pikseli zdjęcia musi być

interpolowana ich jasność na podstawie jasności otaczających je pikseli zdjęcia

Wyznaczona w ten sposób jasność przypisywana jest pikselowi ortofotomapy. Po wyznaczeniu w ten sposób jasności wszystkich pikseli ortofotomapy mamy wykonane przetworzenie.

46. Co jest potrzebne do wygenerowania ortofotomapy

Do wygenerowania ortofotomapy potrzebne są: rastrowy obraz terenu wraz z elementami jego orientacji wewnętrznej i zewnętrznej oraz numeryczny model terenu.

47. Fotomapa i ortofotomapa

FOTOMAPA- mapa fotograficzna uzyskana drogą przetwarzania zdjęć(lotniczych) 
ORTOFOTOMAPA - mapa fotograficzna uzyskana na drodze przetwarzania różniczkowego; 
można ją uzyskać metodą analogową lub cyfrową

48. Analiza dokładności ortofotomapy

Po wyświetleniu ortofotomapy nałożyć warstwę dróg, pomierzyć odchyłki w co najmniej 20 punktach pomiędzy położenie osi drogi na obrazie a przebiegiem wektora (np. skrzyżowania dróg). Policzyć błąd średni mp. (wzór). Dla ortofotompay w skali 1:10 000 mp max=+/-0,3mm i Vmax=+/- 0,6mm.

---