Detail předmětu
Fotogrammetrie a laserové skenování
FAST-BEA019Ak. rok: 2022/2023
- Fotogrammetrie – historie, typy kamer, snímky, princip pořizování a zobrazování, optika, objektivy, hloubka ostrosti, formáty kamer parametry snímkování.
- Princip 3D rekonstrukce, centrální projekce, prvky vnitřní a vnější orientace, matice kamery, princip stereo vidění a stereo vyhodnocení.
- Souřadnicové systémy ve fotogrammetrii, 2D a 3D transformace, homogenní souřadnice, homografie, způsoby řešení (vyrovnání).
- Blízká fotogrammetrie, kamery, způsob snímkování, metody zpracování, přesnost, kalibrace.
- Pořízení leteckých snímků, typy kamer, plánování letu, digitalizace analogového snímku, smaz a jeho eliminace, rozlišovací schopnost snímku.
- Přímá orientace snímače, fyzikální podstata, přínos pro fotogrammetrii a letecké skenování, transformace mezi souřadnicovými systémy senzorů, systémem nosiče a navigačním souřadnicovým systémem.
- Snímková orientace, princip aerotriangulace, vyrovnání bloku svazků, přesnost snímkové orientace, přídavné parametry, GNSS a IMU v aerotriangulace.
- Fotogrammetrické mapování. Přesnost stereo-vyhodnocení. Digitální ortofoto, digitální analýza a zpracování snímků, digitální obrazová korelace, vyhledání zájmových (klíčových) bodů, analýza korespondencí.
- Automatizace fotogrammetrických úloh – obrazová korelace, interest operátory, Structure from Motion, dense matching – princip, použití, význam.
- Pozemní a letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
- Letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
- Mobilní mapování, UAV: princip, přesnost, aplikace.
Jazyk výuky
Počet kreditů
Garant předmětu
Zajišťuje ústav
Výsledky učení předmětu
Student zvládne cíle předmětu Fotogrammetrie a laserové skenování a bude schopen prakticky aplikovat vybrané metody.
Prerekvizity
Základy souřadnicových systémů a transformací, vyrovnání MNČ.
Korekvizity
Teorie chyb a vyrovnání MNČ.
Plánované vzdělávací činnosti a výukové metody
Výuka probíhá formou přednášek, praktických cvičení a samostudia. Účast na přednáškách je doporučená, na cvičeních povinná.
Způsob a kritéria hodnocení
Podmínky úspěšného zakončení předmětu jsou:
- absolvování cvičení s povinnou účastí, správným vyřešením všech zadaných úkolů, zvládnutím testů na stanovený minimální počet bodů a získáním zápočtu,
- úspěšné složení písemné i ústní části zkoušky (po získání zápočtu).
Osnovy výuky
- Fotogrammetrie – historie, typy kamer, snímky, princip pořizování a zobrazování, optika, objektivy, hloubka ostrosti, formáty kamer parametry snímkování.
- Princip 3D rekonstrukce, centrální projekce, prvky vnitřní a vnější orientace, matice kamery, princip stereo vidění a stereo vyhodnocení.
- Souřadnicové systémy ve fotogrammetrii, 2D a 3D transformace, homogenní souřadnice, homografie, způsoby řešení (vyrovnání).
- Blízká fotogrammetrie, kamery, způsob snímkování, metody zpracování, přesnost, kalibrace.
- Pořízení leteckých snímků, typy kamer, plánování letu, digitalizace analogového snímku, smaz a jeho eliminace, rozlišovací schopnost snímku.
- Přímá orientace snímače, fyzikální podstata, přínos pro fotogrammetrii a letecké skenování, transformace mezi souřadnicovými systémy senzorů, systémem nosiče a navigačním souřadnicovým systémem.
- Snímková orientace, princip aerotriangulace, vyrovnání bloku svazků, přesnost snímkové orientace, přídavné parametry, GNSS a IMU v aerotriangulace.
- Fotogrammetrické mapování. Přesnost stereo-vyhodnocení.
- Digitální ortofoto, digitální analýza a zpracování snímků, digitální obrazová korelace, vyhledání zájmových (klíčových) bodů, analýza korespondencí.
- Automatizace fotogrammetrických úloh – obrazová korelace, interest operátory, Structure from Motion, dense matching – princip, použití, význam.
- Pozemní a letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
- Letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
- Mobilní mapování, UAV: princip, přesnost, aplikace.
Učební cíle
- Získání teoretických znalostí o aktuálních metodách a principech digitální fotogrammetrie.
- Schopnost praktické aplikace vybraných metod digitální fotogrammetrie.
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění a formy nahrazování zameškané výuky
Vymezení kontrolované výuky a způsob jejího provádění stanoví každoročně aktualizovaná vyhláška garanta předmětu.
Základní literatura
KALVODA, Petr, Jakub NOSEK a Petra KALVODOVA, 2021. Influence of Control Points Configuration on the Mobile Laser Scanning Accuracy. IOP Conference Series: Earth and Environmental Science [online]. 906(1) [cit. 2022-10-27]. ISSN 1755-1307. Dostupné z: doi:10.1088/1755-1315/906/1/012091 (EN)
Luhmann, Thomas, Robson, Stuart, Kyle, Stephen and Boehm, Jan. "Preface". Close-Range Photogrammetry and 3D Imaging, Berlin, Boston: De Gruyter, 2019, pp. V-VI. https://doi.org/10.1515/9783110607253-201 (EN)
Bentley Systems. ContextCapture: User Guide. ContextCapture help [online]. [cit. 2020-08-06]. Dostupné z: https://docs.bentley.com/LiveContent/web/ContextCapture%20Help-v9/en/GUID-1D6739CD-B03D-4AFE-B6FA-6AF73D5476E1.html (EN)
Bentley Systems. ContextCapture: Guide for photo acquisition [online]. 2017 [cit. 2020-08-06]. Dostupné z: https://communities.bentley.com/products/3d_imaging_and_point_cloud_software/m/mediagallery/271352 (EN)
User manuals: Agisoft Metashape [online]. [cit. 2020-08-06]. Dostupné z: https://www.agisoft.com/downloads/user-manuals/ (EN)
HANZL, V. a K. SUKUP, 2002. Fotogrammetrie I. Brno: CERM, 94 s. ISBN 80-214-2049-9. (CS)
Hartley, R., & Zisserman, A. (2004). Multiple View Geometry in Computer Vision (2nd ed.). Cambridge: Cambridge University Press. doi:10.1017/CBO9780511811685 (EN)
Zařazení předmětu ve studijních plánech
- Program BPC-GK bakalářský 3 ročník, zimní semestr, povinný
Typ (způsob) výuky
Přednáška
Vyučující / Lektor
Osnova
- Fotogrammetrie – historie, typy kamer, snímky, princip pořizování a zobrazování, optika, objektivy, hloubka ostrosti, formáty kamer parametry snímkování.
- Princip 3D rekonstrukce, centrální projekce, prvky vnitřní a vnější orientace, matice kamery, princip stereo vidění a stereo vyhodnocení.
- Souřadnicové systémy ve fotogrammetrii, 2D a 3D transformace, homogenní souřadnice, homografie, způsoby řešení (vyrovnání).
- Blízká fotogrammetrie, kamery, způsob snímkování, metody zpracování, přesnost, kalibrace.
- Pořízení leteckých snímků, typy kamer, plánování letu, digitalizace analogového snímku, smaz a jeho eliminace, rozlišovací schopnost snímku.
- Přímá orientace snímače, fyzikální podstata, přínos pro fotogrammetrii a letecké skenování, transformace mezi souřadnicovými systémy senzorů, systémem nosiče a navigačním souřadnicovým systémem.
- Snímková orientace, princip aerotriangulace, vyrovnání bloku svazků, přesnost snímkové orientace, přídavné parametry, GNSS a IMU v aerotriangulace.
- Fotogrammetrické mapování. Přesnost stereo-vyhodnocení.
- Digitální ortofoto, digitální analýza a zpracování snímků, digitální obrazová korelace, vyhledání zájmových (klíčových) bodů, analýza korespondencí.
- Automatizace fotogrammetrických úloh – obrazová korelace, interest operátory, Structure from Motion, dense matching – princip, použití, význam.
- Pozemní a letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
- Letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
- Mobilní mapování, UAV: princip, přesnost, aplikace.
Cvičení
Vyučující / Lektor
Osnova
- Aerotriangulace – formování bloku, import dat a měření navazovacích a vlícovacích bodů.
- Aerotriangulace vyrovnání, odstranění hrubých chyb a analýza přesnosti.
- Stereovektorizace, tvorba mapy.
- Tvorba digitálního výškového modelu.
- Ortofoto, ortorektifikace, tvorba ortomozaiky.
- Tvorba texturovaného 3D modelu metodou blízké fotogrammetrie (dense matching, Structure from Motion) a laserového skenování. Testování přesnosti. Publikace modelu na web.