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

čeština

Počet kreditů

6

Garant předmětu

Ing. Petr Kalvoda, Ph.D.

Zajišťuje ústav

Ústav geodézie (GED)

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

  1. Fotogrammetrie – historie, typy kamer, snímky, princip pořizování a zobrazování, optika, objektivy, hloubka ostrosti, formáty kamer parametry snímkování.
  2. Princip 3D rekonstrukce, centrální projekce, prvky vnitřní a vnější orientace, matice kamery, princip stereo vidění a stereo vyhodnocení.
  3. Souřadnicové systémy ve fotogrammetrii, 2D a 3D transformace, homogenní souřadnice, homografie, způsoby řešení (vyrovnání).
  4. Blízká fotogrammetrie, kamery, způsob snímkování, metody zpracování, přesnost, kalibrace.
  5. Pořízení leteckých snímků, typy kamer, plánování letu, digitalizace analogového snímku, smaz a jeho eliminace, rozlišovací schopnost snímku.
  6. Přímá orientace snímače, fyzikální podstata, přínos pro fotogrammetrii a letecké skenování, transformace mezi souřadnicovými systémy senzorů, systémem nosiče a navigačním souřadnicovým systémem.
  7. Snímková orientace, princip aerotriangulace, vyrovnání bloku svazků, přesnost snímkové orientace, přídavné parametry, GNSS a IMU v aerotriangulace.
  8. Fotogrammetrické mapování. Přesnost stereo-vyhodnocení.
  9. Digitální ortofoto, digitální analýza a zpracování snímků, digitální obrazová korelace, vyhledání zájmových (klíčových) bodů, analýza korespondencí.
  10. Automatizace fotogrammetrických úloh – obrazová korelace, interest operátory, Structure from Motion, dense matching – princip, použití, význam.
  11. Pozemní a letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
  12. Letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
  13. 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

Bentley Systems. Reality Modeling: Drone Capture Guide [online]. 2018. [cit. 2020-08-06]. (EN)
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

39 hod., nepovinná

Vyučující / Lektor

Ing. Petr Kalvoda, Ph.D.

Osnova

  1. Fotogrammetrie – historie, typy kamer, snímky, princip pořizování a zobrazování, optika, objektivy, hloubka ostrosti, formáty kamer parametry snímkování.
  2. Princip 3D rekonstrukce, centrální projekce, prvky vnitřní a vnější orientace, matice kamery, princip stereo vidění a stereo vyhodnocení.
  3. Souřadnicové systémy ve fotogrammetrii, 2D a 3D transformace, homogenní souřadnice, homografie, způsoby řešení (vyrovnání).
  4. Blízká fotogrammetrie, kamery, způsob snímkování, metody zpracování, přesnost, kalibrace.
  5. Pořízení leteckých snímků, typy kamer, plánování letu, digitalizace analogového snímku, smaz a jeho eliminace, rozlišovací schopnost snímku.
  6. Přímá orientace snímače, fyzikální podstata, přínos pro fotogrammetrii a letecké skenování, transformace mezi souřadnicovými systémy senzorů, systémem nosiče a navigačním souřadnicovým systémem.
  7. Snímková orientace, princip aerotriangulace, vyrovnání bloku svazků, přesnost snímkové orientace, přídavné parametry, GNSS a IMU v aerotriangulace.
  8. Fotogrammetrické mapování. Přesnost stereo-vyhodnocení.
  9. Digitální ortofoto, digitální analýza a zpracování snímků, digitální obrazová korelace, vyhledání zájmových (klíčových) bodů, analýza korespondencí.
  10. Automatizace fotogrammetrických úloh – obrazová korelace, interest operátory, Structure from Motion, dense matching – princip, použití, význam.
  11. Pozemní a letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
  12. Letecké skenování – principy, přesnost, aplikace.
  13. Mobilní mapování, UAV: princip, přesnost, aplikace.

Cvičení

26 hod., povinná

Vyučující / Lektor

Ing. Miroslava Kubíčková

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.