Novinky zeměměřické knihovny č. 1/2006

Klíčová slova: blízká pozemní fotogrammetrie, CAD, modelování 3D, pozemní laserové skenování 

Shrnutí:

Toposkopie kombinuje vizualizaci geografických objektů a blízkou pozemní fotogrammetrii při užití levné digitální komory a dat počítačem podporovaného projektování (CAD = Computer Aided Design). Užilo se jí úspěšně v poslední době při rekonstrukci simulované dopravní nehody na podkladě snímků videa. Autorka dává příklady osvětlující možnosti systému a porovnává je s pozemním laserovým skenováním.

Toposkopie vytváří buď dekorativně upravené, nebo barevné trojrozměrné prostory, nebo dvojrozměrné kresby CAD fasád. Nejprve se užilo této metody pouze pro lepší zviditelnění trojrozměrného návrhu na fotografii stávajícího okolí. Jak se systém dále vyvíjel, bylo umožněno současné měření a modelování stávajících budov a jiných lidských výtvorů za užití parametrických modelů.

Nároky na provádění toposkopického měření jsou poměrně malé. Autorkou zaváděná toposkopie nezávisí na dostupných datech z pozemního měření a využívá snímků pořizovaných předepsaným způsobem. Základem tu je automatická libela a adaptér spojující libelu s digitální komorou. Spolu s polním programem Topo a pásmem lze toposkopu užít jako jednoduchého tachymetru. Zahrnuje všechny běžné postupy pozemního měření na trojrozměrné bodové cíle. Snímky bývají obvykle buď vodorovné,  nebo zaměřené vzhůru. Není-li vrchol zaměřované budovy vidět na vodorovném snímku, pořizuje se druhý stejným směrem se zdviženou záměrou. Pro přesnější fotogrammetrická měření se určuje stanovisko kamery a kalibrační body totální stanicí.

Hlavní program Scope připojuje uložené kresby CAD. Není-li poloha bodu na snímku definována, lze ji vypočítat ze tří známých bodu na mapě a na snímku. V takovém případě se odhadne úhel obrazového kužele nebo vypočte, což bývá v případech, kdy se užije běžného postupu pozemní fotogrammetrie.

Zásady užití jsou jednoduché a většina prací se užívá na vodorovných i na šikmých snímcích:

• Je-li poloha na mapě známa, lze výšku určit kliknutím na snímku.
• Leží-li bod ve svislé rovině procházející známou přímkou na mapě, lze umístění a výšku stanovit kliknutím na snímku.
• Lze též měřit podobně ve svislých rovinách jsoucích v daných odlehlostech od známé přímky.
• Pouze když není bod zobrazen na mapě a jeho výška není známa, potřebujeme dva vzájemně se překrývající snímky pro stanovení polohy a výšky.

Přesná kresba fasád a trojrozměrné zachycení všech podrobností není tolik ohroženo případnými překážkami, jako jsou stromy, než je tomu v případě laserového skenování, protože se toposkopie snáze spojuje s běžnými postupy pozemního měření.

Program Scope má řadu možností pro účinné modelování. Toposkopickou základnu lze exportovat do jazyka modelování virtuální reality (VRLM = Virtual Reality Modelling Language). Toposkopický VRLM lze importovat do profesionálních softwarů jako je Studio Max and Maya a kombinovat s třírozměrnými návrhy.

Pohyblivé objekty

Holandská státní silniční správa po léta užívala řízených srážek autobusů k ověřování různých zábran a svodidel. Během těchto zkoušek se pořizovaly záznamy na video. Na požádání této správy se vyvinula aplikace toposkopie pro vyhodnocení těchto videozáznamů.

Přístup k řešení zahajovala úloha, jak popsat  v prostoru překážku nebo kolej, rozměry a polohu autobusu těsně před srážkou a předměty nalézající se v okolí. Potom následovaly výpočty polohy kamery a ověřování přesnosti vykreslením okrajů záběru videa, autobusu a překážky před srážkou. Dále se pokračovalo kresbou dalších okrajů záběru po intervalech 1,2 vteřiny. To vše se zakreslovalo do mapy a proměřovalo, vztaženo ke vzdálenosti od bodu srážky a vloženo do záběrů videa.

V mnohých ohledech se toposkopie a pozemní laserové skenování doplňují. Laserové skenování proměřuje v krátkém čase automaticky miliony trojrozměrných bodových poloh, toposkopie proměřuje a modeluje trojrozměrný objekt pomocí několika málo bodů postupným přechodem od bodů na snímku a na mapě. Laserové skenování má svůj půvab při vytváření třírozměrných modelů u složitých a nepravidelných objektů nebo skupin objektů. Toposkopie je zase výhodnější u mnoha pravidelných objektů a využívá parametrických modelů, výpočty, vybarvení nebo texturu tu lze plně automatizovat Další informace viz.  www.toposcopie.nl/frameseteng.htm.