RolleiMetric CDW

obecně o systému

vyhodnocení - obecný úvod

založení projektu

vnitřní orientace

vnější orientace

podrobné vyhodnocení

export dat

 

Systém RolleiMetric CDW

    RolleiMetric CDW (Close - Range Digital Workstation) je produktem německé firmy Rolleifototechnic GmbH z Braunschweigu.

    RolleiMetric CDW je digitální fotogrammetrický měřický systém ukazující možnosti uplatnění moderní fototechniky v oblasti fotogrammetrie. CDW zpracovává data z digitálních komor a data z digitalizovaných snímků pořízených analogovými komorami. RolleiMetric Reseau komory jsou ideální pro terénní práce, neboť jejich malé rozměry a hmotnost, široká škála výměnných objektivů, vysoký standard ve vybavení a velké množství přídavných součástek umožňují přizpůsobit se specifickým podmínkám při fotografování. Součástí Reseau komor, jak už z názvu vyplývá, je planparalelní destička obsahující pravoúhlou síť křížků určenou s vysokou přesností. Síť křížků se při expozici zobrazí na filmu. Slouží k definici souřadného systému při měření snímkových souřadnic a proměřením mřížky je možné číselně eliminovat deformace filmu, či fotografického papíru vzniklé během procesu zpracování.

 

    CDW pracuje v prostředí Windows a je dostupný v několika verzích:

1. BASIS - (pro začátečníky) - v této verzi je možné zpracovávat maximálně 6 fotografií a měřit maximálně 128 bodů

2. STANDARD  - (obsahuje kompletní řadu funkcí) - zde maximální limity závisí na operační paměti, která je k dispozici

3. PLUS - (obsahuje nové vyrovnání paprsků PROMPT)

 

Vyhodnocování v programu CDW

    Vyhodnocovací práce v Programu CDW probíhají následovně. Po založení nového projektu je třeba zadat potřebné vstupní parametry. Jsou jimi délkové a úhlové jednotky, prvky vnitřní a vnější orientace a geodetické souřadnice vlícovacích bodů (dále jen objektové souřadnice). Následuje načtení snímků, orientace mřížky, měření snímkových souřadnic vlícovacích a orientačních bodů a výpočet vícesnímkové orientace.

    Po úspěšně vypočtené vícesnímkové orientaci je možné přistoupit k vlastnímu vyhodnocení podrobných bodů. Pro použité zpracování, kdy se měří na snímcích monoskopicky je třeba, aby byly body na jednotlivých snímcích jednoznačně identifikovatelné. Pro identifikaci těchto bodů mohou být využity pomocné epipolární linie, které však určují jen přibližnou polohu bodu.

   Postup vyhodnocení

    a) Založení projektu

    Po spuštění programu je třeba nejprve v menu Projekt založit Nový projekt. Parametry projektu se uloží do souboru *.prj . Po otevření nového projektu je třeba v menu Údaje nastavit veličiny, které do projektu vstupují jako dané. Jsou jimi Jednotky, v nichž bude projekt zpracováván. Nastavují se převážně metry a gony.

    Dalšími Údaji, které vstupují do projektu jsou Prvky vnitřní orientace. V tomto dialogovém okně je třeba nastavit číslo komory a parametry z kalibračního protokolu, jimiž jsou: ohnisková vzdálenost (hodnota z kalibračního protokolu ck opravená o hodnotu z přeostření cz), radiální vzdálenost R0, poloha hlavního snímkového bodu XH, YH, parametry distorze objektivu A1, A2, číslo mřížky (6006) a formát negativu. Po zadání OK, se tyto hodnoty uloží do souboru *.IOR . V menu Údaje je možné zvolit v položce Prvky vnější orientace přibližné hodnoty prvků vnější orientace. Při načtení snímku se automaticky vytvoří řádek pro právě načtený snímek obsahující číslo snímku a nulové hodnoty pro souřadnice stanoviska fotografování X,Y,Z (v matematickém souřadnicovém systému) a rotace w,f,k, kde w je směr (v anglické verzi axis - je definován úhlem od osy y v matematicky kladném smyslu), f je sklon (teil - od vodorovné roviny nahoru má znaménko plus, dolů mínus) a k je rotace (swing - rotace snímku ve vlastní rovině, tedy v rovině xz, směr od osy x v matematicky kladném smyslu). V případě prvků vnější orientace jsou možné dvě varianty postupu. Buď se vloží přibližné hodnoty zjištěné z náčrtku situace, nebo se nechají hodnoty nulové. Prvky vnější orientace vstupují do výpočtu při vícesnímkové orientaci a zde je možné zvolit variantu "bez počátečních hodnot prvků vnější orientace", což se v praxi velice často používá. Hodnoty prvků vnější orientace se uloží do souboru *.EOR .

    V menu Údaje je třeba zadat Objektové souřadnice. Lze je editovat ručně anebo importovat geodetické souřadnice vlícovacích bodů do souboru *.OBC. Při importu souřadnic je postup následující. Klikne se na tlačítko Importovat, otevře se dialogové okno Zavádění souřadnic objektu, zde opět tlačítkem Importovat. Otevře se nabídka Open. Vybere se požadovaný soubor a výběr potvrdí tlačítkem OK. Tím se souřadnice zobrazí v dialogovém okně Zavádění souřadnic objektu. Zde se body, které mají být importovány, označí a kliknutím a Přesunout přemístí do položky Editace objektových souřadnic.

    Další krok se sestává z načtení snímků do projektu. Vybere se postupně menu Snímky, Načti snímek, Zařazení snímku do projektu. Zde se v levé části Soubory vyhledá soubor, označí a tlačítkem Přidat se provede konverze. Je třeba zadat rozlišení přehledového obrázku odeslat OK a v dalším okně zvolit číslo snímku, jakým bude označen v prostředí CDW, a číslo komory, kterou byl snímek pořízen, to pro případ, že by nebyly všechny snímky fotografovány komorami se stejnými parametry. V pravé části dialogového okna Zařazení snímku do projektu se vybere příslušný snímek a potvrzením OK se otevře přehledový obrázek.

 

    b) Vnitřní orientace

    Dalším krokem je měření křížků mřížky. Nejprve je však třeba otevřít přehledový snímek v pracovním okně, a tím aktivovat potřebné funkce. To se provede následovně. Levým tlačítkem myši se v přehledovém obrázku vybere výřez a kliknutím na pravé tlačítko myši se přenese do pracovního okna. Nyní je již možné z menu Měření vybrat položku Orientace mřížky, čímž se otevře okno Měření křížků mřížky. Před vlastním měřením je třeba nastavit hodnoty vlastností křížků mřížky, tzn. barvu světlou (při zpracování negativů) nebo tmavou (pro pozitivy), šířku a velikost (v pixelech) a metodu měření (automatická nebo ruční). Při automatické metodě program nabídne pro proměření čtyři křížky rozmístěné kolem středu snímku, pro mřížku č. 6006, tedy o rozměrech 11x11 křížků jsou to křížky č. 505, 507, 705 a 707. V případě, že některý z křížků není viditelný je možné zadat jiný, ale nesmí se zapomenout změnit číslo křížku rovněž v nabídce, což je možné pouze tlačítky plus a mínus pro pohyb v řádcích a sloupcích. Pro přesnější označení polohy je v programu možné při pohybu v pracovním okně zvětšit zájmovou oblast prvním kliknutím pravým tlačítkem trojnásobně, druhým kliknutím pětinásobně a třetím na původní poměr. Takto se označí všechny čtyři křížky a jakmile se levým tlačítkem myši označí poloha čtvrtého křížku začíná automatické vyhledávání ostatních křížků mřížky. Po ukončení tohoto procesu se objeví dotaz, zda chcete proměřit nenalezené křížky ručně. V případě potvrzení se otevře okno s naměřenou plochou v okolí nenalezeného křížku. Je-li křížek identifikovatelný nastaví se myš na jeho střed a poloha se potvrdí levým tlačítkem. Není-li identifikovatelný postoupí se k identifikaci dalšího křížku kliknutím na pravé tlačítko myši. Po ukončení ručního doměření se klikne v dolní části okna Měření křížků mřížky na tlačítko Vypočítat a po chvilce se objeví střední chyba transformace mřížky (v pořádku je transformace tehdy, nepřesahuje-li střední chyba hodnotu 0.030 mm). Výpočet se potvrdí kliknutím na OK. Hodnoty polohy proměřených křížků v pixelech se uloží do souboru *.DRC.

 

    c) Vnější orientace

    Následuje měření snímkových souřadnic vlícovacích a orientačních bodů. Z menu Měření se vybere položka Měření snímkových bodů. Nejprve se v dialogovém okně zvolí číslo měřeného bodu. V pracovním okně se co nejpečlivěji označí poloha měřeného bodu. Tlačítka myši se chovají stejně jako při proměřování křížků mřížky, tedy pravým se zvětšuje detail a levým potvrzuje poloha změřeného bodu. Snímkové souřadnice se ukládají do souboru *.PHC a je možné je editovat uvnitř programu v menu Údaje, Snímkové souřadnice.

    Jsou-li načteny všechny snímky, proměřeny mřížky a snímkové souřadnice vlícovacích a orientačních bodů a zadané objektové souřadnice, lze přistoupit k vícesnímkové orientaci, která je zprostředkována programem NAWE verze 2.0, který je standardní součástí systému RolleiMetric CDW. Aktivuje se buď ikonkou nebo z menu Výpočet, Vícesnímková orientace. Otevře se okno Výpočet pomocí NAWE. V jeho levé části je řada snímků použitelných pro vícesnímkovou orientaci. Praxe ukázala, že nejlépe proběhne výpočet, provádí-li se v několika etapách. Nejprve se vyberou dva nejlépe konfigurované snímky, ty se označí a pomocí tlačítka Převést převedou do vedlejšího okna. V dolní části dialogového okna jsou při otevření okna červeně označeny všechny snímky. Postupně se budou zorientované snímky zabarvovat do zelena. V pravé části okna je několik důležitých tlačítek. Vrchní - Orientace systému slouží k importu souřadnic vlícovacích a orientačních bodů, které budou použity pro transformaci modelu do geodetického systému. Další tlačítko Nastavení umožňuje volit, zda bude provedeno protnutí po každém snímku nebo ne, zda bude provedena orientace bez nebo s počátečními hodnotami prvků vnější orientace a limit pro označení hrubé chyby, což bylo zvoleno 0.05 mm. Hrubé chyby jsou po výpočtu vícesnímkové orientace označeny červeně.

    Po nastavení všech uvedených hodnot je možné přistoupit k vlastní orientaci. V pravé části výše zmíněného dialogového okna nazvané Výpočet je třeba kliknout na tlačítko Vícesnímkový. Aby mohla operace proběhnout, je třeba v Orientační řadě označit ty snímky, které mají být zorientovány. Po provedení výpočtu se otevře dialogové okno Orientace systému. V něm je třeba kliknout na tlačítko Následující, čímž se objeví odchylky na vlícovacích bodech mezi měřenými snímkovými souřadnicemi a snímkovými souřadnicemi vypočtenými z vícesnímkové orientace. Opět se klikne na tlačítko Následující. Po chvíli se zobrazí dialogové okno oznamující, že je vícesnímková orientace ukončena. Po potvrzení tlačítkem OK se okno uzavře. V další fázi je třeba kliknout na tlačítko Pokračování, které se nachází v pravé dolní části dialogového okna. Otevře se další dialogové okno Výsledky. Je složeno ze tří částí. V první části označené EOR jsou vypočtené hodnoty prvků vnější orientace pro jednotlivé snímky, v části druhé OBC objektové souřadnice vlícovacích bodů a v části PHC zbytkové chyby (v mm) mezi měřenými snímkovými souřadnicemi a snímkovými souřadnicemi vypočtenými z výsledných objektových souřadnic vlícovacích a orientačních bodů na jednotlivých snímcích po vícesnímkové orientaci. Červeně jsou v této části označeny body, u nichž byl překročen v položce Nastavení zvolený mezní limit 0,05 mm. Tyto body lze při dalších výpočtech vyloučit. Lze tak učinit kliknutím na tlačítko Deaktivovat. Výsledky je třeba odsouhlasit kliknutím na tlačítko OK a vše potvrdit tlačítkem Uložit + Konec. Celý postup se několikrát opakuje. Nejprve do výpočtu vstupují dva nejlépe konfigurované snímky, pak se k nim postupně připojují další a v poslední fázi se provede výpočet pro všechny snímky orientační řady najednou.

 

    d) Podrobné vyhodnocení

    Po úspěšně provedené vícesnímkové orientaci je možné přistoupit k měření podrobných bodů. Z menu Vyhodnocení se vybere jediná položka Vyhodnocení. V horní liště se objeví následující menu, Soubor, Nastavení, Zobrazení, Editace a Měření a zároveň se otevře okno, do něhož se budou zobrazovat naměřené a vypočtené body. Před vlastním vyhodnocením je třeba v menu Nastavení zvolit nastavení pro vyhodnocení. Jsou jimi výstupní soubor, jenž může být numerický ve formátu PNT nebo OBC, či grafický formátu P00. Zvolen byl formát grafický, neboť jako jediný umožňuje následný převod do formátu DXF. Dále je třeba zvolit základní pohled. Např. tedy - pohled v rovině XY se zobrazením bodů, čísel bodů a lomových čar. Zobrazení figury s přírůstkem 1 a mezní hodnota pro střední chybu vyhodnocených bodů 5 cm. V pravé části dialogového okna Nastavení pro vyhodnocení se v kolonce Vrstva vybere barva vrstvy, do níž budou ukládány měřené body.

    Po zadání všech těchto parametrů je možné přistoupit k vlastnímu měření. V menu Měření se zvolí varianta 3D - body. Druhá možnost je vyhodnocovat liniově 3D - lomené čáry. Někdy jsou možné komplikace při převodu do DXF, proto je vhodné používat bodové vyhodnocení. Po potvrzení volby 3D - body se otevře dialogové okno 3D - měření. Postup při měření podrobných bodů je stejný jako při měření vlícovacích bodů. Je-li podrobný bod identifikován na všech snímcích, klikne se v dialogovém okně 3D - měření na tlačítko Vypočítat. Po výpočtu se na obrazovce objeví objektové souřadnice podrobného bodu a střední chyby mx, my a mz. Při vyhodnocování do grafického výstupního formátu P00 se uloží souřadnice x,y,z a hodnota střední chyby polohové mp. Tato hodnota je pro výsledné posouzení přesností postačující.

 

   e) Export dat

    Po zaměření všech podrobných bodů se může přistoupit k převodu do *.DXF. V menu Extra se vybere položka Převod - *.DXF. Otevře se dialogové okno Převod dat RolleiMetric CDW. Zde se zadává úhlové nastavení (gon), rozhraní (3D - rozhraní), jaké grafické prvky se budou převádět a do jakého souboru bude převod proveden. Vše se potvrdí buď tlačítkem Převést nebo Převést + Ukázat. Tím jsou vyhodnocovací práce v programu CDW ukončeny.