Ing. Pavel Strahlheim, Hana Němečková, Blanka Vaníková
SD Chomutov, a.s., Odbor měřictví a geologie, Oddělení měřictví pro Doly Bílina
V naší důlní společnosti má fotogrammetrické vyhodnocování dlouholetou tradici. Již v 80.letech se zaváděly analogové vyhodnocovací přístroje pro pozemní fotogrammetrii. Prvopočátky systematického leteckého snímkování se dají datovat kolem r. 1990, kdy přišly do praxe první 16-bitové a 32-bitové počítače.
Tehdy jsme snímkovali na formát snímku 13×18 s upravenou kamerou UMK 1318 a vyhodnocovali jsme na analytickém vyhodnocovacím přístroji Planicomp od firmy Carl – Zeiss Jena.
Od té doby se mnohé změnilo. Dnes využíváme na oddělení měřictví nejmodernější techniky a metody vyhodnocování se stále zkvalitňují a zpřesňují.
Na podzim r.2008 zakoupila firma Argus Hradec Králové, která zajišťovala letecké snímkování pro Severočeské doly a.s., digitální fotogrammetrickou kameru a dala tak impuls k zakoupení digitální fotogrammetrie i na Dolech Bílina.
Do té doby jsme používali vyhodnocování pouze ze stereodvojic negativů 23×23 cm. Odpadala tak poněkud složitější příprava u případné digitální fotogrammetrie spojená se skenováním a výpočtem aerotriangulace. Nevýhodou bylo udržování podstatně většího počtu vlícovacích bodů na lomu. V roce 2009 jsme zakoupili dvě stanice se softwarem Summit Evolution s 3D displeji Planar.
Bohužel až po našem nákupu se začaly na trhu objevovat levné 3D televize a monitory. Například NVIDIA 3D Vision Kit je sestava LCD monitoru Samsung 2233RZ, pracujícího na frekvenci až 120 Hz a stereo brýlí. PhoTopoL podporuje tento monitor pod MS Windows 7, Vista, i XP. Cena se dnes pohybuje pod 10 000 Kč.
Posbírali jsme zkušenosti od kolegů z DNT, kterým patří poděkování za jejich instruktáž, a mohli se tak vydat vlastní cestou. Protože se na Severočeských dolech zaváděl Geograficko – informační sytém na platformě ESRI tzv. ArcGis, bylo rozhodnuto, že obě stanice, budou vyhodnocovat do tohoto systému.
Opět, bohužel, jsme asi jediní v republice, kteří takto vyhodnocují, protože se převážně vyhodnocuje do Microstationu. Na začátku praxe jsme dost často tápali. Nastavení všech konverzí dat do stávajících systémů nebylo vůbec jednoduché. Kolegové z firmy Atlas a Topol nám vyšli vstříc a pomohli nám s některými aplikacemi.
Základem pro kvalitní fotogrammetrické vyhodnocování jsou dobře situované, stabilizované a signalizované vlícovací body. Tento rok jsme přešli pro naše GPS měření na transformační klíč vydaným ČUZK k 1.1.2011. Následkem toho jsme předělali celou síť vlícovacích bodů. Projekt na letecké snímkování je, dá se říci, neměnný, a proto jsme se snažili, aby vlícovací body byly co nejdéle platné a aby svou polohou byly ve více řadách (tedy na překrytu řad) a tedy co nejvíce platné.
Velice se nám osvědčila metoda stabilizace a signalizace za použití gumového pasu, kde je nakreslený kříž. Tím, že je to velká těžká deska není problém s prorůstáním plevele a pokroucením ramen kříže, jak se stávalo doposud.
Gumový pas o rozměrech 1,6×1,6 m nám připravili pracovníci na úseku vulganizace. Uprostřed a po stranách jsou vyseknuty díry pro manipulaci a stabilizaci pasu.
Nyní používáme pouze okolo 55 bodů s třídou přesnosti zaměření odpovídající přesnosti metody GPS +/- 0,2 cm. Dříve byl tento počet zhruba mezi 300–400 a létaly se pouze 3–4řady, což zahrnovalo cca 80% dnešního pokrytí.
Definice: Výpočet přesných středů snímků a jejich natočení v celém bloku leteckého snímkování, tzn. přesná prostorová transformace bloku do geodetického souřadného systému.
Celý rok 2010 pro naše fotogrammetrické vyhodnocování na DB zajišťoval výpočet aerotriangulace p.V.Čermák z DNT. Výpočet byl vždy v pořádku a pro nás bez problémů. Malou nevýhodou bylo, že celý projekt byl rozdělen na 2–3 části kvůli softwarovému omezení.
Přesto nás trápila věc „profesní cti“, kdy jsme chtěli být sami zodpovědní za stav věci a sami chtěli řídit práce týkajících se vlícování, projektu letu a hlavně výpočtu aerotriangulace a případné posuzování přesnosti vyhodnocení.
Na konci roku 2010 jsme zakoupili od české firmy Topol Software s.r.o. její produkt PhoTopoL, který má v sobě implementaci některých algoritmů z programu Aerosys. Tato volba padla vzhledem k tomu, že TopoL xT je jedním z nejlepších programů při práci s rastry na českém trhu a že s touto firmou spolupracujeme již od roku 1993. Úprava programu pro naše potřeby je skoro samozřejmostí a jakákoliv pomoc je takřka on-line i s využitím aplikace vzdálené obrazovky.
Program je založen na automatickém vyhledávání spojovacích bodů. Tato část programu PhoTopoL je také použita ve společném produktu BINGO AAT firem GIP Aalen a TopoL Software. V této části programu je vylepšen korelační algoritmus pro sběr vlícovacích bodů. Počet a rozmístění bodů je možno volit.
Na DB vyhodnocujeme výškopis do trojrozměrného digitálního modelu terénu firmy Atlas Praha. Pro naše potřeby jsou vyhodnocovány oblastní změny terénu. Postupy velkostrojů, odvaly, výsypky apod. Jak již bylo zmíněno, používáme digitální model terénu firmy Atlas Praha, kde si velice ceníme aplikace POKLES TERENU, kde se od sebe odečítají dva digitální modely a vznikne tak model poklesový. Na tomto modelu jsou výšky terénu, které odpovídají rozdílům výšek daných modelů. Při barevném zobrazení hypsometrie (tzn. barevné vyjádření výškopisu) terénu na násypy a výkopy lze zcela jednoznačně vidět, kde se terén měnil a jak. V místech, kde se nic nedělo, by měl být výškový rozdíl minimální. Výškový rozdíl na poklesovém modelu, který je pro nás v relaci přesnosti, jsme si určili po mnohaleté zkušenosti s DMT na +/- 25 cm. Pokud je tento rozdíl v poklesovém modelu větší, je třeba analyzovat, čím to je.
Příčin je několik:
1/ Nejčastější chyba je v interpretaci terénu dvěma vyhodnocovateli. Obrázek dokumentuje poklesový model ze stejné oblasti, který vznikl odečtem ze dvou různých vyhodnocení dvou různých fotogrammetrů. Výškové rozdíly vznikly různou interpretací terénu.
2/ Často se stane, že na zdánlivě nedotčené pláni dělal provoz úpravy pro pásové dopravníky nebo se vykopávaly odvodňovací příkopy při patě řezu a vyhrnutý materiál udělal ve výškách pláně v modelu dost podstatný rozdíl nebo se naopak na pláň přivezl podsypový materiál pro cestu apod.
Na Dolech Bílina vedeme jeden velký digitální model, který zahrnuje území od Oseka, Braňan přes Bílinu až k úpatí Českého středohoří o rozloze cca 142 km2.
Tento model každý měsíc doplňujeme a upravujeme podle vyhodnocených oblastí a vzniká tak model nový k určitému datu náletu. Je zapotřebí, aby vyhodnocené modely byly správně vyhodnoceny a hrany řezů řádně navazovaly na starý stav.
Dnešní digitální fotogrammetrie umožňuje vektorovou kresbu převést rovnou na monitor ve 3D a vyhodnocovatel rovnou vidí kam a jak napojit hrany. Při zobrazení sítě DMT lze posoudit i výškové rozdíly v oblasti a srovnat se tak na předešlé vyhodnocení. Správce digitálního modelu má tak daleko méně práce při importu nových modelů. Stále se však musí provádět tzv.grafická editace hran modelu.
Po kompletaci modelu příjde na řadu výpočet kubatur, převedení výškopisu do ArcGISu, zálohování apod.
Po dvouletých zkušenostech s digitální fotogrammetrií na Dolech Bílina, lze říci, že z hlediska vyhodnocování a přesnosti se mnohé zlepšilo a zdokonalilo.
Stále je však v této oblasti co zlepšovat.
Například firma TopoL Software, která úzce spolupracuje i s firmou Atlas, nabízí pro leteckou fotogrammetrii vyhodnocovací program PhoTopoL Digit Solo (cena 140 tis. Kč), který rovnou modifikuje digitální model. Při jeho zavedení by nám odpadla práce s následnou editací modelu. To by uspořilo dost času a nepřesností při napojování hran.
Dále pak firma nabízí pouhý 3D prohlížeč PhoTopoL View (cena 50tis. Kč). Při posouzení ceny nákupu 3D monitoru a grafické karty nemusela by být záležitost 3D zobrazování pouze výsadou fotogrammetrie, ale tento systém by mohl být i více rozšířen mezi techniky provozu, případně projektanty apod.