Moderní trendy v kartografii Monika RUSNÁKOVÁ •technologický rozvoj •geografické myšlení •digitální technologie ruční tvorba • •současný proces tvorby mapy - dynamičtější, pružnější a interaktivnější Obsah •rtofotomapa •TrueOrto •FastOrto •termografie •šikmé snímky •GoogleStreetView •Mobilní mapování •3D modelování a vizualizace •Geodatabáze •Neokartografie •.... • • Ortofotomapa ¨„reálný snímek z leteckého pohledu“ ¨reálně a nezkresleně odráží skutečnou situaci ¨dynamický rozvoj v posledním desetiletí díky technologickému vývoji v oblasti softwaru a hardwarových komponentů ¨zvyšování informační výpovědi ¨50 cm/pixel 20 cm/pixel 12,5 cm/pixel 10 a 5 cm/pixel ¨ ¨Rozlišení 10 cm znamená, že jeden pixel na mapě odpovídá čtverci o straně 10 cm. ¤čím větší rozlišení ortofotomapa má, tím detailnější informaci přináší. beech rozlišení : Výstřižek_brno_10.PNG Výstřižek_brno_20.PNG Výstřižek_brno_50.PNG 10 CM/PIXEL 20 CM/PIXEL 50 CM/PIXEL • D:\ !dnes\orto_125\ukazka_032.jpg 50 CM/PIXEL, 2003 20 CM/PIXEL, 2007 Historická a aktuální ortofotomapa kr_prvky_hist07.bmp Letecké snímkovní • Snímkovací technika Chyby na ortofotmapách Výstřižek_chyby.PNG Výstřižek_chyby_2.PNG Výhody ortofotomapy • •reálně a nezkresleně odráží skutečnou situaci v území •umožňuje porovnání vektorových údajů se skutečností (katastrální mapy, projekční dokumentace) •srozumitelná a čitelná širokému okruhu uživatelů (státní správa, technické společnosti, občané…) • • Využití ortofotomapy •nedílná součást GIS •územní a stavební řízení •příprava a schvalování projektů •evidence a správa objektů • ortofotomapa.jpg Speciální snímkování •TrueOrto •FastOrto •termovize •šikmé snímkování • TrueOrto •letecké snímky s velkým překryvem - •rozlišení 5 cm/pixel •vysoká geometrická kvality snímků – budovy se nekácí • •jednotky krizového řízení •zdravotnická záchranná • služba •hasiči • FastOrto •rychlá dokumentace probíhajícího jevu •rychlé zpracování výsledné ortofotomapy (několik dní) •menší výsledná přesnost • • •krizové řizení •monitoring povodní,.. Ukázka FastOrtho Ukázka FastOrtho Praha Termovizní snímky •metoda bezkontaktního měření povrchové teploty sledovaného objektu •principů termovize lze využít hlavně pro sledování projevů teplotních kontrastů •snímání speciální termovizní kamerou •produktovody – rozvody vody, tepla, plynovody, ropovody •vyhledávání a lokalizace produktovodů nad i pod povrchem •analýza, diagnostika, detekce poruch, předcházení haváriím, kontrola kvality izolace •tepelné ztráty budov – registrace úniků tepla ze střech a zdí budov •plošné snímkování městských aglomerací •monitorování skládek odpadů, depozity, haldy, výsypky, kontaminace, ekologické zátěže •podzemní požáry •vyhledávání tektonických poruch •vodní díla, hráze – znečišťování vodních ploch, zdroje znečišťování, vyhledávání vodních toků ve vegetaci •podzemní stavby – stará důlní díla •monitorování stavu populace živočichů •klimatické analýzy – tepelný ostrov města CIR ortofotomapa • C:\Documents and Settings\michal_sy\Plocha\vsetin stromy\Vsetín-detail lesa označení-větší.JPG Tepelné ztráty budov • C:\Documents and Settings\michal_sy\Plocha\ruzne\vsetin\Vsetin-3-nemocnice-sikmy-snimek.JPG C:\Documents and Settings\michal_sy\Plocha\ruzne\vsetin\Vsetin-3-nemocnice-termo-snimek.JPG Produkovody • Znečištění vodního toku \\F-2025\Marketing\_Marketing\OBRAZKY\2010\Termovize\voda_do_reky.bmp Teplotní rozdíl •soutok Labe a Ohře (rozdíl 1,2°C) C:\Users\DRAHA_ZE\AppData\Local\Temp\msohtmlclip1\01\clip_image001.jpg D:\.Pracovni\ termovize\1_VelkaReka_Labe-Ohre\RGB_Orto\Litomerice_ortofoto_053.jpg Vodní tok ve vegetaci • D:\.Pracovni\ termovize\6_PritokBobravy\JPG\PritokBobravy172.jpg D:\.Pracovni\ termovize\6_PritokBobravy\RGB_Orto\PritokyBobravy.jpg Skládky, depozity, haldy,… • \\F-2025\Marketing\_Marketing\OBRAZKY\2010\Termovize\3DhaldaT.bmp Šikmé snímky •speciální letecké snímky •pořizovány z letadla s objektivem kamery pod úhlem 40° •ze 4 různých směrů • •maps.google.com, mapy.cz – „Ptačí oko“ •problémy: •perspektivní skreslení •nové systémové komponenty (rotační šipky, ikona ptáčka) •úprava vnitřní logiky práce s podklady (pozicování objektů, vykreslování vrstev, přepočty souřadnic,..) •„uskočení“ popisků – hrubý DTM – výzva • Perspektivní skreslení •vzdálenější objekty se jeví opticky menší a více rozostřené •u kolmých snímků – ortorektifikace (kompletně bezešvá, s odstraněnou perspektivou a vyrovnanou kvalitou ostrosti) • •Mapy.cz – sada vzájemně se překrývajících (po 140 m), nesešitých, tedy nenavazujících snímků •přepínaní z jednoho snímku do druhého – „přebliknutí“ • • • • Výstřižek_ortorektifikace_maps.google.PNG Výstřižek_ortorektifikace_maps.google_2.PNG Výhody šikmých snímků •daleko více detailů – zejména ve městech (fasády, průčelí domů, okna, vchody, výlohy obchodů,..) •nad úrovní domů – více informací o objektech za zdí oproti technologii StreetView • Výstřižek_šikmý snímek.PNG Google Street View •mapy umožňují prohlížet místa prostřednictvím panoramatických snímků pořízených z ulice •počátek 2007 – postupný technologický vývoj •současná generace nabízí 15 objektivů snímajících snímky v úhlu 360 stupňů. •snímače pohybu sledující polohu auta, pevný disk k ukládání dat, malý počítač, který celý systém řídí, a lasery umožňující zachycení 3D dat určených k měření vzdálenosti panáček_GSV.PNG Technologický postup •pořizování snímků •poloha slunce (beze stínů), srážky, teplota,.. •od rovníku na sever •z centra měst na periferie •zarovnání snímků s Mapami Google •určení polohy pomocí GPS •senzory (výškové budovy) •převedení fotek na panoramatický snímek •pořizování souboru překrývajících se snímků – slepování •ploché zobrazení kulového tvaru – válcové zobrazení •rozmazávání snímků •tváře, SPZ • • • Panoramatické snímky • Osm samostatných fotek Jediná slepená fotka z osmi samostatných fotek • Tříkolka Street View Auto Street View Sněžný skútr Street View Vozík Street View Objekty snímání • •http://maps.google.cz/maps?ll=-33.9381,25.598948&spn=36.961031,75.761719&z=4&layer=c&cbll=-33.9381 ,25.598948&panoid=jgBBOE42_cXkLLXWldBTxQ&cbp=12,50.46,,0,-2.85&utm_campaign=en&utm_medium=et&utm_so urce=en-et-na-us-gns-svn&hl=cs • •http://maps.google.cz/maps?ll=50.091726,-122.885021&spn=28.999633,75.761719&z=4&layer=c&cbll=50.09 1726,-122.885021&panoid=0g-hTX4f7FIgRBuZyT-v5w&cbp=12,202.1,,0,-2.39&utm_campaign=en&utm_medium=et& utm_source=en-et-na-us-gns-svn&hl=cs • •http://maps.google.cz/maps?f=q&source=s_q&geocode=&spn=35.90509,77.695313&ie=UTF8&hq=Metropolitan+ Museum+of+Art,&hnear=New+York&ll=40.780078,-73.963373&spn=0.003989,0.009484&z=17&layer=c&cbll=40.78 0038,-73.963374&panoid=xayBNuhEVp2uIaUM_zsryg&cbp=12,16.42,,0,-0.09&hl=cs • C:\Users\monika_ru\Desktop\553995_420424711357682_315689700_n.jpg C:\Users\monika_ru\Desktop\156468_419941924739294_1639926170_n.jpg C:\Users\monika_ru\Desktop\9110_419932961406857_1857624941_n.jpg • C:\Users\monika_ru\Desktop\283327_426468540753299_968248822_n.jpg C:\Users\monika_ru\Desktop\577_428263743907112_1643982141_n.jpg Google – nová dimenze •3D realistický pohled generovaný ze šikmých snímků •Street View Trekker Nový batůžek s přenosným kamerovým systémem umožní zachytit podklady pro Street Fotografické podklady pro Street View lze nyní získat i pomocí batůžku na Fotografické podklady pro Street View lze nyní získat i pomocí batůžku na Google – nová dimenze •posun od licencovaných mapových podkladů k vlastním mapám vypočítaným z leteckých a satelitních snímků i z dat dodaných samotnými uživateli, ať už automatizovaně nebo aktivně. • •Hlášení chyb v mapě - oprava se po ověření promítne celosvětově během 3 min •Map Maker – aplikace umožňující pokrytí mezer a zanesení nových oblastí do mapy, třeba v zemích, kde neexistují kvalitní aktuální podklady Pomocí nástrojů jako Map Creator mohou lidé v rozvojových, nezmapovaných regionech vytvářet a doplňovat mapy Pomocí nástrojů jako Map Creator mohou lidé v rozvojových, nezmapovaných regionech vytvářet a doplňovat mapy D:\ aaa\MM1.JPG Mobilní mapování v ČR •GEODIS Brno, spol. s r.o. •GIS Stavinvex a.s. •TopGis, s.r.o. • • IP-S2 Projekt Panorama beta.mapy.cz Mobilní mapovací systém §3x Laserové skenery •2 x 180° laserový skener skenující do stran kolmo ve směru jízdy (úhlové rozlišení 1º) •1 x 90° laserový skener skenující dozadu nebo dopředu v závislosti na konfiguraci (úhlové rozlišení 0.5º) •Skenovací frekvence 75Hz •Efektivní dosah do 30m • §Panoramatická kamera •Rozlišení 6x2Mpx •Maximálně 15 snímku za sekundu •V každém okamžiku zachyceno celé přilehlé okolí • VMX_1.png GNSS anténa + přijímač Laserový skener Externí kamery Inerciální měřící jednotka Uložiště dat Mobilní mapovací systém MOMAS Mobilní mapování •rychlá a ekonomická metoda získávání dat pro GIS •různé měřické a navigační technologie současně (GPS, IMU, odometr, digitální fotografie a laserové skenování) – dosažení přesnosti i při snímání v zastavěných oblastech, centrech měst, v místech pokrytých vegetací a v tunelech •zájmové území je pokryto tisíci snímky a mračny bodů pořízenými laserovými skenery, které dohromady tvoří kompaktní model pro měření a vizualizace. • Ukázka mobilního mapovaní Využití •mapování prostoru ulic (dopravní značky, chodníky, mobiliář, sloupy, kanálové vpusti, hydranty,..) •pasport a inventarizace dopravního značení, zeleně,.. •dokumentace fasád budov, 3D modely měst a jejich vizualizace •správa nemovitostí a realitní kanceláře •lokalizace a monitorování stavu nemovitostí •podklady pro IZS •správa inženýrských sítí a infrastruktury •územní plánování Desktopové aplikace •sofistikovaná aplikace sloužící pro práci s panoramatickými snímky pořízenými mobilním mapovacím systémem •využitím metod pozemní fotogrammetrie lze z těchto snímků vyhodnocovat a mapovat prostor ulic. •využití: •realisticky zachycené dokumentované území •funkce měření délek, polohy •možnost projekce vektorové kresby do snímků •desktop i webová aplikace, extenze do ArcGIS •kompatibilita s aplikací PixoView® • D:\ aaa\pasport_dopr_znaceni.JPG Svoboďák Technická dokumentace areálu • D:\.Ukazky\Obrazky\Mobile mapping_COV Hodonin\PanoramaGIS-COV_1.jpg Pasporty Chodníků … Mobiliáře … Reklamních ploch … Kanalizace… Veřejného osvětlení… Komunikací … Zeleně … Svislé dopravní značení … Vodorovné dopravní značení … Panoramatické snímky Přínosy a využití •klasické ortofoto + šikmé snímky •velká knihovna snímků •jednoduchý software povolující měření •každý objekt viditelný min. ze 4 směrů •šetří náklady a čas •široké množství užití •kompatibilní s GIS •import dalších vrstev • •VYUŽITÍ: GIS, krizová řízení, správa majetku, územní plánování, právní vymáhání, hodnocení stavu zeleně a územního rozvoje Pozemní a letecké laserové skenování •tvarově složité, nepřístupné a nebezpečné objekty, rozsáhlé a těžko přístupné místa •laserové skenery – přesné a výkonné dálkoměry •vysílají milion paprsků/sekundu •odražený paprsek se vrací zpátky do čidla skeneru •skener vyhodnotí prostorové souřadnice objektu • Imager_5006 M:\PUBLIC\__Obrázky_z_projektů\Tunely\Hlinky5_PWKS.jpg LIDAR – LLS • •princip: ze LL skeneru vyšleme laserový paprsek měřící vzdálenost, kterou urazí směrem k povrchu Země - ve stejný okamžik zaznamenáme polohu skeneru pomocí diferenciálního GPS a inerciální navigace a směr paprsku - vyhodnocením všech parametrů získáme informaci o jednom určitém bodu povrchu. • •Nosičem celého laserového zařízení bývá letadlo nebo vrtulník •Využití: vytváření přesných digitálních modelů terénu a povrchu • •Výhody: •velká hustota naměřených dat v krátkém časovém intervalu •možnost použití i za tmy •vysoká přesnost získaných dat • • http://www.valecniptaci.cz/336-458-thickbox/letadlo-1.jpg http://www.modelyvlacku.cz/images/busch/BU6627.jpg Využití •DTM a DSM s vysokou přesností a detailem •plánování výstavby •modelování povodňových situací •realistické modely měst •sledování přírůstků lesního porostu •dokumentace skutečného stavu stavebních objektů •přesné zaměřování podzemních prostor •modely potrubních systému •zaměřování nepřístupných objektů • http://www.geodis.cz/uploads/obrazky/laserscan/plna_velikost/Potrubi_detail_dratak1.jpg skenovaní ostatků UAV – bezpilotní letouny •unmanned aerial vehicles – Drony •je letecký prostředek bez posádky, který může být řízen na dálku nebo může létat samostatně pomocí předem naprogramovaných letových plánů nebo pomocí složitějších dynamických autonomních systémů. •mají velmi široké využití ve všech oblastech získávání GEOinformací a jejich potenciál lze využít právě v případech, kde použití klasických pilotovaných letadel není příliš vhodné, například z důvodů nepříznivého počasí, problematické dostupnosti a malého rozsahu mapovaných objektů, vysokých nákladů na provoz, atd. • • Využití • • •+ výrazně levnější provoz (oproti využití • pilotovaných strojů) •+ snadná manipulace a mobilita •+ vysoká flexibilita při nasazení strojů do akce •+ možné použití (start a přistání) • i na špatně přístupných místech •+ nízká hlučnost provozu •+ odolnost proti mrholení, prachu a záření •+ vysoké rozlišení snímků a videí •+ a další potencionální výhody pořizování • specifických dat ve spojení s fyzikálními • mikrosenzory • E:\GEODIS\Marketing\drons\dron_8_vrtulnik_cepice.png E:\GEODIS\Marketing\drons\03.png E:\GEODIS\Marketing\drons\dron_letadlo.png Výstupy •Ortofotomapa – 1cm/pixel • Výstupy •termovizní snímkovánía videodokumentace Výstupy •šikmé snímky a videodokumentace E:\GEODIS\Marketing\drons\Sikme snimky- Tomas\FVE_Osečná.jpg E:\GEODIS\Marketing\drons\Sikme snimky- Tomas\Zelena_hora.jpg E:\GEODIS\Marketing\drons\Sikme snimky- Tomas\Jested.jpg Výstupy •různé • projekce E:\GEODIS\UAV\MD4-1000\2012_12_11_Geodis_panorama\IMG_4001 Panorama2.jpg Výstupy •pasportizace obtížně dostupných míst, monitoring průběhu staveb Drony • •drony spadají pod ÚCL (úřad pro civilní letectví) •registrace letounů •přiděleno číslo OK-XXX •přísné podmínky • •Alternativa k UAV •balónové mapování •v ČR na mapování • selektivního kácení • v NP Šumava • 3D modely a vizualizace D:\.Ukazky\Obrazky\3D_vizualizace\EYE TOUR_Znojmo\ukazka_043.jpg 3D vizualizace ¨na základě leteckého snímkování lze fotogrammetricky zaměřit také 3D modely budov a zástavby ¨stereoskopické vyhodnocení dovoluje zaměřit pomocí speciální techniky prostorové tvary na objektech s detailem odpovídajícím měřítku snímků (výšce letu nad terénem) ¨základním stavebním kamenem 3D modelu města je digitální model zástavby, který může nabývat různé složitosti podle záměrů jeho pořizovatele. ¨modely budov je možno rozdělit do tří skupin podle složitosti detailu a způsobu modelace budov: ¤blokový model (bez modelace střech) ¤urbanistický model (s modelací střech) ¤podrobný model budov (zaměření i objektů na střechách, členění podle stavebních parcel, zaměření zeleně apod.). Vstupní data •DTM •ortofotomapa •modely budov •šikmé snímky •data z pozemního laseru •data z leteckého laseru •popisy F:\.ukazky\vegetace_brno\predani\model3DvegetaceBrna_01.jpg Využití •modelování budov •modelování objektů •modelování krajiny •předpovědi (zaplavení..) •modelování šíření signálu •analýzy viditelnosti •hlukové mapy • •architektonické studie •územní změny • • \\F-2025\Marketing\_Ukazky\Modelování-3D\3D_záplavy_2002\Blansko.jpg • F:\.ukazky\vegetace_brno\predani\model3DvegetaceBrna_05.jpg 3D budovy • blokový model • • • •urbanistický •model • • • • podrobný model • • • • Blokový model Urbanistický model 3D budovy Podrobný model 3D budov 3D budovy • D:\.Ukazky\Obrazky\3D_vizualizace\obrazky_pro_ppt\3D vizualizace MSK\aaaa010.jpg D:\.Ukazky\Obrazky\3D_vizualizace\obrazky_pro_ppt\3D vizualizace MSK\aaaa006.jpg D:\.Akvizice\Mesto_Liberec\Vysilac Jested\odevzdat\pohledy\Cam03.jpg • vodafone_coverage.jpg Geodatabáze •ucelená a komplexní datová sada jednotlivých vrstev •vzniká vektorizací nad průběžně aktualizovanou ortofotomapou •k jednotlivým vrstvám jsou připojeny základní atributové informace: •podklad pro prostorové analýzy •efektivní rozhodování Geodatabáze • model terénu (vrstevnice, grid…) • model povrchu • komunikace (silnice, železnice, polní a lesní cesty…) • vodstvo (vodní toky, vodní plochy…) • budovy (3D model budov různých úrovní) • landuse (využití krajiny) • popisy a bodové objekty • Krajina 1953 (historické ortofotomapy) • další vrstvy, (ÚKM….) • Landuse ¤analýza aktuálního či historického stavu ¤hodnocení krajiny z hlediska vhodnosti pro jednotlivé způsoby využívání (potenciálního stavu) ¤základní datový vstup pro celou řadu aplikací v oblasti životního prostředí či zemědělství včetně modelování ¨cílem měření (hodnocení) změn využití krajiny ¤porovnání a následná kvantifikace dat ze dvou či více časových období ¤významným podkladem v krajinném plánování (rozvoj GIS) nlze identifikovat relativně homogenní etapy vývoje krajiny nrelevantní zlomy evoluce ntéž formulovat příčinné souvislosti tohoto vývoje Landuse • gc01 D:\ aaa\landuse_legenda.JPG Mapové výstupy • •webové služby •ubiquitous mapping •LBS – location based services •sémantika •mobilní zařízení •kontaxtová kartografie •atlasová kartografie •critical cartography •neocartography •Eye-tracking & RIA Subjektivní pohled •komunikační technologie v kartografii •kartografie v regionech •podpora mladých vědců •propojení kartografie s dalšími obory a technologiemi •matematická kartografie •historie kartografie a Historická kartografie • •uživatelé byli při využívání map závislí na produktech oficiálních civilních či vojenských mapových služeb – posun ke snaze doručovat data a informace přesně na míru v podobě map či 3D modelů lidem s různými zkušenostmi, v různých situacích a všude, kde to potřebují, a to za pomoci nejmodernějších technologií. •informační technologie – amatérizmus, laicizace – dostupná geodata, podkladové mapy, SW •problém – chybně prezentované informace