Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Wybór źródła danych wysokościowych do opracowania prezentacji rzeźby terenu na nowych mapach topograficznych

100%

Bakuła K.

Przegląd Geodezyjny

|

2014

|

tom R. 86, nr 2

8--15

PL

Niniejszy artykuł dotyczy oceny fotogrametrycznych danych wysokościowych, znajdujących się w państwowym zasobie geodezyjnym i kartograficznym, pod kątem ich dokładności wysokościowej, aktualności oraz przydatności do tworzenia prezentacji rzeźby na nowotworzonych mapach topograficznych. Idea ta związana jest z prowadzonymi przez Główny Urząd Geodezji i Kartografii pracami, związanymi z Bazą Danych Obiektów Topograficznych. Prezentowana na mapach topograficznych rzeźba terenu, w postaci tradycyjnego rysunku warstwicowego, wzbogacona będzie o cieniowanie, będące produktem przetworzenia numerycznego modelu terenu. Te dwie formy prezentacji wysokości muszą w jednorodny sposób ukazywać kształt powierzchni terenu. Dotychczasowo wykorzystywane dane w postaci izolinii na warstwach w kolorze sepii nie są źródłem danych mogących dalej funkcjonować w produkcji, z racji braku bezpośredniej możliwości uzyskania z nich prezentacji w postaci cieniowania zboczy, niższej dokładności od tej gwarantowanej przez współczesne technologie pomiarowe, a także z powodu ponad kilkudziesięciu lat, które minęły od czasu ich pozyskania.

EN

This paper concerns evaluation of photogrammetric elevation data, which is stored in the state resources of geodetic and cartographic data and is performed with respect to the data elevation accuracy, timeliness and usefulness for presentation of the terrain relief on new topographic maps. This idea is connected with works performed by the Head Office of Geodesy and Cartography, concerning the Topographic Objects Database. The terrain relief, which is presented on topographic maps, as conditional contour drawings, will be enriched by shadows, resulting from processing of the digital terrain model. These two forms of presentation of elevations must present, in an uniform way, the shape of the terrain surface. The currently applied data, in the form of isolines on sepia layers are not the source of data which may be continuously used for production purposes. This results from the lack of direct possibility to obtain shadowed slopes, as well as due to their lower accuracy, comparing to the new measurement techniques, as well as due to several decades, which passed since their acquisition.

2

Reduction of DTM obtained from LiDAR data for flood modeling

100%

Bakuła K.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2011

|

tom Vol. 22

51--61

EN

Recent years the cataclysm of flood has occurred in many regions around the world. For this reason, so much attention is focused on prediction of this cataclysm by creating flood risk maps and hydrodynamic – numerical simulation of flood water which are based on Digital Terrain Model (DTM). The modern techniques for automatic data acquisition provide very abundant amount of points. Actually, Light Detection and Ranging (LiDAR) is the most effective data source for DTM creation with density of one to few points per square meter and good height accuracy of less than 15 cm. This high redundancy of data is essential problem for algorithms used in programs for flood modeling. Many software generating such models are restricted with respect to the maximum number of points in DTM. Hundreds of thousands of points are too large number for complex calculations which describe fluid model of the flood water. In order to obtain reliable and accurate results, it is necessary to have DTM with an appropriate accuracy. The flood disaster also occurs in large areas what usually is associated with large data sets. However, it is possible to provide suitable DTM for flood modeling by its generalization without losing its accuracy, which could still ensure sufficient precision for hydrodynamic – numerical calculations. In this paper six reduction algorithms were tested to obtain DTM with small number of points and with accuracy comparable to the original model created from LiDAR data. The main criteria for this comparison was the relation between accuracy and reduction coefficient of final result. Methods used in this research were based on different DTM structures. GRID, TIN and hierarchical structures were compared in various approaches to obtain the most reduced and the most accurate terrain model of two study areas. As the result of the experiment the best methods for data reduction were chosen. Over 90% reduction rate and less than 20 cm root mean standard error were achieved in practice for different types of terrain with respect to input DTM. It was noted that hybrid and quad-tree grid based models can be even more efficient than a typical uniform GRID or TIN one.

3

Comparison of six approaches in DTM reduction for fl ood risk determination

100%

Bakuła K.

Challenges of Modern Technology

|

2011

|

tom Vol. 2, no. 4

31--36

EN

Software for creating flood risk maps and simulation of flood water is based on Digital Terrain Model (DTM). LIDAR is the most effective data source for DTM creation. The essential problem for such data is high redundancy for complex calculations in algorithms used in programs for flood model description. However, it is possible to provide suitable DTM for flood modeling by its generalization, which could still ensure sufficient accuracy for hydrodynamic — numerical calculations. In this paper six generalization algorithms were tested to obtain DTM with small number of points and with accuracy comparable to the original model created from LIDAR data. The main criteria for this comparison was the relation between accuracy and reduction coefficient of final result. Methods used in this research based on different DTM structures. GRID, hybrid and hierarchical structure were compared in various creating approaches to obtain the most reduced and the most accurate terrain model of two case areas. As the result of experiment the best methods for data reduction were chosen. Over 90% reduction rate and less than 20 cm root mean standard error were achieved for different types of terrain with respect to input DTM. It was noted that hybrid models can be more efficient than a typical uniform GRID. Such reduced models were used in practice to determinate fl ood risk by creating maps of flooded area for selected water levels. Diff erence between results from unreduced and reduced DTMs was very slight what proves that well-generalized models of terrain can be effectively used in that application.

4

Multispectral airborne laser scanning - a new trend in the development of LiDAR technology

100%

Bakuła K.

|

tom Vol. 27

25--44

EN

Airborne laser scanning (ALS) is the one of the most accurate remote sensing techniques for data acquisition where the terrain and its coverage is concerned. Modern scanners have been able to scan in two or more channels (frequencies of the laser) recently. This gives the rise to the possibility of obtaining diverse information about an area with the different spectral properties of objects. The paper presents an example of a multispectral ALS system - Titan by Optech - with the possibility of data including the analysis of digital elevation models accuracy and data density. As a result of the study, the high relative accuracy of LiDAR acquisition in three spectral bands was proven. The mean differences between digital terrain models (DTMs) were less than 0.03 m. The data density analysis showed the influence of the laser wavelength. The points clouds that were tested had average densities of 25, 23 and 20 points per square metre respectively for green (G), near-infrared (NIR) and shortwave-infrared (SWIR) lasers. In this paper, the possibility of the generation of colour composites using orthoimages of laser intensity reflectance and its classification capabilities using data from airborne multispectral laser scanning for land cover mapping are also discussed and compared with conventional photogrammetric techniques.

PL

Jedną z najbardziej dokładnych technologii pozyskiwania danych o terenie i jego pokryciu jest lotnicze skanowanie laserowe (ALS). W wieloletnim rozwoju skanerów laserowych dążono przez lata do osiągnięcia jak najwyższej dokładności pomiaru oraz jak największej gęstości danych, co związane było przede wszystkim z jakością danych i kosztami pracy. Obecnie istnieje kilka możliwości dalszego rozwoju tego typu systemów, wśród których wymienić należy zwiększanie zasięgu skanowania laserowego, a także rejestracja odbić w kilku zakresach spektralnych. Szczególnie ostatni trend w rozwoju technologii LIDAR pozwala na inne spojrzenie na dane w postaci chmur punktów, które jeszcze efektywniej mogą tworzyć mapy pokrycia terenu niż typowe lotnicze skanowanie topograficzne (ALS). W rozwoju lotniczego skanowania laserowego istotnym krokiem było pojawienie się lotniczego skanowania hydrograficznego (batymetrycznego). W różnych rozwiązaniach producentów, pojawił się laser o częstotliwości odpowiadającej zakresowi w paśmie zielonym światła widzialnego. Przy rejestracji intensywności zaobserwowanymi podczas skanowania różnymi skanerami laserem o różnej długości fali dla tego samego obszaru, dostrzeżono różne właściwości refleksyjnymi obiektów analogiczne do rejestracji w różnych zakresach spektralnych technikami pasywnymi. Sprawiło to, że w ostatnich latach pojawiły się pierwsze systemy skanowania lotniczego wykorzystujące więcej niż 2 zakresy spektralne w jednym skanerze. Od tego czasu można zatem mówić o multispektralnym lotniczym skanowaniu laserowym. Rejestracja chmur punktów w 3 zakresach spektralnych pozwala poza zapisem współrzędnych i innych atrybutów charakterystycznych dla skanowania topograficznego, na zapis również 3 wartości intensywności odbicia, co umożliwia tworzenie kompozycji barwnych w postaci true-orto obrazów. W artykule zaprezentowano przykładowy system multispektralnego lotniczego skanowania laserowego wraz z możliwościami, jakie dają dane nim pozyskane, poruszając kwestię gęstości danych, dokładności numerycznych modeli wysokościowych z nich tworzonych. W wyniku analiz udowodniono wysoką dokładność wzajemną rejestracji w poszczególnych kanałach spektralnych wynoszącą do 0.03 m. W analizie gęstości danych ukazano wpływ długości fali na gęstość chmury punktów. Rozpatrywana chmura punktów miała średnią gęstość 25, 23 i 20 punktów na metr kwadratowy odpowiednio dla lasera z zakresu pasma zielonego, bliskiej podczerwieni i średniej podczerwieni. W artykule poruszono także problematykę tworzenia kompozycji barwnych ortoobrazów z intensywności odbicia oraz możliwości klasyfikacji ich treści. W referacie poddano również dyskusji możliwość zastosowania danych z mutlispektralnego lotniczego skanowania laserowego w tworzeniu map pokrycia terenu w porównaniu z tradycyjnymi technikami fotogrametrycznymi.

5

Porównanie algorytmów ekstrakcji punktów istotnych w upraszczaniu numerycznych modeli terenu o strukturze hybrydowej

100%

Bakuła K.

|

tom Vol. 26

11--21

PL

Przedstawione badania dotyczą opracowania algorytmu redukcji ilości danych wysokościowych w postaci numerycznego modelu terenu z lotniczego skanowania laserowego (ALS) dla potrzeb modelowania powodziowego. Redukcja jest procesem niezbędnym w przetwarzaniu ogromnych zbiorów danych z ALS, a jej przebieg nie może mieć charakteru regularnej filtracji danych, co często ma miejsce w praktyce. Działanie takie prowadzi do pominięcia szeregu istotnych form terenowych z punktu widzenia modelowania hydraulicznego. Jednym z proponowanych rozwiązań dla redukcji danych wysokościowych zawartych w numerycznych modelach terenu jest zmiana jego struktury z regularnej siatki na strukturę hybrydową z regularnie rozmieszczonymi punktami oraz nieregularnie rozlokowanymi punktami istotnymi. Celem niniejszego artykułu jest porównanie algorytmów ekstrakcji punktów istotnych z numerycznych modeli terenu, które po przetworzeniu ich z użyciem redukcji danych zachowają swoją dokładność przy jednoczesnym zmniejszeniu rozmiaru plików wynikowych. W doświadczeniach zastosowano algorytmy: indeksu pozycji topograficznej (TPI), Very Important Points (VIP) oraz Z-tolerance, które posłużyły do stworzenia numerycznych modeli terenu, podlegających następnie ocenie w porównaniu z danymi wejściowymi. Analiza taka pozwoliła na porównanie metod. Wyniki badań potwierdzają możliwości uzyskania wysokiego stopnia redukcji, która wykorzystuje jedynie kilka procent danych wejściowych, przy relatywnie niewielkim spadku dokładności pionowej modelu terenu sięgającego kilku centymetrów.

EN

The presented research concerns methods related to reduction of elevation data contained in digital terrain model (DTM) from airborne laser scanning (ALS) in hydraulic modelling. The reduction is necessary in the preparation of large datasets of geospatial data describing terrain relief. Its course should not be associated with regular data filtering, which often occurs in practice. Such a method leads to a number of important forms important for hydraulic modeling being missed. One of the proposed solutions for the reduction of elevation data contained in DTM is to change the regular grid into the hybrid structure with regularly distributed points and irregularly located critical points. The purpose of this paper is to compare algorithms for extracting these key points from DTM. They are used in hybrid model generation as a part of elevation data reduction process that retains DTM accuracy and reduces the size of output files. In experiments, the following algorithms were tested: Topographic Position Index (TPI), Very Important Points (VIP) and Z-tolerance. Their effectiveness in reduction (maintaining the accuracy and reducing datasets) was evaluated in respect to input DTM from ALS. The best results were obtained for the Z-tolerance algorithm, but they do not diminish the capabilities of the other two algorithms: VIP and TPI which can generalize DTM quite well. The results confirm the possibility of obtaining a high degree of reduction reaching only a few percent of the input data with a relatively low decrease of vertical DTM accuracy to a few centimetres. The presented paper was financed by the Foundation for Polish Science - research grant no. VENTURES/2012-9/1 from Innovative Economy program of the European Structural Funds.

6

Efektywne wykorzystanie danych lidar w dwuwymiarowym modelowaniu hydraulicznym

100%

Bakuła K.

|

tom Vol. 26

23--37

PL

W niniejszym artykule zaprezentowano aspekty wykorzystania danych z lotniczego skanowania laserowego w dwuwymiarowym modelowaniu hydraulicznym obejmujących tworzenie wysokiej dokładności numerycznych modeli terenu, ich efektywnego przetworzenia będącego kompromisem pomiędzy rozdzielczością danych a ich dokładnością, a także uzyskania informacji o szorstkości pokrycia terenu dającego informacje mogące konkurować z informacjami z baz topograficznych. Prezentowane badania dotyczyły przetwarzania danych NMT w celu ich efektywnego wykorzystania z udziałem metod redukcji ilościowej danych. W wyniku oddzielnego eksperymentu udowodniono, iż dane z lotniczego skanowania laserowego umożliwiają utworzenie w pełni poprawnego dwuwymiarowego modelu hydraulicznego przy założeniu posiadania odpowiednich danych hydraulicznych, a dane z ALS mogą mieć inne zastosowanie niż tylko geometryczna reprezentacja rzeźby terenu.

EN

This paper presents aspects of ALS data usage in two-dimensional hydraulic modelling including generation of high-precision digital terrain models, their effective processing which is a compromise between the resolution and the accuracy of the processed data, as well as information about the roughness of the land cover providing information that could compete with information from topographic databases and orthophotomaps. Still evolving ALS technology makes it possible to collect the data with constantly increasing spatial resolution that guarantees correct representation of the terrain shape and height. It also provides a reliable description of the land cover. However, the size of generated files may cause problems in their effective usage in the 2D hydraulic modeling where Saint-Venant’s equations are implemented. High-resolution elevation models make it impossible or prolong the duration of the calculations for large areas in complex algorithms defining a model of the water movement, which is directly related to the cost of the hydraulic analysis. As far as an effective usage of voluminous datasets is concerned, the data reduction is recommended. Such a process should reduce the size of the data files, maintain their accuracy and keep the appropriate structure to allow their further application in the hydraulic modelling. An application of only a few percent of unprocessed datasets, selected with the use of specified filtering algorithms and spatial analysis tools, can give the same result of the hydraulic modeling obtained in a significantly shorter time than the result of the comparable operation on unprocessed datasets. Such an approach, however, is not commonly used, which means the most reliable hydraulic models are applied only in small areas in the largest cities. Another application of ALS data is its potential usage in digital roughness model creation for 2D hydraulic models. There are many possibilities of roughness coefficient estimation in hydraulic modelling which has an impact on the velocity of water flow. As a basic and reference source for such analysis topographic databases as well as orthophotomaps from aerial or satellite imagery can be considered. The presented paper proved that LIDAR data should be effectively applied in cooperation between surveyors and hydrologists. ALS data can be s used solely in the creation of a fully correct two-dimensional hydraulic model, assuming that appropriate hydraulic datasets are available. Additionally, application of ALS data should not be limited to geometric representation of the terrain and it can be used as information about roughness of terrain. The presented paper was financed by the Foundation for Polish Science - research grant no. VENTURES/2012-9/1 from Innovative Economy program of the European Structural Funds.

7

Ocena możliwości współczesnej fotogrametrii w pracach z zakresu ewidencji gruntów i budynków

63%

Kurczyński Z. , Bakuła K.

|

2016

|

tom R. 88, nr 7

2--10

PL

Prezentowany artykuł przedstawia zakres możliwości i warunki konieczne przy wykorzystaniu metod współczesnej fotogrametrii cyfrowej w pracach z zakresu modernizacji ewidencji gruntów i budynków, a w tym w pomiarze granic działek ewidencyjnych i pomiarze budynków. W artykule pokazano możliwości stosowania i potencjał użycia fotogrametrii w pomiarach z zakresu modernizacji EGIB. W artykule omówiono unormowania prawne dopuszczające pomiary z wykorzystaniem technik i danych fotogrametrycznych do prac z zakresu EGIB, określono etapy modernizacji ewidencji gruntów i budynków z wykorzystaniem pomiarów fotogrametrycznych, jak również podsumowano dotychczasowe prace fotogrametryczne w kraju w tym zakresie. Artykuł pokazuje, iż współczesny poziom opracowań fotogrametrycznych, opartych na zdjęciach pozyskiwanych wielkoformatowymi, lotniczymi kamerami cyfrowymi, opracowywanych w technologiach cyfrowych, pozwala osiągnąć dokładności opracowania wymagane obecnymi standardami i przepisami w zakresie EGIB.

EN

This paper presents the range of possibilities and necessary conditions for using modern, digital photogrammetry in the work related to the update of the cadastre including modernization of parcels boundaries and buildings footprints. The article shows the applicability and potential of the use of photogrammetry measurements in the field of modernization data from real-estate and building register. The article discusses the legal regulations allowing measurements using both photogrammetric techniques and data to work with a range of cadastre data. The paper describes specified stages of the cadastre update in case of using photogrammetric measurements. Finally, current photogrammetric works in the country are presented in regard to the subject of the paper. The article shows that the contemporary level of photogrammetric studies based on large-format photographs, obtained with aerial digital cameras, developed in digital technologies, allow to achieve accuracy which is required by regulations related to cadastre data.

8

SAFEDAM - zaawansowane technologie wspomagające przeciwdziałanie zagrożeniom związanym z powodziami

63%

Kurczyński Z. , Bakuła K.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2016

|

tom Vol. 28

39--52

PL

Artykuł prezentuje trendy panujące w nieinwazyjnym monitorowaniu wałów przeciwpowodziowych z wykorzystaniem różnorodnych technologii fotogrametrycznych i teledetekcyjnych pozyskujących dane z różnego pułapu lotniczego. Na tym tle zaprezentowano projekt SAFEDAM, którego celem jest stworzenie systemu monitorującego wały przeciwpowodziowe z użyciem nieinwazyjnej, latającej bezzałogowej platformy pomiarowej - skanującej z niskiego pułapu lotu i wykorzystaniu zobrazowań lotniczych i satelitarnych. System będzie wykorzystywał wieloźródłowe dane fotogrametryczne. SAFEDAM umożliwi wykorzystanie z pułapu satelitarnego zarówno danych optycznych (z zakresu światła widzialnego i bliskiej podczerwieni) jak i danych radarowych. W odniesieniu do technik lotniczych wykorzystanie mają dane fotogrametryczne z pzgik zasobu jak i dane pozyskane z platformy BSP (UAV) dedykowanej projektowi SAFEDAM. Wśród danych niskopułapowych wykorzystane są dane z lekkiego skanera lotniczego, obrazowe dane wielospektralne, a także dane termalne. Wieloźródłowe dane pozwalają na przeprowadzenie oceny stan wałów przeciwpowodziowych, jak również umożliwić będą wykrycie ewentualnych zmian, które mogą zaistnieć zarówno w prewencyjnej jak i interwencyjnej konfiguracji systemu. W założeniach system umożliwiać będzie ekspercką ocenę wałów przeciwpowodziowych, która potrzebna jest w pracy specjalistów od zarządzania infrastrukturą przeciwpowodziową, a także organom bezpieczeństwa kryzysowego. Kompleksowy system IT będzie gromadził dane i automatycznie je analizował i wizualizował dostarczając informacji o stanie zagrożenia dla służb hydrologicznych i specjalistów zarządzania kryzysowego. Całość systemu będzie uzupełnieniem dotychczasowych projektów ochrony przeciwpowodziowej kraju (np. ISOK). Projekt SAFEDAM realizujący te założenia finansowany jest ze środków Narodowego Centrum Badania i Rozwoju w programie Bezpieczeństwo i Obronność

EN

The article presents the trends in non-invasive monitoring of flood levees using a variety of photogrammetry and remote sensing technologies. Referring to those solutions of the SAFEDAM project is introduced in this article. The aim of the SAFEDAM project is the creation of system for levees monitoring using unmanned aerial vehicles (equipped with light LiDAR unit, multispectral and/or thermal camera), optical and radar satellite imagery and archival aerial imagery. Multi-sourced and multi-temporal data allow to evalute the levees condition. A comprehensive IT system enables the collection, automatic data analysis and visualization for hydrological services and crisis management professionals. Its implementation will ensure effective management of flood risk. SAFADAM complements the already implemented projects of flood protection in Poland such as ISOK. The project is financed by National Centre for Research and Development in Defense, Security Programme [grant number DOB-BIO7/06/01/2015].

9

Możliwości tworzenia numerycznego modelu pokrycia terenu ze stereopary zdjęć satelitarnych VFRS

63%

Bakuła K. , Woźniak W.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2018

|

tom vol. 30

143--159

PL

Celem niniejszego artykułu było ukazanie możliwości tworzenia numerycznych modeli wysokościowych na podstawie pary satelitarnych zdjęć stereoskopowych. Zdjęcia obejmowały obszar centralnej Warszawy. Wyniki skontrolowano z modelem powstałym na podstawie lotniczego skanowania laserowego (LIDAR). Stereopara pochodziła z satelity o bardzo dużej rozdzielczości Pleiades, zaś dane LIDAR zostały pozyskane w ramach projektu ISOK. W eksperymencie analizowano wpływ parametrów gęstego dopasowania obrazów, liczby fotopunktów niezbędnej do poprawnej georeferencji scen satelitarnych wstępnie orientowanych współczynnikami RPC, oceniono dokładność względem modelu wysokościowego LIDAR z uwzględnieniem eliminacji błędów grubych oraz spowodowanych martwymi polami. Prace przeprowadzono w oprogramowaniu Trimble Inpho. Uzyskane wyniki potwierdziły możliwość zastosowania wyłącznie 2-3 fotopunktów na obszarze opracowania, aby uzyskać zadowalające wyniki orientacji, a dalej tworzonego modelu wysokościowego. W analizie dokładności modelu wysokościowego uzyskano wyniki na poziomie pojedynczego piksela. Dla terenów odkrytych przy 214 fotopunktach kontrolnych z danych LIDAR błąd wysokościowy RMS wyniósł 50 cm.

EN

The aim of this work was to show the possibility of generating digital surface models on the basis of satellite stereo-pair. Test area of experiment was the central part of Warsaw. The results were compared with a DSM based on the airborne laser scanning (LIDAR). The stereo-pair was collected with very high resolution satellite system Pleiades and LIDAR data was acquired within the ISOK project. In the experiment: the influence of dense image matching the parameters was analysed, impact of control points on the correctness of scenes georeferencing pre-orientated with RPC coefficients was verified, the accuracy of DSM was assessed including outliers resulted in lower spatial resolution of satellite imagery and occluded areas. The experiment was processed in the Trimble Inpho software. The results confirmed the possibility of applying only 2-3 control points in order to obtain satisfactory results of scenes orientation and consequently DSM accuracy. In the analysis of elevation models their accuracy at the level of a single ground sample distance was achieved. For uncovered areas in case of 214 LIDAR-based control points vertical RMS was 50 cm.

10

Analiza ubytku drzewostanów z wykorzystaniem lotniczych danych fotogrametrycznych dla warszawskiej dzielnicy Wilanów

63%

Urbański M. , Bakuła K.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2018

|

tom vol. 30

11--25

PL

Niniejsza publikacja przedstawia analizę zmian drzewostanów dla obszaru warszawskiej dzielnicy Wilanów, opracowaną na podstawie danych fotogrametrycznych. Wykorzystując różne technologie fotogrametryczne: dopasowanie obrazów cyfrowych i archiwalne lotnicze skanowanie laserowe dokonano wieloczasowej analizy zmian, która pozwoliła na otrzymanie informacji o zasięgu i występowaniu drzew w dwóch badanych okresach. Nadrzędnym problemem postawionym w badaniu było uzyskanie odpowiedzi na pytanie, jak duże zmiany w zasięgu i wysokościach drzewostanów zaszły na przestrzeni lat 2012 - 2017 oraz gdzie nie występują drzewa w 2017 roku. Wytworzone numeryczne modele pokrycia terenu zostały wykorzystane do analizy zmian występowania drzewostanów dla obszaru całej dzielnicy, w tym do detekcji miejsc ubytku koron drzew. Przeprowadzona analiza zmian wykazała ubytek biomasy dla 18.2% pojedynczych drzew, w tym, zniknięcie 11.7% drzew oraz zmniejszenie wysokości (zapewne poprzez przycięcie) dla 6.5%.

EN

This publication presents the analysis of tree stands’ changes for the area of Wilanów district in Warsaw, based on photogrammetric data. Using different photogrammetric techniques, such as image matching techniques and archival airborne laser scanning, a multitemporal analysis of vegetation changes was carried out. It enabled receiving information on the range and occurrence of trees in two different periods of time. The overriding work problem was to answer the question of how noticeable changes in trees stands’ range and height occurred over 2012 - 2017. Generated digital elevation models were used for the analysis of tree stands’ changes in the Wilanów district and the detection of places with the crowns’ loss. The carried analysis of changes showed loss of biomass for 18.2% of single trees, including disappearance of 11.7% of trees and reduction in height (probably by trimming) for 6.5% of trees.

11

Zastosowanie cyfrowej kamery niemetrycznej w fotogrametrii lotniczej na wybranych przykładach

63%

Bakuła K. , Ostrowski W.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

tom Vol. 24

11--20

PL

W niniejszym opracowaniu, na przykładzie przeglądu literatury oraz dwóch wykonanych eksperymentów przedstawiony został potencjał pomiarowy kamery niemetrycznej umieszczonej na platformie lotniczej na niskiej wysokości nad terenem. W pracy zaprezentowano również perspektywy rozwoju tej dziedziny fotogrametrii w najbliższych latach. Celem wykonanych projektów było pozyskanie zdjęć cyfrowych z platformy lotniczej do wygenerowania chmury punktów z użyciem automatycznej korelacji obrazów wybranymi algorytmami. Dane te wykorzystano do stworzenia podstawowych produktów fotogrametrycznych, a ich jakość oceniona została następnie w odniesieniu do profesjonalnych danych, w tym również danych z zasobów geodezyjnych. Ocena ta miała na celu udowodnienie wysokiej jakości opracowań utworzonych z obrazów pozyskanych z kamery niemetrycznej, jak i pokazanie możliwości ich późniejszego praktycznego wykorzystania. Obydwa zaprezentowane projekty ukazują potencjał, jakim dysponuje fotogrametria lotnicza niskich wysokości, w której zastosowanie ma małoformatowa kamera cyfrowa umieszczona na dowolnej platformie lotniczej. Są to zadania ukierunkowane przede wszystkim na opracowania w dużej skali dla małych powierzchniowo obszarów, generujące w efekcie produkty takie jak: numeryczne modele terenu, modele powierzchni terenu, wektorowe modele dowolnych obiektów, ortofotomapy.

EN

The aim of this paper is to present the measurement potential of images obtained by digital, non-metric, small-format camera from low-altitude aerial range. In presented paper, on the basis of two executed projects and a review of selected bibliography, the usefulness of such photos was assessed and the prospects for the development of this field of photogrammetry in the near future were drawn. The purpose of both project was the acquisition of digital images by usage of small-format, non-metric camera placed on selected air platform. In the first experiment, as an aerial platform, a sailplane was used while in the second experiment – octocopter which is unmanned aerial vehicle (UAV). On the basis of obtained images a point cloud were generated using image-based matching in both projects. In presented experiments following automatic correlation methods were applied: Area-Based Matching (ABM) and Feature-Based Matching (FBM) as well as an algorithm based on multi-view stereo matching (CMVS/PMVS2). Datasets generated during experiments were used for basic photogrammetric products creation. Their quality was then evaluated with respect to the professional data, including data from the geodetic and cartographic resource. This assessment was investigated to prove the high quality of studies created from images obtained by non-metric cameras, as well as to demonstrate possibilities of their practical future use. Both presented projects showed the potential of low-altitude aerial photogrammetry, which applies small-format digital camera placed on any aerial platform. These tasks are focused primarily on the development of large-scale studies for small areas, generating accurate products such as: digital terrain models, surface models, vector models of any object, orthoimages as a result.

12

Generowanie referencyjnego numerycznego modelu terenu o zasięgu krajowym w oparciu o lotnicze skanowanie laserowe w projekcie ISOK

63%

Kurczyński Z. , Bakuła K.

|

2013

|

tom Vol. Spec.

59--68

PL

W niniejszej publikacji referacie opisano analizę doboru podstawowych parametrów lotniczego skanowania laserowego mających wpływ na otrzymanie modeli wysokościowych o założonych, referencyjnych parametrach jakościowych na przykładzie lotniczego skanowania laserowego organizowanego w ramach wypełnienia zaleceń dyrektywy powodziowej w Polsce. Analiza taka legła u podstaw określenia warunków technicznych dla bardzo dużego projektu, którego realizacja nadal trwa. Rozważaniom podlegały nie tylko uwarunkowania techniczne, ale również możliwości organizacyjne i ekonomiczne. Pod uwagę wzięto także zakres prac oraz ograniczenia czasowe na ich realizację, co – przy uwzględnieniu wydajności prac – narzuca organizację prac. Spośród parametrów technicznych, analizie poddano m.in.: gęstość chmury punktów ALS, dokładność georeferencji chmur punktów, warunki meteorologiczne pozyskiwania danych ALS, parametry dokładnościowe produktów pochodnych tj. numerycznych modeli wysokościowych. W tak złożonym projekcie (podział robót na podobszary, wielu wykonawców, kilka produktów końcowych, podział na wiele etapów dostaw) kluczowym jest również odbiór i kontrola jakości, o której efektywności świadczy jej organizacja, zakres i przyjęte kryteria.

EN

The paper analyzes the selection of main parameters of ALS system having an impact on acquisition of digital elevation models described by the assumed and exorbitant qualitative characteristics on the basis of airborne laser scanning project organized as a part of recommendations included in the Floods Directive in Poland. Such an analysis was the basis for determining conditions for a huge project, whose implementation is still ongoing, as well as its organizational and economic possibilities. Another subject for consideration was the scope of the planned works and time limits for their implementation that imposed the schedule of the project with respect to the efficiency of the work. Among the technical characteristics the authors investigated the density of the LiDAR points, georeferencing of point clouds, meteorological conditions during data acquisition and parameters describing the accuracy of the final products, namely digital elevation models, were also investigated. In such a complex project (the division of the whole project for subareas, many contractors, several final products and many stages of delivery product acceptance as well as quality control are key issues, whose effectiveness is proved by good organization, their scope and the adopted criteria.

13

Influence of Elevation Data Source on 2D Hydraulic Modelling

51%

Bakuła K. , Stępnik M. , Kurczyński Z.

Acta Geophysica

|

2016

|

tom Vol. 64, no. 4

1176--1192

EN

The aim of this paper is to analyse the influence of the source of various elevation data on hydraulic modelling in open channels. In the research, digital terrain models from different datasets were evaluated and used in two-dimensional hydraulic models. The following aerial and satellite elevation data were used to create the representation of terrain – digital terrain model: airborne laser scanning, image matching, elevation data collected in the LPIS, EuroDEM, and ASTER GDEM. From the results of five 2D hydrodynamic models with different input elevation data, the maximum depth and flow velocity of water were derived and compared with the results of the most accurate ALS data. For such an analysis a statistical evaluation and differences between hydraulic modelling results were prepared. The presented research proved the importance of the quality of elevation data in hydraulic modelling and showed that only ALS and photogrammetric data can be the most reliable elevation data source in accurate 2D hydraulic modelling.

14

Analiza deformacji powierzchni elementów budowlanych na podstawie zdjęć cyfrowych

51%

Zawieska D. , Bakuła K. , Podlasiak P.

Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji

|

2012

|

tom Vol. 23

521--529

PL

Celem niniejszego artykułu jest analiza deformacji powierzchni elementów budowlanych (fragmentów blachy) poddawanych różnym obciążeniom, opracowanych na podstawie zdjęć cyfrowych. Badaniom podlegało 32 fragmenty blach, do rekonstrukcji których wykorzystano zdjęcia wykonane cyfrowym aparatem niemetrycznym, a opracowanie wykonano na stacji cyfrowej Z/I Imaging z wykorzystaniem modułu z funkcją matchingu. Wizualizację deformacji powierzchni wykonano w porównaniu do teoretycznej, nieodkształconej powierzchni blachy w programie ArcGIS 9.3. Dzięki temu możliwe było uzyskanie wartości odkształcenia w dowolnym punkcie powierzchni badanego obiektu. Opracowane modele i analiza deformacji pozwoliła na ocenę, wykonaną przez inżynierów budowlanych, mechanizmów plastycznych zniszczenia blach czołowych o zróżnicowanej grubości, wysokości i zmiennym stopniu zbrojenia płyty stropowej. Pozwoliło to na wysnucie wniosków związanych z ich projektowaniem i wyznaczaniem nośności samych węzłów stalowych i zespolonych w konstrukcjach szkieletowych. Stalowe węzły, których powierzchnie blach czołowych poddane zostały modelowaniu, były uprzednio poddane deformującym obciążeniom doświadczalnym w Laboratorium Zakładu Konstrukcji Budowlanych Wydziału Inżynierii Lądowej Politechniki Warszawskiej. Celem opracowania fotogrametrycznego wykonanego w Zakładzie Fotogrametrii, Teledetekcji i Systemów Informacji Przestrzennej była rekonstrukcja i modelowanie zdeformowanych powierzchni blach czołowych oraz odpowiednia wizualizacja uzyskanych wyników.

EN

The aim of this paper is the analysis of surface disfigurement for construction elements such as fragment of end-plates, which were subjected to various, deforming loads, with a usage of image-based matching. 32 pieces of end-plates were a subject of experiment where digital images from non-metric camera were used. The project was performed on Z/I Imaging workstation with a usage of the module equipped with image matching option. Visualization of surfaces deformation was shown in respect to theoretical, non-deformed plane in ArcGIS 9.3. software. Thus it was possible to obtain deformation values at any point on the surface for object of interest. Creation of digital surface models and analysis of their deformations allowed for the assessment (made by construction engineers) of deformation mechanisms for end-plates with different thickness, height and with varying reinforcement ratio of the concrete slab. This research helped to draw a conclusion concerning design and load capacity assignment for steel joints and composite skeletal construction. Before steel joints with their end-plates were subject of photogrammetric modeling, they had been disfigured by experimental loads in laboratory of Department of Building Construction in Faculty of Civil Engineering, Warsaw University of Technology. Such plates were a subject of photogrammetric reconstruction in Department of Photogrammetry, Remote Sensing and Spatial Information Science, where digital surface model of mentioned objects were reconstructed and presented in graphic and numerical formats.

15

Diversity of photogrammetric approaches for multi-purpose applications

51%

Bujakiewicz A. , Markiewicz J. , Bakuła K. , Zawierska D.

|

tom Vol. 96

9--19

EN

The presented paper shows the diversity of photogrommetric approaches by introducing a problem of camera interior orientation, data georeferencing. data integration and the issue of automatic object surface modelling. The authors discuss the abovementioned issues on the example of the work carried out at the Faculty of Geodesy and Cartography, Warsaw University of Technology referring to solutions practiced in Computer Vision. This article is an example of introduction of photogrammetry as a discipline open to achievements of close fields of science, which is widely applied in practice.

16

Comparison of the laser scanning solutions for the unmanned aerial vehicles

45%

Ostrowski W. , Górski K. , Pilarska M. , Salach A. , Bakuła K.

|

tom Vol. 29

101--123

EN

This article provides description of new achievements in Unmanned Aerial Vehicles (UAVs) in the field of photogrammetry and remote sensing related to laser scanning technology. Platforms equipped with laser scanners are becoming a growing trend in UAV mapping. Two perspectives of development, which use laser sensors, as payload are described in this paper. The first solution is related to application of advanced LiDAR sensor, which collects data with simulated Beyond Visual Line Of Sight UAV (BVLOS UAV) platform from high altitude. The second development was less expensive UAV laser scanning system that acquires data from low-altitude Visual Line Of Sight (VLOS) platform. Additionally, state-of-art of LiDAR sensors, which can be mounted on UAVs, is presented, including categorization of ultralight laser scanners, legal restriction related to operating UAVs equipped with LiDAR system. In the experiment described in the article two datasets are introduced, one collected with Riegl VUX-1 UAV mounted on the first platform and the second with YellowScan Mapper that is a part of second UAV system. Captured datasets are evaluated concerning point density, spatial resolution, vegetation penetration and noise of laser beam assessment. The comparison indicates the differences between the platforms, what determines fields of their application. Therefore, conclusion related to the presented perspectives of development of UAV laser scanning can be drawn and possible future applications of both platforms are discussed.

PL

Artykuł zawiera opis koncepcji rozwoju bezzałogowych statków latających (UAV) w dziedzinie fotogrametrii i teledetekcji związanych z technologią skanowania laserowego. Platformy wyposażone w skanery laserowe stają się coraz bardziej zauważalnym trendem w wykorzystaniu UAV w geodezji i kartografii. W niniejszym artykule opisano dwie perspektywy rozwoju tej branży, które wykorzystują sensory laserowe. Pierwsze rozwiązanie jest związane z zastosowaniem zaawansowanego skanera, który zbiera dane z symulowanej w doświadczeniu platformy poza zasięgiem wzroku (BVLOS UAV) z dużej wysokości. Drugą koncepcją rozwoju rynku jest pokazanie przykładu systemu skanowania laserowego UAV, który pozyskiwał dane z platformy w zasięgu wzroku (VLOS) na małej wysokości. Ponadto w artykule przedstawiono najnowocześniejsze skanery LiDAR, które mogą być montowane na UAV, w tym kategoryzację ultralekkich skanerów laserowych oraz prawne ograniczenia związane z eksploatacją UAV wyposażonych w system LiDAR. W opisanym eksperymencie w artykule analizowano dwa zestawy danych: jeden zebrano za pomocą UAV Riegl VUX-1 zamontowanego na platformie w postaci załogowego płatowca i drugiego za pomocą YellowScan Mappera, który jest częścią systemu UAV z platformą wielowirnikową. Przechwycone zestawy danych są oceniane pod względem gęstości punktów, rozdzielczości przestrzennej, możliwości penetracji roślinności i obserwowanego szumu wiązki laserowej. Porównanie wskazuje różnice między platformami, a tym samym koncepcjami i ich możliwymi zastosowaniami w perspektywie rozwoju skanowania laserowego UAV.

17

Analiza wpływu rozdzielczości danych źródłowych na jakość produktów fotogrametrycznych obiektu architektury

38%

Markiewicz J. S. , Kowalczyk M. , Podlasiak P. , Bakuła K. , Zawieska D. , Bujakiewicz A. , Andrzejewska E.

|

2013

|

tom Vol. Spec.

69--84

PL

Wraz z szybkim rozwojem bezinwazyjnych metod pomiarowych opartych na pomiarze odległości od badanego obiektu zwiększyła się możliwość pozyskiwania danych z większą dokładnością przy jednoczesnym skróceniu czasu pomiaru. Pozwoliło to znacznie poszerzyć efektywność metod fotogrametrycznych w dokumentacji i analizie obiektów dziedzictwa kulturowego, poprzez połączenie danych z naziemnego skaningu laserowego z obrazami. Taka integracja pozwala pozyskać wymagane zwykle w tych zastosowaniach 3D modele obiektów, a także cyfrowe mapy obrazowe – ortoobrazy oraz produkty wektorowe. Jakość produktów fotogrametrycznych jest charakteryzowana zarówno ich dokładnością jak i zasobem treści, tj. liczbą i wielkością zawartych w nich detali. Jest to zawsze zależne od rozdzielczości geometrycznej danych źródłowych. Badania przedstawione w niniejszym referacie dotyczą oceny jakości dwóch produktów, obrazowego - ortoobrazu i wektorowego, wygenerowanych dla wybranych fragmentów obiektu architektonicznego. Danymi źródłowymi są chmury punktów z naziemnego skaningu laserowego oraz obrazy cyfrowe. Oba rodzaje danych zostały pozyskane w kilku rozdzielczościach. Numeryczne Modele Obiektu pozyskane z chmur punktów o różnej rozdzielczości, stanowią podstawę do orientacji zewnętrznej obrazów oraz stworzenia kilku wersji ortoobrazów o różnych rozdzielczościach. Porównanie tych produktów pomiędzy sobą pozwoli ocenić wpływ rozdzielczości danych źródłowych na ich jakość (dokładność, zasób informacji). Dodatkowa analiza zostanie przeprowadzona na podstawie porównania produktów wektorowych, pozyskanych na podstawie wektoryzacji (monoplotingu) ortoobrazów.

EN

Due to considerable development of the non-invasion measurement technologies, taking advantages from the distance measurement, the possibility of data acquisition increased and at the same time the measurement period has been reduced. This, by combination of close range laser scanning data and images, enabled the wider expansion of photogrammetric methods effectiveness in registration and analysis of cultural heritage objects. Mentioned integration allows acquisition of objects threedimensional models and in addition digital image maps – true-ortho and vector products. The quality of photogrammetric products is defined by accuracy and the range of content, therefore by number and the minuteness of detail. That always depends on initial data geometrical resolution. The research results presented in the following paper concern the quality valuation of two products, image of true-ortho and vector data, created for selected parts of architectural object. Source data is represented by point collection in cloud, acquired from close range laser scanning and photo images. Both data collections has been acquired with diversified resolutions. The exterior orientation of images and several versions of the true-ortho are based on numeric models of the object, acquired with specified resolutions. The comparison of these products gives the opportunity to rate the influence of initial data resolution on their quality (accuracy, information volume). Additional analysis will be performed on the base of vector products comparison, acquired from monoplotting and true-ortho images. As a conclusion of experiment it was proved that geometric resolution has significant impact on the possibility of generation and on the accuracy of relative orientation TLS scans. If creation of high-resolution products is considered, scanning resolution of about 2 mm should be applied and in case of architecture details - 1 mm. It was also noted that scanning angle and object structure has significant influence on accuracy and completeness of the data. For creation of trueorthoimages for architecture purposes high-resolution ground-based images in geometry close to normal case are recommended to improve their quality. The use of grayscale true-orthoimages with values from scanner intensity is not advised. Presented research proved also that accuracy of manual and automated vectorisation results depend significantly on the resolution of the generated orthoimages (scans and images resolution) and mainly of blur effect and possible pixel size.