Wyniki wyszukiwania - Biblioteka Nauki

1

Application of terrestrial laser scanning data in developing a 3D model

100%

Piech I.

|

tom Vol. 32

73--78

EN

The publication includes the measurement of the small architecture object by means of terrestrial laser scanning. In addition, the primary goal is to visualize the object in the form of a 3D model. The 3D model was made on the basis of a unified point cloud with a resolution of 2mm in MicroStation V8i (SelectSeries 3). The point cloud, on the other hand, consisted of 7 scans that represented 7 uniformly distributed around and in the middle of the architectural site of the sites. To connect the scans were used binding points - so-called reference balls with a matt and white surface. The Leica Cyclone program orientated the scans and created an alignment report. The model created in this way was unified and the file was exported with the help of special tools until it received the file: ".pod". Based on this file, a 3D model was created. It is also impossible to skip procedures such as texturing, visualization, which made it possible to present an interesting model of a selected object. The object that was chosen was a wooden bridge with benches and a gazebo located in the southwestern part of Dębnicki Park at Praska Street in the district of VIII Dębniki in Krakow.

PL

W publikacji uwzględniono pomiar obiektu małej architektury techniką naziemnego skaningu laserowego. Ponadto celem nadrzędnym jest wykonanie wizualizacji obiektu w postaci modelu 3D. Model 3D został wykonany na podstawie zunifikowanej chmury punktów z rozdzielczością 2mm w programie MicroStation V8i (SelectSeries 3). Natomiast chmura punktów składała się z 7 skanów, które reprezentowały 7 rozmieszczonych równomiernie w terenie wokół i na środku obiektu architektonicznego stanowisk. Do powiązania skanów posłużyły punkty wiążące- tzw. kule referencyjne charakteryzujące się matową i białą powierzchnią. W programie Leica Cyclone dokonano orientacji skanów i utworzono raport przedstawiający wyrównanie. Na tak utworzonym modelu dokonano unifikacji I wyeksportowano plik za pomocą specjalnych narzędzi aż do momentu otrzymania pliku: „.pod”. Na podstawie tego pliku utworzono model 3D. Nie sposób również pominąć procedur takich jak: teksturowanie, wizualizacja, które umożliwiły zaprezentowanie w sposób interesujący modelu wybranego obiektu. Obiektem, który został wybrany był drewniany mostek z ławkami i altaną zlokalizowany w południowo-zachodniej części Parku Dębnickiego przy ul. Praskiej w dzielnicy VIII Dębniki w Krakowie.

2

The use of UAV data for photogrammetric documentation

63%

Piech I. , Borgiasz A.

|

tom no. 2

39--57

EN

Photogrammetry is a rapidly developing field of science, using new technologies such as unmanned aerial vehicles (UAVs) and digital cameras. Currently, unmanned aerial vehicles are not only used for amateur or professional commemorative aerial photos, but also have much more specialized applications. New technologies allow for faster development of numerous fields of science and provide better results with less work and resources. Unmanned aerial vehicles are used for photogrammetric raids, which produce photogrammetric images of terrain surface or buildings. This allows the generation of orthophotos, and even three-dimensional terrain models, enabling further analysis of a research area. The aim of the study was to make an orthophotomap of the cemetery in the Sułoszowa municipality on the basis of data obtained during a drone raid and to compare it with the existing orthophotomap. The goal was planned to be achieved through the following steps: importing images to Agisoft PhotoScan and georeferencing them to ensure metricity of subsequent studies, generating an orthophotomap and a cloud of points mapping the studied area, compilating and comparing the resulting numerical data, as well as graphic data.

PL

Fotogrametria, to bardzo szybko rozwijająca się dziedzina nauki, wykorzystującą nowe technologie, takie jak bezzałogowe statki powierzchne (BSP) oraz kamery cyfrowe. Obecnie bezzałogowe statki powietrzne są wykorzystywane nie tylko na potrzeby amatorskiego lub profesjonalnego wykonywania pamiątkowych ujęć z powietrza, ale również znajdują dużo bardziej specjalistyczne zastosowania. Wykorzystanie nowych technologii pozwala na szybszy rozwój licznych dziedzin nauk oraz uzyskaniem lepszych efektów wykonywanych prac przy mniejszym nakładzie pracy i środków. Bezzałogowe statki powietrzne wykorzystuje się do wykonania nalotów fotogrametrycznych, dzięki których otrzymywane są zdjęcia fotogrametryczne powierzchni terenu lub samych budynków. Pozwala to na wygenerowanie ortofotomap, a nawet trójwymiarowych modeli terenu, umożliwiających dalszą analizę obszaru badań. Celem opracowania było wykonanie ortofotomapy cmentarza w gminie Sułoszowa na podstawie danych uzyskanych podczas nalotu dronem i porównanie jej z istniejącą ortofotomapą. Postawiony cel planowano osiągnąć poprzez realizację kolejnych etapów prac: import zdjęć do programu Agisoft PhotoScan oraz nadanie im georeferencji, w celu zapewnienia metryczności późniejszych opracowań, wygenerowanie ortofotomapy oraz chmury punktów odwzorowujących badany obszar, zestawienie i porównanie wynikowych danych liczbowych, zestawienie i porównanie wynikowych danych graficznych.

3

3D modelling with the use of photogrammetric methods

51%

Piech I. , Adam T. , Dudas P.

|

tom Vol. 68, nr 3

481--500

EN

Extremely intensive development of technology has resulted in many innovations. There are new methods of acquiring spatial data, such as laser scanning, unmanned aerial vehicles or digital non-metric cameras, which are the subject of this study. Integration of this data has become a new tool that has expanded existing measurement capabilities, finding applications in 3D modelling, archaeology and monument conservation. Owing to scanning, we can get the coordinates of almost every point of the scanned surface, obtaining full and detailed information about the object dimensions. The level of technical advancement of digital cameras allows them to be successfully used in short-range photogrammetry [27], and recently also in low-altitude aerial photogrammetry (unmanned aerial vehicles). Two different test objects were selected to achieve the intended purpose. The monument located on the 14-meter-high top of the Wanda Mound was adopted as the first object. It consists of a simple rectangular plinth made of brown marble. On its top there is a figure of an eagle with a crown of white marble. On the west wall of the plinth there is an inscription “Wanda” and a drawing showing a sword crossed with a distaff. The following features supported the choice of the monument: interesting shape of the object, which includes both simple geometric forms with large and flat surfaces (plinth), and more detailed surfaces (figure of an eagle); detailed texture of the object (complicated marble veins, wing details). The second object under study was The Helena Modrzejewska National Stary Theatre. The building was rebuilt in the style of Viennese Art Nouveau, so that it fully incorporates into the rest of buildings. Measurements included data obtained from a non-metric camera, Leica ScanStation scanner and DJI S 1000 multi-rotor.

PL

Niezwykle intensywny rozwój technologii od początku obecnego stulecia, zaowocował wieloma innowacjami, również w dziedzinie geodezji i kartografii, a w szczególności w zakresie fotogrametrii i teledetekcji. Oprócz ewolucji znanych już form pomiarów jak przejście ze zobrazowań analogowych na cyfrowe, pojawiły się też nowe metody pozyskiwania danych przestrzennych jak skaning laserowy, bezzałogowe statki powietrzne czy cyfrowe kamery niemetryczne, będące przedmiotem niniejszego opracowania. Integracja tych danych stała się nowym narzędziem, które rozszerzyło dotychczasowe możliwości pomiarowe, jak również znalazło zastosowanie poza branżą geodezyjną, na przykład w modelowaniu 3D, archeologii czy konserwacji zabytków. Dzięki skaningowi otrzymujemy współrzędne niemal każdego punktu skanowanej powierzchni w dowolnym miejscu, nawet już po zakończeniu pomiaru i opuszczeniu obiektu. Otrzymujemy zatem pełną i szczegółową informację o wymiarach obiektu, o znajdującej się wewnątrz infrastrukturze niekiedy trudno dostępnej bądź skomplikowanej. Poziom zaawansowania technicznego aparatów cyfrowych pozwala już od kilkunastu lat na stosowanie ich z powodzeniem w fotogrametrii bliskiego zasięgu [27], a od niedawna także i w fotogrametrii lotniczej niskiego pułapu (bezzałogowe statki powietrzne). Bezzałogowe statki powietrzne okazują się świetnym narzędziem wspomagającym proces zbierania danych o wysokorozdzielczych metrycznych zdjęciach elewacji budynków. Do zrealizowania zamierzonego celu wybrano 2 różne obiekty testowe.

4

Data classification based on photogrammetry

51%

Piech I. , Żaba T. , Jankowska A.

|

tom no. 2

93--110

EN

The aim of the paper was to classify data from aerial laser scanning and CIR digital images, which were orientated, connected and aligned by the Agisoft Photoscan software. Then, in order to distinguish the ground a point cloud was generated. This was to create a correct terrain mesh and, in consequence, an orthophotomap. The next stage is to develop a new point cloud using ArcGIS. The land cover from the images was combined with the ground mapped by LiDAR. New heights were calculated relative to the ground surface height 0. The point cloud was converted into a raster form, providing a normalized Digital Surface Model (nDSM). It was the first element of the output composition, which also consisted of the NIR and RED channels, acquired from the cloud point generated in Agisoft. The colour composition obtained in such way was subjected to four object-oriented and pixel-oriented classification methods: I – ISO Cluster, II – Maximum Likelihood, III – Random Trees, IV – Support Vector Machine. Object grouping is possible due to information stored in the display content. This technique is prompted by human ability of image interpretation. It draws attention to more variables, so effects similar to human perception of reality are possible to achieve. The unsupervised method is based on a process of automatic search for image fragments, which allows assigning them to individual categories by a statistical analysis algorithm. In turn, supervised method uses “training datasets”, which are used to “teach” the program assigning individual or grouped pixels to classes [Benz UC et al., 2004]. The area studied for land development was the Lutowiska municipality, in the Podkarpackie Voivodeship, Bieszczady County. As a result of the classification, 11 classes of terrain features were distinguished: class 0 – road infrastructure, class 1 – roads, class 2 – buildings, class 3 – waters, class 4 – meadows, class 5 – arable lands, class 6 – pastures, class 7 – high vegetation, class 8 – medium vegetation, class 9 – low vegetation, class 10 – quarry. The area of research covers an area of about 28 km2. Aerial images were made in 2015. Field vision and photopoint measurement was carried out in May 2018.

PL

Celem opracowania jest klasyfikacja danych na podstawie lotniczego skaningu laserowego oraz zdjęć cyfrowych CIR. Do opracowania posłużyło oprogramowanie Agisoft Photoscan, w którym dokonano zorientowania, połączenia i wyrównania zdjęć. Następnie wygenerowano z nich chmurę punktów, z której wydzielono grunt. Miało to na celu poprawne utworzenie siatki terenu, a w konsekwencji ortofotomapy. Kolejny etap pracy to utworzenie nowej chmury punktów przy wykorzystaniu programu ArcGIS. Pokrycie terenu ze zdjęć połączono z gruntem z LiDAR. Obliczono nowe wysokości względem powierzchni terenu, któremu nadano wysokość 0. Dokonano konwersji chmury punktów do postaci rastrowej, uzyskując Znormalizowany Numeryczny Model Pokrycia Terenu. Był to pierwszy element kompozycji wyjściowej, która składała się także z kanału NIR oraz RED, pozyskanych z chmury wygenerowanej w Agisoft. Otrzymaną w ten sposób kompozycję barwną poddano czterem metodom klasyfikacji obiektowej i pikselowej: I- ISO Cluster, II- Maximum Likelihood, III- Random Trees, IV- Support Vector Machine. Grupowanie obiektowe jest możliwe dzięki informacji zapisanej w treści zobrazowania. Technika ta wykorzystuje podejście zainspirowane zdolnością interpretacji obrazu przez człowieka. Zwraca uwagę na więcej zmiennych, dzięki czemu można uzyskać efekty zbliżone do postrzegania rzeczywistości przez ludzi. Metoda Unsupervised bazuje na procesie automatycznego wyszukiwania fragmentów obrazu i przyporządkowania ich do poszczególnych kategorii za pomocą algorytmu wykorzystującego analizę statystyczną. Z kolei Supervised wykorzystuje „pola treningowe”, za pomocą których „uczy” program, do której klasy przyporządkować pojedyncze, czy też zgrupowane piksele [Benz U. C. i in., 2004]. Obszarem poddanym analizie jest gmina Lutowiska, w województwie podkarpackim, powiecie bieszczadzkim, na której dokonano analizy zagospodarowania terenu. W wyniku klasyfikacji wyodrębniono 11 klas form terenu: klasa 0- infrastruktura drogowa, klasa 1- drogi, klasa 2- budynki, klasa 3- woda, klasa 4- łąki, klasa 5- grunty orne, klasa 6- pastwiska, klasa 7- roślinność wysoka, klasa 8- średnia roślinność, klasa 9- roślinność niska, klasa 10- kamieniołom. Obszar opracowania stanowi powierzchnię ok. 28 km2. Zobrazowania lotnicze zostały wykonane w 2015r. Wizję terenową oraz pomiar fotopunktów przeprowadzono w maju 2018r.

5

The assessment of elevation data consistency : A case study using the ALS and georeference database in the City of Kraków

51%

Piech I. , Policht-Latawiec A. , Lackóová L. , Inglot P.

|

tom no. 59

135--144

EN

The integration of geodetic and photogrammetric data has become a new tool that has expanded the existing measurement capabilities, as well as it found its application outside the geodetic sector. As a result, over the past decades, the process of topographic data acquisition has caused cartographic industry to move from classical surveying methods to passive and active detection methods. The introduction of remote sensing technology has not only improved the speed of data acquisition but has also provided elevation data for areas that are difficult to access and survey. The aim of the work is to analyse consistency of elevation data from the Georeference Database of Topographic Objects (Pol. Baza danych obiektów topograficznych - BDOT500) with data from airborne laser scanning (ALS) for selected 15 research areas located in the City of Kraków. The main findings reveal discrepancies between elevation data sources, potentially affecting the accuracy of various applications, such as flood risk assessment, urban planning, and environmental management. The research gap identified in the study might stem from the lack of comprehensive investigations into the consistency and accuracy of elevation data across different databases and technologies in urban areas. This gap highlights the need for a thorough examination of the reliability of various data sources and methods of urban planning, disaster management, and environmental analysis. The integration of diverse databases and technologies, like ALS and geodetic measurements, in various applications introduces potential discrepancies that can significantly impact decision-making and outcomes.

6

The use of terrestrial laser scanning in the preservation of valuable architectural objects

51%

Piech I. , Klapa P. , Szatan P.

|

2021

|

tom no. 3

53--64

EN

In the present day, we are witnessing the dynamic development of our country. We observe a growing number of new construction investments, which are designed to meet the needs of the market. Streets are being widened to cope with the growing number of vehicles, modern office buildings and skyscrapers are being built in the largest Polish cities, which at the same time have valuable architectural objects in their oldest districts. Such objects, due to their age, are susceptible to damage, and thus to the threat that their value will be lost. Such damage may occur in the course of construction works that destabilize the soil structure, which may lead to damage to the building’s foundations and, as a result, harm or destroy the most important structural elements of the monument. Another important factor is the operation of industrial plants that emit harmful substances, which have a negative impact on façades and other external elements, such as, for example, relief sculptures. It may be difficult and complicated to remove the effects of the risks described above if the documentation necessary to carry out protection or renovation works is incomplete or insufficiently detailed. A separate issue worth discussing are architectural objects made of perishable materials such as wood [Bernat et al. 2014]. There are many objects of wooden architecture in Poland, such as: Catholic and Orthodox churches, open-air museums, and other relics of bygone eras. Apart from the obvious threat of fire and its negative effects, one can also mention the negative impact of precipitation, whether in the form of rain causing the wood to soak and, as a result, to rot, or the risk of damaging the foundations during a flood. The listed threats have a direct and indirect impact on the structure of such historical buildings. Therefore, it is important to take care of their detailed survey, with the view to preserving and maintaining them. It is also worth mentioning a large number of castles located in our country. The condition of their structures is very diverse and ranges from newly restored buildings to those with only foundations left. In all cases, it is important to obtain accurate plans and models of these building objects. This will serve to preserve their dimensions and shapes. Such data can be used to develop documentation necessary to carry out reconstruction or renovation in order to return the building to its former glory, and thus obtain another object worth seeing.

PL

W obecnych czasach jesteśmy świadkami dynamicznego rozwoju naszego kraju. Obserwujemy, jak powstają coraz to nowe inwestycje budowlane mające na celu zaspokojenie potrzeb rynku. Przebudowywane są ulice by sprostać rosnącej ilości samochodów na drogach, powstają nowoczesne biurowce i drapacze chmur w największych miastach Polski, które to jednocześnie posiadają cenne obiekty architektury w swoich najstarszych dzielnicach. Obiekty takie z racji swojego wieku są podatne na uszkodzenia, a co za tym idzie na utratę ich walorów. Uszkodzenia takie mogą powstawać na drodze prowadzonych prac budowlanych destabilizujących strukturę gruntu, co może prowadzić do naruszenia fundamentów budowli i w efekcie spowodować uszkodzenia bądź zniszczenia najważniejszych elementów konstrukcyjnych zabytku. Istotnym czynnikiem jest też działalności zakładów przemysłowych emitujących szkodliwe substancje mające negatywny wpływ na elewacje i inne elementy zewnętrzne takie jak np. płaskorzeźby. Skutki opisanych wyżej zagrożeń są skomplikowane do usunięcia w przypadku, gdy dokumentacja niezbędna do przeprowadzenia prac zabezpieczających bądź renowacyjnych jest niekompletna lub wykonana niewystarczająco szczegółowo. Osobną kwestią jaką warto poruszyć są obiekty architektoniczne wykonane z nietrwałych materiałów takich jak np. drewno [Bernat M., et al., 2014]. Na terenie Polski zlokalizowane jest wiele obiektów architektury drewnianej takich jak: kościoły, cerkwie, skanseny i inne relikty minionych epok. Pomijając oczywiste zagrożenie jakim jest pożar oraz jego negatywne skutki, można wymienić jeszcze niekorzystny wpływ opadów atmosferycznych, czy to w postaci deszczu powodującego namakanie drewna, a w rezultacie jego butwienie czy też zagrożenie podmycia fundamentów podczas powodzi. Wymienione zagrożenia mają bezpośredni jak i pośredni wpływ na konstrukcję takich zabytków. Istotne jest więc by zadbać o ich szczegółową inwentaryzację w celu ich zachowania. Wartą poruszenia kwestią jest także spora ilości zamków zlokalizowanych na terenie naszego kraju. Stan ich konstrukcji jest bardzo zróżnicowany i oscyluje od dopiero, co odrestaurowanych obiektów do takich po których zostały już same fundamenty. We wszystkich przypadkach istotnym zagadnieniem jest pozyskanie dokładnych planów i modeli tych obiektów. Ma to na celu zachowanie ich wymiarów i kształtów. Dane takie mogą posłużyć opracowaniu dokumentacji niezbędnej do przeprowadzenia odbudowy bądź renowacji mające na celu powrót obiektu do dawnej świetności, a tym samym pozyskaniu kolejnego obiektu wartego zobaczenia.