Zavadzali Vám pri fotení domy alebo kopce? Chcete umiestniť vzdialené objekty vedľa seba? Chcete odfotografovať zvláštne usporiadanie horského masívu a neviete odkiaľ? Chcete fotiť zvieratá a nechcete aby Vás videli? Tak potrebujete GIS, GPS a hor sa do terénu.
Chcel by som v tomto článku alebo sérii článkov (ak tento dočítate do konca a budete mať záujem ich čítať) dať informácie o tom, ako sa dá využiť GIS pri fotografickej praxi. Pokúsim sa namiešať koktail z GIS, aplikovanej matematiky a fotografovania a budem veriť, že sa dá piť.
GIS a fotografovanie
Možno by sa zdalo, že geografické informačné systémy (GIS) a fotografia majú málo spoločného. Opak je však pravdou. GIS sa dá použiť ako fotoaparát. Fotoaparát značky GIS má veľký senzor, jeho plocha sa udáva v hektároch, a hoci nemá milióny snímacích bodov, má dokonalé zaostrovanie, malú hĺbku ostrosti a bohužiaľ, pomalú uzávierku. Cesty GISu sú veľmi rôznorodé, lebo sú prienikom rôznych technológií, rôznych vedných odborov a rôznych komerčných aj nekomerčných snažení. Dá sa predpokladať, že existuje aj prienik s fotografiou. A aby sme nešli ďaleko, jednoduchým príkladom GISu je album fotografií krajiny.
Rád sa dívam na svet jedným okom a dávam si veci, na ktoré sa dívam do zákrytu. Táto jednoduchá činnosť sa dá skomplikovať: kde nájdem také miesto pre fotenie, aby som mal Trenčiansky hrad v zákryte s Vršatcom? Existuje vôbec také miesto? Viem nájsť miesto, odkiaľ odfotografujem Trenčiansky hrad tak, aby nebolo vidieť mesto? Možno niekomu stačí mapa a pravítko, niekomu dobré topánky, dokonalá znalosť terénu, no mne to nestačí. A takto začal vznikať tento článok.
Pri pozorovaní prírody je jedna z požiadaviek nebyť videný a vidieť čo najviac, prípadne mať čo najlepší výhľad. Oko sa dá ľahko oklamať pokiaľ sa jedná o sklony a prevýšenia, GIS systém nie. Ale v prípade wildlife bude potrebný podrobnejšia mapa územia, ak pozorovateľ leží v tráve, tak úroveň pozorovania je nad terénom len pár desiatok centimetrov.
Existuje veľa spôsobov ako si pripraviť podklady na fotografovanie krajiny. Jednou z možností je použitie systémov GIS. Pri fotografovaní krajiny neexistujú žiadne pevne stanovené postupy ako fotografovať, ako hľadať miesto fotografovania, ako vybrať čas fotografovania, ale hlavne ako vybrať miesto fotografovania. Toto sú úlohy, pri ktorých by mohli pomôcť systémy GIS. Určite sa stretli s aplikáciami typu Google Earth. Samotný Google Earth je výborný pre jednoduché zobrazenie a náhodné hľadanie, ale neposkytujú analytické nástroje, teda aspoň nie zadarmo.
Pozreli ste sa na fotografie v galérii z pohľadu GISu? Našiel som pár fotografií, ktoré mali uvedené súradnice miesta, z ktorého sa fotografovalo. Hovorí sa tomu profesionálna deformácia, na fotografiách si všímam aj výmeru fotografovanej krajiny, ktorá je od pár metrov štvorcových po stovky hektárov. Na fotografiách sú rôzne objekty, stromy, polia, lúky, lesy, teda objekty charakterizované formou (tvar, veľkosť), obsahom (popis, funkcie), vzťahom k iným objektom, presnosťou a časovým ohraničením (pohyb a zmeny v čase). V GISoch sú objekty charakterizované formou, obsahom, vzťahom k iným objektom, presnosťou a časovým ohraničením. Skoro žiadny rozdiel. Podobne by sa dalo hovoriť aj o ďalších termínoch, ostrosť, hĺbka ostrosti, ohnisková vzdialenosť, vyhladenie, farebný priestor a mnoho ďalších. Fotografický postprocesing a spracovanie údajov GISu (napríklad výškopisu) fungujú na tých istých matematických a fyzikálnych princípoch, ale to si už nechám na ďalšie pokračovanie.
Nasledujúci odstavec sa Vám bude zdať trocha od veci, ale moja práca a hobby majú veľa spoločných menovateľov. Venujem sa projektom pozemkových úprav, ktoré riešia otázky vlastníctva, ochrany prírody a podobne. Uhorské vlastnícke právo prinieslo Slovensku veľkú rozdrobenosť vlastníckych vzťahov. Štyridsať rokov hospodárenia na pôde odtrhlo vlastníkov od pôdy. Zhoršovanie životného prostredia sú problémy, ktorých riešeniu sa nevyhneme. Výsledkom projektov pozemkových úprav sú aj údaje GIS, ktoré sa v priebehu spracovania vytvárajú. Projekty pozemkových úprav sa postupne vykonávajú po celom Slovensku a údaje z nich nemusia byť použité len na projektovanie. Projekty sa vykonávajú v rozsahu katastrálnych území (teda rádovo stovky hektárov), čo by zodpovedalo vyššie zmieneným výmerám fotografovanej krajiny.
Najdôležitejším prvkom GIS sú údaje, a hlavne presné údaje. V rámci spracovania projektov pozemkových úprav sa predmetné územie podrobne mapuje. V projektoch sa mapujú a evidujú skoro všetky krajinotvorné prvky, vytvára sa digitálny model terénu, navrhuje sa nové funkčné usporiadanie krajiny. A tým sa dostávame k prvej časti príbehu o GISe a virtuálnej fotografii. Nechcem však hovoriť o virtuálnej realite alebo programoch na tvorbu virtuálnych fotografií či 3D modelovaní, lebo cieľom je využitie nástrojov GIS na vytvorenie skutočnej fotografie reality. Pojem virtuálna fotografia som sa rozhodol chápať ako spôsob prípravy reálnej fotografie reálneho sveta.
V tejto prvej časti budem veľmi konkrétny. Na dvoch príkladoch budem demonštrovať použitie analytických nástrojov GIS pre fotografovanie tak, aby boli každému zrozumiteľné.
Ako stratiť mesto.
K tomuto názvu ma priviedla jednoduchá požiadavka: ako odfotiť Trenčiansky hrad tak, aby nebolo vidieť mesto. Môžete behať po okolitých kopcoch a hľadať ho. Jednoduchá úvaha Vás dovedie k tomu, že miesto fotenia musíte vidieť z hradu a nesmiete ho vidieť zo striech budov na námestí pod hradom. A tu je miesto pre GIS. Pomocou digitálneho modelu terénu si určíte viditeľnosť z hradu a viditeľnosť z priestoru pod hradom.
Jedným z možných riešení je použitie Google Earth. Nájdete si miesto, natočíte rovinu zobrazenia, zvýrazníte výškový koeficient a skoro hneď máte výsledok.
ukážka použitia google eatrh
Druhý spôsob riešenia je trocha iný. K tomuto potrebujeme GIS (postačuje digitálny model terénu), umiestnenie hlavného objektu, nejaký program a trocha znalostí. Ako program na demonštrovanie som vybral program SAGA GIS, www.saga-gis.org, je relatívne jednoduchý, rýchly, multiplatformový, metódy, ktoré používa sa dajú použiť aj na úpravu fotografií. Program je písaný tak, že sa preň ľahko dajú vytvoriť nové moduly.
program SAGA
Digitálny model reliéfu je vytvorený z údajov, ktoré sme získali z družicových snímok a pokryli sme nimi celé Slovensko s veľkosťou rastra 50 metrov. Tieto údaje boli získané z rôznych voľne dostupných zdrojov v rokoch 1998-2002, upravené a po dohode s autormi Ing. Ján Julény a RNDr. Anton Julény ich môžem poskytnúť na voľné použitie, nájdete ich na www.ppu.sk. Presnosť výškových súradníc je závislá od polohy a charakteru terénu. V horských oblastiach, kde sme mohli robiť porovnania s kontaktne zameranými údajmi bola v lesných porastoch zhruba 15 metrov (v podstate výška porastu), v rovinných oblastiach je relatívna chyba cca 5 výškových metrov. Je tam tiež pár objektov bez výškovej súradnice, jedná sa o plochy vodných nádrží alebo v čase merania zasnežených oblastí. Myslím si, že takéto údaje postačujú na väčšinu úloh. Tieto údaje sú v súradnicovom systéme S-JTSK, na prevod výsledkov do formátu KML, ktorý vie čítať aj Google Earth môžete použiť program gs ppú kml , ktorý som pre tieto účely vytvoril a dal na vyššie spomínaný server.
Za veľmi dobré údaje považujem aj digitálny model reliéfu, ktorý sa nachádza na stránkach www.gdem.aster.ersdac.or.jp/index.jsp. Veľkosť rastra tohto modelu je 30 metrov, a tieto údaje sú súradnicovom WGS-84, takže výsledky sa dajú priamo použiť s GPS navigáciou.
časť Slovenska s administratívnym členením na katastre
Všetky operácie, ktoré sú použité v tomto článku sú vykonateľné v prostredí programu SAGA. Väčšina príkazov sú jednoduché príkazy a pre toho, kto ovláda programy na spracovanie fotografií, sú triviálne. V niektorých prípadoch spomeniem analogické príkazy, v niektorých prípadoch uvediem celý príkaz. Z tohto modelu si vyberieme len časť (crop), teda blízke okolie Trenčína (zvýraznená oblasť). Na začiatok dáme spolu digitálny model reliéfu a hrad (malá žltá bodka, pridanie hladiny/masky).
okolie Trenčína a Trenčiansky hrad
Definujeme bod, ktorý nechceme vidieť (pre zjednodušenie zoberieme nejaký pod hradom, výška bude taká, aby bola nad okolitými budovami a definujeme bod, na Trenčianskom hrade. Z oboch týchto bodov spravíme mapu viditeľnosti a z spravíme ich prienik. V prvom prípade spravíme viditeľnosť z priestoru hradu (ohraničená plocha) a druhý bod z priestoru pod hradom, hodnota Height je výška nad terénom v príkaze Modules/Terrain Analyzis/Lighting/Visibility (single point) sa použije 0 (pre hrad), 10 pre podhradie (aby sa eliminovala výška budov). Vzniknú dva nové rastrové súbory.
príkaz na vytvorenie viditeľnosti z vybratého bodu
Takto vyzerá hrad zblízka, hrana rastra je 50 metrov, v strede je informácia o výškovej súradnici.
detail pri výbere bodu, z ktorého sa určuje viditeľnosť
Viditeľnosť z hradu
údaje o viditeľnosti majú len dve hodnoty 0 a 1
a viditeľnosť spod hradu.
viditeľnosť je závislá od terénu a polohy bodu, z ktorého sa určuje
Možno sa zdá, že predchádzajúce obrázky sú si podobné. Áno, sú dosť podobné, ale rozdiely existujú a nasledujúcim príkazom zistíme kde sa nachádzajú.
príkaz na vytvorenie nového gridu ako kombinácie výšky a viditeľností
Po použití grid-kalkulačky Modules/Grid/Calculus/Grid calculator, s funkciou
ifelse(gt(b,0),ifelse(gt(a,250),b*(1-c),0),0)
kde a je digitálny model reliéfu, b je viditelnost z hradu, c je viditelnosť z námestia, hodnoty b a c sú 0 alebo 1, hodnoty a sú výškové súradnice, tak výsledok vyzerá nasledovne
výsledný súbor môže byť aj celý nulový, vtedy riešenie nemusí existovať
Do slovenčiny sa funkcia preloží nasledovne, tie pixely, v ktorých výška je aspoň 250 metrov, z ktorých je viditeľný hrad a nie je vidieť námestie, budú mať hodnotu 1, ináč bude hodnota 0. V tomto bode už máme skoro výsledok. Vhodnejšie na použitie pri navigácii v GPS prístrojoch sú body alebo polygóny. Preto sa na výsledný raster použije jednoduchý filter, Modules/Grid/Filter/Simple Filter, aby sa pixely „zliali“ do väčších a spojitých celkov.
použitie jednoduchého filtra na spriemerovanie hodnôt v relatívne malom okolí bodov, zlievanie pixelov
Výsledkom je trocha upravený raster, s hodnotami medzi 0 a 1
nové farby vznikli na spriemerovaných vyhladených objektoch
Údaje sa opätovne upravia tak, aby nenulové hodnoty boli 1, ostatné sa nastavia na nulu pomocou grid-kalkulačky.
úprava nenulových hodnôt na 1
Teraz budú v rastri len dve hodnoty, 0 a 1, aby sa mohli spraviť vrstevnice s intervalom 0.7 metra (objekty sa ohraničia), príkazom Modules/Shapes/Contour Lines from Grid a spraví sa len jedná línia.
vytvorenie vrstevnice
vrstevnica alebo ohraničenie objektov
Takže výsledkom sú línie, ohraničujúce priestor, z ktorého viditeľnosť hradu spĺňa požadované kritériá. V jednej územia časti som spracovateľom projektu pozemkových úprav, tak som použil grafické podklady z projektu. A už je jasné, kam treba vyraziť..
zobrazenie spolu s ortofotosnímkom alebo cez google earth
Trenčiansky hrad tak, ako ho asi nepoznáte, uprostred divokých lesov a voľne rastúcich stožiarov.
Do zákrytu!
Druhú úlohu som si vybral nájdenie miesta, z ktorého sa dá odfotiť Vršatec a Trenčiansky hrad tak, aby boli v zákryte. V tomto prípade sa spraví prienik viditeľnosti z Vršatca s polygónom, kde je v približnom zákryte hrad s Vršatcom.
Základom je známy digitálny model terénu doplnený o obdĺžnik, v ktorom je hrad a Vršatec v približnom zákryte. V tomto prípade som použil novšie a presnejšie údaje zo servera www.gdem.aster.ersdac.or.jp/index.jsp.
vstupné podklady pre druhú úlohu
Objekt, ktorý definuje oblasť s požadovanými vlastnosťami sa dá vytvoriť aj v prostredí programu SAGA, Modules/Shape/Construction/Create New Shapes Layer. Aby som mohol použiť grid-kalkulačku, treba z polygónu vytvoriť grid s rovnakými parametrami ako vstupný výškový model príkazom Modules/Grid/Gridding/Shapes to Grid.
vytvorenie rastra z vektorových údajov
príkazom Modules/Grid/Tools/Values/Reclassify Grid Values sa hodnoty vo výslednom rastri, ktoré neboli definované nastavia na hodnotu 0.
doplnenie nulových hodnôt, ktoré neboli definované
V tomto bode sa už nachádzame tam, kde sme boli v predchádzajúcom príklade. Z vrcholu Vršatca spravíme viditeľnosť a pripojíme zobrazenie pásu.
viditeľnosť z Vršatca
V ďalšom kroku sa pomocou grid-kalkulačky spraví prenik
nájdenie lokalít
Opäť sa vyberú objekty, ktorých nadmorská výška je aspoň 250 metrov, sú v páse a sú viditeľné s Vršatca. Pomocou filtra ako v prechádzajúcom prípade sa vytvoria hranice objektov ako polygóny.
ohraničenie výsledných lokalít
S výsledok však spravíme teraz niečo iné. Na server www.ppu.sk som umiestnil program, ktorý si poradí s rôznymi formátmi grafických údajov a súradnicovými systémami (S-JTSK a WGS-84). Pretože som doteraz stále pracoval v systéme S-JTSK, tak je načase dostať tieto údaje do súradnicového systému WGS-84. Po spustení programu sa načíta výsledný vektorový súbor s príponou .shp.
zobrazenie výsledku v programe gs ppú kml
Pomocou tlačítka Ctrl a ľavého tlačítka myši sa vyberú objekty, ktoré sú dosť ďaleko od hradu (okolie hradu spĺňa všetky požadované podmienky) a údaje sa pomocou tlačítka vyexportujú do formátu, ktorý pozná program Google Earth/Maps a transformujú sa do súradnicového systému WGS-84. Poznamenávam, že program je má trocha viac možností, ale postačuje použiť prednastavené hodnoty).
export načítaných údajov do formátu .kml
určenie názvu súboru
a po spustení programu Googe Earth stačí otvoriť súbor vrsatec.kml a ste na mieste
načítanie súboru vrsatec.kml
Ďalšie možnosti využitia GIS údajov vo fotografii ponechám na Vás. V ďalších častiach by som sa chcel venovať fotoaparátu značky GIS, pohľadu na takmer zhodné postupy spracovania GIS a fotografie a nakoniec k tomu, ako si jednoducho vytvoriť vlastný digitálny model reliéfu.
Na priamu navigáciu je určené tlačítko export gps. Pomocou neho sa vytvoria zoznamy bodov, ktoré sa dajú priamo načítať do programov na navigáciu (oziexplorer, trackmaker a podobne).
Ak si chcete overiť výsledky, tu je odkazy na stránky k súborom http://www.ppu.sk/index.php/the-news/68-virtualnafotografia.
Trenčiansky hrad z druhej strany, pod Vysokými štítmi Karpatského chrbáta.
Súvisiace články
http://www.ephoto.sk/komunita/clanky-uzivatelov/267/virtualna-fotografia-ii/
http://www.ephoto.sk/komunita/clanky-uzivatelov/268/virtualna-fotografia-iii/
Chcel by som v tomto článku alebo sérii článkov (ak tento dočítate do konca a budete mať záujem ich čítať) dať informácie o tom, ako sa dá využiť GIS pri fotografickej praxi. Pokúsim sa namiešať koktail z GIS, aplikovanej matematiky a fotografovania a budem veriť, že sa dá piť.
GIS a fotografovanie
Možno by sa zdalo, že geografické informačné systémy (GIS) a fotografia majú málo spoločného. Opak je však pravdou. GIS sa dá použiť ako fotoaparát. Fotoaparát značky GIS má veľký senzor, jeho plocha sa udáva v hektároch, a hoci nemá milióny snímacích bodov, má dokonalé zaostrovanie, malú hĺbku ostrosti a bohužiaľ, pomalú uzávierku. Cesty GISu sú veľmi rôznorodé, lebo sú prienikom rôznych technológií, rôznych vedných odborov a rôznych komerčných aj nekomerčných snažení. Dá sa predpokladať, že existuje aj prienik s fotografiou. A aby sme nešli ďaleko, jednoduchým príkladom GISu je album fotografií krajiny.
Rád sa dívam na svet jedným okom a dávam si veci, na ktoré sa dívam do zákrytu. Táto jednoduchá činnosť sa dá skomplikovať: kde nájdem také miesto pre fotenie, aby som mal Trenčiansky hrad v zákryte s Vršatcom? Existuje vôbec také miesto? Viem nájsť miesto, odkiaľ odfotografujem Trenčiansky hrad tak, aby nebolo vidieť mesto? Možno niekomu stačí mapa a pravítko, niekomu dobré topánky, dokonalá znalosť terénu, no mne to nestačí. A takto začal vznikať tento článok.
Pri pozorovaní prírody je jedna z požiadaviek nebyť videný a vidieť čo najviac, prípadne mať čo najlepší výhľad. Oko sa dá ľahko oklamať pokiaľ sa jedná o sklony a prevýšenia, GIS systém nie. Ale v prípade wildlife bude potrebný podrobnejšia mapa územia, ak pozorovateľ leží v tráve, tak úroveň pozorovania je nad terénom len pár desiatok centimetrov.
Existuje veľa spôsobov ako si pripraviť podklady na fotografovanie krajiny. Jednou z možností je použitie systémov GIS. Pri fotografovaní krajiny neexistujú žiadne pevne stanovené postupy ako fotografovať, ako hľadať miesto fotografovania, ako vybrať čas fotografovania, ale hlavne ako vybrať miesto fotografovania. Toto sú úlohy, pri ktorých by mohli pomôcť systémy GIS. Určite sa stretli s aplikáciami typu Google Earth. Samotný Google Earth je výborný pre jednoduché zobrazenie a náhodné hľadanie, ale neposkytujú analytické nástroje, teda aspoň nie zadarmo.
Pozreli ste sa na fotografie v galérii z pohľadu GISu? Našiel som pár fotografií, ktoré mali uvedené súradnice miesta, z ktorého sa fotografovalo. Hovorí sa tomu profesionálna deformácia, na fotografiách si všímam aj výmeru fotografovanej krajiny, ktorá je od pár metrov štvorcových po stovky hektárov. Na fotografiách sú rôzne objekty, stromy, polia, lúky, lesy, teda objekty charakterizované formou (tvar, veľkosť), obsahom (popis, funkcie), vzťahom k iným objektom, presnosťou a časovým ohraničením (pohyb a zmeny v čase). V GISoch sú objekty charakterizované formou, obsahom, vzťahom k iným objektom, presnosťou a časovým ohraničením. Skoro žiadny rozdiel. Podobne by sa dalo hovoriť aj o ďalších termínoch, ostrosť, hĺbka ostrosti, ohnisková vzdialenosť, vyhladenie, farebný priestor a mnoho ďalších. Fotografický postprocesing a spracovanie údajov GISu (napríklad výškopisu) fungujú na tých istých matematických a fyzikálnych princípoch, ale to si už nechám na ďalšie pokračovanie.
Nasledujúci odstavec sa Vám bude zdať trocha od veci, ale moja práca a hobby majú veľa spoločných menovateľov. Venujem sa projektom pozemkových úprav, ktoré riešia otázky vlastníctva, ochrany prírody a podobne. Uhorské vlastnícke právo prinieslo Slovensku veľkú rozdrobenosť vlastníckych vzťahov. Štyridsať rokov hospodárenia na pôde odtrhlo vlastníkov od pôdy. Zhoršovanie životného prostredia sú problémy, ktorých riešeniu sa nevyhneme. Výsledkom projektov pozemkových úprav sú aj údaje GIS, ktoré sa v priebehu spracovania vytvárajú. Projekty pozemkových úprav sa postupne vykonávajú po celom Slovensku a údaje z nich nemusia byť použité len na projektovanie. Projekty sa vykonávajú v rozsahu katastrálnych území (teda rádovo stovky hektárov), čo by zodpovedalo vyššie zmieneným výmerám fotografovanej krajiny.
Najdôležitejším prvkom GIS sú údaje, a hlavne presné údaje. V rámci spracovania projektov pozemkových úprav sa predmetné územie podrobne mapuje. V projektoch sa mapujú a evidujú skoro všetky krajinotvorné prvky, vytvára sa digitálny model terénu, navrhuje sa nové funkčné usporiadanie krajiny. A tým sa dostávame k prvej časti príbehu o GISe a virtuálnej fotografii. Nechcem však hovoriť o virtuálnej realite alebo programoch na tvorbu virtuálnych fotografií či 3D modelovaní, lebo cieľom je využitie nástrojov GIS na vytvorenie skutočnej fotografie reality. Pojem virtuálna fotografia som sa rozhodol chápať ako spôsob prípravy reálnej fotografie reálneho sveta.
V tejto prvej časti budem veľmi konkrétny. Na dvoch príkladoch budem demonštrovať použitie analytických nástrojov GIS pre fotografovanie tak, aby boli každému zrozumiteľné.
Ako stratiť mesto.
K tomuto názvu ma priviedla jednoduchá požiadavka: ako odfotiť Trenčiansky hrad tak, aby nebolo vidieť mesto. Môžete behať po okolitých kopcoch a hľadať ho. Jednoduchá úvaha Vás dovedie k tomu, že miesto fotenia musíte vidieť z hradu a nesmiete ho vidieť zo striech budov na námestí pod hradom. A tu je miesto pre GIS. Pomocou digitálneho modelu terénu si určíte viditeľnosť z hradu a viditeľnosť z priestoru pod hradom.
Jedným z možných riešení je použitie Google Earth. Nájdete si miesto, natočíte rovinu zobrazenia, zvýrazníte výškový koeficient a skoro hneď máte výsledok.
ukážka použitia google eatrh
Druhý spôsob riešenia je trocha iný. K tomuto potrebujeme GIS (postačuje digitálny model terénu), umiestnenie hlavného objektu, nejaký program a trocha znalostí. Ako program na demonštrovanie som vybral program SAGA GIS, www.saga-gis.org, je relatívne jednoduchý, rýchly, multiplatformový, metódy, ktoré používa sa dajú použiť aj na úpravu fotografií. Program je písaný tak, že sa preň ľahko dajú vytvoriť nové moduly.
program SAGA
Digitálny model reliéfu je vytvorený z údajov, ktoré sme získali z družicových snímok a pokryli sme nimi celé Slovensko s veľkosťou rastra 50 metrov. Tieto údaje boli získané z rôznych voľne dostupných zdrojov v rokoch 1998-2002, upravené a po dohode s autormi Ing. Ján Julény a RNDr. Anton Julény ich môžem poskytnúť na voľné použitie, nájdete ich na www.ppu.sk. Presnosť výškových súradníc je závislá od polohy a charakteru terénu. V horských oblastiach, kde sme mohli robiť porovnania s kontaktne zameranými údajmi bola v lesných porastoch zhruba 15 metrov (v podstate výška porastu), v rovinných oblastiach je relatívna chyba cca 5 výškových metrov. Je tam tiež pár objektov bez výškovej súradnice, jedná sa o plochy vodných nádrží alebo v čase merania zasnežených oblastí. Myslím si, že takéto údaje postačujú na väčšinu úloh. Tieto údaje sú v súradnicovom systéme S-JTSK, na prevod výsledkov do formátu KML, ktorý vie čítať aj Google Earth môžete použiť program gs ppú kml , ktorý som pre tieto účely vytvoril a dal na vyššie spomínaný server.
Za veľmi dobré údaje považujem aj digitálny model reliéfu, ktorý sa nachádza na stránkach www.gdem.aster.ersdac.or.jp/index.jsp. Veľkosť rastra tohto modelu je 30 metrov, a tieto údaje sú súradnicovom WGS-84, takže výsledky sa dajú priamo použiť s GPS navigáciou.
časť Slovenska s administratívnym členením na katastre
Všetky operácie, ktoré sú použité v tomto článku sú vykonateľné v prostredí programu SAGA. Väčšina príkazov sú jednoduché príkazy a pre toho, kto ovláda programy na spracovanie fotografií, sú triviálne. V niektorých prípadoch spomeniem analogické príkazy, v niektorých prípadoch uvediem celý príkaz. Z tohto modelu si vyberieme len časť (crop), teda blízke okolie Trenčína (zvýraznená oblasť). Na začiatok dáme spolu digitálny model reliéfu a hrad (malá žltá bodka, pridanie hladiny/masky).
okolie Trenčína a Trenčiansky hrad
Definujeme bod, ktorý nechceme vidieť (pre zjednodušenie zoberieme nejaký pod hradom, výška bude taká, aby bola nad okolitými budovami a definujeme bod, na Trenčianskom hrade. Z oboch týchto bodov spravíme mapu viditeľnosti a z spravíme ich prienik. V prvom prípade spravíme viditeľnosť z priestoru hradu (ohraničená plocha) a druhý bod z priestoru pod hradom, hodnota Height je výška nad terénom v príkaze Modules/Terrain Analyzis/Lighting/Visibility (single point) sa použije 0 (pre hrad), 10 pre podhradie (aby sa eliminovala výška budov). Vzniknú dva nové rastrové súbory.
príkaz na vytvorenie viditeľnosti z vybratého bodu
Takto vyzerá hrad zblízka, hrana rastra je 50 metrov, v strede je informácia o výškovej súradnici.
detail pri výbere bodu, z ktorého sa určuje viditeľnosť
Viditeľnosť z hradu
údaje o viditeľnosti majú len dve hodnoty 0 a 1
a viditeľnosť spod hradu.
viditeľnosť je závislá od terénu a polohy bodu, z ktorého sa určuje
Možno sa zdá, že predchádzajúce obrázky sú si podobné. Áno, sú dosť podobné, ale rozdiely existujú a nasledujúcim príkazom zistíme kde sa nachádzajú.
príkaz na vytvorenie nového gridu ako kombinácie výšky a viditeľností
Po použití grid-kalkulačky Modules/Grid/Calculus/Grid calculator, s funkciou
ifelse(gt(b,0),ifelse(gt(a,250),b*(1-c),0),0)
kde a je digitálny model reliéfu, b je viditelnost z hradu, c je viditelnosť z námestia, hodnoty b a c sú 0 alebo 1, hodnoty a sú výškové súradnice, tak výsledok vyzerá nasledovne
výsledný súbor môže byť aj celý nulový, vtedy riešenie nemusí existovať
Do slovenčiny sa funkcia preloží nasledovne, tie pixely, v ktorých výška je aspoň 250 metrov, z ktorých je viditeľný hrad a nie je vidieť námestie, budú mať hodnotu 1, ináč bude hodnota 0. V tomto bode už máme skoro výsledok. Vhodnejšie na použitie pri navigácii v GPS prístrojoch sú body alebo polygóny. Preto sa na výsledný raster použije jednoduchý filter, Modules/Grid/Filter/Simple Filter, aby sa pixely „zliali“ do väčších a spojitých celkov.
použitie jednoduchého filtra na spriemerovanie hodnôt v relatívne malom okolí bodov, zlievanie pixelov
Výsledkom je trocha upravený raster, s hodnotami medzi 0 a 1
nové farby vznikli na spriemerovaných vyhladených objektoch
Údaje sa opätovne upravia tak, aby nenulové hodnoty boli 1, ostatné sa nastavia na nulu pomocou grid-kalkulačky.
úprava nenulových hodnôt na 1
Teraz budú v rastri len dve hodnoty, 0 a 1, aby sa mohli spraviť vrstevnice s intervalom 0.7 metra (objekty sa ohraničia), príkazom Modules/Shapes/Contour Lines from Grid a spraví sa len jedná línia.
vytvorenie vrstevnice
vrstevnica alebo ohraničenie objektov
Takže výsledkom sú línie, ohraničujúce priestor, z ktorého viditeľnosť hradu spĺňa požadované kritériá. V jednej územia časti som spracovateľom projektu pozemkových úprav, tak som použil grafické podklady z projektu. A už je jasné, kam treba vyraziť..
zobrazenie spolu s ortofotosnímkom alebo cez google earth
Trenčiansky hrad tak, ako ho asi nepoznáte, uprostred divokých lesov a voľne rastúcich stožiarov.
Do zákrytu!
Druhú úlohu som si vybral nájdenie miesta, z ktorého sa dá odfotiť Vršatec a Trenčiansky hrad tak, aby boli v zákryte. V tomto prípade sa spraví prienik viditeľnosti z Vršatca s polygónom, kde je v približnom zákryte hrad s Vršatcom.
Základom je známy digitálny model terénu doplnený o obdĺžnik, v ktorom je hrad a Vršatec v približnom zákryte. V tomto prípade som použil novšie a presnejšie údaje zo servera www.gdem.aster.ersdac.or.jp/index.jsp.
vstupné podklady pre druhú úlohu
Objekt, ktorý definuje oblasť s požadovanými vlastnosťami sa dá vytvoriť aj v prostredí programu SAGA, Modules/Shape/Construction/Create New Shapes Layer. Aby som mohol použiť grid-kalkulačku, treba z polygónu vytvoriť grid s rovnakými parametrami ako vstupný výškový model príkazom Modules/Grid/Gridding/Shapes to Grid.
vytvorenie rastra z vektorových údajov
príkazom Modules/Grid/Tools/Values/Reclassify Grid Values sa hodnoty vo výslednom rastri, ktoré neboli definované nastavia na hodnotu 0.
doplnenie nulových hodnôt, ktoré neboli definované
V tomto bode sa už nachádzame tam, kde sme boli v predchádzajúcom príklade. Z vrcholu Vršatca spravíme viditeľnosť a pripojíme zobrazenie pásu.
viditeľnosť z Vršatca
V ďalšom kroku sa pomocou grid-kalkulačky spraví prenik
nájdenie lokalít
Opäť sa vyberú objekty, ktorých nadmorská výška je aspoň 250 metrov, sú v páse a sú viditeľné s Vršatca. Pomocou filtra ako v prechádzajúcom prípade sa vytvoria hranice objektov ako polygóny.
ohraničenie výsledných lokalít
S výsledok však spravíme teraz niečo iné. Na server www.ppu.sk som umiestnil program, ktorý si poradí s rôznymi formátmi grafických údajov a súradnicovými systémami (S-JTSK a WGS-84). Pretože som doteraz stále pracoval v systéme S-JTSK, tak je načase dostať tieto údaje do súradnicového systému WGS-84. Po spustení programu sa načíta výsledný vektorový súbor s príponou .shp.
zobrazenie výsledku v programe gs ppú kml
Pomocou tlačítka Ctrl a ľavého tlačítka myši sa vyberú objekty, ktoré sú dosť ďaleko od hradu (okolie hradu spĺňa všetky požadované podmienky) a údaje sa pomocou tlačítka vyexportujú do formátu, ktorý pozná program Google Earth/Maps a transformujú sa do súradnicového systému WGS-84. Poznamenávam, že program je má trocha viac možností, ale postačuje použiť prednastavené hodnoty).
export načítaných údajov do formátu .kml
určenie názvu súboru
a po spustení programu Googe Earth stačí otvoriť súbor vrsatec.kml a ste na mieste
načítanie súboru vrsatec.kml
Ďalšie možnosti využitia GIS údajov vo fotografii ponechám na Vás. V ďalších častiach by som sa chcel venovať fotoaparátu značky GIS, pohľadu na takmer zhodné postupy spracovania GIS a fotografie a nakoniec k tomu, ako si jednoducho vytvoriť vlastný digitálny model reliéfu.
Na priamu navigáciu je určené tlačítko export gps. Pomocou neho sa vytvoria zoznamy bodov, ktoré sa dajú priamo načítať do programov na navigáciu (oziexplorer, trackmaker a podobne).
Ak si chcete overiť výsledky, tu je odkazy na stránky k súborom http://www.ppu.sk/index.php/the-news/68-virtualnafotografia.
Trenčiansky hrad z druhej strany, pod Vysokými štítmi Karpatského chrbáta.
Súvisiace články
http://www.ephoto.sk/komunita/clanky-uzivatelov/267/virtualna-fotografia-ii/
http://www.ephoto.sk/komunita/clanky-uzivatelov/268/virtualna-fotografia-iii/
Pridaj komentár
...asi to len malokto pouzije a ten malokto malokedy ale clanok je to vyborny...ked budem potrebovat budem vediet ako na to .... a o to asi ide .)
