BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť...

42
ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE FAKULTA STAVEBNÍ KATEDRA SPECIÁLNÍ GEODÉZIE BAKALÁŘSKÁ PRÁCE Testování měření pomocí integrované kamery v totální stanici Trimble VX Spatial Station Testing of the measurement through the use of integrated camera in total station Trimble VX Spatial Station Vypracovala: Renáta Belzová Vedoucí práce: Ing. Tomáš Jiřikovský, Ph.D. ří 2009

Transcript of BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť...

Page 1: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

ČESKÉ VYSOKÉ UČENÍ TECHNICKÉ V PRAZE

FAKULTA STAVEBNÍ

KATEDRA SPECIÁLNÍ GEODÉZIE

BAKALÁŘSKÁ PRÁCE

Testování měření pomocí integrované kamery v totální

stanici Trimble VX Spatial Station

Testing of the measurement through the use of integrated

camera in total station Trimble VX Spatial Station

Vypracovala: Renáta Belzová

Vedoucí práce: Ing. Tomáš Jiřikovský, Ph.D.

Září 2009

Page 2: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

PROHLÁŠENÍ

Prohlašuji, že jsem předloženou bakalářskou práci vypracovala samostatně na

základě uvedené literatury.

V Úvalech dne 5.6.2009 Renáta Belzová

Page 3: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

PODĚKOVÁNÍ

V první řadě bych ráda poděkovala vedoucímu mé práce Ing. Tomášovi Jiřikov-

skému Ph.D. za cenné rady při zpracovávání této bakalářské práce.

Velký dík také patří firmě Geotronics Praha s.r.o., pod jejíž záštitou byla práce

zpracována, za zapůjčení testovaného přístroje a potřebného softwaru.

V neposlední řadě bych chtěla poděkovat mým blízkým za podporu při tvorbě

této práce.

Page 4: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

ABSTRAKT

Tato bakalářská práce je věnovaná testování přístroje Trimble VX Spatial Stati-

on. Testování bylo provedeno na fasádě Základní školy v Úvalech u Prahy.

Základní náplní je porovnání časové náročnosti a výsledků z prostorové polární

metody a metody s použitím integrované CCD kamery.

V první části práce je uvedena stručná charakteristika přístroje a použitých me-

tod měření. Dále je podrobněji pojednáno o průběhu měření a zpracování jednotlivých

metod.

V závěru práce se nachází porovnání dosažených výsledků z obou metod.

KLÍ ČOVÁ SLOVA

geodézie, měření, prostorová polární metoda, pasivní odraz, kontrolní oměrná, mračno

bodů

ABSTRACT

This bachelor thesis is devoted to testing the total station Trimble VX Spatial

Station. Testing was done on the facade of Primary School in Úvaly near Prague.

Basic content of this thesis is to compare the time performance and results of the

spatial polar method and method using an integrated CCD camera.

In the first part of the work there is short characterization of the instrument and

the methods of measurement. Below is more detailed discourse about measurements

and processing of individual methods.

At the close of this work can be found confrontation of the results obtained from

both methods.

KEY WORDS

surveying, measurement, spatial polar method, passive reflection, control measurement,

cloud points

Page 5: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

5

OBSAH

ÚVOD. .......................................................................................................................................... 7

1. STRUČNÁ CHARAKTERISTIKA P ŘÍSTROJE A POMŮCEK ............................ 8

1.1 Trimble VX Spatial Station ...................................................................................... 8

1.2 Technologie přístroje ............................................................................................... 12

1.3 Trimble CU ................................................................................................................ 12

1.4 Použité pomůcky ....................................................................................................... 13

2. POUŽITÉ METODY . ........................................................................................................ 14

2.1 Prostorová polární metoda. ..................................................................................... 14

2.2 Metoda s použitím integrované CCD kamery. .................................................... 14

3. PROSTOROVÁ POLÁRNÍ METODA . ........................................................................ 15

3.1 Postup měření a výpočtů. ......................................................................................... 15

3.1.1 Měřická síť a výpočet stanovisek. ..................................................................... 15

3.1.2 Měření a výpočet podrobných bodů. ................................................................ 16

3.2 Program Microstation verze 8................................................................................. 17

3.3 Výsledky prostorové polární metody. .................................................................... 18

4. METODA S POUŽITÍM INTEGROVANÉ CCD KAMERY . ................................ 19

4.1 Prostorové zobrazování – Spatial Imaging. ......................................................... 19

4.2 Postup měření. ............................................................................................................ 19

4.3 Program RealWorks Survey Advanced 6.2. ........................................................ 20

4.3.1 Postup zpracování projektu. ............................................................................... 21

4.3.1.1 Vstupní data a jejich načtení do programu. ........................................ 21

4.3.1.2 Zpracování projektu. .............................................................................. 21

4.3.1.3 Export výsledků. ..................................................................................... 24

4.4 Výsledky metody s použitím integrované CCD kamery . .................................. 25

Page 6: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

6

5. POROVNÁNÍ VÝSLEDK Ů Z OBOU METOD . ......................................................... 26

5.1 Kontrolní oměrné měřené přímo na fasádě objektu. ......................................... 26

5.2 Oměrné z prostorové polární metody. ................................................................... 26

5.3 Oměrné z metody s použitím integrované CCD kamery. ................................. 26

5.4 Porovnání oměrných ve spodní části objektu. ..................................................... 27

5.5 Porovnání oměrných v horní části objektu. ......................................................... 28

5.6 Grafické porovnání obou metod. ............................................................................ 29

6. TVORBA ŘEZU. ................................................................................................................ 30

6.1 Pořízení vstupních dat. .............................................................................................. 30

6.2 Postup tvorby řezu. .................................................................................................... 30

6.3 Výsledný řez. ............................................................................................................... 30

ZÁVĚR. ..................................................................................................................................... 32

SEZNAM LITERATURY . .................................................................................................... 33

SEZNAM OBRÁZK Ů. ........................................................................................................... 34

SEZNAM TABULEK . ........................................................................................................... 35

SEZNAM PŘÍLOH ................................................................................................................. 36

Příloha č. 1. ......................................................................................................................... 37

Příloha č. 2. ......................................................................................................................... 40

Příloha č. 3. ......................................................................................................................... 41

Příloha č. 4. ......................................................................................................................... 42

Příloha č. 5 - 9. ................................................................................................................... 42

Page 7: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

7

ÚVOD

Předmětem této bakalářské práce je posouzení, zda nová metoda s využitím in-

tegrované CCD kamery v přístroji Trimble VX Spatial Station dosahuje stejných vý-

sledků jako klasická prostorová polární metoda s tím rozdílem, že nová metoda by měla

být několikanásobně rychlejší a tím ekonomičtější.

Pro zjištění rozdílů ve výsledcích obou metod bude použito oměrných měr a pro

porovnání časové úspory se budou zaznamenávat časy měření a zpracování.

Obě metody byly provedeny přístrojem Trimble VX Spatial Station na fasádě

budovy Základní školy v Úvalech u Prahy.

Celá práce byla zpracována ve spolupráci s firmou Geotronics Praha s.r.o. za-

stoupenou Ing. Tomášem Hončem.

Page 8: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

8

1. STRUČNÁ CHARAKTERISTIKA P ŘÍSTROJE

A POMŮCEK

V této kapitole budou představeny parametry přístroje Trimble VX Spatial Stati-

on. Dále budou popsány pomůcky, které byly použity při testování přístroje.

1.1 Trimble VX Spatial Station

Obr. 1.1 Trimble VX

Trimble VX Spatial Station je určen k zachycení tvarů, detailů a souřadnic a na-bízí snadný vstup do technologie Spatial Imaging. Tento přístroj je optimalizován pro získávání informací pomocí integrovaného videa, skenování a polohovací technologie.

Trimble VX Spatial Station je ideálním řešením díky kombinaci 3D skenování a digitálního zpracování obrazu s přesným geodetickým měřením a 2D výstupy:

• Intuitivní video poskytuje vizuální výběr bodů na obrazovce, což vede k větší rychlosti sběru dat.

• Otáčení o 115 stupňů za sekundu, MagDrive™ servo pohyb zajišťuje rychlé, efektivní měření.

Page 9: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

9

TECHNICKÉ PARAMETRY

Skenování

Dosah…………………………………………………………………………....do 150 m

Rychlost…………...………………..více než 15 bodů/sekundu, typicky 5 bodů/sekundu

Směrodatná odchylka…………………………………………………......3 mm ≤ 150 m

Přesnost úhlů……………………………………………………………...1″ (0,3 mgon)

Automatický kompenzátor

Typ……………………………………………………………………………….dvouosý

Přesnost…………………………………………………………………0,5″ (0,15 mgon)

Rozsah…………………………………………………………………..±6‘ (±100 mgon)

Měření délek

Přesnost (Směr.odchylka)

Na hranol

Standard………………………………………………...±(3 mm + 2 ppm)

Tracking……………………………………………….±(10 mm + 2 ppm)

Direct Reflex

Standard………………………………………………...±(3 mm + 2 ppm)

Tracking……………………………………………….±(10 mm + 2 ppm)

Dosah (standardní viditelnost)

Na hranol

1 hranol……………………………………………………………………2500 m

1 hranol Long Range mód ………………………………....5500 m (max. dosah)

3 hranoly…………………………………………………………………..3500 m

3 hranoly Long Range mód ………………………………..5500 m (max. dosah)

Nejkratší měřitelná délka……………………………………………………0,2 m

Direct Reflex (typicky)

Kodak Gray Card (18% odrazivost)……………………………………...> 300 m

Kodak Gray Card (90% odrazivost)……………………………………...> 800 m

Odrazná folie 20 mm……………………………………………………….800 m

Odrazná folie 60 mm…………………………………………...…………1600 m

Nejkratší měřitelná délka……………………………………………...………2 m

Page 10: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

10

Horizontace

Krabicová libela v trojnožce……………………………………………..8‘/2 mm

Elektronická dvouosá libela na displeji s citlivostí………………0,3″ (0,1 mgon)

Servo systém………………………….MagDrive servo technologie, integrovaný úhlový

senzor v servu, elektromagnetický přímý pohon

Rychlost rotace……………………………………………………....115 stupňů/sekundu

Čas potřebný k proložení z 1. do 2. polohy……………………………………….....3,2 s

Rychlost nastavení do polohy o 180° (200 gon)……………………………………..3,2 s

Ustanovky a jemný pohyb………………..…..servo pohon, nekonečné jemné ustanovky

Centrace

Systém centrace………………………………………...Trimble trojnožka, 3 trny

Optický centrovač………………………………………...……vestavěný optický

Zvětšení / rozsah zaostření……………………...….….2,3 x / 0,5 m – nekonečno

Dalekohled

Zvětšení……………………………………….……………………………...30 x

Světelnost objektivu……………………………………………………….40 mm

Zorné pole na 100 m……………………………………………...2,6 m na 100 m

Rozsah ostření………………………………………………...1,5 m – nekonečno

Osvětlení nitkového kříže………………………………...nastavitelné (10 kroků)

Kamera

Čip……………………………………………………Color Digital Image Sensor

Rozlišení……………………………………………………...2048 x 1536 pixelů

Ohnisková vzdálenost……………………………………………………...23 mm

Hloubka ostrosti………………………………………………..3 m až nekonečno

Zorné pole…………………………………...16,5° x 12,3° (18,3 gon x 13,7 gon)

Digitální zoom…………………………………………...4 kroky (1x, 2x, 4x, 8x)

Expozice……………………………………………………………...automatická

Jas…………………………………………………………………...definovatelný

Kontrast……………………………………………………………..definovatelný

Obrazová paměť…………………………………………...až 2048 x 1536 pixelů

Page 11: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

11

Typ formátu………………………………………………………………....JPEG

Kompresní poměr…………………………………………………..definovatelný

Zachycení videa…………………………………………….5 snímků za sekundu

Provozní teplota………………………………………………………….-20°C až +50°C

Odolnost proti prachu a vodě………………………………………………………...IP55

Zdroj nap ětí

Interní baterie……………………………...dobíjecí Li-Ion baterie 11,1V, 4,4 Ah

Doba provozu

Jedna vnitřní baterie…………………………………………...cca 5 hodin

Tři vnitřní baterie v držáku…………………………………..cca 15 hodin

Držák pro Robotic s jednou vnitřní baterií…………………..cca 12 hodin

Hmotnost

Přístroj……………………………………………………………………..5,25 kg

Trimble CU kontrolní jednotka……………………………………………..0,4 kg

Trojnožka…………………………………………………………………...0,7 kg

Vnitřní baterie……………………………………………………………..0,35 kg

Výška točné osy dalekohledu…………………………………………………….196 mm

Komunikace………………………………………………………USB, Serial, Bluetooth

Zabezpečení………………………………………………dvouúrovňová ochrana heslem

Zdroj světla………………………………...pulsní laserová dioda 870 mm, Laser třídy 1

Laserový koaxiální pointer…………………………………………………..Laser třídy 2

Rozptyl paprsků – na hranol

Horizontálně………………………………………………………….4 cm/100 m

Vertikálně…………………………………………………………….8 cm/100 m

Rozptyl paprsků – Direct Reflex

Horizontálně………………………………………………………….4 cm/100 m

Vertikálně…………………………………………………………….8 cm/100 m

Atmosférická korekce………………………………...-130 ppm až 160 ppm kontinuálně

Předchozí text byl převzat a přeložen z [1] a [2].

Page 12: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

12

1.2 Technologie přístroje

Trimble Vision TM – technologie, která zobrazuje reálné video na displeji kontrolní

jednotky

– umožňuje snadno a rychle identifikovat a zachytit důležité body

efektivním systémem „ukaž a měř“

MagDrive serva – tyto servomotory otáčejí přístrojem velmi rychle a tiše, zároveň

slouží k jemnému pohybu pro přesné zacílení

Direct Reflex – funkce umožňující pasivní odraz (měření bez hranolu)

Spatial Imaging – nová technologie Trimble Survey Controlleru a Trimble VX Spatial

Station

– tato technologie zahrnuje:

• polygonální vymezení skenované oblasti

• panoramatickou funkci, která umožňuje automaticky sní-

mání více snímků na definované skenované oblasti

• možnost zobrazení mračna bodů nad skenovanou oblastí

1.3 Trimble CU

Obr. 1.2 Trimble CU

Trimble CU je kontrolní jednotka, která slouží k práci s totální stanicí nebo GPS.

Tato jednotka obsahuje software Trimble Survey ControllerTM , pomocí kterého se to-

tální stanice nebo GPS ovládá.

Je držitelem environmentálního hodnocení IP55 a pracuje v extrémních teplo-

tách od -30 ° C až do +55 ° C. Rovněž může vydržet pád z 1 m na tvrdý povrch.

Data mohou být z Trimble CU převedena do počítače pomocí kabelu, Bluetooth

nebo čtečky karet CompactFlash.

Page 13: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

13

1.4 Použité pomůcky

Při testování přístroje byly zapotřebí následující pomůcky:

• totální stanice Trimble VX v.č. 93510164

• klávesnice Trimble CU v.č. 95210773

• 4 x baterie

• dřevěný stativ

• výtyčka

• standardní odrazný hranol s konstantou -30 mm

• ocelové pásmo

Page 14: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

14

2. POUŽITÉ METODY

Pro testování přístroje byly použity dvě měřické metody :

– prostorová polární metoda

– metoda s použitím integrované CCD kamery.

2.1 Prostorová polární metoda

Prostorovou polární metodou se zaměřují významné body na objektu, jejichž

spojením ve vhodném programu dostaneme výslednou podobu objektu. Touto metodou

se určí prostorové souřadnice zaměřených bodů v systému S-JTSK a Bpv, nebo

v místním systému.

Pro tento typ zaměření je nutný přístroj s dálkoměrem s pasivním odrazem, jeli-

kož většina zaměřovaných bodů není přístupná pro měření na odrazný hranol.

Velkou nevýhodou této metody je fakt, že zaměřování složitých prvků fasády je

značně pracné a hlavně velmi časově náročné. Při měření je také nutné vést měřické

náčrty, podle kterých se následně budou body spojovat.

2.2 Metoda s použitím integrované CCD kamery

Tato metoda je založena na pořízení snímků s osou záběru pokud možno co

nejvíce kolmou k objektu.

Při snímkování je nutné znát souřadnice stanovisek a orientací, určit překryt

a rozlišení snímků. Po určení zájmové oblasti pomocí polygonu si přístroj sám určí,

kolik bude potřeba snímků, a začne snímkování v řadách. Dále je nutné změřit několik

kontrolních bodů na objektu.

Velkou výhodou této metody je rychlost měření v terénu. Metoda s použitím

integrované CCD kamery je několikanásobně rychlejší než prostorová polární metoda.

Výsledné snímky se následně zpracovávají v programu RealWorks Survey

Advanced 6.2, který bude představen v kapitole 4.3 .

Page 15: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

15

3. PROSTOROVÁ POLÁRNÍ METODA

3.1 Postup měření a výpočtů

Před samotným měřením byly do přístroje zadány hodnoty tlaku a teploty pro

určení fyzikálních redukcí. Matematické redukce v tomto případě nebyly uvažovány,

neboť měření probíhalo v místním souřadnicovém systému.

Všechny výpočty byly provedeny v programu Groma verze 7.0.

3.1.1 Měřická síť a výpočet stanovisek

Kolem zaměřovaného objektu byla vhodně rozvržena měřická síť stanovisek.

Stanoviska č. 4002, 4003, 4004 byla určena volným polygonovým pořadem v místním

souřadnicovém systému. Počátek souřadnicového systému se souřadnicemi [1000,

5000, 100] byl vložen do bodu 4001 a osa + X byla vložena do spojnice bodů 4001 a

4002.

Polygonový pořad je tvořen body 4001, 4002, 4003, 4004 a na počátečním bodě

4002 byla zadána orientace na bod 4001. Bod 4006 byl určen volným stanoviskem

z bodů 4001, 4002, 4003.

Výpočet byl proveden v programu Groma pomocí funkcí Výpočty – Polygonový

pořad, Výpočty – Volné stanovisko.

Obr. 3.1 Grafické znázornění měřické sítě

Page 16: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

16

Parametry polygonového pořadu jsou uvedeny v tabulce 3.1 .

Parametry polygonového pořadu Typ pořadu Volný

Délka pořadu 56,978 m

Největší / nejmenší délka v pořadu 38,418 m / 18,560 m

Poměr největší / nejmenší délka 1 : 2,07

Max. poměr sousedních délek 1 : 2,07

Největší rozdíl 2x měřené délky 0,006 m

Tab. 3.1 Parametry polygonového pořadu

Souřadnice stanovisek vypočtených polygonovým pořadem a protínáním zpět

jsou uvedeny v následující tabulce 3.2 .

Bod Y [m] X [m] Z [m] 4001 1000,000 5000,000 100,000 4002 1000,000 5037,609 101,485

4003 1004,782 5055,542 101,841

4004 1040,444 5069,829 100,679

4006 990,357 5056,841 102,216

Tab. 3.2 Souřadnice měřických stanovisek

Protokol o výpočtu polygonového pořadu a protínání zpět je uveden v příloze

č. 1 .

3.1.2 Měření a výpočet podrobných bodů

Podrobné body byly měřeny prostorovou polární metodou pomocí pasivního od-

razu (funkce Direct Reflex se součtovou konstantou 0 mm).

Jelikož bylo mnoho prvků (okna, římsy, ornamenty) na fasádě totožných, měřil

se prvek vždy pouze jednou. U ostatních stejných prvků byly zaměřeny body, na které

byl objekt při zpracování kopírován.

U některých prvků fasády, které vykazovaly vodorovnost a svislost byly měřeny

jen nutné body a zbylé byly dokonstruovány.

Page 17: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

17

Při zaměřování byly také změřeny pomocí pásma kontrolní míry některých částí

objektu.

Celkem bylo zaměřeno 882 podrobných bodů.

Výsledné souřadnice podrobných bodů byly vypočteny v programu Groma

funkcí Výpočty – Polární metoda dávkou a protokol o výpočtu je uveden v příloze č. 2 .

Aby bylo možné vykreslit fasádu ve 2D, musela být provedena transformace

souřadnic do roviny fasády s identickými body č. 119, 136 a 145. Počátek nového sou-

řadnicového systému byl vložen do bodu č. 136, osa +X byla vložena do spojnice bodů

136 a 119 a osa +Z byla vložena do spojnice bodů 136 a 145. Protokol o výpočtu trans-

formace souřadnic je uveden v příloze č. 3 .

Obr. 3.2 Grafické znázornění souřadnicových os nového souřadnicového systému

Po transformaci souřadnic bylo nutné ještě otočit souřadnicové osy, aby se body

zobrazily správně v programu Microstation verze 8. Výsledné souřadnice, které byly

importovány do programu Microstation jsou uvedeny v příloze č. 4 .

3.2 Program Microstation verze 8

Grafický výstup z prostorové polární metody byl vyhotoven v programu

Microstation.

Nejprve byl přes funkci MDL Aplikace propojen program Groma verze 7.

Pomocí propojení se mohly vypočtené souřadnice přenést do prostředí Microstationu.

Toto propojení mělo velkou výhodu v tom, že se nemusely přenést všechny body najed-

nou, ale po určitých částech, což usnadňovalo orientaci v zaměřených bodech.

Page 18: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

18

Pro lepší orientaci ve výsledném výkresu byly při zpracovávání vhodně vytvoře-

ny vrstvy pro jednotlivé prvky objektu (např. skleněná výplň okna, rám okna, římsa pod

oknem, ornamenty). Barvy vrstev byly vybírány podle skutečných barev na objektu.

Při vykreslování fasády byly použity vhodné nástroje programu Microstation –

kresba oblouku, kopírování, zrcadlení, prodloužení prvku k průsečíku. Také byly využí-

vány různé typy nájezdů, kterými byly odstraněny nedotahy a přetahy.

3.3 Výsledky prostorové polární metody

Prostorová polární metoda byla, jak již bylo řečeno výše, zpracována

v programu Microstation verze 8 ve formátu DGN.

Jelikož je cílem této práce i porovnání časové náročnosti jednotlivých metod, byl

zaznamenán čas při měření i zpracování.

Čas měření v terénu

síť 25 min

9:00 – 12:10 3 h 10 min

13:10 – 17:15 4 h 5 min

Celkem 7 hodin 15 min

Čas zpracovávání v programu Microstation

Celkem 10 hodin 30 min

Obr. 3.3 Výsledek prostorové polární metody

Výsledek prostorové polární metody v měřítku 1 : 50 je uveden v příloze č. 5.

Page 19: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

19

4. METODA S POUŽITÍM INTEGROVANÉ CCD

KAMERY

Některé následující pasáže byly převzaty a přeloženy z [1] a [3].

4.1 Prostorové zobrazování – Spatial Imaging

Spatial Imaging je nová technologie Trimble VX Spatial Station.

Spatial Imaging zahrnuje:

• polygonální vymezení skenované oblasti

• panoramatickou funkci, která umožňuje automatické snímání více

snímků na definované skenované oblasti

• možnost zobrazení mračna bodů nad skenovanou oblastí

Spatial Imaging sestává ze 3 fází: sběr, zpracování a analýza dat. Při sběru dat se

využívají tradiční geodetické techniky spolu s pořizováním snímků a laser skenováním.

Tímto způsobem se zachytí tvar, velikost a poloha cílů. Ve fázi zpracovávání se používá

program Trimble RealWorks Survey, který poskytuje nástroje pro úpravu a vyhodnoce-

ní naměřených dat. Konečnou fází je analýza zpracovaných dat. Zpracovaná data je

možno použít pro mnoho aplikací.

4.2 Postup měření

Pro tuto metodu je nutné znát souřadnice stanovisek a orientací, a proto byly tyto

údaje převzaty z měřické sítě vytvořené při prostorové polární metodě.

Měření touto metodou je velmi snadné a rychlé. Stačí pouze na stanovisku

o známých souřadnicích zaměřit orientace a správně nastavit přístroj.

Před snímkováním se v přístroji nastaví požadovaná velikost snímků, komprese,

přesah a expozice (zda má zůstat neměnná pro celou sadu snímků, nebo se má pro kaž-

dý snímek měnit). V našem případě jsme zvolili nastavení, které je uvedené v tabulce

4.1 .

Nastavení snímkování Velikost snímku Extra large (2048 x 1536)

Komprese Super jemný (nejvyšší kvalita)

Přesah 10 %

Neměnná expozice Vypnuto (pro každý snímek jiná expozice)

Tab. 4.1 Nastavení snímkování

Page 20: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

20

Po nastavení všech hodnot se v přístroji pomocí funkce Trimble Vision vybral

zájmový polygon snímkování. Přístroj si poté sám vybraný polygon rozdělil na určitý

počet snímků a začal snímkovat. Snímkování trvalo cca 10 min.

Při snímkování byla nejdříve zvolena expozice neměnná. Jelikož bylo při sním-

kování velmi slunečné počasí, byla většina snímků nepoužitelná pro další zpracování

(některé snímky byly příliš tmavé a některé příliš světlé). Z tohoto důvodu bylo sním-

kování provedeno znovu s nastavením proměnné expozice pro každý snímek a tyto

snímky byly dále zpracovávány.

Pro další zpracovávání v programu RealWorks Survey Advanced byly ještě za-

měřeny kontrolní body na objektu pomocí prostorové polární metody.

4.3 Program RealWorks Survey Advanced 6.2

Trimble RealWorks Survey je software od Trimble, který importuje naměřená

data (snímky, data ze skenování) a přeměňuje je ve 3D výsledky. Nástroje v RealWorks

Survey spravují, zpracovávají a analyzují velké datové soubory obsahující miliony bodů

a umožňují vytvářet vysoce kvalitní výsledky.

Trimble RealWorks Survey software umožňuje zaregistrovat, vizualizovat a

zkoumat jednotlivé snímky nebo skeny.

Obsáhlý, ale velmi snadno ovladatelný RWS nabízí:

• spravovat, zpracovávat a analyzovat velké soubory dat • snadno produkovat výsledky

• export do CAD • sděluje své výsledky pomocí videa a exportu pro Google Earth (kml

formát)

RealWorks Survey konfigurace

RealWorks Survey software je k dispozici ve dvou verzích.

Standardní verze nabízí rozšířené možnosti ve 2D a 3D formátu, se kterým se

může následně například manipulovat, vizualizovat jej, tisknout, nebo částečně upravit.

Rozšířená verze umožňuje uživatelům vytvářet pokročilé výsledky a nabízí další

produktivní nástroje a možnosti.

Page 21: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

21

Obr. 4.1 Hlavní dialogové okno

4.3.1 Postup zpracování projektu

4.3.1.1 Vstupní data a jejich načtení do programu

Vstupními daty jsou jednotlivé snímky ve formátu JPEG pořízené při

snímkování a elektronický záznam měření, který obsahuje údaje o stanovisku, orienta-

cích, snímcích a kameře. Zápisník měření byl vyexportován z Trimble CU pomocí

funkce Export uživatelských formátů do formátu JXL (Trimble JobXML).

Pro načtení projektu do programu je nutné mít zápisník měření JXL a jednotlivé

snímky JPEG ve stejné složce.

4.3.1.2 Zpracování projektu

Program má 3 módy – Registration, OfficeSurvey a Modeling. Jednotlivé fáze

zpracovávání projektu se dějí v různých módech.

V módu Registration se načítají vstupní data a lze upravovat stanoviska měření.

V módu OfficeSurvey probíhá samotné zpracovávání projektu – jak snímků, tak

skenovaných dat ( = mračen bodů). Mohou se zde například tvořit 3D linie a objekty a

trojúhelníkové sítě z mračen bodů.

V módu Modeling se zpracovávají skeny pomocí předdefinovaných tvarů jako

jsou například koule, rovina a válec.

Page 22: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

22

1) Načtení měřených dat

Načtení měřených dat probíhá v módu Registration. Samotné načtení se provede

pomocí File – Open, kde stačí otevřít jen soubor JXL a jednotlivé snímky a skeny se

automaticky načtou samy.

Obr. 4.2 Načtené snímky a skeny – pohled ze stanoviska 4002

2) Úprava pořízených snímků

Po přepnutí do módu OfficeSurvey se nejprve provede sjednocení jasu

a zesvětlení okrajů jednotlivých snímků, aby byly méně zřetelné přechody mezi sním-

ky. Toto umožňuje funkce Equalizing Image Color, která se nachází v menu Edit –

Advanced – Equalizing Image Color.

Obr. 4.3 Úprava snímků – Equalizing Image Color

Page 23: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

23

3) Kresba fasády ve 3D

Kresba fasády se provádí pomocí funkce OfficeSurvey – Polyline Drawing Tool,

která umožňuje kreslit ve 3D.

Nejprve je nutné definovat rovinu, ve které se bude daný prvek kreslit. Defino-

vání se provede pomocí funkce Launch 3D Plane Tool, která se nachází v nabídce funk-

ce Polyline Drawing Tool.

Obr. 4.4 Definování roviny – Launch 3D Plane Tool

Pro definování roviny bylo použito 2 bodů pro určení horizontálního směru a

3. bodu pro určení polohy roviny ve 3D (funkce Define vertical plane by picking two

screen points and one 3D point)

Obr. 4.5 Typ definování roviny

Po definování roviny je možné již začít vlastní kreslení všech prvků, které leží

v určené rovině. Je možné vykreslovat linie, obdélníky a kruhy.

Obr. 4.6 Kreslící nástroje

Již nakreslené prvky se vytvoří pomocí funkce Create.

Obr. 4.7 Vytvoření a uložení nakreslených prvků

Page 24: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

24

Aby se nakreslené prvky uložily a mohlo se pokračovat v další práci

s projektem, je nutné kreslící funkci zavřít pomocí Close Tool (Escape).

Obr. 4.8 Ukončení kreslení

4.3.1.3 Export výsledků

Po vykreslení všech prvků fasády se jednotlivé objekty mohou exportovat

do různých formátů, nejčastěji do formátu DXF. Export se provádí označením všech

prvků, které chceme exportovat a následným použitím funkce File – Export Selection.

Při exportu se dají nastavit parametry:

• Typ exportovaných dat : 1) vybraná mračna bodů a geometrie

2) vybraná geometrie

3) vybraná mračna bodů

• Exportovaný rám

• Jednotky

• Vyobrazení mračna

Obr. 4.9 Export do DXF

Page 25: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

25

4.4 Výsledky metody s použitím integrované CCD kamery

Tato metoda byla zpracována v programu RealWorks Survey Advanced 6.2 .

I během této metody byl zaznamenáván čas během měření a zpracovávání.

Čas měření v terénu:

síť: 25 min převzato z prostorové polární metody

stanovisko 4003 : 14:45 – 14:55 28 snímků

stanovisko 4002 : 15:00 – 15:10 24 snímků

Celkem 45 min

Čas zpracování v programu RealWorks Survey

Celkem 7 hodin 20 min

Obr. 4.10 Výsledek metody s použitím integrované CCD kamery

Výsledek metody s použitím integrované CCD kamery – pohled ze stanoviska

4003 je uveden v příloze č. 6. Výsledek byl vytištěn v obecném měřítku, neboť program

RealWorks Survey neumožňuje tisk v zadaném měřítku.

Page 26: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

26

5. POROVNÁNÍ VÝSLEDK Ů Z OBOU METOD

Porovnání výsledků z obou metod bylo provedeno pomocí kontrolních

oměrných, které byly měřeny přímo na fasádě objektu, pro prostorovou polární metodu

byly určeny v programu Microstation verze 8 a pro metodu s použitím integrované CCD

kamery byly určeny v programu RealWorks Survey 6.2.

5.1 Kontrolní oměrné měřené přímo na fasádě objektu

Kontrolní oměrné se měřily ocelovým pásmem s přesností na centimetry pouze

v dolní části objektu, jelikož horní část objektu není dostupná pro tato měření.

Byly měřeny vodorovné, svislé i šikmé vzdálenosti, aby bylo možné zjistit pří-

padné odchylky v různých směrech.

Grafické znázornění měřených kontrolních je uvedeno v příloze č.5.

5.2 Oměrné z prostorové polární metody Oměrné z prostorové polární metody byly určeny v programu Microstation

verze 8 po vykreslení všech prvků fasády.

Vzdálenosti se měřily pomocí funkce Změřit vzdálenost, která je přístupná

v hlavních nástrojích.

5.3 Oměrné z metody s použitím integrované CCD kamery

Oměrné z této metody byly určeny v programu RealWorks Survey 6.2

z nakreslených prvků.

K měření vzdáleností v tomto programu je určena funkce Measurement Tool,

která je dostupná v hlavním panelu nástrojů.

Obr. 5.1 Measurement Tool

Page 27: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

27

5.4 Porovnání oměrných ve spodní části objektu V následující tabulce je uvedeno porovnání přímo měřených délek, délek

určených z prostorové polární metody a délek určených z metody s použitím integrova-

né CCD kamery.

Grafické znázornění oměrných ve spodní části objektu je uvedeno v příloze č. 7.

Vypočtené odchylky jsou určeny jako rozdíl přímo měřené délky a délky určené

z konkrétní metody.

Čísla bodů Kontrolní

oměrné [m]

Prostorová polární me-

toda [m]

Odchylka [m]

RealWorks Survey [m]

Odchylka [m]

1 714 - 721 2,94 2,93 0,01 2,89 0,05 2 714 - 425 6,34 6,29 0,05 6,24 0,10 3 711 - 742 2,64 2,62 0,02 2,68 -0,04 4 738 - 739 0,83 0,81 0,02 0,83 0,00 5 425 - 366 6,93 6,97 -0,04 6,95 -0,02 6 403 - 404 1,82 1,81 0,01 1,83 -0,01 7 387 - 389 3,15 3,17 -0,02 3,16 -0,01 8 330 - 344 1,82 1,82 0,00 1,81 0,01 9 319 - 329 2,03 2,04 -0,01 2,01 0,02 10 119 - 136 11,44 11,50 -0,06 11,28 0,16 11 84 - 85 1,73 1,73 0,00 1,74 -0,01 12 76 - 78 3,16 3,15 0,01 3,14 0,02 13 58 - 74 5,51 5,53 -0,02 5,49 0,02 14 6 - 56 4,22 4,23 -0,01 4,20 0,02 15 76 - 77 2,64 2,65 -0,01 2,64 0,00

Tab. 5.1 Porovnání oměrných ve spodní části objektu

Z tabulky 5.1 je patrné, že většina odchylek je rovna nebo menší než 2 cm, což

je možné považovat za dostačující pro tento typ prací.

Odchylka oměrné č. 2 je způsobena špatnou kvalitou snímku (kraj budovy není

na snímku jasně patrný), ze kterého byla kresba zhotovována.

Odchylka oměrné č. 10 je způsobena nejednoznačností určení kraje části budo-

vy, jelikož se v rohu nachází dešťový svod. Z tohoto důvodu vznikla i odchylka u pro-

storové polární metody.

Page 28: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

28

Je zřejmé, že větší odchylky se vyskytují u obou metod na stejných oměrných,

což je nejspíše způsobeno špatnou identifikací bodů při zaměřování prostorovou polární

metodou i při vykreslování prvků v RealWorks Survey.

5.5 Porovnání oměrných v horní části objektu

Jelikož nebylo možné v horní části objektu změřit pásmem kontrolní oměrné,

byly určeny odchylky pouze mezi prostorovou polární metodou a metodou s použitím

integrované CCD kamery.

Grafické znázornění oměrných v horní části objektu je uvedeno v příloze č. 8.

Čísla bodů Prostorová polární me-

toda [m]

RealWorks Survey [m]

Odchylka [m]

1 259 - 309 11,45 11,31 0,14 2 185 - 186 1,43 1,43 0,00 3 160 - 161 10,00 9,99 0,01 4 161 - 212 10,45 10,43 0,02 5 630 - 647 15,14 15,18 -0,04 6 51 - 619 6,94 7,04 -0,10 7 461 - 465 2,19 2,20 -0,01 8 440 - 485 10,73 10,74 -0,01 9 464 - 465 1,89 1,88 0,01 10 628 - 836 10,33 10,36 -0,03 11 464 - 485 9,34 9,34 0,00 12 861 - 862 0,55 0,55 0,00 13 825 - 836 3,64 3,65 -0,01 14 852 - 857 1,60 1,61 -0,01 15 746 - 747 1,28 1,28 0,00 16 772 - 773 1,03 1,03 0,00 17 801 - 819 1,04 1,04 0,00 18 747 - 773 3,88 3,92 -0,04 19 701 - 762 2,79 2,81 -0,02

Tab. 5.2 Porovnání oměrných v horní části objektu

Odchylka u oměrné č. 1 je opět způsobena nejednoznačností určení kraje části

budovy, jelikož se v rohu nachází dešťový svod.

Oměrná č. 6 je svislá vzdálenost. U ostatních svislých vzdáleností (oměrná č. 2,

6 a 19), které jsou kratší než oměrná č. 6, jsou odchylky výrazně menší. Odchylka

oměrné č. 6 by tedy mohla být ovlivněna velikostí určené vzdálenosti.

Page 29: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

29

Jak je vidět z tabulky 5.2, vzdálenosti určené prostorovou polární metodou a

pomocí programu RealWorks Survey jsou až na vzácné výjimky téměř totožné.

Z tohoto důvodu můžeme usoudit, že metoda s použitím integrované CCD kamery do-

sahuje stejných výsledků jako prostorová polární metoda.

Strmé záměry na pořizování snímků integrovanou kamerou a jejich následné

zpracování nemají významný vliv. Tento fakt je patrný z odchylek u oměrných č. 12, 13

a 14, které jsou měřeny na nejvyšších místech objektu.

5.6 Grafické porovnání obou metod

Program RealWorks Survey umožňuje export do DXF (3D), jak bylo uvedeno

v kapitole 4.3.1.3. Jelikož výsledky prostorové polární metody byly vykresleny

v programu Microstation verze 8 ve 2D a výsledky z programu RealWorks Survey je

možné vyexportovat pouze do formátu 3D, nebylo možné provést grafické porovnání

obou metod.

Grafické porovnání by bylo možné, pokud bychom použili v programu Rea-

lWorks Survey funkci OfficeSurvey – Image Rectification Tool. Pomocí této funkce

bychom po určení roviny zobrazení dostali ortofoto snímek. Tento snímek bychom pře-

vedli do formátu DXF a následně překreslili v programu Microstation.

Jelikož ale bylo cílem naší práce zjistit časovou náročnost kresby fasády

v programu RealWorks Survey 6.2, nebyl způsob uvedený v předchozím odstavci pou-

žit.

5.7 Porovnání časové náročnosti obou metod

Během samotného měření a zpracovávání byly zaznamenávány časové

náročnosti jednotlivých metod.

metoda měření v terénu zpracovávání rozdíl Integrovaná kamera 45 min 7 hodin 20 min 6 h 35 min

Prostorová polární metoda 7 hodin 15 min 10 hodin 30 min 3 h 15 min

Tab. 5.3 Porovnání časové náročnosti jednotlivých metod

Výsledný čas měření a zpracování je závislý na zkušenostech pracovníků. Při

obou metodách by mohly být časové nároky nižší, pokud by měření a zpracovávání

prováděli zkušení pracovníci.

Page 30: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

30

6. TVORBA ŘEZU

Tvorba řezu probíhá v programu RealWorks Survey Advanced 6.2 .

6.1 Pořízení vstupních dat

Vstupní data byla pořízena skenerem, který je integrovaný v totální stanici.

Skenování bylo prováděno ze stanovisek, ze kterých bylo prováděno i snímko-

vání objektu. Před vlastním skenováním je třeba nastavit všechny potřebné parametry

skenování. Nastavuje se interval v horizontálním a vertikálním směru, kdy je možné

nastavit interval úhlový, nebo metrický. Parametry, které byly nastaveny pro naší práci,

jsou uvedeny v tabulce 6.1 .

Parametry skenování HD interval 5 cm dH interval 5 cm

Tab. 6.1 Parametry skenování 6.2 Postup tvorby řezu

Skeny byly načteny do programu RealWorks Survey Advanced 6.2 stejným

postupem jako je uveden v kapitole 4.3.1.

Řez se tvoří pomocí funkce Cutting Plane Tool, která je přístupná po označení

skenu v módu OfficeSurvey. Funkce je v menu OfficeSurvey – Cutting Plane Tool.

Obr. 6.1 Funkce pro tvorbu řezu

Page 31: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

31

Ve funkci Cutting Plane Tool se nastaví pomocí Define Cutting Plane rovina,

kterou chceme provést řez.

Obr. 6.2 Definování roviny řezu

6.3 Výsledný řez

Řez byl proveden skenem, který byl pořízen ze stanoviska 4002, svislou

rovinou. Výsledek je možné exportovat stejným způsobem, jako je uvedeno v kapitole

4.3.1.3 pro export vykreslených prvků.

Obr. 6.3 Výsledný řez

Příčný řez v měřítku 1:50 je uveden v příloze č. 9.

Page 32: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

32

ZÁVĚR

Cílem této bakalářské práce bylo porovnat výsledky a časovou náročnost dvou metod

zaměření fasády budovy, které lze obě provádět přístrojem Trimble VX Spatial Station.

Jedná se o klasické zaměření prostorovou polární metodou s dálkoměrem pro pasivní

odraz (Direct Reflex) a metodou pořízení a vyhodnocení obrazových informací integro-

vanou CCD kamerou. Přístroj také umožňuje laserové skenování, jehož testování se

plánuje do budoucna.

Prostorová polární metoda byla zpracovávána v programu Groma verze 7.0 a

Microstation verze 8. Metoda s použitím integrované CCD kamery byla zpracovávána

v programu RealWorks Survey Advanced 6.2.

Při porovnání časové náročnosti je jednoznačně efektivnější metoda s použitím

integrované CCD kamery. V současné době je velkou výhodou zkrácení času měření

v terénu, čehož lze při použití přístroje Trimble VX s integrovanou CCD kamerou velmi

dobře dosáhnout. V tomto ohledu je rozhodně metoda s použitím integrované CCD ka-

mery lepší než prostorová polární metoda. Výsledný čas zpracování v programu

RealWorks Survey by mohl být ještě kratší, ale je ovlivněn tím, že jsem s ním pracovala

poprvé.

Dalším hlediskem pro porovnání zmíněných metod byly oměrné míry. Jednotli-

vé délky z obou metod byly porovnány i s délkami měřenými přímo na fasádě objektu.

Významné odchylky se objevily pouze u 2 měr z celkem 15 měřených. Tyto dvě od-

chylky se ale neobjevily pouze u jedné z metod, nýbrž u obou metod a mezi hůře identi-

fikovatelnými body.

Jednou z otázek byl také vliv strmých záměr při snímkování přístrojem Trimble

VX. Při porovnání délek v nejvyšších částech objektu bylo zjištěno, že se délky liší mi-

nimálně nebo vůbec, což je důkaz, že strmé záměry nemají na snímkování významný

vliv.

Program RealWorks Survey je velmi dobrý software pro vyhodnocování snímků

i skenů. Za velkou a zásadní nevýhodu tohoto programu považuji absenci funkce Sna-

pping („dochytávání“), která by podle mého názoru měla být součástí softwarů tohoto

typu. Další zásadní nevýhodou je, že program neumožňuje tisk v definovaném měřítku,

proto byl výsledek metody s použitím integrované kamery vytištěn v obecném měřítku

jako pohled ze stanoviska 4003.

Z tohoto testování celkově vyplývá, že metoda s použitím integrované CCD ka-

mery je srovnatelná s prostorovou polární metodou, ale je mnohem méně časově nároč-

ná.

Page 33: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

33

SEZNAM LITERATURY

[1] Brochure - Spatial Imaging - English [online]. 2009 [cit. 2009-04-06]. Dostupný

z WWW: <http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Document-

347910/022543-260B_Spatial_Imaging_BRO_0907_lr.pdf>.

[2] Trimble VX - Datasheet – English [online]. 2009 [cit. 2009-04-06]. Dostupný z

WWW: <http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Document-

348124/022543-261E_TrimbleVX_DS_0908_LR.pdf>.

[3] Trimble Survey Controller - Release Notes - English [online]. 2009 [cit. 2009-

04-06]. Dostupný z WWW: <http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Docu-

ment - 398653/ TSCv1221_ReleaseNotes_English.pdf>.

[4] RealWorks Survey - Technical Notes - English [online]. 2009 [cit. 2009-04-06].

Dostupný z WWW: <http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Document-

231132/022543-123E_RealWorks_TN_0409_lr.pdf>.

[5] Trimble CU Controller - Datasheet - English [online]. 2009 [cit. 2009-04-06].

Dostupný z WWW: <http://trl.trimble.com/docushare/dsweb/Get/Document-

208592/022543-099C_TCUcont_DS_0907_lr.pdf>.

Page 34: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

34

SEZNAM OBRÁZK Ů

1.1 Trimble VX ................................................................................................................. 8

1.2 Trimble CU ............................................................................................................... 12

3.1 Grafické znázornění měřické sítě .............................................................................. 15

3.2 Grafické znázornění souřadnicových os nového souřadnicového systému ............. 17

3.3 Výsledek prostorové polární metody ........................................................................ 18

4.1 Hlavní dialogové okno .............................................................................................. 21

4.2 Načtené snímky a skeny – pohled ze stanoviska 4002 ............................................. 22

4.3 Úprava snímků – Equalizing Image Color ................................................................ 22

4.4 Definování roviny – Launch 3D Plane Tool ............................................................. 23

4.5 Typ definování roviny ............................................................................................... 23

4.6 Kreslící nástroje ........................................................................................................ 23

4.7 Vytvoření a uložení nakreslených prvků................................................................... 23

4.8 Ukončení kreslení...................................................................................................... 24

4.9 Export do DXF .......................................................................................................... 24

4.10 Výsledek metody s použitím integrované CCD kamery ......................................... 25

5.1 Measurement Tool .................................................................................................... 26

6.1 Funkce pro tvorbu řezu ............................................................................................. 30

6.2 Definování roviny řezu ............................................................................................. 31

6.3 Výsledný řez.............................................................................................................. 31

Page 35: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

35

SEZNAM TABULEK

3.1 Parametry polygonového pořadu .............................................................................. 16

3.2 Souřadnice měřických stanovisek ............................................................................. 16

4.1 Nastavení snímkování ............................................................................................... 19

5.1 Porovnání oměrných ve spodní části objektu............................................................ 27

5.2 Porovnání oměrných v horní části objektu................................................................ 28

5.3 Porovnání časové náročnosti jednotlivých metod ..................................................... 29

6.1 Parametry skenování ................................................................................................. 30

Page 36: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

36

SEZNAM PŘÍLOH

Příloha č. 1 – Protokol o výpočtu polygonového pořadu a volného stanoviska

Příloha č. 2 – Protokol o výpočtu polární metody dávkou

Příloha č. 3 – Protokol o výpočtu transformace souřadnic

Příloha č. 4 – Souřadnice importované do programu Microstation

Příloha č. 5 – Výsledek prostorové polární metody v měřítku 1:50

Příloha č. 6 – Výsledek metody s použitím integrované CCD kamery – pohled ze stano-

viska 4003

Příloha č. 7 – Grafické znázornění oměrných měr ve spodní části objektu v měřítku 1:50

Příloha č. 8 - Grafické znázornění oměrných měr v horní části objektu v měřítku 1:50

Příloha č. 9 – Příčný řez v měřítku 1:50

Page 37: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

37

PŘÍLOHA Č. 1

Protokol o výpočtu polygonového pořadu a volného stanoviska POLYGONOVÝ POŘAD

================

Orientace osnovy na bod ě 4002:

--------------------------------------

Bod Hz Sm ěrník V or.

--------------------------------------------------- ---------------------------

4001 0.0000 200.0000 0.0000

--------------------------------------------------- ---------------------------

Orienta ční posun : 200.0000g

Naměřené hodnoty:

-----------------

Bod S zp ět S vp řed Úhel V úhlu

Sm ěrník D vp řed D zp ět D Dp - Dz

--------------------------------------------------- -----------

200.0000

4002 0.0000 216.5881 216.5881 0.0000

16.5881 18.563 18.557 18.56 0 0.006

4003 140.8451 0.0000 259.1549 0.0000

75.7430 38.418 38.41 8

4004

Parametry polygonového po řadu:

------------------------------

Typ po řadu : Volný

Délka po řadu : 56.978m

Nejv ětší / nejmenší délka v po řadu : 38.418m/ 18.560m

Poměr nejv ětší / nejmenší délka : 1:2.07

Max. pom ěr sousedních délek : 1:2.07

Nejv ětší rozdíl 2x m ěřené délky : 0.006m

Nejmenší vrcholový úhel : 140.8451g

Vypočtené body:

Bod Y X

--------------------------------------

4003 1004.782 5055.542

4004 1040.444 5069.829

--------------------------------------

Page 38: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

38

VÝŠKOVÝ VÝPOČET POLYGONOVÉHO POŘADU

===================================

Bod1 Bod2 Z tam Z zp ět dH tam dH zp ět dH V dH

--------------------------------------------------- ---------------------------

4002 4003 98.8671 101.4441 0.359 0.352 0.356 0.007

4003 4004 102.0390 -1.162 -1.162

--------------------------------------------------- ---------------------------

Vypočtené výšky:

----------------

Bod Výška

----------------------

4003 101.841

4004 100.679

Test polygonového po řadu:

-------------------------

Mezní po čet bod ů : Skute čná hodnota: 2, Mezní hodnota: 3

Mezní délka po řadu [m]: Skute čná hodnota: 56.978, Mezní hodnota: 250.000

Mezní délka strany [m]: Skute čná hodnota: 38.418, Mezní hodnota: 400.000

Mezní pom ěr délek : Skute čná hodnota: 1:2.07, Mezní hodnota: 1:3.00

Mezní odchylky stanovené pro práci v katastru nemov itostí byly dodrženy.

Geometrické parametry stanovené pro práci v katastr u nemovitostí byly dodrže-

ny.

[8] VOLNÉ STANOVISKO

====================

Volné stanovisko: 4006

Určení výšky:

Bod Z dH Váha Zp vZ

--------------------------------------------------- ---------

4003 102.0945 -1.977 0.0048 102.217 -0.0 01

4002 102.4655 -2.333 0.0022 102.217 -0.00 1

4001 102.8075 -3.794 0.0003 102.193 0.02 3

--------------------------------------------------- ---------

Transforma ční parametry:

------------------------

Měřítko : 1.000427736141 (42.8 mm/100m)

Page 39: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

39

Souřadnicové opravy na identických bodech:

Bod vY vX m0 Red.

------------------------------------------------

4003 0.009 -0.008

4002 -0.014 0.011

4001 0.005 -0.003

------------------------------------------------

SQRT( [vv]/(n-1) ): mY: 0.012 mX: 0. 010

St řední sou řadnicová chyba klí če m0: 0.016

Určení výšky:

Bod Z dH Váha Zp vZ

--------------------------------------------------- ---------

4003 102.0945 -1.977 0.0048 102.217 -0.00 1

4002 102.4655 -2.334 0.0022 102.218 -0.00 2

4001 102.8075 -3.794 0.0003 102.193 0.02 3

--------------------------------------------------- ---------

Výsledné sou řadnice:

Bod Y X Z

------------------------------------------------

4006 990.357 5056.841 102.216

------------------------------------------------

Orientace osnovy na bod ě 4006:

--------------------------------------

Bod Hz Sm ěrník V or. Délka V délky V p řev. m0 Red.

--------------------------------------------------- ---------------------------

4003 17.2159 105.7171 -0.0150 14.468 0. 016 0.000 0.0202

4002 81.9176 170.4106 -0.0068 21.521 -0. 007 0.002 0.0260

4001 100.8368 189.3012 0.0218 57.625 0. 028 -0.024 0.0058 *

--------------------------------------------------- ---------------------------

Orienta ční posun : 88.4862g

m0 = SQRT([vv]/(n-1)) : 0.0193g

SQRT( [vv]/(n*(n-1)) ) : 0.0112g

Test polární metody:

--------------------

Oprava orientace [g]: Skute čná hodnota: 0.0218, Mezní hodnota: 0.0800

Mezní odchylky stanovené pro práci v katastru nemov itostí byly dodrženy.

Page 40: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

40

PŘÍLOHA Č. 2

Protokol o výpočtu polární metody dávkou [1] POLÁRNÍ METODA DÁVKOU

=========================

Orientace osnovy na bod ě 4002:

--------------------------------------

Bod Hz Sm ěrník V or. Délka V délky V p řev. m0 Red.

--------------------------------------------------- ---------------------------

4001 0.0000 200.0000 0.0010 37.601 0. 008 -0.030

4003 216.5881 16.5900 -0.0010 18.565 -0. 005 -0.003

--------------------------------------------------- ---------------------------

Orienta ční posun : 200.0010g

m0 = SQRT([vv]/(n-1)) : 0.0014g

SQRT( [vv]/(n*(n-1)) ) : 0.0010g

Test polární metody:

--------------------

Oprava orientace [g]: Skute čná hodnota: 0.0010, Mezní hodnota: 0.0800

Mezní odchylky stanovené pro práci v katastru nemov itostí byly dodrženy.

Podrobné body

Polární metoda

Bod Hz Z Délka Y X Z

--------------------------------------------------- ---------------------------

1 348.4933 91.6005 15.439 1011.172 5026.953 105.063

2 348.4664 92.5165 15.435 1011.174 5026.961 104.837

3 347.3345 91.6391 15.233 1011.212 5027.298 105.026

.

.

.

.

880 22.5034 76.8906 32.406 1022.281 5051.274 116.126

881 22.1756 76.8690 32.447 1022.350 5051.432 116.154

882 22.3964 76.7649 32.487 1022.371 5051.314 116.230

Celý protokol je uveden na přiloženém CD.

Page 41: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

41

PŘÍLOHA Č. 3

Protokol o výpočtu transformace souřadnic [67] TRANSFORMACE SOUŘADNIC

===========================

Identické body:

Bod I. Y I. X II. Y II . X

--------------------------------------------------- -------------

119 0.000 11.477 1015.679 5037 .919

136 0.000 0.000 1011.200 5027 .352

145 0.000 0.000 1011.187 5027 .371

--------------------------------------------------- -------------

Transforma ční parametry:

------------------------

Rotace : 25.5765

Měřítko : 1.000532675051 (53.3 mm/100m)

Souřadnice t ěžišt ě:

Soustava Y X

------------------------------------

I. 0.000 3.826

II. 1012.689 5030.881

------------------------------------

Souřadnicové opravy na identických bodech:

Bod vY vX m0 Red.

------------------------------------------------

119 0.000 0.000

136 -0.010 0.006

145 0.010 -0.006

------------------------------------------------

SQRT( [vv]/(n-1) ): mY: 0.010 mX: 0. 006

St řední sou řadnicová chyba klí če m0: 0.012

Transformované body:

Bod I. Y I. X II. Y II. X

--------------------------------------------------- -------------

1 0.140 -0.385 1011.172 5026.9 53

2 0.139 -0.376 1011.174 5026.9 61

3 0.042 -0.051 1011.212 5027.2 98

.

.

.

Celý protokol je uveden na přiloženém CD. Byla provedena prostorová transformace,

v protokolu jsou uvedeny pouze polohové souřadnice, jelikož výpočetní program neu-

možňuje výpis souřadnice Z při transformaci do protokolu.

Page 42: BAKALÁŘSKÁ PRÁCEgama.fsv.cvut.cz/~cepek/proj/bp/2009/renata-belzova-bp...Obrazová pam ěť ...až 2048 x 1536 pixel ů 11 Typ formátu ....JPEG Kompresní pom ěr ..definovatelný

42

PŘÍLOHA Č. 4

Souřadnice importované do programu Microstation Bod Y X

------------------------------------

1 -0.385 -105.026

2 -0.385 -104.801

3 -0.037 -105.026

.

.

.

880 26.358 -116.126

881 26.531 -116.154

882 26.430 -116.230

Pro správné zobrazení bodů v programu Microstation byla provedena záměna souřadni-

ce X za Y a záměna souřadnice Z za X.

Celý seznam souřadnic je uveden na přiloženém CD.

PŘÍLOHA Č. 5 – Č. 9

Všechny tyto výkresy jsou přiloženy k této bakalářské práci.