Kreiranje trodimenzijskih virtualnih modela postojećih objekata primjenjuje se u različitim područjima znanosti i prakse. Ovakvi 3D modeli se koriste u arhitekturi, građevinarstvu, urbanizmu, ...geologiji, strojarstvu, industriji video igara, filmskoj industriji, medicini, arheologiji, za sigurnost ljudi i dobara itd. Fotogrametrija kao metoda dobivanja podataka trodimenzijske prostorne strukture na osnovu dvodimenzijskih fotografija, zahvaljujući mnogobrojnim softverskim paketima koristi se za izradu 3D modela objekata i prostornih struktura. U ovom radu su analizirane zemaljska poluautomatska i automatska metoda fotogrametrije. Obje pomenute metode su u radu predstavljene kroz studiju slučaja izrade 3D modela Barutane iz doba otomanske imperije, koja se nalazi u Niškoj tvrđavi u Srbiji. Cilj rada je da se kroz studiju slučaja izrade virtualnog 3D modela Barutane provede analiza poluautomatske i automatske metode fotogrametrije i usporedi njihova preciznost.
U ovom radu opisana je priprema dokumentacije dijela kulturno-povijesne baštine Bosne i Hercegovine, tj. poznate kapele na pravoslavnom groblju „Sveti arhanđeli Georgije i Gavrilo“ u Sarajevu, ...metodom UAV fotogrametrije. Korištene su dvije letjelice (poluprofesionalni i amaterski dronovi) DJI Phantom 4 Pro i DJI Mavic Pro, a korištenjem prikupljenih fotografija izrađeni su 3D modeli snimljenog objekta. Pokazatelji kvalitete 3D modela kapele dobiveni su kroz ocjenu geometrijske točnosti, s različitim aspektima i kombinacijama. Dobivena apsolutna 3D točnost modela visoke rezolucije iznosi 14 mm, dok je relativna točnost 9 mm.
Primjena SfM metode u predmjeru zemljanih radova Marović, Ivan; Galić, Gorana; Imširević, Emina ...
Zbornik radova (Građevinski fakultet Sveučilišta u Rijeci),
12/2021, Volume:
24, Issue:
1
Journal Article, Web Resource
Peer reviewed
Open access
Razvojem digitalnih tehnologija pojavila se mogućnost njihova korištenja u tradicionalnim granama kao što je građevinarstvo. Pritom, tradicionalne, geodetske metode koje koristimo pri predmjeru ...zemljanih radova mogu se osnažiti novim digitalnim metodama kao što je SfM („Structure from Motion“). Svrha korištenja navedenih digitalnih tehnologija je u dobivanju bržih i preciznijih rezultata. Predstavljena je procedura izmjere volumena SfM metodom iz 3D modela terena, koja je primijenjena na gradilištu u širem području grada Rijeke. Izrađeni su modeli stvarnog iskopa softverima Meshroom, Autodesk Recap, Meshlab i Blender. Cilj rada je usporedba točnosti rezultata proizašlih iz SfM metode s tradicionalnim, geodetskim, metodama izmjere. Dobiveni rezultat uspoređen je s planiranim volumenom iskopa i stvarnim količinama iz geodetskih snimki iskazanih u građevinskoj knjizi. Također, analizirani su problemi koji su se pojavili tijekom prikupljanja podataka i njihova modeliranja te je dana ocjena primjenjivosti ovih metoda u svakodnevnoj praksi.
With the development of digital technologies, the possibility of their use in traditional branches such as construction has emerged. At the same time, the traditional, geodetic methods that we use in the earthwork bill of measurements can be strengthened by new digital methods such as SfM (“Structure from Motion”). The purpose of using these digital technologies is to obtain more accurate results faster. The procedure of measuring the volume with the use of SfM method from the 3D terrain model obtained from a construction site in the wider area of the city of Rijeka is presented. Models of real excavation were made with the Meshroom, Autodesk Recap, Meshlab and Blender softwares. The aim of this paper is to compare the accuracy of the results derived from the SfM method with traditional, geodetic measurement methods. The obtained result was compared to the planned excavation volume and the actual quantities from the geodetic surveys presented in the construction book. Also, the problems that arose during data collection and modeling were analyzed and the applicability of these methods in everyday practice was assessed.
U radu je dodatno istražena i evaluirana točnost fotogrametrijske procjene volumena na razini sastojine. Konkretno, na području šuma hrasta lužnjaka Pokupskog bazena (g.j. Jastrebarski lugovi) ...testirana je mogućnost korištenja fotogrametrijske metode bazirane na postojećim i lako dostupnim podacima (aerosnimke, digitalni model reljefa, podaci osnove gospodarenja) kao i postojećih fotogrametrijskih modela procjene sastojinskog volumena izrađenih za šume hrasta lužnjaka Spačvanskog bazena. Iz aerosnimaka i digitalnog modela reljefa izrađen je digitalni model visine krošanja (DMVK) prostorne rezolucije 5 m. Iz DMVK-a su dobiveni metrički podaci, koji su potom korišteni kao nezavisne varijable u modelima procjene volumena sastojine. Uspoređena je točnost procjene izvornih modela izrađenih za područje Spačvanskog bazena (SB modeli) te istih modela, ali s naknadno procijenjenim lokalnim parametrima za područje Pokupskog bazena (PB modeli). Fotogrametrijski procijenjeni volumeni validirani su s volumenom sastojina iz osnove gospodarenja. Dobiveni rezultati ukazuju na značajno poboljšanje točnosti fotogrametrijske procjene volumena kod PB modela u odnosu na SB modele. Korištenjem izvornih SB modela, volumen sastojine procijenjen je s korijenom srednje kvadratne pogreške od 18,47%, dok je korištenjem dodatno parametriziranih PB modela volumen procijenjen s pogreškom od 12,03%. U ovom radu prikazana fotogrametrijska metoda procjene volumena sastojina ne može zamijeniti klasične terenske metode za potrebe uređajne inventure šuma, međutim, budući da ne zahtijeva dodatna terenska mjerenja, već se u potpunosti bazira na postojećim podacima (aerosnimke, DMR, podaci osnove gospodarenja), a uz to pruža i zadovoljavajuću točnost, može poslužiti kao učinkovita i financijski isplativa metoda u slučajevima kada je u vrlo kratkom vremenu potrebno provesti inventuru nekog većeg šumskog područja.
The application of digital aerial photogrammetry in forest inventory has been in the focus of a number of studies during the last decade (White et al. 2016, Goodbody et al. 2019). The results were tested and evaluated mostly on plot-level, and less often on stand-level (Bohlin et al. 2012, Rahlf et al. 2014, Gobakken et al. 2015, Pitt et al. 2015, Stepper et al. 2015, Puliti et al. 2016, Balenović et al. 2017, Iqbal et al. 2019). In almost all studies, a classic Area-Based Approach (ABA) which includes modelling at plot-level and ‘wall-to-wall’ mapping to estimate forest variables at stand-level were applied. A somewhat different ABA approach which implies direct modelling and estimation at stand-level were proposed by Balenović et al. (2017). This new approach, hereinafter referred to as Stand-Based Approach (SBA), is based on existing and easily available photogrammetric materials and data (aerial images from regular national topographic surveys, official national digital terrain data) as well as on data from existing forest management plans. The main precondition for the SBA method application is the approximate time coincidence between the time of aerial images acquisition and the time of the field data collection for the forest management plan generation. Similar to classical ABA, SBA also requires models (equations) for forest variable estimations. However, in SBA case, models are developed on the certain number of stands (subcompartments) of similar structural characteristics (e.g. forest management classes). In SBA, independent variables are metric stand-level data obtained from aerial images and its product (normalized point clouds or canopy height models), while reference (modelling or validation) data are obtained from regular forest management plans. Compared to classical ABA, SBA does not require additional field measurements, and therefore presents a fast and cost-effective alternative to ABA. An additional assumption is that models developed for the certain area can be applied for other forest areas with similar forest characteristics.
This work presents the continuation of previous study (Balenović i dr. 2017) with the aim to additionally test the effectiveness and accuracy of SBA method. More precisely, SBA method and existing models of stand volume estimation originally developed for lowland pedunculate oak (
Quercus robur
L.) of Spačva basin forest complex (Eastern Croatia) were tested in pedunculated oak forest of Pokupsko basin forest complex (Central Croatia).
A total of 87 even-aged pedunculate oak forest stands of Jastrebarski lugovi management unit were included in this study (Figure 1, Table 1). Photogrammetric data (aerial images, digital terrain data) were provided by the Croatian State Geodetic Administration, and were used to generate Digital Surface Model (DSM) and Digital Terrain Model (DTM). A raster Canopy Height Model (CHM) of 5 m resolution was generated by subtracting DTM from DSM (Figure 2). Metrics extracted from CHM for each stand and used for stand-level volume estimation are presented in Table 2. Equations (1) and (2) present photogrammetric models for stand-level volume estimation. A more detailed description of the models can be found in Table 3. SB-1 and SB-2 models consist of independent variables and parameters (regression constant and coefficients) originally developed for the Spačva basin area (Table 4). PB-1 and PB-2 models consisted of the same variables as SB-1 and SB-2 models, but their parameters were developed for the present study area (Pokupsko basin) (Table 4). All models were validated using the reference stand volume from the forest management plan. SB-1 and SB-2 models were validated using the entire dataset (87 stands), whereas PB-1 and PB-2 models were validated using the randomly selected 29 stands (other 58 stands were used for parameters estimation).
According to validation results (Table 2, Figure 3), PB models showed considerably greater performance than SB-models. Compared to SB-1 model, PB-1 model achieved 11% higher R2adj values, for 3,92% MD% values (absolute), and for 6,44% higher RMSE% values. Also, the results showed that the inclusion of stand age (SA) as an additional predictor in SB-2 and PB-2 models did not contribute
significantly on model performance. All models showed a similar trend (Figure 3), i.e. volume in stands with lover volume values were overestimated, while in stands with higher volume values were underestimated. However, overestimations ( 8,5%) using SB models were considerably greater than underestimations ( -4%) using PB models. Differences in SB and PB models performance are probably due to differences in stand and site characteristics between two forest areas (Spačva basin and Pokupsko basin). The obtained results suggest that the model with independent variables (Equation 1) originally developed for Spačva basin area can be used for Pokupsko basin and other areas with similar forest characteristics, but local model parameters have to be estimated in order to increase estimation accuracy. It has to be emphasized that the photogrammetric method tested in this paper can not replace the conventional field methods in regular forest inventory. However, its application is based on existing and easily available data (aerial images from regular topographic surveys, official DTM, forest management plan) and does not require additional field measurements and therefore present effective and low-cost solution when in a very short period large areas have to be inventoried. Further research should be focused on other important forest variables (e.g. mean stand height, mean stand diameter, basal area, stand density, biomass, etc.) and different forest types.
Za prikupljanje prostornih podataka većih zahvata u prostoru sve se više upotrebljavaju metode izmjere terena koje su ekonomski isplativije te ne zahtijevaju predugački vremenski rok za realizaciju ...projekta. Cilj ovog članka bio je analizirati visinsku točnost službenoga DMR-a Republike Hrvatske dobivenog fotogrametrijskom restitucijom, kao primjer takvog tipa prostornih podataka. Upravo zbog načina njegova nastanka, to je ujedno i najtočniji službeni DMR Republike Hrvatske prikupljen u gradskim područjima na razini cijele države. Prostorna analiza provedena je na područjima različitih topografskih značajki. Ispitivanje visinske točnosti DMR-a provedeno je ovisno o nagibu terena, izgrađenosti grada i vegetaciji. Visinska točnost DMR-a nastalog fotogrametrijskom restitucijom analizirana je u odnosu na katastarske točke geodetske osnove, terestrička mjerenja te DMV dobiven na osnovi SRTM podataka. Računalna priprema i obrada prostornih podataka provedena je uz pomoć profesionalnih softvera AutoCAD Civil 3D, Global Mapper i QGIS, dok je analiza točnosti i vizualizacija izvedena u programskom paketu ArcGIS. Ovo istraživanje moglo bi se iskoristiti za studije izvodivosti izgradnje sustava odvodnje oborinskih voda te za druge pripremne radove pri izradi geoprostornih projekata na većim zahvatima u prostoru.
U radu su prikazani i interpretirani rezultati analize utjecaja stabilizatora kamere na određivanje elemenata vanjske orijentacije na bespilotnim letjelicama. Riječ je o 3-osnom stabilizatoru ...baziranom na elektromotorima bez četkica. Prikazan je i objašnjen koncept rada stabilizatora kamera na bespilotnim letjelicama. Za potrebe rada stabilizator je unaprijeđen upotrebom drugog inercijalnog mjernog uređaja (IMU). Provedena su dva testiranja stabilizatora upotrebom jednog i dva inercijalna mjerna uređaja. Testiranjem je utvrđeno višestruko povećanje preciznosti parametara vanjske orijentacije snimki dobivenih unapređenjem stabilizatora kamere. Budući da je testiranje provedeno u realnom dinamičkom okruženju, iz statističkih parametara uočen je jednoličniji rasap s 5 puta manjim minimalnim i maksimalnim vrijednostima odstupanja na unaprijeđenom stabilizatoru što u konačnici potvrđuje veću pouzdanost parametara vanjske orijentacije. Standardno odstupanje kutnih elemenata vanjske orijentacije unaprijeđenog stabilizatora iznosi 0,14° za φ odnosno 0,10° za ω, što je u odnosu na osnovni stabilizator povećanje od oko 5 puta.
Straipsnyje pateikiami aerokartografavimo parametrai, kuriais remiantis gali būti rengiama aerofotogrametrinių darbų techninė specifikacija bei projektų realizacija. Remiantis dviejų ...aerofotografavimo projektų, kai vietovė aerofotografuota iš skirtingo tipo skraidyklių ir fotokamerų, fotogrametriniais duomenimis išanalizuotos fotografinių vaizdų savybės bei jų sąsajos su aerokartografavimo darbų tikslumo reikalavimais.
The Institute of Geodesy and Mine Surveying of the Technical University of Ostrava performs long-term monitoring works and evaluates the effects of undermining in the Ostrava-Karviná coal-field, a ...major industrial conurbation in the north-east of the Czech Republic. Local extraction of bituminous coal has had significant effects on the surface relief. Actual undermining effects are monitored on selected built objects on a regular basis. Some of them are public buildings, roads, listed historic monuments, and buildings of cultural or historic value. Damage to the buildings, etc. can be eliminated to some extent by prudent planning of extraction works in space and time and by applying appropriate protective measures.
U uređajnoj inventuri šuma u Hrvatskoj koriste se isključivo terestričke metode prikupljanja podataka, koje iziskuju velik utrošak vremena i radne snage, a samim time i značajna novčana sredstva. ...Primjenom metoda daljinskih istraživanja smanjuje se terenski rad, što otvara mogućnost ušteda vremena i novca. Iako su posljednjih tridesetak godina provedena različita istraživanja o mogućnostima primjene daljinskih istraživanja u šumarskoj praksi, klasične fotogrametrijske metode nisu našle širu praktičnu primjenu u uređivanju šuma. Razvojem digitalnih aerofotogrametrijskih kamera i digitalnih fotogrametrijskih stanica ponovno je otvoreno pitanje mogućnosti primjene fotogrametrije u praktičnom uređivanju šuma.
U radu je dan pregled dosadašnjih istraživanja i rezultata primjene aerosnimaka na poslovima uređivanja šuma u Hrvatskoj. Prikazano je trenutno stanje razvoja tehnologije na području digitalne fotogrametrije, te nekoliko odabranih istraživanja u kojima se opisuju mogućnosti i ograničenja primjene suvremenih fotogrametrijskih metoda u uređivanju šuma u Europi i svije tu. Cilj rada je pružiti doprinos u određivanju smjernica za primjenu aerosnimaka u praktičnom uređivanju šuma u Hrvatskoj. Jedno od područja gdje se ponajprije može očekivati primjena aerosnimaka u uređivanju šuma u Hrvatskoj su područja privatnih šuma, za koja još ne postoje programi gospodarenja.
Skaitmenines fotogrametrijos metodai taikomi ortofotografniams žemelapiams sudaryti. Šiam tikslui aerofotonuotraukos orientuojamos, ir formuojamas skaitmeninis Žemes paviršiaus reljefo modelis (DEM), ...skaitmeniniu ortofotografniu transformavimo būdu atliekamas aerofotonuotrauku geometrinis apdorojimas - pašalinami geometriniai iškraipymai, atsirade del fotokameros posvyrio, del centrines projekcijos ir reljefo itakos. Ypač svarbu skaitmenini Žemes paviršiaus reljefo modeli sukurti tokio tikslumuo, kad būtu užtikrinta gera geometrine skaitmeniniu fotografniu vaizdu transformavimo kokybe. Skaitmenines fotogrametrijos procesai eksperimentiškai analizuoti Aerogeodezijos institute (Kaunas) aerofotonuotraukas apdorojus skaitmenine fotogrametrine darbo stotimi PHOTOMOD. Šia programine sistema generuotas reljefo modelis (DEM) bei ortofotografne nuotrauka, atlikus aerofotografniu vaizdu vidini, reliatyvuji bei absoliutuji orientavima. Skaitmeninis reljefo modeliavimas atliktas sukuriant netaisyklingu trikampiu tinklinius modelius - TIN (Triangulated Irregular Network), sudarytus iš nesutampančiu trikampiu. Taikyti šie paviršiaus interpoliavimo metodai: adaptyvusis (adaptive), glodusis (Inverse Distance Weighted (IDW)) ir reguliarusis (Radial Basis Functions (RBF)). Atlikta palyginamoji skaitmeniniu reljefo modeliu, taikant skirtingus reljefo interpoliavimo metodus, analize. Rekomenduojama taikyti adaptyvuji reljefo interpoliavimo metoda. Skaitmenine programine iranga LISA (Berlynas, Vokietija) taikyta skaitmeninio vietoves reljefo modelio kokybei tirti ir tikslumui vertinti.
PDF
