Milyen illesztőpontokat használjunk felmérési feladatokhoz

Dr. Bakó Gábor

Milyen jelöléseket alkalmazzunk?

 Az ideális illesztőpont jelölő nem tartalmaz túlsugárzásra hajlamos felületeket, különböző méretarányú térképészeti munkákhoz is alkalmazható, középpontja minden esetben jól azonosítható a felvételeken. A túlsugárzást a világos szín és a felület fényessége válthatja ki kontrasztos jelelemek esetében. A jelek lapos szögben, oldalról-felülről leképezve torzulhatnak (például amikor a légijármű még csak közelít az adott pont fölé). Ezért nagyon lényeges, hogy a perspektív leképzéstől torzult jel középpontja is levezethető legyen a megfelelő geolokáción.

Különböző illesztőpont jelölők és mérőjelek

Munkánk során illesztéshez alkalmazhatunk a munkaterületen eleve jelenlévő jeleket, sarokpontokat is. Ilyenkor ügyelnünk kell arra, hogy csak olyan objektumot válasszunk, ami diszkréten leírja az adott képazonos pontot. Így fűcsomók, fűvel benőtt járdasarkok és sárral, porral halványan fedett, elerodált szélű jelek nem jöhetnek számításba. Amennyiben eltelt némi idő a repülés és a felmérés között, arra is vigyázni kell, hogy autók haladhattak vagy állhattak az adott jelen a fényképezés időpontjában.

Útburkolati jel, mint ellenőrzőpont

Nagyon fontos, hogy a fényképezés és a geodéziai bemérés között eltelt időben a jelet ne mozdítsák el, mert egy pár centimétert elmozdított jel nagyon nehezen kiszűrhető hibát visz a feldolgozásba. Ezért szemetet, palackokat, könnyen elmozdítható köveket és egyéb, vaddisznók és járókelők által arrébb mozgatható jelölőket ne használjunk.

Hogyan válasszuk meg az illesztőpontok helyét?

Az illesztő- és az ellenőrzőpontokat is olyan helyen kell felvenni, ami egy, a jelölés méretét többszörösen meghaladó sík vagy lejtős felületen található, ahol nincs a közelben magas objektum.

Bokrok, fák, falak, póznák, kerítések és letörések mellett nem érdemes képazonos pontot keresni, vagy jelet telepíteni, mert az ortofotót úgy kell elképzelni, mint egy gumihártyát, ami nem képes tökéletesen lekövetni a magas objektumok talajjal értelmezett döféspontjában a sarkokat. A felülethatárok leképződésének pontossága, részletessége és megbízhatósága a légi felvételek részletességétől, felbontásától függ.

A magas objektumok mintegy meghúzzák a modellt, így a letörésekben a vetítés a terepi felbontásnak megfelelően „elcsúszhat”. Ezért illesztő- vagy ellenőrzőpontot csak a falaktól és fáktól távolabb érdemes felvenni.

Egy objektum éleinek, illetve réseinek leírása a felvételek pixeleinek terepre vetített méretétől függ. A terepi felbontás tehát meghatározó a geometria kinyerése, a magassági és a síkrajzi geometriai pontosság szempontjából is.

A pontfelhő egyes pontjai a több felvételen is azonosítható jeleken jönnek létre. Elsősorban a terepi felbontás határozza meg, hány ilyen jelet találnak a szoftverek, illetve azt is, hogy milyen „elkenődési” körön belül találják meg azt. (A felületek inhomogenitása előnyösen, mozgó tárgyak, élőlények jelenléte hátrányosan befolyásolja a pontsűrűséget.)

Az ideális hely egy GCP-nek tehát valamilyen sík, vagy ferde felület, amely többszörösen nagyobb kiterjedésű, mint maga a jel, illetve nincs takarásban (jól látszik valamennyi felvételen, ami rögzítette a környezetét), és távol van a meredek és éles letörésektől.

Nagyon lényeges, hogy ne vegyünk fel GCP-ket közel egymáshoz, illetve kerüljük a pontcsoportok kialakulását. Legyen egyenletes az eloszlás a munkaterületen.

GCP és ellenőrzőpont elhelyezésének kettős feltétele: 15° szög fölött nem jó, ha akadályozza valami a rálátást; a GCP nagy felületen, akadályoktól és letörésektől távol kell, elhelyezkedjen. Az 1. GCP a letöréstől távol, jól látható helyen, míg a 2. is viszonylag sík területen található. A 3. lejtőn helyezkedik el, de akadályok és kiemelkedések nincsenek a közelében. Fontos: a 2 és 3 helyszín egymás alternatívái, mert nem szabad illesztőpont-csoportoknak kialakulni.

Hány GCP szükséges a megfelelő pontosság eléréséhez?

Először is tisztázzuk, hogy a „megfelelő” geometriai pontosság az, amit a megrendelő, vagy a térképkészítési, adatbányászati cél megkíván a felméréstől. Így a pontosság szokásos minőségellenőrzési folyamatainál mindig az a cél, hogy a megbízhatósági paramétereket összevessük az igényelt terméktől elvárt paraméterekkel és az abból nyert információkkal szemben támasztott megbízhatósági követelményekkel.

A GCP-k száma bizonyos értéken túl már nem növeli, hanem veszélyezteti a termék pontosságát. Az indokolatlanul sok illesztőpont felvételekor a pontok számának növekedésével nő egy vagy több hibásan bemért, vagy a fotogrammetriai szoftverben pontatlanul kijelölt pont felhasználásának esélye.

Az illesztőpontok optimális száma a munkaterület méretétől, alakjától, a termék terepi felbontásától, illetve a pontok eloszlásától is függ. Nem minden terepen lehet szabályosan elosztva felvenni az illesztőpontokat. Erdőfolt, tó, elzárt területek és egyéb akadályozó tényezők torzíthatják a hálózatszerű pontkiosztást.

Régen, az ezredforduló előtt még a képenként három illesztőpont biztosított kellő megbízhatóságot a kezdetleges fotogrammetriai szoftverek alkalmazásakor, de ezután, nagyjából 2011 tavaszáig a legtöbb fotogrammetriai munkaállomás esetében soronként három GCP felvételét javasolták. Könnyen belátható, hogy ez hátráltatta a termelékeny fotogrammetriai feladatok széleskörű elterjedését, és az UAS korszak előtt ez is egy olyan szempont volt, ami miatt csak nagyobb (4-10 fős) cégek és nagyvállalatok tudtak versenyképesen fennmaradni a szakmában.

A XXI. század második évtizedében már blokkonként 7 GCP és további 7 ellenőrzőpont is elegendőnek bizonyult az átlagosan 1,5 pixel megbízhatóságú ortofotó-mozaikok elkészítéséhez, amennyiben betartottuk a minőségbiztosítási elveket. Elnyújtott, kanyargó terület, illetve 8000 felvétel felett azonban a szükséges illesztőpontok száma rohamosan megnő. Vegyük például egy folyó felmérését. Korábbi cikkeinkből megtanulhattátok, hogy egy repülési sor végigfényképezése nem légi térképészeti tevékenység, csupán fotódokumentáció. Legalább négy, oldalról minimum 25 %-ban, sorokon belül minimum 65%-ban átfedő repülési sorra van szükség. Amikor ezek a sorok síkban íveltek, a GCP-k elhelyezésére a háromszög módszer a legbiztonságosabb megoldás.

Vonalas létesítmények és folyók, patakok légi térképezésekor alkalmazhatunk azonos távolságú, de ívelt, vagy tört repülési sorokat. Tört sorok esetében a merevszárnyú platformoknak a szakasz végén ki kell fordulni, és fordulóból rárepülni a következő egyenes szakaszra (a), míg a könnyebben manőverezhető merevszárnyú és forgószárnyas UAS-ok képesek lekövetni az enyhén ívelt folyamatos nyomvonalakat is (b).

A kanyargó, speciális alakú munkaterületek esetében virtuális háromszögeket képeznek a GCP-k által geometriailag megbízhatóan meghatározott területek (a). Ügyelni kell rá, hogy ne legyenek kieső, alacsony geometriai megbízhatóságú területek (b).

Téglalappal lefedhető munkaterület esetén az illesztőpontokat szabályos hálózatban is felvehetjük. Ilyenkor előfordul, hogy egyes pontok olyan helyre adódnak, ahol nem lehetséges a légifelvételekről is jól azonosítható és lokalizálható pontot felvenni. Ilyenkor a legközelebbi alkalmas helyek közül választunk.

Belterület felmérés túlzó mennyiségű GCP kijelölésével. Az ellenőrzőpontok az illesztőpontoktól lehetőleg távol találhatók, és az átadásra kerülő termék szélén is fel kell venni ellenőrző pontokat. Amennyiben a ponthálózat egyes elemei nem felmérhető helyre esnek (sűrű növényzeti borítás, víztest, kerítéssel elzárt, vagy jogilag nem bejárható terület), a legközelebbi alkalmas helyen kell a pontot felvenni.

Megoldást jelenthet az illesztőpontok munkaterület körüli felvétele. Mivel a munkaterületet mindig túl kell repülni, hogy a geometriai megbízhatóság homogenitása nagyjából biztosított legyen a terméken, nem jelent problémát, amennyiben a feltérképezendő terület határán, körben veszünk föl illesztőpontokat. Ilyenkor legalább két belső (lehetőleg a terület középvonala közelébe eső) illesztőponttal biztosítjuk a geometriai homogenitást.

Ilyen sok illesztőpontra direkt tájékozás esetén nincs szükség: Amennyiben a felvevő berendezés vetítési centrumának exponáláskori koordinátái és tengerszinthez viszonyított magassága, illetve a három kameradőlési adat kellő pontossággal rögzítésre kerül, úgy a fotogrammetriai feladat ilesztőpontok nélkül is kivitelezhető, bizonyos kompromisszumok mellett. Ilyen esetben a fedélzeti hely- és helyzet-meghatározó berendezések aktuális pontossága szab határt a térképészeti termék pontosságának. A direkt tájékozás alapjául szolgáló fedélzeti rendszerrel elérhető pontosság azonban nem öröklődik át a pontfelhőre és az ortofotóra. A termék pontossága várhatóan kisebb, mint az RTK (Real-Time Kinematic) és PPK (Post-Processed Kinematic) korrigált fedélzeti helymeghatározási adatok pontossága. Amennyiben egy, vagy több illesztőpontot is felveszünk, ez a pontosság fokozható. Az ellenőrzőpontok alkalmazása nélkül azonban a termék geometriai megbízhatósága nem ismerhető meg pontosan.

Minden jog fenntartva: Dr. Bakó Gábor