METODY DYNAMICKÉHO SBĚRU DAT
Jan Brodský, Brno 2017
DEFINICE
 Termín „mobilní mapování“
 Mapování pomocí mobilních mapovacích systémů
 Zařízení k bezkontaktnímu podrobnému měření z
mobilního prostředku
DEFINICE
 2 typy sběru dat MMS:
 Statický (stop-and-go)
 Kinematický (on-the-fly)
 Výhody:
 Možnost sbírat více různých dat zároveň
 Rychlejší než totální stanice
 Lepší práce v zástavbě (i při výpadcích GPS)
 Nevýhoda:
 Vysoká pořizovací cena MMS
HISTORIE
 1. MMS – GPSVan (Ohio State University – 1990s)
 GPS, 4 kamery, odometr, IMU na dodávce
 Přesnost 1 m
 Nepříliš použitelné, spíše jen ukázka budoucího využití
VYUŽITÍ MM OBECNĚ
 Dokumentace:
 stavu komunikací
 vegetace
 dopravního značení
 služeb (veřejné osvětlení)
 veřejného mobiliáře
 reklamních ploch
 …
PLATFORMY
 Automobily a další prostředky na pozemních
komunikacích
 Kolejová vozidla
 Pilotovaná letadla
 Bezpilotní prostředky – UAV
 Lodě a další plavidla
 Mobilní GIS
MMS NA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍCH
 Nejvyužívanější – mapování pomocí automobilů
 Senzory na střeše, datová úložiště, stanoviště obsluhy
 Firmy a aplikace v ČR:
 Google  Google StreetView (2007)
 TopGis + GIS-STAVINVEX  Panorama (2014)
MMS NA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍCH
 Jízda maximální rychlostí 60 km/h
 Důležité jsou povětrnostní podmínky:
 Nesmí pršet
 Nežádoucí je i příliš ostré slunce
 V zimě během sněžení se nesnímkuje (jen duben-říjen)
 Časté couvání nebo opakované průjezdy
MMS NA POZEMNÍCH KOMUNIKACÍCH
 Po pořízení snímků:
 Editace pomocí speciálního software
(1 den snímkování  2 dny editace)
 Úprava algoritmy  rozmazání tváří a značek
 Spojení obrazu ze všech kamer
 Úprava spojeného obrazu (stíny, jas, expozice…)
 Publikace cca po 6 měsících
MAPOVÁNÍ PRO MAPY.CZ
 15 kamer AVT Prosicilica GT (rozlišení 72 MPix)
 3,5 GB dat za vteřinu
 Převod z RAW do JPG (snížení datového objemu)
 Uložení na 4 SSD disky (2400 GB)
 Další vybavení: 3G modem, přídavný akumulátor
 Kapacita úložišť na 600 km silnic (3 dny práce)
 Automobily: Škoda Octavia
(nosnost střechy  hmotnost aparatury cca 50 kg)
MAPOVÁNÍ PRO MAPY.CZ
Mapovací auto TopGis na PřF MU, GIS Day, listopad 2015
MAPOVÁNÍ PRO GOOGLE
 15 kamer:
 výška 2,5-3 m, 360° horizontální a 290° vertikální rozsah
 Přijímače WiFi, GSM, 4G
 Tři laserové zaměřovače (měření vzdálenosti pro 3D)
 SSD disky s kapacitou 50-100 TB (stačí na týden práce)
 Množství dat za den: 75 GB venkov, 800 GB velkoměsta
 Odeslání dat až po naplnění disků
 Automobily:
 Chevrolet Cobalt, Opel Astra, Toyota Prius (USA)
 Opel Astra (Evropa)
MAPOVÁNÍ PRO GOOGLE
DALŠÍ POZEMNÍ PROSTŘEDKY
 Tříkolky, vozíky, sněžné skútry, krosny (Google Trekker)
KURIOZITA – SHEEPVIEW 360
 Snímkování Faerských ostrovů
 Prováděno místním infocentrem
 Postroje na pěti ovcích
 Problém: ovce nechodí po cestách
 Od roku 2016 Google (Trekker, přilby)
MAPOVÁNÍ V ČR A VE SVĚTĚ
 Aktuální stav: celé území ČR (Panorama i StreetView)
 Některé interiéry a uzavřené areály
 Panorama má lepší pokrytí méně významných
komunikací
 Pokrytí ostatních zemí:
 Panorama žádné, StreetView – USA, většina Evropy, …
 V některých státech nasnímány pouze některé regiony (SAE)
 Někde jen uživatelské panoramatické fotografie (KLDR)
 Speciální aplikace Google pro tvorbu sférických fotografií
SNÍMKOVÁNÍ INTERIÉRŮ A AREÁLŮ
PROBLÉMY PŘI MAPOVÁNÍ
 Odpor k mapování – soukromí
  V Německu 1x nasnímáno 20 měst, v Rakousku nic
 + problém s únikem dat z nezabezpečených sítí
 I přes souhlas soudu mapování dále nepokračuje
 Pokusy o mapování svépomocí
 Podobné problémy zpočátku i v ČR (výška kamer)
 V USA žhářské útoky na auta a střelba na sídlo Google
PROBLÉMY PŘI MAPOVÁNÍ
 Festival La Tomatina ve Španělsku
 Měla být zachycena atmosféra akce (průjezd tam a zpět)
 Při návratu účastníci naskakovali na auto a poškodili jej
PROBLÉMY PŘI MAPOVÁNÍ
 Odhalení překročené rychlosti auta ve Skotsku na radaru
 37 mph (60 km/h) místo 20 mph (32 km/h)
PROBLÉMY PŘI MAPOVÁNÍ
 Havárie a střety se zvěří při mapování
 Nevhodné nebo legrační situace
 StreetViewFun: www.streetviewfun.com
MAPOVÁNÍ DRAH
 Mapovací auto na železničním voze
 Speciální kolejová vozidla
 Provozovatel: Technická ústředna dopravní cesty SŽDC
SPECIÁLNÍ KOLEJOVÁ VOZIDLA
 1987: fotogrammetrický vůz FS-3
 Původně provozován se dvěma vozíky (vlícovací rámy a senzory)
 Měření rozchodu a příčného náklonu kolejnic
 Kamera pro pořizování videa
 2009-2012 vybaven rotačním laserovým skenerem XRide
 Snímání tratě při 5-40 km/h, přesnost 15 mm, 500 000 bodů/s
SPECIÁLNÍ KOLEJOVÁ VOZIDLA
 2013: měřící vůz průchodnosti trati FST-4
 Náhrada FS-3
 Zařízení T-Sight 5000 - snímač obrazu a laserový skener
 800 příčných řezů za sekundu (4 000 000 3D bodů/sek.)
 3 kamery nad čelním oknem – snímání měřeného prostoru
 Rychlost měření 40 km/h
SPECIÁLNÍ KOLEJOVÁ VOZIDLA
 Měřící vozy pro železniční svršek
 Lasery a kamery pro měření vlastností kolejnic
 Videoinspekce kolejí - velikost spár a povrchové vady
 Měřící vozy pevných trakčních zařízení
 Termovizní kamera, GPS, kamera (5 MPx)
 Snímají speciální sběrač pro měření parametrů troleje
 Používány v celé ČR i na Slovensku (všechny napěťové soustavy)
 Speciální ruční vozík – laserový skener (2-3 km/h)
 Např. pro kontrolu staničních kolejí
SPECIÁLNÍ KOLEJOVÁ VOZIDLA
SBĚR DAT PILOTOVANÝMI LETADLY
 Nejvhodnější pro velká území
 Podle připraveného letového plánu s vhodnými parametry
 Pořízení sady leteckých snímků nebo mračna 3D bodů
  Ortofotomapa nebo DMR/DMP
 Velký překryv sousedních snímků
 (60 % podélný, 25-30 % příčný)
LETECKÉ SNÍMKOVÁNÍ - HISTORIE
 1858 – Nadar – první snímky z balónů
 Testy fotoaparátů na holubech
 1903 – bratři Wrightové – nástup létání
 WWI – využití pro sledování (až do příchodu satelitů)
 Špionážní letadla: U-2, A-12, SR-71
 Převažují klasická letadla než vrtulníky
LETECKÉ SNÍMKOVÁNÍ
 Firmy: TopGis, Primis, GeoReal… + AČR
 TopGis  Mapy.cz:
 Rozlišení 12,5 cm/pixel; 1 snímek 260 Mpix a 842 MB dat
 Poprvé 2014, od 2016 obnova (celá ČR trvá dva roky)
 Možno pořídit také mapy v nepravých barvách
 Silně závislé na počasí (malé stíny, jasno..)
 Letadla: menší s vysokým dostupem a malou rychlostí
 Cessna 172 a jiné, Dornier, L-410FG Turbolet (AČR – P-Kbely)
 Systémy Leica, Vexcel, UltraCam, ADS-100 (AČR) + IMU, GPS
 Kombinace s LiDARem
LETECKÉ SNÍMKOVÁNÍ - LETADLA
LETECKÉ SNÍMKOVÁNÍ - VYUŽITÍ
 Ortofotomapy
 Letecká archeologie
 Energetika – úniky tepla z budov
 Mapování stavu vegetace
BEZPILOTNÍ PROSTŘEDKY - UAV
 UAV = unmannned aerial vehicle; „dron“
 Ovládáno dálkově nebo podle programu (autonomní UAV)
 Konstrukce: křídlo nebo dron s vrtulemi
 Křídlo – křídlo a pohonná jednotka  delší dolet a výdrž
 Drony s vrtulemi – střed X a vrtule kolem něj  lepší ovládání
BEZPILOTNÍ PROSTŘEDKY - LEGISLATIVA
 Předpisy ÚCL – Úřad pro civilní letectví
 4 hmotnostní kategorie – vždy musí být kontakt s dronem
 Nesmí se létat blíž než 50/100 m od osob
 Failsafe systém – při problémech musí umět sám přistát
 Možno létal min. 5,5 km od letiště a jen za dne
 Pro profi použití je třeba povolení, pojištění a pilotní průkaz
 Speciální povolení pro lety v obydlených oblastech atd.
  pokuty: až 5 000 000 Kč
BEZPILOTNÍ PROSTŘEDKY – CENY A VÝBAVA
 Rekreační drony:
 Základ, cca 2000 Kč, možno ovládat mobilem, pro začátečníky
 Profi drony:
 Stabilizace obrazu, GPS, HD/4K video, výdrž až 30 minut
 Obsluha 2 osobami
 Stavěny na míru
 Schopné unést i běžnou zrcadlovku
BEZPILOTNÍ PROSTŘEDKY – VYUŽITÍ
 Filmové záběry
 Letecké snímkování, laserové skenování
 Prohlídka letadel (easyJet)
 Kontrola vysílačů a nedostupných míst
 Kontrola zemědělských ploch před sklizní
 Hledání starých drenážních systémů
 Staré trubky pod poli, které způsobují zavodnění a erozi
 Celá ČR, zejména jižní Čechy a Morava, Vysočina
BEZPILOTNÍ PROSTŘEDKY – PROBLÉMY
 Ohrožení leteckého provozu
 Možný náraz do kabiny nebo nasátí motorem
 Pády dronů – SP v lyžování 2015 (Itálie)
 Sledování osob, průmyslová špionáž…
BEZPILOTNÍ PROSTŘEDKY – PREVENCE
 Technické – AUDS  vyřazení rádiového spojení dronu
 Přírodní – trénovaní dravci (Nizozemsko, Francie)
 Mobilní aplikace zobrazující bezletové zóny a počasí
 Osvěta – Aliance pro bezpilotní letecký průmysl
MAPOVÁNÍ VODNÍCH CEST
 Mapování značení, mol, jezů, přívozů, obratišť…
 TopGis – montáž aparatury z aut na člun
 Možnost použití LiDARu  3D modely řek, dna, mostů
 Použití pro navigaci lodí v přístavech
MAPOVÁNÍ POD HLADINOU
 XL Catlin SeaView Survey – 2012
 Mapování Velkého bariérového útesu  všechny
 Speciální zařízení s 3 kamerami, foto každé 3 sekundy
 Ovládání pomocí smartphonu v pouzdře
 Databanka: globalreefrecord.org
MAPOVÁNÍ POD HLADINOU
 Průzkum vraků nebo podvodních jeskyní
 ROV = remotely operated underwater vehicle
 Výbava: osvětlení a kamery (někdy i manipulační ramena)
 Několik kategorií podle hmotnosti, výbavy a hloubky
 Projekty:
 průzkum Hranické propasti (-404 m)
 OpenROV – open-source ROV
jako stavebnice
MOBILNÍ GIS
 GPS, PDA, smartphony, tablety
 Jednoduché ovládání, mnoho možností exportu
 Často vybaveno i fotoaparátem, s internetem i bez
 GPS s odolnou konstrukcí – přesnost 1 cm  Trimble
 + mikrofon a reproduktor
 PDA – kapesní počítač  nahrazeno smartphony
 Smartphony a tablety – univerzalita, snadná dostupnost
 Nevýhody: slabší výdrž, odolnost (u běžných)
MOBILNÍ GIS - PROSTŘEDKY
 Collector for ArcGIS (Android i iOS)
MOBILNÍ GIS - APLIKACE
DĚKUJI ZA POZORNOST 