DIPLOMSKA NALOGA UNIVERZITETNI ŠTUDIJSKI PROGRAM PRVE STOPNJE GEODEZIJA IN GEOINFORMATIKALjubljana, 2021

(1)

Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo

DIPLOMSKA NALOGA

UNIVERZITETNI ŠTUDIJSKI PROGRAM PRVE STOPNJE GEODEZIJA IN GEOINFORMATIKA

Ljubljana, 2021

Hrbtna stran: 2021

TINKARA LANGUS

VPLIV SESTAVE FOTOGRAMETIČNEGA BLOKA NA TOČNOST AEROTRIANGULACIJE

LANGUS TINKARA

(2)

gradbeništvo in geodezijo

Kandidat/-ka:

Mentor/-ica: Predsednik komisije:

Somentor/-ica:

Član komisije:

Ljubljana, _____________

Diplomska naloga št.:

Graduation thesis No.:

TINKARA LANGUS

VPLIV SESTAVE FOTOGRAMETRI Č NEGA BLOKA NA TO Č NOST AEROTRINGULACIJE

INFLUENCE OF THE PHOTOGRAMMETRIC BLOK COMPOSITION ON

AEROTRIANGULATION ACCURACY

doc. dr. Dejan Grigillo

doc. dr. Polona Pavlovčič Prešeren

(3)

POPRAVKI – ERRATA

Stran z napako Vrstica z napako Namesto Naj bo

(4)

ZAHVALA

Iskreno se zahvaljujem doc. dr. Dejanu Grigillu za vso strokovno pomoč, ideje, napotke in sodelovanje pri pisanju diplomskega dela. Za pomoč pri terenskem delu in obdelavo podatkov se zahvaljujem somentorici doc. dr. Poloni Pavlovčič Prešeren.

Za dovoljenje opravljanja terenskih meritev in pomoč pri sami izvedbi se zahvaljujem podjetju Gorenjska gradbena družba d.d.

Posebna zahvala pa gre družini in prijateljem, ki so mi v času študija in pisanja diplomskega dela vedno stali ob strani in me bodrili.

(5)

BIBLIOGRAFSKO-DOKUMENTACIJSKA STRAN IN IZVLEČEK

UDK: 528.3(043.2)

Avtor: Tinkara Langus

Mentor: doc. dr. Dejan Grigillo

Somentor: doc. dr. Polona Pavlovčič Prešeren

Naslov: Vpliv sestave fotogrametričnega bloka na točnost aerotriangulacije Tip dokumenta: diplomska naloga – univerzitetni študij

Obseg in oprema: 35 str., 22 pregl., 26 sl., 2 pril.

Ključne besede: daljinsko vodeni letalniki, digitalni model reliefa, spremembe stanja površja, izmera GNSS, statična izmera, notranji urez, analiza točnosti fotogrametričnih blokov

Izvleček

Na položajno točnost izdelkov iz fotografij, posnetih z daljinsko vodenim letalnikom, vpliva konfiguracija fotogrametričnega bloka. V okviru naloge je bila na območju deponije Gramoznica Bistrica vzpostavljena geodetska mreža točk, ki predstavljajo oslonilne in kontrolne točke v izravnavi fotogrametričnega bloka. Območje je bilo posneto na različnih višinah in z uporabo prečnih pasov. Iz pridobljenih fotografij smo sestavili različne fotogrametrične bloke, tvorjene s kombinacijo fotografij, posnetih na različnih višinah in v različni smeri leta. Točnost izravnave fotogrametričnih blokov je ocenjena na podlagi razlik na kontrolnih točkah. Dodatno pa je s primerjavo že obstoječih podatkov ocenjena sprememba prostornine materiala na deponiji.

(6)

BIBLIOGRAPHIC-DOCUMENTALISTIC INFORMATION AND ABSTRACT

UDC: 528.3(043.2)

Author: Tinkara Langus

Supervisor: Assist. Prof. Dejan Grigillo. Ph.D.

Co-supervisor: Assist. Prof. Polona Pavlovčič Prešeren

Title: Influence of photogrammetric block composition on aerotriangulation accuracy

Document type: Graduation Thesis – University studies Notes: 35 p., 22 tab., 26 fig., 2 ann.

Keywords: remote-controlled aircraft, digital model of relief, surface state, GNSS method, static measurement, internal closed, analysis of the accuracy of photogrammetric blocks

Abstract

The position of the products from the images recorded with a remote-controlled aircraft is influenced by the configuration of the photogrammetric block. In the course of the task, the Gmoznica Bistrica area was established by the geodetic network of points, which represent the offset and checkpoints in the compensation of the photogrammetric block. The area was recorded at different heights and using transverse flights. From the acquired images we have composed different photogrammetric blocks, formed with a combination of images recorded at different heights and in different directions of the year.

The accuracy of photogrammetric blocks is estimated on the basis of differences on checkpoints. In addition, by comparing the existing data, the change in the volume of the material on the landfill is estimated.

(7)

KAZALO VSEBINE

POPRAVKI – ERRATA ... I ZAHVALA ... II BIBLIOGRAFSKO-DOKUMENTACIJSKA STRAN IN IZVLEČEK... III BIBLIOGRAPHIC-DOCUMENTALISTIC INFORMATION AND ABSTRACT ... IV KAZALO SLIK ... VI KAZALO PREGLEDNIC... VII SEZNAM KRATIC ... VIII

1UVOD ... 1

2 METODE ... 3

2.1 DOLOČITEV KOORDINAT S TEHNOLOGIJO GNSS ... 3

2.2 NOTRANJI UREZ ... 4

2.3 SfM/MVS FOTOGRAMETRIJA ... 5

2.4 DIGITALNI MODEL RELIEFA ... 5

2.5 ORTOFOTO ... 6

2.6 IZRAČUN PROSTORNINE SPREMBE STANJA ... 7

3 REZULTATI ... 8

3.1 OPIS TESTNEGA OBMOČJA ... 8

3.2 UPORABLJENA OPREMA ... 9

3.3 KOORDINATE OSLONILNIH IN KOONTROLNIH TOČK ... 12

3.3.1 SKICA RAZPOREDITVE OSLONILNIH IN KONTROLNIH TOČK ... 14

3.4 KONFIGURACIJA FOTOGRAMETRIČNIH BLOKOV ... 15

3.4.1 OSNOVNI FOTOGRAMETRIČNI BLOK ... 16

3.4.2 FOTOGRAMETRIČNI BLOK 1 ... 20

3.5 RAZLIKE V KOORDINATAH NA KONTROLNIH TOČKAH ZA RAZLIČNE KONFIGURACIJE FOTOGRAMETRIČNIH BLOKOV ... 26

3.6 SPREMEMBA STANJA NA DEPONIJI ... 33

4 ZAKLJUČEK ... 35

VIRI ………36

SEZNAM PRILOG ... 37

(8)

KAZALO SLIK

Slika 1: Notranji urez (rešitev po Collinsu). ... 4

Slika 2: Prikaz položaja točke na dnu deponije ... 4

Slika 3: Primer kombiniranega zajema (rastrski in vektorski podatki). ... 6

Slika 4: Izdelava ortofota (McGlone et al., 2014). ... 7

Slika 5: Prikaz obravnavanega območja na deponiji. ... 8

Slika 6: Uporabljeni instrumenti GNSS pri terenski izmeri: a.) Leica Viva GNSS, b) Leica GS18T in c.) Javad Triumph - LS. ... 9

Slika 7: Signalizacija točke s tarčo. ... 10

Slika 8: Prikaz instrumenta in dodatne opreme. ... 11

Slika 9: Letalnik DJI Phantom 4 PRO ... 11

Slika 10: Skica razporeditve oslonilnih in kontrolnih točk. ... 14

Slika 11: Prikaz misije leta osnovnega fotogrametričnega bloka. ... 16

Slika 12: Podrobni podatki misije leta osnovnega fotogrametričnega bloka. ... 16

Slika 13: Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozicije in ortofoto osnovnega fotogrametričnega bloka ... 17

Slika 14: 3D prikaz gostega oblaka točk, z izbranimi talnimi točkami ... 18

Slika 15: DMR območja. ... 19

Slika 16: Prikaz misije leta fotogrametričnega bloka1 ... 20

Slika 17: Podrobni podatki misije leta fotogrametričnega bloka 1 ... 20

Slika 18: Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozicije in ortofoto fotogrametričnega bloka 1 ... 21

Slika 19: Prikaz misije leta fotogrametričnega bloka 2. ... 22

Slika 20: Podrobni podatki misije leta fotogrametričnega bloka 2. ... 22

Slika 21: Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozicije in ortofoto fotogrametričnega bloka 2. .... 23

Slika 22: Prikaz misije leta fotogrametričnega bloka 3. ... 24

Slika 23: Podrobni podatki misije leta fotogrametričnega bloka 3. ... 24

Slika 24: Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozicije in ortofoto fotogrametričnega bloka 3. .... 25

Slika 25: DMR a.) iz leta 2019, b.) iz leta 2021 ... 33

Slika 26: Prikaz obravnavanega območja na ortofotu. ... 34

(9)

KAZALO PREGLEDNIC

Preglednica 1: Metode določitve koordinat oslonilnih točk. ... 13

Preglednica 2: Metode določitve koordinat kontrolnih točk. ... 13

Preglednica 3: Koordinate stojišča in orientacijskih točk. ... 13

Preglednica 4: Splošne podrobnosti fotogrametričnih blokov. ... 15

Preglednica 5: Razlike koordinat oslonilnih točk osnovnega fotogrametričnega bloka. ... 26

Preglednica 6: RMSE OT osnovnega fotogrametričnega bloka. ... 26

Preglednica 7: Razlike koordinat kontrolnih točk osnovnega fotogrametričnega bloka. ... 27

Preglednica 8: RMSE KT osnovnega fotogrametričnega bloka. ... 27

Preglednica 9: Razlike koordinat oslonilnih točk fotogrametričnega bloka 1. ... 28

Preglednica 10: RMSE OT fotogrametričnega bloka 1. ... 28

Preglednica 11: Razlike koordinat kontrolnih točk fotogrametričnega bloka 1. ... 28

Preglednica 12: RMSE KT fotogrametričnega bloka 1. ... 29

Preglednica 15: Razlike koordinat kontrolnih točk fotogrametričnega bloka 2. ... 30

Preglednica 19: Odstopaja kontrolnih točk fotogrametričnega bloka 3. ... 31

Preglednica 21: RMSE kontrolnih točk vseh fotogrametričnih blokov. ... 32

Preglednica 22: Osnovni podatki izračuna primerjave stanja ... 33

(10)

SEZNAM KRATIC OT – oslonilne točke KT – kontrolne točke

GNSS – globalni navigacijski satelitski sistemi SfM – structure from motion

MVS – multi view stereo DMV – digitalni model višin DMR – digitalni model reliefa

(11)

1 UVOD

Daljinsko vodeni letalniki (krajše letalniki) postajajo vse bolj priljubljeni in uporabljeni za zajem fotografij in videoposnetkov iz zraka. Njihov razvoj je doprinesel tudi raznovrstne možnosti uporabe v različnih strokah. Velik vpliv imajo tudi v geodeziji, predvsem z namenom spremljanja sprememb v prostoru. Dandanes je skoraj nepogrešljiva dejavnost predvsem v inženirski geodeziji, saj obsegi zemeljskih del predstavljajo velik strošek pri gradbenih projektih. Pred vsakim projektom mora investitor zagotoviti območje deponije, kamor bo odpeljan izkopan material. Za večja gradbišča se ta vzpostavi v neposredni bližini, medtem ko so za manjše projekte vzpostavljene trajne deponije. Zaradi pogostih dnevnih sprememb na takih območjih je smiselno, da uporabimo čimbolj optimizirane in avtomatizirane postopke zajema in obdelave podatkov.

Obravnavano območje je Gramoznica Bistrica, ki se zaradi njene velikosti spremlja na dve leti.

Osredotočili smo se na spremembo terena najbolj aktivnega dela deponije. Območje je bilo posneto z letalnikom DJI Phantom 4 Pro. Mreža oslonilnih in kontrolnih točk je bila vzpostavljena z metodo izmere GNSS ter s kombinacijo GNSS in terestrične metode izmere. Za signalizacijo točk so bile uporabljene tarče, ki so omogočile lažje in samodejno prepoznavanje oslonilnih in kontrolnih točk na fotografijah. Fotografije smo orientirali z uporabo metode struktura iz gibanja (ang. Structure from Motion - SfM). Gosti oblak točk smo izdelali z algoritmom gostega slikovnega ujemanja Multi View Stereo (MVS). Rezultat SfM/MVS fotogrametrije je oblak točk objekta, iz katerega smo izdelali digitalni model reliefa (DMR) in ortofoto. DMR smo uporabili za izračun sprememb terena na deponiji – izračun spremembe prostornine nasutega materiala. Stanje deponije je bilo posneto leta 2019, zato smo izdelali primerjavo iz dveh različnih časovnih obdobij. Za vizualno primerjavo sprememb na deponiji smo izdelali ortofoto območja. Kontrolne točke smo uporabili za oceno natančnosti fotogrametričnih blokov.

Cilja diplomske naloge sta:

1. ugotovitev sprememb na delu deponije Gramoznica Bistrica.

2. ugotovitev, kako na natančnost izravnave fotogrametričnega bloka vpliva njegova konfiguracija.

Leti so bili izvedeni na dveh različnih višinah in sicer na petdeset metrov in sedemdeset metrov, hkrati pa sta bili na obeh višinah tudi različni smeri leta:

• sever – jug

• vzhod – zahod Postavili smo hipotezi,

- konfiguracija fotogrametričnega bloka vpliva na natančnost njegove izravnave - stanje na deponiji se je spremenilo glede na leto 2019.

(12)

Podobne analize so izdelali tudi drugi avtorji. Analiza je bila izvedena na deponijah (Urbančič et. al, 2015), hudourniških in erozijskih območjih (Kobal, 2019) in (Žabota et. al, 2019). Ugotovitve vseh navedenih so zelo podobne. Uporaba letalnikov omogoča velik napredek v natančnem spremljanju terena na različnih področjih. Omogočajo višjo časovno ločljivost podatkov. Imajo torej velik potencial, ki pa je še vedno omejen in na nekaterih področjih še ne razvit, zato lahko vrh razvoja še pričakujemo.

Diplomsko delo je razdeljeno na dva ključna dela. Prvi del so opisane metode, ki so nas pripeljale do rezultatov, opis izdelave DMR-jev iz oblakov točk, pridobljenih s SfM/MVS fotogrametrijo in zaznavanje sprememb terena s primerjavo DMR-jev iz različnih obdobij. V drugem delu pa so predstavljeni rezultati z opisom terena, uporabljeno opremo, konfiguracijo fotogrametričnih blokov, razlike v položaju kontrolnih točk za različne konfiguracije fotogrametričnih blokov in razlike sprememb prostornine nasutega materiala na obravnavanem območju.

(13)

2 METODE

Za določitev koordinat oslonilnih (OT) in kontrolnih točk (KT) je potrebno uporabiti najboljšo možno metodo izmere. Ker se deponija nahaja ob gozdu, so bile uporabljene kar tri različne metode izmere, in sicer statična metoda izmere GNSS, kinematična izmera v realnem času (ang. Real Time Kinematic – RTK) in klasična izmera z metodo notranjega ureza. DMR smo izdelali z interpolacijo oblaka točk, pridobljenega s SfM/MVS fotogrametrijo.

2.1 DOLOČITEV KOORDINAT S TEHNOLOGIJO GNSS

Globalni navigacijski satelitski sistemi (angl. Global Navigation Satellite System – GNSS) omogočajo določitev koordinat objektov na ali v bližini Zemlje preko opazovanj od satelitov, ki oddajajo signal, ki ga sprejemajo sprejemniki.

Poznamo štiri globalne navigacijske sisteme, in sicer:

- ameriški GPS (ang. Global Positioning System)

- ruski GLONASS (rus. Globalnaja Navigacionnaja Sputnikovaja Sistema) - evropski Galileov in

- kitajski Compass ali BeiDou.

Kombinirana uporaba podatkov različnih navigacijskih sistemov predstavlja prednost pri določanju koordinat na izbranem območju zaradi sprejema signalov z več satelitov in posledično skrajšanega časa inicializacije, možnost določitve neznanega števila celih valov na terenu, ki ima omejeno vidnost, možnost doseganja višjih natančnosti (Čadež, 2010).

V splošnem metode izmere GNSS delimo na absolutne in relativne, pri čemer se v geodeziji uporablja predvsem relativna metoda izmere. Za tako vrsto izmere je značilno, da se uporabljata dva sprejemnika, eden je lociran na točki z že znanim položajem, medtem ko drugega določamo. Relativne metode se delijo tudi glede na način izvedbe meritev ter obdelave opazovanj. V splošnem, če je sprejemnik v času meritev miruje – statična metoda ter če se sprejemnik v času meritev giblje na določenem območju – kinematična metoda. Potrebno je poudariti, da je pri statični metodi potrebna naknadna obdelava za pridobitev lokacijskih podatkov o sprejemniku, medtem ko so pri kinematični RTK metodi le ti dostopni takoj (Kogoj in Stopar, 2009).

(14)

2.2 NOTRANJI UREZ

Notranji urez je metoda določitve koordinat nove točke s pomočjo opazovanih notranjih smeri.

Določamo torej položaj neznane točke glede na tri točke. S stojišča so opazovane horizontalne smeri, poševne dolžine in zenitne razdalje proti danim točkam. Položaj določimo na podlagi merjenih notranjih smeri z nove točke na dane točke. Danih točk je lahko tudi več kot samo tri. Poznamo več rešitev notranjega ureza npr.: po Collinsu (slika 1), po Snelliusu, Cassiniju itd.

V našem primeru smo točke A, B in C (prikazane na sliki 1) določili z RTK–metodo izmere zato, da smo koordinate točk pridobili takoj na terenu. Posledično smo lahko takoj na terenu določili koordinate točke T in hkrati določili ustrezno kakovost določitve položaja.

Kombinirano metodo smo uporabili zato, ker na dnu deponije ni bilo mogoče kakovostno določiti koordinat z metodami izmere GNSS, saj je bilo število satelitov precej manjše kot na vrhu deponije. Šlo je za zaprt horizont, kar je razvidno na sliki 2. Točke smo na koncu določili z metodo notranjega ureza.

Slika 1: Notranji urez - rešitev po Collinsu (Kuhar, 2000).

Slika 2: Prikaz položaja točke na dnu deponije (lastni vir, 2021).

(15)

2.3 SfM/MVS FOTOGRAMETRIJA

SfM pomeni grajenje struktur iz gibanja. S fotografij, ki se med seboj prekrivajo, izdelamo redek oblak točk obravnavanega objekta. Posebnost SfM je, da omogoča hkraten izračun parametrov zunanje in notranje orientacije fotografij v poljubnem koordinatnem sistemu. Algoritem za izdelavo redkega oblaka točk se izdeluje po korakih. Sprva algoritem slikovnega ujemanja poišče ujemajoče značilne točke na več fotografijah. Nato algoritem iz ujemajočih značilnih točk izračuna parametre notranje in zunanje orientacij fotografij. Po izračunani orientaciji fotografij se iz ujemajočih se značilnih točk izračuna redek oblak točk, ki je lahko v poljubnem koordinatnem sistemu. Za pridobitev redkega oblaka točk v referenčnem koordinatnem sistemu je potrebno v SfM vključiti slikovne koordinate oslonilnih točk (OT), ki jih izmerimo in signaliziramo na terenu. Točnost SfM preverimo na kontrolnih točkah (KT), ki jih enako kot OT določimo na terenu. Z vključitvijo OT v izravnavo SfM izboljšamo izračun parametrov notranje in zunanje orientacije ter georeferenciramo izdelke (Micheletti et. al., 2015).

Za zgostitev redkega oblaka točk nastopijo algoritmi za gosto slikovno ujemanje. Eden takih je algoritem MVS. Metode algoritmov iščejo ujemanje za vsak piksel in rezultat predstavlja gost oblak točk. Celoten proces najbolje opišemo kot kombinacijo grajenja struktur iz gibanja in gostega slikovnega ujemanja (Furukawa in Henandez, 2015).

Gost oblak točk vsebuje talne in druge točke naravnih in grajenih objektov. Za izdelavo digitalnega modela reliefa (DMR) so potrebne le talne točke, ki jih izločimo v postopku filtriranja gostega oblaka točk.

2.4 DIGITALNI MODEL RELIEFA

Digitalni model reliefa (DMR) je matematični model površja Zemlje. Vsebovati mora dovolj podatkov, da iz njih lahko modeliramo ploskev reliefa z želeno točnostjo. DMR lahko izdelamo z različnimi metodami zajema terena, kot so terenska izmera, lasersko skeniranje, aerofotografiranje itd.

Je najpomembnejši in hkrati osnovni sloj pri številnih raziskavah. Opisujemo ga kot hibridno strukturo podatkov torej s kombinacijo rastrskih in vektorskih podatkov. Vektorski podatki (lomne linije, obrisi stavb, višinske kote itd.) pri interpolaciji ohranjajo svoj položaj, rastrski zapis pa predstavlja kvadratna mreža višin in ga drugače imenujemo digitalni model višin (DMV).

Če DMR razložimo kot rastrsko podobo, lahko rečemo, da ima vsak piksel v rastru določen položaj v referenčnem koordinatnem sistemu. Velikost piksla v naravi opisuje prostorsko ločljivost DMR, medtem ko njegova vrednost predstavlja nadmorsko višino terena (Podobnikar, 2002).

Z uporabo SfM/MVS fotogrametrije dobimo oblak točk, iz katerega lahko izdelamo za različne predstavitve zemeljskega površja. Poenostavljena hierarhija osnovnega digitalnega zapisa zemeljskega površja je (Podobnikar, 2002):

(16)

- digitalni model višin (DMV) ali rastrski sloj višin – vsebuje samo višinske točke

- digitalni model reliefa (DMR) – poleg višinskih točk vsebuje tudi druge objekte, ki opisujejo ploskev reliefa

- digitalni model terena (DMT) – poleg ploskve reliefa vsebuje tudi podatke o značilnosti naravne pokrajine

- digitalni model pokrajine – poleg ploskve reliefa vsebuje še podatke o naravnih in družbenih značilnostih pokrajine

2.5 ORTOFOTO

Ortofoto je rastrski izdelek oz. fotografija, ki se z upoštevanjem podatkov o terenu ter notranje in zunanje orientacije fotografij pretvori iz centralne v ortogonalno projekcijo. Na natančnost ortofota vplivajo kakovosti vseh navedenih vhodnih podatkov in uporabljena metoda prevzorčenja (e – prostor, 2021).

Prevzorčenje je metoda, ki je nujen korak pri izdelavi ortofota. Poteka v dveh glavnih korakih (Dougan, 2015):

- geometrično prevzorčenje – tukaj vzpostavimo povezavo med slikovnim koordinatnim sistemom in koordinatnim sistemom ortofota, hkrati pa upoštevamo še digitalni model reliefa in

- radiometrično prevzorčenje – določitev barvne vrednosti, ki jo zapišemo v ustrezni piksel ortofota.

Slika 3: Primer kombiniranega zajema - rastrski in vektorski podatki (Kraus, 2000).

(17)

Slika 4: Izdelava ortofota (McGlone et al., 2014).

2.6 IZRAČUN PROSTORNINE SPREMBE STANJA

Izbira metode za izračun prostornin zemeljskih del je odvisna od velikosti in vrste objekta, razgibanosti terena in zahtevane natančnosti. V splošnem delimo objekte na linijski in ploskovne. Izračun prostornine nasipa ali izkopa običajno izvedemo med dvema terminskima izmerama.

Splošno se uporabljajo naslednje metode:

- metoda prečnih profilov: temelji na površinah zaporednih prečnih profilov,

- metoda površin plastnic: izračun podoben kot pri metodi prečnih profilov, površino tvori ravnina, ki je omejena oz. presekana s plastnico. Razdaljo med profili pa predstavljajo višinski intervali in

- metoda primerjave dveh ploskev: osnovno ploske definirajo mrežne celice ali mreža trikotnikov (ang. Triangulated Irregular Network - TIN).

Med seboj odštevamo dva DMR-ja istega območja, ki sta bila izdelana v različnih časovnih odbojih.

Pomembno je, da so podatki obeh terminskih izmer dobro georeferencirani, primerljivi in dovolj kakovostni za interpolacijo ploskev. Postopek določitve spremembe terena je naslednji: površino vsakega piksla pomnožimo z njegovo vrednostjo, ki predstavlja višino in tako dobimo prostornino. V primeru, da odštevamo stanje prej od staja potem (potem - prej) in je vrednost piksla večja od nič, to pomeni nasutje terena, če je vrednost nižja od nič pa to pomeni izkop terna (Urbančič et. al., 2015).

V nalogi je bila uporabljena metoda primerjave dveh ploskev.

(18)

3 REZULTATI

3.1 OPIS TESTNEGA OBMOČJA

Območje, na katerem spremljamo spremembo prostornine med dvema različnima časovnima obdobjema, je v lasti podjetja Gorenjska gradbena družba d.d. Deponija je namenjena izvažanju materiala in separaciji.

Gramoznica Bistrica se nahaja med Naklim in Bistrico, takoj ob gorenjski avtocesti. Predstavlja del občine Naklo. Deponija je aktivna že vrsto let. V gramoznici pridobivajo prodnate gramozne agregate.

To so zmesi naravnih zrn, ki so naplavljeni v rečnih koritih (prodišča, gramoznice) ali pa so odloženi ob vznožju kamnitih brežin. Uporabljajo se za vgrajevanje v tamponske plasti, grede nasipa in kline. Na delu, kjer so agregati že izrabljeni, se območje zasipa.

Na sliki 5 je prikazan ortofoto deponije z označenim obravnavanim območjem, ki je trenutno v fazi zasutja.

Slika 5: Prikaz obravnavanega območja na deponiji (lastni vir, 2021).

(19)

3.2 UPORABLJENA OPREMA

3.2.1.1 MERITVE GNSS

Za terenske meritve GNSS oslonilnih in kontrolnih točk smo uporabili:

- tri intrumente Leica Viva GNSS (slika 6 a), - en instrument Leica GS18 RTK (slika 6 b), - en instrument Javad Triumph-LS (slika 6 c),

- z ustreznim priborom (baterije, stativi in trinožni podstavki).

(a) (b) (c)

Slika 6: Uporabljeni instrumenti GNSS pri terenski izmeri: a.) Leica Viva GNSS (lastni vir, 2021), b) Leica GS18T (Geoservis, 2021) in c.) Javad Triumph – LS (Javad, 2021).

Točke smo signalizirali s kovinskimi žeblji in tarčo, kot je prikazano na sliki 7. Nad točke smo postavili stativ. Tarče smo uporabili za signaliziranje OT in KT pri fotogrametričnem snemanju z letalnikom.

Slabost stabilizacije je bila, da so bile točke postavljene v steptan pesek, zato jih tekom izmere, vse do dokončanja preleta, nismo premikali. Trajna stabilizacija na danem mestu ni bila mogoča.

(20)

Slika 7: Signalizacija točke s tarčo (lastni vir, 2021).

3.2.1.2 KLASIČNA GEODETSKA IZMERA – METODA NOTRANJEGA UREZA

Točke, katerih lega ni bila najboljša za izvedbo izmere GNSS, so bile določene s kombinirano GNSS in klasično metodo izmere. Uporabili smo:

- instrument Leica Viva TS13 (slika 8), - grezilo,

- 360° prizma Leica - stativ Leica,

- dlančnik Leica CS20, - antena Leica GS18 T, - baterija in

- dvonožno stojalo za pomoč pri postavitvi grezila z prizmo.

Izbrali smo si tri točke, ki so bile določene na terenu brez ovire. Točke smo določili z metodo RTK in nato z instrumentom izvedli orientacijo na te tri točke. Instrument je bil postavljen na mestu, s katerega so bile vidne vse točke.

(21)

Slika 8: Prikaz instrumenta in dodatne opreme (Geoservis, 2021).

3.2.1.3 DALJINSKO VODENI LETALNIK

Za zajem fotografij je bil uporabljen letalnik DJI Phantom 4 Pro. Letalnik je aerodinamične oblike.

Vgrajeni so senzorji za zaznavo ovir. Objektiv ima asferično lečo s 94° vidnim kotom, zato so popačenja minimalna. Goriščna razdalja je 8 mm. Zaklop na fotoaparatu je mehanski. Največja ločljivost fotografij, ki jo fotoaparat premore, je 5472x3648 pikslov. Navigacijski sistem, ki je vgrajen v letalnik, omogoča sprejem signalov s satelitov GPS in GLONASS (dji.com, 2021).

Nadzor letalnika poteka preko daljinskega upravljalnika, na katerega je povezan tablični računalnik s programom za nastavitve leta (slika 9).

Slika 9: Letalnik DJI Phantom 4 Pro (lastni vir, 2021)

(22)

Dodatna oprema zemeljske kontrole letalnika je bila:

- tablični računalnik Samsung Tab A, - povezovalni kabel in

- dlančnik za upravljanje z letalnikom.

Za obdelavo opazovanj GNSS in klasične terestrične izmere smo uporabili program Leica Infinity (Leica Geosystems), za obdelavo letalskih fotografij pa program3Dsurvey. Program omogoča veliko funkcij. Za dosego cilja same naloge smo izdelali:

- fotogrametrični oblak točk, - DMP,

- DMR,

- ortofoto in

- poročilo izračuna prostornine glede na predhodno stanje.

3.3 KOORDINATE OSLONILNIH IN KOONTROLNIH TOČK

Kakovost določitve položaja oslonilnih točk ima vpliv na končne fotogrametrične izdelke, prav tako pa mora biti ustrezna tudi razporeditev točk po območju.

Razporeditev točk je prikazana na sliki 10. Oslonilne točke morajo biti razporejene po obodu objekta (v našem primeru deponije) in na sredini, medtem ko se morajo kontrolne točke nahajati znotraj OT. Točke na terenu smo stabilizirali z žebljem in tarčo. Nad tarčo smo postavili stativ z GNSS-anteno in izvedli statično metodo GNSS-izmere. Meritve na točkah so trajale približno eno uro in trideset minut. Za lego točk, na katerih ni bilo možno izvesti GNSS-metode izmere, smo uporabili kombinirano GNSS in klasično metodo izbere. Ker je material na deponiji steptan pesek, smo morali po vzpostavitvi mreže območje takoj preleteti z letalnikom. Trajna stabilizacija na takem območju ni ustrezna.

Koordinate oslonilnih in kontrolnih točk so prikazane v prilogi A. Metode, ki smo jih uporabili za določitev posamezne oslonilne točke so prikazane v preglednici 1, za kontrolne točke pa v preglednici 2.

(23)

Preglednica 1: Metode določitve koordinat oslonilnih točk.

IME METODA

O1 Statična metoda

O2 Kombinirana GNSS metoda in klasična izmera

O3 Statična metoda

O4 Statična metoda

O7 Statična metoda

Preglednica 2: Metode določitve koordinat kontrolnih točk.

IME METODA

K1 Statična metoda

K2 Statična metoda

K3 Statična metoda

K4 Kombinirana GNSS metoda in klasična izmera

Izhodišče notranjega ureza oz. koordinate orientacijskih točk, ki so bile določene z GNSS RTK in klasično terestrično izmero, so prikazane v preglednici 3. Normalne višine H so bile določene iz elipsoidnih višin ob uporabi modela geoida SLOVRP2016/Koper.

Preglednica 3: Koordinate stojišča in orientacijskih točk v koordinatnem sistemu D96-17/TM; normalne višine H smo določili iz elipsoidnih ob uporabi modela geoida SLOVRP2016/Koper.

IME e[m] n[m] H[m]

ST1000 445.568,96 126.845,99 421,13

OR3 445.650,07 126.841,35 425,23

OR2 445.522,52 126.891,79 423,25

OR1 445.419,06 126.784,78 422,60

(24)

3.3.1 SKICA RAZPOREDITVE OSLONILNIH IN KONTROLNIH TOČK Razpored oslonilnih in kontrolnih točk na deponiji prikazuje slika 10.

S slike 10 je razvidno, da so neustrezno razporejene kontrolne točke K4, K5 in K11, ki ležijo izven oboda oslonilnih točk. Kontrolne in oslonilne točke naknadno izberemo pred obdelavo podatkov in niso določene neposredno na terenu. Zaradi neizkušenosti izbira navedenih kontrolnih točk ni bila optimalna.

Slika 10: Skica razporeditve oslonilnih in kontrolnih točk (lastni vir, 2021).

(25)

3.4 KONFIGURACIJA FOTOGRAMETRIČNIH BLOKOV

Izdelani so štirje različni fotogrametrični bloki. Leta 2019 je bila deponija posneta z določenimi parametri (višina leta 50 m, vzdolžni in prečni preklop 80% in smer leta sever - jug), zato smo prvi fotogrametrični blok izdelali enako in ga poimenovali osnovni fotogrametrični blok. Osnovni fotogrametrični blok in fotogrametrični blok iz leta 2019 smo odšteli med sabo (potem - prej) in določili spremembe stanja na deponiji.

Za primerjavo smo izdelali še tri dodatne fotogrametrične bloke:

1. višina leta 50 m (osnovni) + prečni let na 50 m 2. višina leta 50 m (osnovni) + vzdolžni let na 70 m 3. višina leta 50 m (osnovni) + prečni let na 70 m.

Osnovni podatki izdelanega osnovnega fotogrametričnega bloka in tudi ostalih fotogrametričnih blokov so prikazani v preglednici 6:

Preglednica 4: Splošne podrobnosti fotogrametričnih blokov.

Višina leta 50 m (1. in 2. blok) in 70 m (3. in 4. blok)

Datum zajema 18.05.2021

Model kamere DJI FC6310S

Goriščna razdalja 8,8 mm

Velikost piksla 2.412 μm

Velikost fotografij v pikslih 5472 x 3648

Število fotografij 289 – osnovni fotogrametrični blok 585 – fotogrametrični blok 1 442 – fotogrametrični blok 2 411 – fotogrametrični blok 3

(26)

3.4.1 OSNOVNI FOTOGRAMETRIČNI BLOK

Načrt misije leta za osnovni fotogrametrični blok je prikazan na sliki 11. Prav tako so prikazani podatki o višini leta, vzdolžnemu in prečnemu preklopu fotografij, najvišji hitrosti letalnika, kot položaja fotoaparata in število satelitov.

Podrobni podatki misije osnovnega fotogrametričnega bloka so prikazani na sliki 12:

Slika 11: Prikaz misije leta osnovnega fotogrametričnega bloka (lastni vir, 2021).

Slika 12: Podrobni podatki misije leta osnovnega fotogrametričnega bloka (lastni vir, 2021).

(27)

Na sliki 13 imamo prikazan ortofoto območja in projekcijske centre fotoaparata v času ekspozicije.

Slika 13: Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozicije in ortofoto osnovnega fotogrametričnega bloka (lastni vir, 2021).

(28)

Za vse fotogrametrične bloke smo izdelali DMR in ortofoto. Prostorska ločljivost ortofota in DMR-ja je 0,016 m. Izdelali smo gosti oblak točk. S filtriranjem smo poiskali talne točke in iz njih izdelali DMR.

Na sliki 14 je prikazan gosti oblak točk z označenimi talnimi točkami in DMR obravnavanega območja.

DMR smo zapisali v celično mrežo (slika 15).

Slika 14: 3D prikaz gostega oblaka točk, z izbranimi talnimi točkami (lastni vir, 2021).

(29)

Slika 15: DMR območja (lastni vir, 2021).

(30)

3.4.2 FOTOGRAMETRIČNI BLOK 1

Fotogrametrični blok 1 je sestava osnovnega bloka z dodatkom prečnega leta. Višina leta je 50 m.

Osnovni podatki fotogrametričnega bloka 1 so prikazani v preglednici 4.

Načrt misije leta in podrobni podatki misije prečnega leta na višini 50 m nad terenom so prikazani na sliki 16 in 17.

Slika 16: Prikaz misije leta fotogrametričnega bloka1 (lastni vir, 2021).

Slika 17: Podrobni podatki misije leta fotogrametričnega bloka 1 (lastni vir, 2021).

(31)

Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozcije so prikazani na ortofotu (slika 18).

Slika 18: Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozicije in ortofoto fotogrametričnega bloka 1 (lastni vir, 2021).

(32)

Fotogrametrični blok 2 je sestava osnovnega bloka z dodatkom vzdolžnega leta, vendar na drugačni višini. Uporabljena je kombinacija 50 m (osnovni fotogrametrični blok) in vzdolžni let na 70 m.

Načrt misije leta in podrobni podatki misije leta na višini 70 m nad terenom so prikazani na sliki 19 in 20.

Slika 19: Prikaz misije leta fotogrametričnega bloka 2 (lastni vir, 2021).

(33)

Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozicije so prikazani na ortofotu (slika 21).

(34)

Fotogrametrični blok 3 je sestava osnovnega bloka z dodatkom prečnega leta. Od prvega bloka se razlikuje po tem, da je prečni let na drugi višini (70 m).

Načrt misije leta in podrobni podatki misije prečnega leta na višini 70 m nad terenom so prikazani na sliki 22 in 23.

Slika 22: Prikaz misije leta fotogrametričnega bloka 3 (lastni vir, 2021).

(35)

Projekcijski centri fotoaparata v času ekspozicije so prikazani na ortofotu (slika 24).

(36)

3.5 RAZLIKE V KOORDINATAH NA KONTROLNIH TOČKAH ZA RAZLIČNE KONFIGURACIJE FOTOGRAMETRIČNIH BLOKOV

Podali smo koordinatne razlike na OT in KT. Izračunali smo koren srednjega kvadratnega pogreška (ang. Root mean square error - RMSE). Ker program uporablja matematični koordinatni sistem, v nadaljevanju naloge namesto koordinat e (easting), n (northing) in normalne višine (H) uporabljamo oznake x, y in z.

Točnost posameznih konfiguracij fotogrametričnih blokov predstavili z RMSE, in sicer za vsako položajno komponento posebej, potem pa še v 2D in 3D:

𝑅𝑀𝑆𝐸_𝑋 = √^∑^𝑛^𝑖=1^∆𝑥^𝑖²

𝑛 , 𝑅𝑀𝑆𝐸_𝑦 = √^∑^𝑛^𝑖=1^∆𝑦^𝑖²

𝑛 , 𝑅𝑀𝑆𝐸_𝑧 = √^∑^𝑛^𝑖=1^∆𝑧^𝑖²

𝑛

𝑅𝑀𝑆𝐸_2𝐷= √^∑^𝑛^𝑖=1^∆2𝐷^𝑖²

𝑛 , 𝑅𝑀𝑆𝐸_3𝐷= √^∑^𝑛^𝑖=1^∆3𝐷^𝑖²

𝑛

kjer n predstavlja število kontrolnih točk, ki je bilo v našem primeru 11 (Urbančič et. al, 2021).

Ker kontrolne točke ne sodelujejo v izravnavi fotogrametričnega bloka smo prikazali odstopanja OT in KT prikazali ločeno.

Razlike v koordinatah OT osnovnega fotogrametričnega bloka do referenčnih koordinat so prikazane v preglednici 5. Izračunane RMSE pa prikažemo v preglednici 6.

Preglednica 5: Razlike koordinat oslonilnih točk osnovnega fotogrametričnega bloka.

Ime točke Δx [m] Δy [m] Δz [m]

O1 –0,008 0,000 0,000

O2 0,003 –0,006 –0,011

O3 0,002 0,001 –0,001

O4 –0,002 0,004 0,002

O5 0,002 –0,002 0,005

O6 0,004 0,008 –0,010

O7 0,002 –0,003 0,001

O8 0,000 –0,003 0,000

Preglednica 6: RMSE OT osnovnega fotogrametričnega bloka.

RMSEx [m] RMSEy [m] RMSEz [m] RMSE2D [m] RMSE3D [m]

0,003 0,004 0,005 0,005 0,007

V osnovnem fotogrametričnem bloku so vse razlike v koordinatah OT x in y manjše od centimetra. Na koordinati x ima največje razliko v koordinatah točka O1, na koordinati y točka O6. V obeh navedenih primerih je razlika 8 milimetrov. Višinska natančnost je malenkost slabša. Največjo razliko v koordinatah opazimo na točki O2, ki znaša 1,1 centimeter. Najnižji koren srednjega kvadratnega

(37)

pogreška ima x koordinata, najvišji pa z koordinata. Ravninska točnost je torej boljša od višinske točnosti.

Razlike v koordinatah KT osnovnega fotogrametričnega bloka so prikazane v preglednici 8. Izračunane RMSE pa prikažemo v preglednici 7.

Preglednica 7: Razlike koordinat kontrolnih točk osnovnega fotogrametričnega bloka.

K1 –0,009 0,002 –0,010

K2 –0,013 0,021 –0,025

K3 –0,003 0,015 –0,017

K4 0,004 –0,008 0,021

K5 0,012 –0,015 0,043

K6 0,016 0,021 0,021

K7 0,008 0,049 0,035

K8 –0,026 0,035 –0,034

K9 –0,035 0,015 –0,051

K10 –0,022 –0,023 –0,057

K11 0,027 –0,022 –0,088

Preglednica 8: RMSE KT osnovnega fotogrametričnega bloka.

0,019 0,024 0,042 0,030 0,052

V osnovnem fotogrametričnem bloku so vse razlike v koordinatah KT večje kot pri OT. Razlog za to je dejstvo, da KT ne sodelujejo v izravnavi fotogrametričnega bloka in predstavljajo merilo točnosti fotogrametričnega bloka. V koordinati x največje razlike opazimo na točki K9, na koordinati y K7 in koordinati z točka K11. Najnižji RMSE imajo koordinate x, najvišji pa koordinate z. Ravninska točnost je tudi pri KT boljša od višinske.

(38)

Razlike v koordinatah OT fotogrametričnega bloka 1 so prikazane v preglednici 9. Izračunane RMSE pa prikažemo v preglednici 10.

Preglednica 9: Razlike koordinat oslonilnih točk fotogrametričnega bloka 1.

O1 –0,002 –0,006 –0,001

O2 –0,002 –0,007 –0,002

O3 0,003 –0,003 –0,010

O4 0,001 –0,004 0,008

O5 0,004 0,015 0,014

O6 0,023 0,011 –0,012

O7 –0,006 –0,013 0,010

O8 0,002 –0,006 0,001

Preglednica 10: RMSE OT fotogrametričnega bloka 1.

0,009 0,009 0,009 0,013 0,015

V fotogrametričnem bloku 1 so vse razlike na koordinatah OT večja, kot pri osnovnem fotogrametričnem bloku. Na koordinati x največje razlike opazimo na točki O6, na koordinati y O7 in na koordinati z točka O5 . Najnižji RMSE imajo koordinate x in y, najvišji pa koordinate z. Ravninska točnost je tudi pri OT prvega fotogrametričnega bloka boljša od višinske.

Razlike V koordinatah na KT fotogrametričnega bloka 1 so prikazane v preglednici 11. Izračunane RMSE pa prikažemo v preglednici 12.

Preglednica 11: Razlike koordinat kontrolnih točk fotogrametričnega bloka 1.

K1 –0,005 –0,008 –0,006

K2 0,002 0,000 –0,007

K3 –0,007 0,009 –0,011

K4 –0,004 –0,008 0,013

K5 0,003 –0,010 –0,003

K6 0,009 0,016 0,006

K7 0,003 0,017 0,010

K8 –0,007 0,013 –0,005

K9 –0,018 0,007 –0,001

K10 –0,011 –0,018 0,002

K11 0,018 –0,005 0,004

(39)

Preglednica 12: RMSE KT fotogrametričnega bloka 1.

0,010 0,011 0,007 0,015 0,017

V koordinati x največje razlike opazimo na točki K9 in K11, pri koordinati y K8 in koordinati z točka K4. Opazimo, da se vrednost RMSE od osnovnega fotogrametričnega bloka izboljša. Največje izboljšanje je pri koordinatni komponenti z. Iz 4,2 cm dobimo 7 mm pogrešek. Ravninska in višinska točnost KT fotogrametričnega bloka 1 se približa OT.

Ime točke Ime točke Δx [m] Δy [m]

O1 –0,005 –0,011 0,002

O2 –0,001 –0,013 –0,013

O3 0,002 –0,003 –0,016

O4 0,003 –0,005 0,005

O5 0,002 0,010 0,015

O6 0,024 0,010 –0,019

O7 –0,003 –0,009 0,003

O8 0,002 –0,009 0,005

0,009 0,009 0,012 0,013 0,017

V fotogrametričnem bloku 2 so vse razlike na koordinatah OT večje kot pri osnovnem fotogrametričnem bloku in tudi fotogrametričnem bloku 1. Pri koordinati x največjo razliko opazimo na točki O6, pri koordinati y O6 in pri koordinati z točka O6. Najnižji RMSE imajo koordinate x in y, najvišji pa koordinate z. Ravninska točnost je tudi pri OT drugega fotogrametričnega bloka boljša od višinske točnosti.

Razlike v koordinatah KT fotogrametričnega bloka 2 so prikazane v preglednici 15. Izračunane RMSE pa prikažemo v preglednici 16.

(40)

Preglednica 15: Razlike koordinat kontrolnih točk fotogrametričnega bloka 2.

K1 –0,004 –0,006 –0,006

K2 0,002 0,003 –0,005

K3 –0,007 0,008 –0,010

K4 –0,002 –0,009 0,010

K5 0,004 –0,013 0,003

K6 0,008 0,015 0,006

K7 0,004 0,019 0,011

K8 –0,008 0,015 –0,004

K9 –0,018 0,011 0,003

K10 –0,012 –0,017 0,003

K11 0,018 –0,003 0,004

0,010 0,012 0,007 0,015 0,017

Pri koordinati x največje razlike opazimo na točki K9, pri koordinati y K7 in koordinati z točka K7.

RMSE je slabši kot v fotogrametričnem bloku 1, vendar vseeno boljši od osnovnega. Največje izboljšanje je ponovno vidno pri koordinati z.. Tudi v tem primeru se RMSE KT približa RMSE OT.

O1 –0,003 –0,008 0,002

O2 0,000 –0,012 –0,008

O3 0,001 –0,002 –0,016

O4 0,002 –0,005 0,008

O5 0,003 0,012 0,014

O6 0,022 0,009 –0,019

O7 –0,005 –0,011 0,004

O8 0,003 –0,009 0,001

0,008 0,009 0,011 0,012 0,016

(41)

V fotogrametričnem bloku 3 so vse razlike v koordinatah OT večje, kot pri osnovnem fotogrametričnem bloku, ampak manjša kot pri fotogrametričnem bloku 1 in 2. Pri koordinati x največje razlike ponovno opazimo na točki O6, pri koordinati y O5 in pri koordinati z na točki O6. Najnižji RMSE imajo koordinate x, najvišji pa koordinate z. Ravninska točnost je tudi pri OT fotogrametričnega bloka 3 boljša od višinske točnosti.

Razlike v koordinatah a kontrolnih točkah tretjega fotogrametričnega bloka so prikazane v preglednici 19. Izračunane RMSE pa prikažemo v preglednici 20.

Preglednica 19: Odstopaja kontrolnih točk fotogrametričnega bloka 3.

K1 –0,006 –0,008 –0,002

K2 0,002 0,002 –0,006

K3 –0,006 0,009 –0,012

K4 –0,004 –0,008 0,013

K5 0,003 –0,011 0,001

K6 0,009 0,014 0,007

K7 0,003 0,019 0,010

K8 –0,007 0,014 0,001

K9 –0,018 0,007 –0,001

K10 –0,011 –0,019 0,001

K11 0,020 –0,003 0,001

0,010 0,012 0,007 0,015 0,017

V fotogrametričnem bloku 3 so vse razlike v koordinatah KT manjše kot pri osnovnem fotogrametričnem bloku. Pri koordinati x največje razlike opazimo na točki K9, pri koordinati y na točki K7 in pri koordinati z na točki K7. Najnižji RMSE imajo koordinate z, najvišji pa koordinate y.

Ravninska točnost je tudi pri KT fotogrametričnega bloka 3 boljša od višinske.

Iz analize lahko povzamemo, da najboljše rezultate dobimo iz fotogrametričnega bloka 1, torej ko imamo kombinacijo dveh prečnih letov na isti višini. V našem primeru je to osnovni fotogrametrični blok z dodanimi prečnimi pasovi na višini 50 m.

Pri kontrolnih točkah se največje razlike pojavijo na točkah K4, K11, K7 in K9. Postavitev točk na deponiji je zelo pomembna, a hkrati zaradi zelo razgibanega terena včasih težavna. Kontrolne točke naj bi bile v osnovi znotraj oboda oslonilnih točk. K4 in K11 pa ležita na robu, torej nista optimalno

(42)

razporejeni, kar je posledica težko dostopnega terena. Prav tako lahko razložimo tudi razlike na točkama K9 in K7. Sicer ležita znotraj oboda oslonilnih točk, pa sta vendarle na skrajnem robu.

RMSE-ji kontrolnih točk vseh fotogrametričnih blokov so prikazani v preglednici 21.

Preglednica 21: RMSE kontrolnih točk vseh fotogrametričnih blokov.

Fotogrametrični blok

Osnovni 0,019 0,024 0,042 0,030 0,052

Prvi 0,010 0,011 0,007 0,015 0,017

Drugi 0,010 0,012 0,007 0,015 0,017

Tretji 0,010 0,012 0,007 0,015 0,017

Iz preglednice 21 je razvidno, da kakršnakoli dopolnitev osnovnega fotogrametričnega bloka (s prečnimi leti ali leti na različnih višinah) izboljša točnost fotogrametričnega bloka. Razlike v točnosti med fotogrametričnimi bloki 1, 2 in 3 so neznačilne.

(43)

3.6 SPREMEMBA STANJA NA DEPONIJI

Analizirali smo spremembe stanja na deponiji med dvema časovnima obdobjema. Območje je bilo nazadnje posneto leta 2019. Spremembe terena smo izračunali z odštevanjem DMR-jev. Prvi DMR (slika 25a) je iz leta 2019, drugi DMR (slika 25b) pa je iz leta 2021.

(a) (b)

Iz vizualne primerjave slik 25a in 25b so

razlike stanja očitne. Po izračunu sprememb prostornine pa smo ugotovili, da je bilo od leta 2019 nasutih 93.916,93 m³materiala. Prav tako, pa na enem delu odvzeto 42.933,88 m³. Sprememba stanja na delu deponije torej znaša 50.383,05 m³. Velikost obravnavanega območja je 43.568,96 m². Najvišja točka na deponiji leži na višini 434,21 m, najnižja pa na 399,77 m.

Deponija je vsakodnevno aktivna, zato je nesmiselno prikazovati območja nasutij in izkopov.

Rezultati izračuna so prikazani v preglednici 22. Obravnavano območje je označeno na sliki 28

Preglednica 22: Osnovni podatki izračuna primerjave stanja

Name: Izračun spremembe stanja na deponiji

Nasutje 93.316,93 m³ 2D območje: 38.341,88 m²

Izkop 42.933,88 m³ 3D območje: 43.568,96 m²

Sprememba 50.383,05 m³ Najnižja točka: 399,77 m

Najvišja točka: 434,21 m

Rezultati izračuna so prikazani v preglednici 25. Obravnavano območje je označeno na sliki 26.

Slika 25: DMR a.) iz leta 2019 (lastni vir, 2019), b.) iz leta 2021 (lastni vir, 2021).

(44)

Slika 26: Prikaz obravnavanega območja na ortofotu (lastni vir, 2021).

(45)

4 ZAKLJUČEK

V nalogi smo opisali postopke spremljanja stanja na deponiji z uporabo fotogrametričnih podatkov.

Predstavili smo eno od kombinacij metod, ki jih je potrebno uporabiti za pridobitev podatkov. Opisali smo metode za določitev koordinat oslonilnih in kontrolnih točk – statična metoda izmere, RTK in kombinirana GNSS in terestrična metoda izmere. Iz rezultatov SfM/MVS fotogrametrije smo izdelali DMR in ortofoto območja. Razložili in prikazali smo način računanja spremembe stanja, torej odštevanje dveh DMR-jev.

Vse zgoraj opisane postopke smo uporabili na praktičnem primeru deponije Gramoznica Bistrica, ki je dnevno aktivna deponija v lasti podjetja Gorenjska gradbena družba, d.d. Prikazali smo vzpostavljeno geodetsko mrežo na študijskem območju in rezultate obdelave meritev. Vzpostavili smo osnovni fotogrametrični blok, ki smo ga dopolnjevali s prečnimi leti in leti na različnih višinah ter iskali najbolj točen rezultat. Analizirali smo spremembe na terenu med dvema različnima časovnima obdobjema med letom 2019 in 2021.

Ovrednotili smo zastavljeni hipotezi, in sicer:

- prvo hipotezo sprejmemo in tako potrdimo, da konfiguracija fotogrametričnega bloka vpliva na natančnost njegove izravnave. Najboljšo točnost fotogrametričnega bloka je v našem primeru kombinacija prečnega in vzdolžnega pasu z letom na isti višini (50 m). Ugotovili smo, da lahko z dodajanjem prečnih letov ali letov na različnih višinah bistveno izboljšamo točnost fotogrametričnega bloka.

- drugo hipotezo ravno tako sprejmemo in potrdimo, da se je stanje na deponiji spremenilo glede na leto 2019. Območje deponije je zelo aktivno, kar je vidno tudi iz rezultatov spremembe nasutega in izkopanega materiala.

Deponija leži na odprtem terenu, zato večjih težav z ovirami v prostoru nismo imeli. Pomemben korak pri izdelavi DMR-ja je klasifikacija površja, saj ta filtrira teren in tako omogoči pravilen izračun prostornin nasutega in izkopanega materiala. Prostornin nasutega in izkopanega materiala nismo posebej prikazovali, saj to na dnevno aktivnih deponijah ni smiselno, ker se stanje stalno spreminja. Zadeva bi bila priporočljiva, če bi za študijsko območje izbrali plaz oz. teren, kjer so spremembe med nasutim in izkopanim delom pomembne.

Ugotovili smo, da je izbrana metoda ustrezna za spremljanje sprememb v prostoru, predvsem za območja, ki so aktivna na dnevni bazi.

(46)

VIRI

Čadež, P. 2010. Analiza metod Geodetske GNSS izmere. Diplomska naloga. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo (samozaložba P. Čadež).

DJI. 2021. Letalnik DJI Phantom 4 Pro.

https://www.dji.com/si/phantom-4-pro?site=brandsite&from=nav (Pridobljeno 3.9.2021)

Dougan, J. N. 2015. Uporaba brezpilotnega sistema za zajem prostorskih podatkov in ocena kakovosti klasifikacije fotogrametričnega oblaka točk. Magistrsko delo. Ljubljana, Univerza v Ljubljani, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo (samozaložba J. N. Dougan).

Geodetska uprava Republike Slovenije. 2017. Ortofoto.

https://www.e-prostor.gov.si/zbirke-prostorskih-podatkov/topografski-in-kartografski- podatki/ortofoto/ (Pridobljeno 24. 8. 2021)

Kobal, M. 2019. Analiza hudourniških in erozijskih procesov z uporabo posnetkov brezpilotnih letalnikov. Gozd. vest. 77, 1: 21–33.

Kogoj, D., Stopar, B. 2009, Geodetska izmera. Ljubljana: Geodetski inštitut Slovenije, Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo.

Kuhar, M. 2010. Uvod v geodezijo (GiG) – izbrana poglavja. Ljubljana: Fakulteta za gradbeništvo in geodezijo.

Micheletti, N., Chandler, J. H., Lane, S. N. 2015. Structure from Motion (SfM) Photogrammetry.

https://www.geomorphology.org.uk/sites/default/files/geom_tech_chapters/2.2.2_sfm.pdf (Pridobljeno 2. 9. 2021)

Podobnikar, T. 2002. Model zemeljskega površja - DMR ali DMV? Geodet. vest. 46, 4: 347–353.

Urbančič, T., Grahor, V., Koler, B. 2015. Vpliv velikosti mrežne celice in metod interpolacij na izračunano prostornino. Geod. vest. 59, 2: 231–245.

Yasutaka, F., Hernández, C. 2015. Multi-View Stereo: A Tutorial. Foundations and Trends® in Computer Graphics and Vision, 9, 1–2: 1–148.

Žabota, B., Jeršič, T., Kobal, M. 2018. Analiza skalnega podora Belca z uporabo brezpilotnega letalnika.

V: Zbornik referatov/29. Mišičev vodarski dan 2018. Maribor: Vodnogospodarski biro: str. 95–100.

http://www.mvd20.com/LETO2018/R12.pdf (Pridobljeno 19. 07. 2021)

(47)

SEZNAM PRILOG

PRILOGA A: Koordinate oslonilnih in kontrolnih točk…...………A PRILOGA B: Poročilo o izravnavi geodetske mreže……...………B

(48)

PRILOGA A: KOORDINATE OSLONILNIH IN KONTROLNIH TOČK

1. OSLONILNE TOČKE (koordinatni sistem: D96-17/TM, uporaba modela geoida SLOVRP2016/Koper)

IME e[m] n[m] H[m]

O1 445.567,146 126.852,313 418,745

O2 445.500,639 126.739,599 425,406

O3 445.403,338 126.802,807 422,786

O4 445.458,178 126.864,948 422,297

O5 445.660,128 126.851,013 425,791

O6 445.619,764 126.818,821 424,949

O7 445.568,109 126.923,020 421,123

O8 445.500,514 126.799,479 419,311

2. KONTROLNE TOČKE (koordinatni sistem: D96-17/TM, uporaba modela geoida SLOVRP2016/Koper)

IME e[m] n[m] H[m]

K1 445.491,405 126.843,362 419,322

K2 445.527,502 126.782,435 418,963

K3 445.463,942 126.776,968 419,368

K4 445.452,964 126.740,078 423,201

K5 445.429,439 126.759,187 430,209

K6 445.433,791 126.789,295 422,710

K7 445.510,656 126.871,038 422,399

K8 445.549,477 126.803,630 414,356

K9 445.596,187 126.831,568 409,051

K10 445.616,527 126.852,221 408,669

K11 445.644,073 126.888,379 400,932

(49)

PRILOGA B: POROČILO O IZRAVNAVI GEODETSKE MREŽE