Videogrammetrie

V dnešní době rychlého technického pokroku se zvyšuje kvalita i fotoaparátů a kamer, takže fotogrammetrii s relativně přesnými výstupy může dělat i člověk s malým finančním rozpočtem a bez odborných znalostí. Kvalita fotografických snímačů se neustále vylepšuje, stejně tak i výkon těchto zařízení v oblasti videa. Dnešní cenově dostupné digitální kamery mají tedy velký potenciál využití i ve fotogrammetrii.
Dnešní technologický pokrok umožňuje navíc využívat i cenově dostupné kamery pro tvorbu kvalitních 3D modelů. Jak uvádí Pavelka (2015), výhodou technologií tvorby 3D modelů z fotografických snímků je, že lze snadno vytvořit 3D model objektu či předmětu bez nutnosti použití drahého a transportně problematického laserového či triangulačního skeneru.
Využití klasické fotogrammetrie vyžaduje odbornost a znalost metody Structure-from-Motion, která definuje úhly a překryvy jednotlivých snímků. Tento problém by mohlo řešit využití videozáznamu, jako zdroje dat pro následné zpracování. Video, jakožto sekvence fotek, zachovává vysoké procento překryvů, což usnadňuje pořízení vstupních dat.
Tato skutečnost s sebou nenese jen pozitiva, ale i negativa. Na natočení videa se vztahují stejné nároky jako na pořízení fotografie, například je potřeba správně nastavit expozici a vady objektivu ovlivňují nejen fotku, ale i kvalitu videa.
V současné době převažuje způsob nahrávat videozáznamy z ručních zařízení, inovativním přístupem je natočení videa ze vzduchu za použití bezpilotních letounů, například dronu. Použitím vyšší snímkové frekvence umožňuje vyšší rychlost dronu, čímž se zkrátí doba letu a celkový čas strávený v terénu.
V praxi je tedy potřeba brát v potaz všechna pozitiva i negativa, která obnáší využití videa místo fotografií. Tato práce si klade za cíl stanovit optimální postup pořízení a následné zpracování dat při použití videa ve fotogrammetrii. Výstupy a výsledky z této práce pomohou při terénních pracích jak odborníkům, tak i laické veřejnosti.

Cíle práce

Cílem diplomové práce je analyzovat základní požadavky na použití videa jakožto zdroje dat pro fotogrammetrii. Bude zkoumána optimální snímková frekvence ve vztahu k překryvům a rychlosti pohybu kamery, proběhne analýza použitelnosti různého rozlišení snímků a bude zkoumán efekt „rolling shutter“ ve fotogrammetrii. Bude provedeno vlastní testování formou experimentu na nejméně třech případových studiích. Jedna případová studie bude v oblasti fyzickogeografické, druhá v oblasti městské zástavby. V případových studiích budou použita zařízení, která lze využít ve fotogrammetrii, tedy dron a digitální fotoaparát. Jednotlivé případové studie budou vypracovány tak, aby výstupy z nich mohly být porovnány mezi sebou. Videozáznamy budou vytvořeny bezprostředně po sobě při stejných rychlostech a drahách pohybu. Na testovaných přístrojích bude měněno nastavení spočívající ve změně rozlišení a snímkové frekvence. Dále bude zaměřeno potřebné množství vlícovacích a kontrolních bodů, aby mohly být výsledky porovnány mezi sebou číselně. Data budou zpracována v programu Agisoft Metashape Proffesional.
Hlavním výstupem bude stanovení optimálního postupu pořízení a zpracování dat při použití videa ve fotogrammetrii. Dalšími výstupy budou grafy a tabulky vyhodnocení analyzovaných dat pro porovnání nastavení jednotlivých případových studií. Dále bude vytvořena kalkulačka v programu MS Excel se vzorci na výpočet překryvů, měřítkového čísla snímkování a dalších parametrů. Ta bude volně ke stažení na webu vytvořeném k diplomové práci.
Výsledky práce pomohou při výběru vhodné metody fotogrammetrie či videogrammetrie a postupu zpracování. Vytvořená kalkulačka umožní výběr vhodného nastavení při plánování leteckého snímkování metodou videogrammetrie.