Fotogrametria - ebook

Przedmowa

Szacuje się, że około 80% decyzji podejmowanych przez każdą administrację związanych jest z dysponowaniem danymi przestrzennymi dającymi się odnieść do konkretnej lokalizacji geoprzestrzennej. Decyzje te mają bezpośrednie przełożenie na komfort naszego życia.

Do niedawna głównym źródłem takich danych były – różne co do dokładności, szczegółowości i zakresu treści – mapy papierowe. Obecnie, w dobie wszechobecnej komputeryzacji i masowej komunikacji, dane te przybierają formę baz danych topograficznych, na których opierają się systemy informacji przestrzennej określane angielskim akronimem GIS. Techniki komputerowe pozwalają wykonywać na tych danych skomplikowane analizy przestrzenne złożonych procesów środowiskowych, trudne do prowadzenia z wykorzystaniem tradycyjnych map papierowych.

Geoinformacja niepostrzeżenie wślizgnęła się do naszego życia codziennego. Kto z nas nie zagląda do serwisów mapowych w sieci, nie planuje podróży z wykorzystaniem takich serwisów, nie korzysta z nawigacji satelitarnej w samochodzie, nie ogląda prognoz pogody ze zdjęciem satelitarnym w tle itp. Wyrobiliśmy sobie nawyk korzystania z takich danych jak z telefonu.

Ta wszechobecność geoinformacji stała się tak oczywista, że nie zadajemy sobie prostego pytania: skąd się one biorą? Kto, na bazie jakich danych i jak wytwarza te informacje? Krótka odpowiedź brzmi: fotogrametria. To metodami fotogrametrycznymi tworzy się mapy, a obecnie – poprzez tworzenie baz danych topograficznych – danymi zasila się systemy informacji przestrzennej. Towarzyszy temu rozwój obrazowania lotniczego i satelitarnego – głównego źródła informacji o otaczającej nas geoprzestrzeni.

Książka obejmuje zagadnienia współczesnej fotogrametrii cyfrowej, tj. nauki zajmującej się pozyskiwaniem informacji o powierzchni Ziemi i obiektach na niej położonych drogą rejestracji oraz pomiaru zdjęć i zobrazowań, głównie lotniczych. Ta informacja przybiera zwykle postać opracowań kartograficznych, obecnie w formie cyfrowej, powstałych z opracowania przestrzennego zdjęć i danych lotniczego skaningu laserowego.

Fotogrametria, przez ponad sto lat rozwoju, bazując na dość złożonych, przestrzennych związkach geometrycznych między powierzchnią terenu a jego zdjęciami z powietrza, wypracowała wydajne metody tworzenia produktów kartograficznych.

Obecnie, te klasyczne już metody zostały zaimplementowane w dość złożone algorytmy i wysokowydajne technologie, o znacznym stopniu automatyzacji procesów pomiarowych opartych na widzeniu maszynowym.

Intencją autora jest, by niniejsze opracowanie ułatwiło zrozumienie podstaw fotogrametrii. Dzięki internetowi jesteśmy zalewani fragmentarycznymi informacjami, nietworzącymi jednak spójnego systemu wiedzy. W dobie fotogrametrii cyfrowej zrozumienie metod, algorytmów i współczesnych procesów opracowań fotogrametrycznych jest nawet trudniejsze niż dawniej. Bardziej złożone algorytmy, zorientowane na automatyzację, są mało „intuicyjne”. Dawniej, w dobie fotogrametrii analogowej, rozwiązanie zadania pomiarowego za pomocą instrumentów analogowych było widoczne „gołym okiem”, obecnie przybiera postać przysłowiowej „czarnej skrzynki”. Operator systemu widzi komputer z monitorem, ale trudno mu „zajrzeć do środka” i zrozumieć metodyczną istotę rozwiązania. Nie ułatwia tego również niedostatek współczesnych opracowań podręcznikowych, a te sprzed kilkunastu lat straciły kontakt ze współczesną, „cyfrową” rzeczywistością.

Książka pojawia się w momencie zasadniczych przemian technicznych i przewartościowania pojęć z zakresu fotografowania i obrazowania lotniczego i satelitarnego oraz pomiarowego opracowania takich zdjęć i obrazów. Jej zakres wychodzi naprzeciw tym zmianom. Publikacja ma przede wszystkim zaspokoić potrzeby edukacyjne. Odpowiednia będzie do kształcenia na kierunku „geodezja i kartografia” w uczelniach technicznych, uniwersytetach i akademiach rolniczych kształcących w zakresie kartografii, teledetekcji, systemów informacji przestrzennej i szeroko rozumianej geoinformatyki.

Jesteśmy świadkami gwałtownego przyspieszenia krycia powierzchni kraju nowymi produktami realizowanymi w najnowszych cyfrowych technologiach. Równocześnie wdrażane są prawne, techniczne i instytucjonalne rozwiązania w zakresie standaryzacji i harmonizacji różnych produktów pochodnych od zdjęć lotniczych oraz ich szerokiej dystrybucji. Nasza przynależność do Unii Europejskiej każe postrzegać te problemy w szerszym, międzynarodowym wymiarze. Towarzyszy temu zapotrzebowanie na rzetelną informację i aktualizację wykształcenia urzędników administracji państwowej i samorządowej zaangażowanych w te procesy.

Warte podkreślenia jest to, że książka jest dedykowana nie tylko studentom i specjalistom zajmującym się wytwarzaniem produktów fotogrametrycznych, ale również szerokiemu gronu użytkowników takich produktów. Jako taka może spotkać się z zainteresowaniem nie tylko środowiska akademickiego, ale szeroko rozumianego środowiska geoinformacyjnego korzystającego z gotowych opracowań fotogrametrycznych znajdujących się w państwowym zasobie geodezyjnym.

Szybki rozwój nowoczesnych technik fotogrametrycznych wymusza konieczność precyzyjnego rozumienia pojęć z tego zakresu, niezbędnych do skutecznego komunikowania się specjalistów i użytkowników zaangażowanych w ten proces. Ta publikacja może to ułatwić, zawiera bowiem propozycje nazewnictwa w zakresie przedmiotu.

Podano w niej podstawy teoretyczne, ale również przedstawiono praktyczne spojrzenie na funkcjonowanie fotogrametrii w wymiarze krajowym i europejskim. Autor wykorzystał swoje doświadczenie zawodowe wyniesione ze ścisłej, ponad dwudziestoletniej współpracy z instytucjami i jednostkami administracyjnymi odpowiedzialnymi za wdrażanie nowych technologii, pokrycie kraju nowoczesnymi produktami fotogrametrycznymi i stanowienie standardów w tym zakresie. Ta współpraca wyraża się udziałem w realizacji dużych, ogólnokrajowych projektów oraz aktywnością na poziomie europejskim w zakresie tworzenia standardów w ramach INSPIRE.

Na układ i zakres treści książki istotny wpływ miały lata pracy dydaktycznej w Politechnice Warszawskiej i prowadzenie zajęć ze studentami, szczególnie specjalności „fotogrametria i teledetekcja”.

Warszawa, 2014 rok

Zdzisław Kurczyński