1

Politechnika Świętokrzyska – R Florek Paszkowski

Geomatyka - 

PODSTAWY FOTOGRAMETRII

1 Definicja fotogrametrii jako specjalności geomatyki

Geomatyka   jest   dyscypliną  nauki,   która   integruje   pozyskiwanie,   przetwarzanie,  

analizowanie,   wizualizowanie   i   zarządzanie   danymi   przestrzennymi,   to   jest   danymi  
identyfikowanymi według atrybutu lokalizacji czyli geo-położenia. Bazując na nauce geodezji,  
jako   jej   podstawowej   specjalności,   geomatyka   stosuje   podziemne,   naziemne,   morskie,  
podmorskie, napowietrzne i satelitarnie umiejscowione sensory do pozyskiwania tych danych  
przestrzennych   i   innych   danych.   Geomatyka   obejmuje   proces   przetwarzania   danych  
przestrzennych z różnych źródeł do wspólnego systemu informacyjnego z dobrze zdefiniowaną  
charakterystyką dokładności. 

Geomatyka   jawi   się   w   tym   świetle,   jako   nazwa   nadrzędna   i   nowoczesny   zwornik 

dotychczasowych   dyscyplin   geodezyjnych   i   mierniczych   oraz   grupy   nowych   dyscyplin 
wynikających z rozwoju technologicznego. 

W powyższym opisaniu geomatyki pojawia się jej dziedzina geodezja, ale po polsku jest to 

wyższa   geodezja.   Używane   w   Polsce   terminy  geodezja,   geodezja   miejska,   geodezja  
inżynieryjna,   geodezja   rolna,   geodezja   przemysłowa,   itp.  nazywane   są   w   nomenklaturze 
światowej  miernictwem  z dodatkiem określającym rodzaj tego miernictwa, np.  land surveying, 
czyli   polskie  pomiary   katastralne  wykonywane   przez  geodetę   uprawnionego,  zwanego   w 
świecie land surveyor zaś po polsku mierniczy. 

1) GEODEZJA (wyższa) – systemy współrzędnych przestrzennych i innych, ziemskie i 

poza ziemskie.

2)

POZYCJONOWANIE   I   NAWIGACJA   –   GPS  i   inne   systemy   (gsm,   morskie, 
podziemne, radiowe).

3) CYFROWE

 

OBRAZOWANIA,

 

FOTOGRAMETRIA,

 

KARTOGRAFIA, 

TELEDETEKCJA   –   jak   wydobyć   geoinformacje   z   obrazów   i   danych   z   sensorów, 
stosownie do aplikacji tematycznej, jak wykonywać różnorodne mapy.

4) GIS (Systemy Informacji Geograficznej) – systemy komputerowe zdolne do łączenia, 

przechowywania,   przetwarzania,   modelowania,   i   prezentowania   informacji 
przestrzennych w odniesieniu do lokalizacji geograficznej.

5)

SYSTEMY   INFORMACJI   O   TERENIE,   KATASTER   NIERUCHOMOŚCI   – 
własnościowe   i   fiskalne   (lub   łączne)   systemy   katastralne   (w   tym   rejestry 
nieruchomości – gruntów, budynków, lokali) systemy informacji o terenie.

6) MIERNICTWO INŻYNIERSKIE – całokształt zastosowań technologii geomatycznych 

w zastosowaniu do dokumentowania, obsługi i badania stanów i procesów w różnych 
dziedzinach (budownictwo, górnictwo, sieci radiowe i przesyłowe, itd.)

W   powyższym   wykazie   dziedzin  geomatyki  pojawiają   się   jej   dziedziny:  fotogrametria   i 

teledetekcja. 

Fotogrametria  i   teledetekcja   są   dziedzinami   Geomatyki,   dotyczącymi   zdalnego  

pozyskiwania   geoinformacji   o   obiektach   fizycznych   i   środowisku,   poprzez   proces   rejestracji  
kamerami fotograficznymi i skanerami, fotointerpretacji, pomiaru i analizy geoinformacji, przy  
wykorzystaniu promieniowania elektromagnetycznego. 

Fotogrametria  dotyczy głównie pomiarów i wykonywania map, w szczególności cyfrowych  

ortofotomap zawierających w treści zobrazowanie fotograficzne. 

2

Politechnika Świętokrzyska – R Florek Paszkowski

Teledetekcja   środowiska   geograficznego   i   obiektów   fizycznych   skupia   się   na   zdalnym  

określaniu cech spektralnych powierzchni ziemi, atmosfery, i wód, w celu badania ich stanu i  
zjawisk.

Pojedynczy fotogrametryczny system pomiarowy obiektu obejmuje trzy elementy składowe:

1)

- detektor - służy do wykrywania i rejestracji energii promieniowania 
elektromagnetycznego (emulsja fotograficzna, światłoczuła matryca elektroniczna 
CCD, …)

2)

- sensor – urządzenie zawierające detektor umożliwiające zdalną rejestrację, 
przechowanie i przekazanie danych zarejestrowanych (kamera fotograficzna, skaner, 
mikroskop, …)

3)

- platforma sensora – nośnik sensora (samolot, balon, satelita, rakieta, stanowisko 
naziemne, podziemne, podwodne, …)

Używane przedziały spektrum promieniowania elektromagnetycznego przedstawione są na 

Rys.1-widmo. Szczególną rolę odgrywają zakres widzialny RGB 400-700 nanometrów, 
podczerwień bliska 700-800 nanometrów oraz kanały podczerwieni termalnej 1-10 
mikrometrów. 

Technika wielospektralna polega na jednoczesnym fotografowaniu bądź skanowaniu w kilku 

kanałach spektralnych, np. R czerwony, G zielony, B niebieski, IR podczerwony bliski 
widzialnemu. Kanał poczerwieni bliskiej IR szczególnie uwypukla wody i tereny wilgotne, oraz 
chorą roślinność.

Rys.1-widmo

Kamery fotogrametryczne rejestrują obrazy analogowe bądź cyfrowe w rzucie środkowym 

(perspektywa) definiowanym przez rzutnię (płaszczyznę obrazu) i środek rzutów. Odległość od 
środka rzutów od rzutni nazywa  się odległością obrazu. Rzut ortogonalny środka rzutów na 
rzutnię nazywa się punktem głównym.

Rys.2-zdjęcie-teren

Ortofotomapy definiowane są w rzucie równoległym i mogą posiadać nakładki tematyczne 

skompilowane   z   treścią   fotograficzną   (warstwice,  kataster,   uzbrojenie   terenu,   itd.).   Istotną 
rzeczą   jest   wyeliminowanie   wpływu   nachylenia   zdjęcia   i   deniwelacji   terenu   na   przesunięcia 
radialne punktów.

Rys.3-Przesunięcie_radialne.

Fundamentalne   znaczenie   w   fotogrametrii   ma   wykorzystywana   zasada   steroskopowego 

widzenia i rekonstrukcja modelu przestrzennego do pomiaru 3 współrzędnych x, y, z punktów 
terenu.   Dlatego   zdjęcia   fotogrametryczne   wykonywane   są   z   zachowaniem   odpowiedniego 
pokrycia podłużnego i poprzecznego.

Rys.4-Pokrycie zdjęć

Aerotriangulacja przestrzenna jest formą wyrównania danych fotogrametrycznych w oparciu 

o   wysokiej   dokładności   osnowę   terenowych   punktów   kontrolnych,   co   zapewnia   uzyskanie 
wysokiej i jednorodnej dokładności wyznaczanych współrzędnych punktów mierzonych. 

Wymienione   powyżej   zagadnienia   będą  tematami   zajęć   z   fotogrametrii   w   dalszym   toku 

studiów.

2 Przykłady produktów i opracowań fotogrametrycznych.

Przedstawione   są   wybrane   zastosowania   fotogrametrii   do   sporządzania   ortofotomapy, 

kompilowania   ortofotomapy   z   nakładkami   tematycznymi   lub   innymi   mapami   (zasadnicza, 
ewidencyjna).

3

Politechnika Świętokrzyska – R Florek Paszkowski

2.1 Ortofotomapa katastralna

Przykład ortofotomapy przedstawiony na rys.5 pokazuje kompilację treści fotograficznej w 

barwach naturalnych z nakładką ewidencji gruntów i budynków, w skali 1:500. 

Rys.5 – ortofoto500-kataster

ZADANIE 2.1. Przeanalizuj wszystkie elementy dodane do ortofotomapy nie będące treścią 

fotograficzną.

2.2 Weryfikacja ewidencji gruntów i budynków na podstawie ortofotomapy.

Na   ortofotomapie   katastralnej   możliwym   jest   wykrywanie   budowli   wzniesionych   a 

nieuwidocznionych na mapie ewidencyjnej bądź zasadniczej. 

Podobnie   można   zauważyć   wyburzone   już   obiekty   budowlane   a   ciągle   istniejące   w 

ewidencji gruntów i budynków.

Porównując   obrysy   obiektów   na   mapie   ewidencyjnej   i   zasadniczej   z   ich   obrazami   na 

ortofotomapie, można określić niezgodności wynikające z braku inwentaryzacji powykonawczej 
lub oparcia jej tylko o dane projektowe.

Rys.6 – orto_ewid_porownanie

ZADANIE 2.2. Znajdź i opisz lokalizację budowli nieistniejącej w terenie a figurującej w 
ewidencji i odwrotnie, istniejącej w terenie a niewykazanej w ewidencji.

2.3 Ortofotomapa z nakładką uzbrojenia

Położenie mediów (prąd, woda, gaz, kanalizacja, itd.) na podkładzie ortofotomapy ułatwia 

ich lokalizację w terenie.

Rys.7 – orto_media

ZADANIE 2.3. Przeanalizuj rodzaje uzbrojenia wykazanego na przykładzie, kolory i sposób 

opisania, scharakteryzuj kwestię lokalizacji w terenie z pomocą treści fotograficznej (roślinność, 
uprawy).

2.4 Ortofotomapa z warstwicami

Ortofotomapa   skompilowana   z   informacją   o   wysokościach   umożliwia   zastosowania 

wymagające posługiwania się wysokościami i konfiguracją terenu.

Rys.8 – orto_warstwice

ZADANIE 2.4. Wymień przynajmniej 2 elementy informacji wysokościowej pokazane na 
przykładowej mapie. Scharakteryzuj kwestię konfiguracji terenu w aspekcie fotograficznego 
widoku pokrycia terenu.

2.5 Zdjęcia lotnicze i ortofotomapa jako dowody sądowe

Ortofotomapa katastralna, zawierająca fotograficzny zapis wyglądu terenu, sposobu jego 

użytkowania (np. szlak drogowy lub piesza ścieżka) i jego pokrycia wykonana na aktualny lub 
przeszły stan, może stanowić materiał dowodowy 

1. dla   celów   prawnych   (zasiedzenie,   służebności,   rozgraniczenie,   ustalenia   granic, 

wykonywanie użytkowania);

2. dla   określenia   odszkodowania   w   sprawach  ubezpieczeniowych,   np.   w   przypadku 

zniszczeń   spowodowanych   klęskami   żywiołowymi   (powódź,   pożar)   i   katastrofami 
(osunięcie ziemi, tąpnięcie górnicze).

ZADANIE 2.5. Uwzględniając prawny termin zasiedzenia służebności gruntowej przechodu 

i   przejazdu   20   lat   w   dobrej   wierze   i   30   lat   w   złej   wierze,   opisz   możliwość   i   procedurę 

4

Politechnika Świętokrzyska – R Florek Paszkowski

wykorzystania   fotogrametrycznych   zdjęć   lotniczych,   jako   materiału   dowodowego   w 
postępowaniu sądowym o zasiedzenie tejże służebności.

2.6 Ortofotomapa, jako warstwa lokalizacyjna dla projektu miejscowego  

planu zagospodarowania przestrzennego lub studium uwarunkowań do  
planu wykładanych dla społeczności lokalnej objętej planem.

Użycie   ortofotomapy  jako  warstwy   georeferencyjnej   dla  projektu  planu  miejscowego  lub 

studium   uwarunkowań  podnosi   łatwość   orientowania   się   w   szczegółach   przebiegu 
projektowanych dróg i granic obszarów zagospodarowania, zwłaszcza dopuszczonej zabudowy 
mieszkaniowej i innej.

ZADANIE   2.6.  Podaj   na   przykładach   zalety   zastosowania   ortofotomapy   dla   celów 

prezentowania projektów planów miejscowych i studium uwarunkowań.

2.7 Tereny zalewowe

W   procesie   wytwarzania   ortofotomapy   powstaje   dokładny   wysokościowy   model   terenu, 

który może być wykorzystany do określenia terenów zalewowych dla zadanej wysokości wody 
powodziowej.

Rys.9 – orto_zalewowe

ZADANIE 2.7. Skomentuj przeznaczenie i formę map zalewowych.

2.8 Ortofotomapa składowiska przemysłowego

Fotogrametria   jako   bezkontaktowa   metoda   pomiaru   pozwala   nie   tylko   na   pomiary 

niebezpiecznych składowisk ale także ich interpretację pod względem stanu, składu i dynamiki.

Rys.10 – orto_haldy

ZADANIE   2.8.   Rozwiń   powyższe   zdanie   wymieniając   techniczne,   teledetekcyjne   i 

technologiczne   aspekty   wykorzystania   zdjęć   satelitarnych,   lotniczych   i   naziemnych   do 
rejestrowania i badania składowisk materiałów przemysłowych.

2.9 Ortofotomapa osadników odpadów płynnych

W   świetle   niedawnej   katastrofy   zbiorników   toksycznych   odpadów   na   Węgrzech   w 

kombinacie produkującym aluminium, rejestrowanie stanu wypełnienia stawów osadnikowych i 
wałów jest wymagane dla zabezpieczenia ich przed ewentualnym uszkodzeniem. Wylanie się 
toksycznych substancji to zagrożenie dla środowiska, ludzi i zwierząt.

Rys. 11 – orto_osadniki

ZADANIE 2.9.  Opisz, jakie pomiary i badania powinny być prowadzone dla zapewnienia 

bezpiecznej eksploatacji przemysłowych stawów osadnikowych.