Výzkum uplatnění dat laserového skenování v katastru nemovitostí

1. Výzkum uplatnění dat laserového skenování v katastru nemovitostí Ing. Tomáš Cajthaml

2. Pozemní laserové skenování • Statická metoda - prostorově složité objekty - budovy, průmyslová zařízení, tunely apod. • Novodobá metoda pořizování mračen 3D bodů – mobilní = prováděné z mobilních jednotek – především dopravní sítě a jejich okolí (automobily, vlaky nebo lodě), urbanistické oblasti

3. Využití pozemního laserscanningu Zejména v oborech jakými jsou: • architektura a dokumentace staveb • urbanismus, modelování zástavby a měst, • dopravní stavby a tunely, • energetika, potrubní a další průmyslové systémy.

4. Vysoká rychlost zaměření Přesnost v řádu několika málo centimetrů (cca do 6cm) Pokročilý stupeň automatizace při zpracování Bezkontaktní měření Možnost měření v nepřístupných podmínkách nebo nebezpečných provozech Úspory nákladů (zejména v dlouhodobějším horizontu) Výhody pozemního laser. skenování

5. Rešerše softwarových nástrojů Software lze rozdělit na: • software pracující s trojúhelníkovými sítěmi • prokládání mračen bodů modelovanými objekty • software pro zpracování digitálního modelu terénu • Bentley MicroStation, AutoCAD - plug-in • Pointools - různé verze software • Cinema4D, Maya, 3D StudioMax, … • Leica – Cyclone • Meshlab – opensource software

6. Výběr lokality

7. Vzorek dat

8. Data v MicroStation

9. Osvojení formátu dat • Mračna bodů - různé formáty (POD, LAS, PTS, PTX, FLS, FWS ad.). • XYZ – standardní formát • POD – vlastní formát společnosti Pointools, Ltd., plug-in využívá jej společnost Bentley v MicroStation Select 2 • DGN – verze 8, otevřený formát společnosti Bentley

10. Funkční model • Je možné využívat data z laserového skenování z pohledu využití pro katastrální praxi? • Data GEOVAP: XYZ -> MicroStation V8i SELECTseries 2 a 3, identifikace vybraných lomových bodů (budov a hranic parcel identických se silnicemi) • Možnosti využití systému MicroGEOS Nautil pro obnovu katastrálního operátu

11. Identifikovatelné objekty • budovy - zejména jejich rohy, ohraničení a další detaily jakými jsou okna, dveře apod., • vozovka, • chodníky, • osvětlení, • elektrické vedení, • dopravní značení, • zeleň (stromy, keře), • další drobné detaily (zábradlí, lavičky) atp.

12. Příčiny neúplnosti datové sady při sběru • hustota zástavby, • vzdálenost od osy trajektorie skenovacího zařízení, • zákryt porostem zabraňujícím snímání mračna bodů, • u objektů s horší odrazivostí - špatně identifikovatelná hranice a vymezení objektů, • malý dosah laserového skeneru, • nedostupnost terénu pro mobilní skenovací jednotku.

13. Identifikované budovy a jejich přesnost

14. Rozbor přesnosti identických bodů

15. Silné stránky • Vysoká polohová přesnost mračna bodů a z toho vyplývající vysoká polohová přesnost vektorizovaných dat/bodů, • práce ve 3D nevyžadující speciální zacvičení operátora jako pro fotogrammetrické metody, • rychlý sběr dat umožňuje získání aktuálních dat a jejich pravidelnou aktualizaci s krátkou časovou periodou, • nízké náklady na pořízení mračna bodů.

16. Slabé stránky • Nutnost vytvoření speciálních nástrojů pro usnadnění vektorizace objektů z mračna, • Neexistence software zaměřeného na katastr nemovitostí, který by za tímto účelem mračna bodů zpracovával, • Vývoj software pro interpretaci mračen bodů je teprve na počátku(automatizovaný), • Dosavadní postupy nejsou zaměřeny na katastr nemovitostí, ale na zpracování dat dopravních cest a sítí, vytvoření modelů budov a urbanizovaných oblastí, • Existence dosavadních předpisů pro katastr nemovitostí ČR vyžaduje získání souhlasu vlastníků s naměřenými/identifikovanými body - je podmínkou vyžadující zpřístupnění navrhovaného stavu vlastníkům k rozhodnutí, bylo by nutné přehodnotit/doplnit postup pro zpracování obnovovaného katastrálního operátu, • Jednoznačnost identifikace bodů na vlastnických hranicích - mimo rohů budov, které jsou velice dobře identifikovatelné, znamená např. vyznačení neznatelných vlastnických hranic (bez plotu nebo zakrytých, často může vyžadovat doplnění signalizací, značkami apod.), • Nekompletní měřená oblast z důvodů zákrytů křovím, dalšími budovami, dosahem uvedené metody do 30-40 m od trajektorie mobilního zařízení, • Nedostupnost měření v nepřístupných oblastech - extravilán, záhumenky, • Nutnost vyškolení operátorů odečítajících podrobné body a vytvoření odpovídající nástrojů, které jim tuto práci usnadní, • Nutnost vyhotovení kontrolního měřického pořadu pro eventuální přebírání dat od soukromých společností/třetích stran (z důvodu nedostupnosti signálu GPS může dojít k poruchám v polohové přesnosti měřených podrobných bodů, to je nutné kontrolovat, resp. napravit pomocí kontrolního polygonového pořadu - jistá forma post procesingu).

17. Příležitosti • Možnost doplnění souřadnic polohy v KN (pro transformace, pro přepracování do formy KMD nebo i KM-D), bez ohledu na (ne)souhlas vlastníků pro další řízení a místní šetření, • kontrola kvality dosavadních dat KN - na úseky s daty z laserového skenování je možné pohlížet jako na vzorky dat, tj. využitelné metodou vzorkování a přejímky dat pro analýzu úplnosti a polohové přesnosti vybraných objektů – využitelné opět zejména pro budovy KN nebo ZABAGED (pro odvození jistých prvků datových sad středních a malých měřítek – dopravní sítě), • vývoj postupu obnovy katastrálního operátu, který bude vycházet z podkladů obsahujících identické body získané z mračen, za účelem jejího zrychlení, zpřesnění, • možnost využití technologie laserového skenování při veřejných zakázkách pro digitalizaci katastrálních map, • významné doplnění vektorových dat KN s častou možností jejich aktualizace.

18. Hrozby • Zavedení této technologie může představovat vysoké pracovní zatížení/přetížení na straně resortu ČÚZK (nejsou vybudovány kontrolní mechanismy, nejsou připraveny databáze nebo souborové systémy pro ukládání zdrojových dat - mračen, nejsou připraveny předpisy, postupy a metodika) při přejímání dat i při jejich správě, • v oboru katastru nemovitostí není známa implementace této metody z pozice jiné státní mapovací služby, která by používala laserové skenování pro účely správy katastru nemovitostí, • podpora ze strany softwarových firem pro katastr nemovitostí je minimální a teprve se rozbíhá, • český katastr je veden v 2D, zavedení třetího rozměru by znamenalo změnu koncepce nebo by bylo třeba omezit se na přebírání dat pouze v 2D, • aktualizace katastru nemovitostí z pohledu polohové přesnosti a úplnosti dat si vyžádá další nároky na informační systémy spojené s vedením ISKN (RÚIAN, kontrola kvality, úpravu předpisů), • změní se tradiční úloha a postavení zeměměřiče/geodeta – nutné zaškolení nových pracovních sil jak na straně dodavatele, tak na straně odběratele.

19. Využití dat v katastru • Nelze očekávat přímé využití dat v KN => pokus o začlenění do jednotlivých technologií a procesů KN: • doplnění souřadnic polohy v KN, • kontrola kvality dat, • úprava postupů obnovy katastrálního operátu za účelem zrychlení a zpřesnění.

20. Využití pro hodnocení kvality dat • nahlížení na data z laserového skenování jako na vzorky dat – metoda vzorkování pro: • kontrola úplnosti, • ověření polohové přesnosti • zejména u budov KN, ZABAGED • Při hodnocení vhodná kombinace s ortofotomapou

21. Využití při obnově operátu • Vývoj postupu obnovy katastrálního operátu, který bude vycházet z podkladů obsahujících identické body získané z mračen, za účelem jejího zrychlení, zpřesnění • Zařazení jako druhé souřadnice polohy s kódem kvality 8 – mnohonásobné využití pro transformace, podkladové náčrty … • Začlenění do technologie tvorby KMD

22. Podmínky pro využití • rozhodnout o začlenění/certifikaci laserového skenování jako zeměměřické činnosti (nejen pro potřeby katastru nemovitostí), • stanovit podmínky pro přebírání dat pocházejících z laserového skenování (např. nutnost ověření, že nedošlo během měření ke znehodnocení GPS signálu skenovacích jednotek), • upravit dotčené stávající resortní předpisy.

23. Závěrečné shrnutí • Není možné data využít přímo - využití pro KN je malé • Interpretovaná data mohou být využitelná např. pro digitalizaci k.ú – veř. Zakázky – je na zvážení firem – efektivnost vůči klas. metodám • Společnosti disponující mobilními laserovými jednotkami mohou být dodavateli dat – zejména mimo KN – bylo by vhodné pro ně nastavit pravidla pro přebírání dat

24. Výzkum uplatnění dat laserového skenování v katastru nemovitostíDěkuji za pozornost Ing. Tomáš Cajthaml