Geodézie a kartografie

1/1 2020

PROJEKT OP VVV

Zajištění výzkumné infrastruktury pro potřeby nově akreditovaného upraveného programu Geodézie a kartografie

Název

Zajištění výzkumné infrastruktury pro potřeby nově akreditovaného upraveného programu Geodézie a kartografie

 

Identifikace poskytovatele

MŠMT ČR

 

Program

OP VVV

 

Identifikace projektu

CZ.02.1.01/0.0/0.0/16_017/0002390

 

Odpovědný řešitel

Prof. Dr. Ing. Karel Pavelka

 

Výsledky a výstupy projektu

Nově vybudovaných nebo modernizovaných infrastruktur

13

 

Počet studentů, kteří je budou využívat

60

 

Podíl studentů doktorského studia

80%

 

Počet doktorandů využívajících infrastruktury

20

Anotace celkového přínosu

Hlavním cílem projektu je umožnit studentům a doktorandům studijního programu Geodézie a kartografie kvalitní a moderní přípravu na řešení současných problémů ve geovědách.

Projekt "Zajištění výzkumné infrastruktury pro potřeby nově akreditovaného upraveného programu Geodézie a kartografie" je zaměřen na zlepšení podmínek pro studium a výzkum v nově akreditovaných doktorských studijních programech Geodézie a kartografie. Jedná se o studijní programy, na kterých se prolíná činnost a zaměření především katedry geomatiky a katedra speciální geodézie, za účasti dalších pracovišť Fakulty stavební, ČVUT v Praze.

V rámci řešení projektu je pořizováno moderní terénní a laboratorní přístrojové vybavení, které významně zlepší podmínky pro výzkumnou činnost doktorandů a studentů magisterských programů. V některých případech jsou prováděny rekonstrukce laboratoří tak, aby byly zajištěny podmínky pro provoz nových přístrojů. Součástí projektu je rovněž pořízení licencí moderních výpočetních programů pro analýzu dat a modelování procesů pro výuku a výzkum v oblasti vodního hospodářství a inženýrství životního prostředí.

Přínosem projektu je především:

- nově pořízené moderní vybavení pomůže studentům, doktorandům a výzkumným pracovníkům dosáhnout kvalitních vědeckých výstupů
- moderní výzkumné vybavení zatraktivní studium v nově akreditovaných programech
- kvalitní přístrojové vybavení umožní zintenzivnění zahraniční spolupráce

Pořízené infrastruktury
Stroje, zařízení a softwarové řešení k strojům

   1. Terestrický 3D laserový skenovací systém – Leica ScanStation P40

   2. Software 3D Reshaper

   3. Software Geomagic Wrap

   4. Software RealWorx

Skenovací systém ScanStation P40 je spolu se softwary RealWorks, 3D Reshaper a Geomagic Wrap využíván při výuce předmětu Laserové skenování 154LSK, který je součástí magisterského studia oboru Geodézie a kartografie a v bakalářských a diplomových pracích vedených na Katedře speciální geodézie. Skenovací systém slouží k seznámení studentů s principem měření 3D skenovacích systémů a s praktickým postupem měření v terénu pro různé aplikace. 

Obr_1.1.jpg   Obr_1.2.jpg   Obr_1.3.jpg

Obr. 1 Ukázka testování a využití laserového skeneru Leica ScanStationP40 v laboratorních podmínkách a v terénu.

Obr.2 - Copy 1.jpg

Obr. 2 Vypočet kubatur v 3DReshaper

Obr.3.jpg

Obr. 3 Ukázka zpracování mračno bodů z laserového skeneru ScanStationP40 v programu Geomagic Wrap

Výše zmíněné softwary (Obr. 2 a Obr. 3) jsou využívány ke zpracování naměřených dat. Používají se k základnímu zpracování naměřených mračen bodů (registrace stanovisek, ředění, čištění mračna, apod) a k následnému vytvoření 3D modelů, ať už ve formě nepravidelných trojúhelníkových sítí nebo CAD modelů. Vytvořené modely se dále používají pro tvorbu různých řezů, výkresové dokumentace nebo různé analýzy (výpočty objemů, ploch atd.).

   5. Elektronický univerzální tachymetr – totální stanice NOVA MS60 s příslušenstvím

   6. Přenosný miniaturizovaný terestrický 3D laserový skenovací systém – Leica BLK 360 + ReCap Pro + Cyclone REGISTER 360

Zařízení je miniaturizovaným laserovým skenerem se dvěma kamerami (RGB a termální) a umožňuje rychlý sběr 3D dat. Díky jeho malé velikosti a jednoduchosti ovládání je ideální pro sběr dat v těžko přístupných místech (sklepení, doly, hrobky). Zároveň je laserový skener BLK 360 vhodný pro expediční měření na zahraničních projektech, neboť je skladný a kompaktní, není zapotřebí žádných dalších periférií a lze ho vložit do příručního zavazadla.

Obr_4.1.jpg   Obr_4.2.jpg

Obr. 4 Práce v terénu při expedičním měřením (Maroko, únor 2020)

   7. 3D brýle a příslušenství pro virtuální realitu – Učebna kognitivní kartografie

Moderní vybavení učebny, získané z projektu OPVVV, umožňuje katedře pracovat s moderními trendy v kartografii a fotogrammetrii, testovat nové přístupy a možnosti vizualizací v oboru a současně modernizovat výuku. Učebna je vybavena pěti pracovními/výukovými stanicemi, přičemž každá stanice disponuje brýlemi pro virtuální realitu. Díky velkému pokroku ve světě hardwaru je nyní možné zpracovávat detailní 3D modely a přenášet je do světa virtuální reality, který tak umožňuje úplně jiný pohled na zpracovávaná data. Zanedlouho se ve světě výuka VR a zpracování 3D modelů pro VR může stát standardem, studenti si tak již dnes mohou vyzkoušet moderní způsoby zobrazení 3D modelů v době silného rozvoje této technologie.

Obr.5.jpg   Obr.6.jpg   Obr.7.jpg

Obr. 5, Obr. 6, Obr. 7 Výuka v učebně kognitivní kartografie

   8. Jednotný soubor stereografických doplňků pro učebnu VR – 2x zobrazovací zařízení, 1x HTC Vive Pro brýle, 4x HTC vive brýle

Obr_8.1.jpg   Obr_8.2.jpg

Obr. 8 Využítí HTC brýle v rámci výstavy Appola 16, 22.-25. řijna 2019

Obr.9.jpg

Obr. 9 Využití virtuální reality, HTC Pro brýle v rámci výstavy Apollo 11 (22.-25. října 2019)

   9. Tobii Pro Glasses 2 Live Wireless – eye tracker

   10. Komponenta pro přípravu 3D dat pro 3D tisk a virtuální realitu

   11. 3D tiskárna – F120 printer system

Další softwarové vybavení

   12. SW pro GNSS kontroléry – program Magnet Field GPS+

Software pro GNSS přijímače (Magnet od firmy Topcon) umožňuje použití stávajících přístrojů pro metodu RTK měření. Aparatury jsou využívány při výuce během semestru v 1. a 2.ročníku bakalářského studia, na výuce v terénu z geodetických přístrojů, na výuce v terénu z teoretické geodézie (magisterské studium) a též při podpůrných pracích při letecké fotogrammetrii (doktorandi). Nový software umožnil pokračovat v používání čtyř aparatur -10 let starých GNSS přístrojů, cena za SW je cenou jediné nové GNSS aparatury.

   13. Licence k SW Online Service – ArcGIS

ArcGIS ve své široké licenci Esri Site License využívá více kateder. Jedná se o desktopové produkty ArcGIS Desktop, resp. nově zaváděný ArcGIS Pro, jež jsou mimo instalace a používání na infrastruktuře ČVUT v Praze dostupné i studentům, kteří je mohou provozovat na svých počítačích, dále serverový produkt ArcGIS Enterprise a cloudové prostředí ArcGIS Online. Software se využívá pro širokou škálu geoinformačních činností od výuky přes závěrečné práce, řešené projekty až po vnitřní potřebu např. pro návrh nových informačních panelů nebo řešení indoor navigace. Při výuce na Fakultě stavební se software využívá zejména při výuce kurzů dotýkajících se kartografie, geografických informačních systémů, jakož i dalších geomatických oborů. Posluchači se dozvědí o přípravě a analýze dat, jejich sdílení a publikaci v prostředí internetu a tvorbě kartografických výstupů.

 14. PHOTOMOD – SW pro stereofotogrammetrii, 5 licencí

PHOTOMOD je fotogrammetrický program, který umožňuje zpracování archivních leteckých měřických snímků, digitálních leteckých snímků, snímků z bezpilotních prostředků, družicových optických a radarových snímků a LiDAR dat. Toto široké portfolio poskytuje možnost zpracování obrazových dat studentům, doktorandům a vědeckým pracovníkům z různých směrů geovědy.

Obr.10.jpg

Obr. 10 Ukázka jedná z pětí fotogrammetrických stanic, na které se 2D a 3D stereovektorizace za pomocí 3D brýlí – Laboratoř fotogrammetrie, Fsv, ČVUT

   15. Agisoft PhotoScan - 20 licencí

PhotoScan je též fotogrammetrický program, v kterém lze zpracovávat digitální měřický snímky z pozemní a letecké fotogrammetrie. Program podporuje jak klasický snímky s 3 kanály ve viditelném spektru, tak i snímky s více kanály – multispektrální snímky. Program umožňuje zpracování pomocí metodě obrazové korelace pro tvorbu i 3D modelů (viz Obr. 7).

PhotoScan se převážně používá v rámci předmětu FTG2 – Fotogrammetrie 2, kde studenty magisterského studia musí zpracovat ortofoto mosaiky.

Obr.11.jpg

Obr. 11 Zpracování digitálních snímků ve PhotoScan pro tvorbu 3D modelu Pomníku sv. Václava. Program umožňuje tvorbu hustého mračna bodu, mesh modelu a 3D modelu s texturou

   16. SW pro dálkový průzkum Země – Pix4Dmapper

Pix4d mapper je další fotogrammetrický nástroj, v kterém lze zpracovávat měřické snímky z pozemní a letecké fotogrammetrie. Díky pokročilým nástrojům v tomto programu lze zpracovávat multispektrální snímky a provádět radiometrické korekce snímků. Na katedře geomatiky se Pix4Dmapper převážně využívá od studentů magisterských programů a doktorandů pro různé spektrální analýzy, např. v sféře „inteligentního zemědělství“, kde pomocí multispektrálních snímků z bezpilotních letadel lze sledovat stav vegetace v infračerveném spektru.

Obr.12.jpg

Obr. 12 Ukázka výstupů pro “Inteligentní zemědělství” – vlevo: ortofoto mapa ve viditelném spektru, vpravo: vegetační mapa stějného pole v blizké infračerveném spektru.

 

Zpátky nahoru