Drukuj Eksport do pliku (MS Word)
Nazwa przedmiotu:
Lotniczy skaning laserowy
Koordynator przedmiotu:
prof. dr hab. inż. Zdzisław Kurczyński
Status przedmiotu:
Obowiązkowy
Poziom kształcenia:
Studia II stopnia
Program:
Geodezja i Kartografia
Grupa przedmiotów:
Obowiązkowe
Kod przedmiotu:
GK.SMK
Semestr nominalny:
2 / rok ak. 2023/2024
Liczba punktów ECTS:
3
Liczba godzin pracy studenta związanych z osiągnięciem efektów uczenia się:
Obliczania punktów ECTS dla przedmiotu godziny kontaktowe: 45h, w tym: obecność na wykładach: 15h, obecność na zajęciach projektowych: 30h przygotowanie do zajęć projektowych: 15h udział w konsultacjach 3h przygotowanie sprawozdań z ćwiczeń: 15h Razem nakład pracy studenta: 78h = 3 p. ECTS
Liczba punktów ECTS na zajęciach wymagających bezpośredniego udziału nauczycieli akademickich:
obecność na wykładach: 15h, obecność na zajęciach projektowych: 30h udział w konsultacjach 3h Razem nakład pracy studenta: 48h = 1,7 p. ECTS
Język prowadzenia zajęć:
polski
Liczba punktów ECTS, którą student uzyskuje w ramach zajęć o charakterze praktycznym:
obecność na zajęciach projektowych: 30h przygotowanie do zajęć projektowych: 15h przygotowanie sprawozdań z zajęć projektowych: 15h Razem nakład pracy studenta: 60h = 2 p. ECTS
Formy zajęć i ich wymiar w semestrze:
  • Wykład15h
  • Ćwiczenia0h
  • Laboratorium0h
  • Projekt30h
  • Lekcje komputerowe0h
Wymagania wstępne:
Wiedza i umiejętności w zakresie matematyki, geodezji, podstaw opracowania danych pomiarowych i fotogrametrii na poziomie 1-go stopnia kształcenia na kierunku geodezja i kartografia, w tym: Matematyka I i II (Statystyka matematyczna) sem. 4, Podstawy informatyki (sem. 3), Rachunek wyrównawczy (sem.2), Podstawy fotogrametrii (sem. 4), Fotogrametryczne technologie pomiarowe (sem. 5). Wiedza w zakresie technologii fotogrametrycznych na poziomie 2-go stopnia kształcenia, w tym Technologie fotogrametryczne (sem. 1).
Limit liczby studentów:
-
Cel przedmiotu:
Opanowanie zaawansowanej wiedzy teoretycznej w zakresie skanowania laserowego, pozyskiwanego z pułapu lotniczego (załogowego) i BSL. Nabycie umiejętności opracowania takich danych dla tworzenia zaawansowanych produktów geoinformacyjnych (modele wysokościowe, modele 3D, inne).
Treści kształcenia:
Wykład: 1. Pozyskiwanie danych ALS 1.1 Składowe systemu 1.2 Rejestrowane parametry 1.3 Rozkład śladów punktów laserowych na pow. Ziemi (optyczny układ skanujący). Zależność gęstości i równomierności gęstości punktów od parametrów systemu i parametr lotu. 1.4 Typowe parametry skanerów topograficznych. Systemy ALS na rynku 1.5 Właściwości danych ALS 1.6 Formaty zapisu danych (LAS ASPRS, szczegółowo). Kompresja 2. Rejestracja kilku odbić (ech). Wzrost gęstości punktów poprzez technikę MPA (możliwości i ograniczenia) 3. Rejestracja pełnego kształtu fali odbitej (fullwave). 3.1 Interakcja sygnał-obiekt 3.2 Dekompozycja sygnału - metody 3.3 Możliwości i ograniczenia. Zastosowania 4. Współdziałanie skanera z kamerą obrazową 4.1 Połączenie z kamerą średnioformatową. Warunki realizacji nalotów 4.2 Kolorowanie chmury punktów ALS (podstawa metodyczna). Typowe błędy 5. Georeferencja danych ALS 5.1 Rola obserwacji GNSS/INS w orientacji danych ALS 5.2 Klasyfikacja błędów wpływających na dokładność danych ALS 5.3 Podział obszaru opracowania na bloki i szeregi 5.4 Wyrównanie trajektorii lotu 5.5 Orientacja wzajemna danych ALS 5.6 Osnowa terenowa (płaszczyzny referencyjne, płaszczyzny kontrolne, rozkład, …) 5.7 Wskaźniki jakości/ dokładności wyrównania 6. Opracowanie danych ALS 6.1 Filtracja. Metody (szczegółowo algorytm Axelsona, …). Budowa NMT 6.2 Klasyfikacja. Typowe klasy (wg LAS ASPRS). Budowa NMPT. 6.3 Jakość NMT/NMPT. Parametry standaryzujące jakość. Parametry NMT/NMPT a parametry danych ALS 6.4 Ilustracja i komentarz do typowych błędów opracowania danych ALS 7. Kalibracja platformy skanującej 7.1 Powiązanie błędów (syt i wys) z parametrami kalibracji systemu. 7.2 Pole kalibracyjne dla danych ALS 8. Systemy skanowania bispektralnego i multispektralnego 8.1 Skaner batymetryczny (specyfika, głębokość penetracji, …) 8.2 Wielospektralne systemy ALS (przykłady konstrukcji i finalnych produktów) 9. Systemy fotonowe (specyfika, właściwości, przykłady konstrukcji, …) 9.1 Specyfika systemów fotonowych i Geiger-mode 9.2 przykłady konstrukcji, analiza efektywności 9.3 Ocena jakości danych skanerów fotonowych 10. Systemy skanowania laserowego z pokładu UAV 10.1 Przegląd rozwiązań LIDAR przeznaczonych dla UA 10.2 Metody orientacji danych ULS 10.3 Analiza jakości i możliwości zastosowań danych ULS 11. ALS – przykłady zastosowań Ćwiczenia lab.: 1. Wyrównanie i georeferencja bloku danych ALS wraz z oceną jakości chmury punktów (8 godz.) 2. Filtracja i klasyfikacja chmury punktów ALS (4 godz.) 3. Generowanie numerycznych modeli wysokościowych wraz z oceną dokładności i jakości finalnego produktu (6 godz.) 4. Tworzenie modeli 3d budynków wraz z analizą dokładności i szczegółowości produktu (8 godz.) 5. Uzupełnienie i zaliczenie ćwiczeń (4 godz.)
Metody oceny:
Wykład: Do zaliczenia wykładu wymagane jest uzyskanie pozytywnych ocen z dwóch sprawdzianów w semestrze. Ćwiczenia: Do zaliczenia ćwiczeń wymagane jest: wykonanie wszystkich tematów/projektów przewidzianych programem zajęć i uzyskanie pozytywnych ocen ze wszystkich sprawozdań. Obrona ustna sprawozdań. Do zaliczenia sprawdzianu wymagane jest uzyskanie 60% punktów. Ocenę łączną stanowi średnia arytmetyczna z sprawdzianów oraz zaliczenia ćwiczeń. Oceny wpisywane są według zasady: 5,0 - pięć (4,76 - 5,0); 4,5 - cztery i pół (4,26-4,74); 4,0 – cztery (3,76-4,25); 3,5 (trzy i pół (3,26 - 3,75), 3,0 – trzy (3,0-3,25). Nieusprawiedliwiona nieobecność na więcej niż 2-ch zajęciach oznacza niezaliczenie przedmiotu. Student nieobecny na zajęciach ma obowiązek zgłosić się do prowadzącego (mail, osobiście) celem uzgodnienie terminu odrobienia ćwiczeń. Ocena końcowa z przedmiotu: Warunkiem zaliczenia przedmiotu są pozytywne oceny z egzaminu i zaliczenia ćwiczeń. Ocena końcowa jest średnią z egzaminu i zaliczenia ćwiczeń.
Egzamin:
nie
Literatura:
1. Kurczyński: konspekty z wykładów 2. Kurczyński: Fotogrametria. PWN, 2014 3. Kurczyński: Lotnicze i satelitarne obrazowanie Ziemi. Tom 1 i 2. Oficyna Wydawnicza PW. Wydanie II, 2013 4. Butowtt, Kaczyński: Fotogrametria. WAT, 2010 5. Kraus K.: Photogrammetry. Geometry from Images and Laser Scans (Second Edition). Walter de Gruyter. Berlin, New York, 2007 6. Kurczyński: Słownik z zakresu fotogrametrii (polsko-angielski i angielsko-polski). GEODETA, Warszawa, 2014
Witryna www przedmiotu:
Uwagi:

Efekty uczenia się

Profil ogólnoakademicki - wiedza

Efekt

Weryfikacja:
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt W-1
Zna działanie lotniczego skaningu laserowego, parametrów wynikowych danych (chmury punktów) oraz formatów ich zapisu.
Weryfikacja: Zaliczenie dwóch sprawdzianów z wykładów. Obrona ustna sprawozdań
Powiązane efekty kierunkowe: K_W13, K_W11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07
Efekt W-2
Zna metody georeferencji danych ALS oraz kalibracji platform skanujących.
Weryfikacja: Zaliczenie dwóch sprawdzianów z wykładów. Obrona ustna sprawozdań
Powiązane efekty kierunkowe: K_W16, K_W11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04, T2A_W05, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07
Efekt W-3
Zna techniki opracowania danych ALS i technologie wytworzenia z nich produktów: różnych modeli wysokościowych, modeli 3D.
Weryfikacja: Zaliczenie dwóch sprawdzianów z wykładów. Obrona ustna sprawozdań
Powiązane efekty kierunkowe: K_W13, K_W11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W03, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07
Efekt W-4
Zna najnowsze trendy w zakresie skanowania laserowego, a w tym zasady działania wielospektralnych skanerów laserowych, systemów fotonowych i systemów dedykowanych dla BSL.
Weryfikacja: Zaliczenie dwóch sprawdzianów z wykładów. Obrona ustna sprawozdań
Powiązane efekty kierunkowe: K_W11
Powiązane efekty obszarowe: T2A_W04, T2A_W07, T2A_W04, T2A_W05, T2A_W07

Profil ogólnoakademicki - umiejętności

Efekt

Weryfikacja:
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt U-1
Potrafi poddać dane lotniczego skaningu laserowego georeferencji i ocenić jakość tej georeferencji
Weryfikacja: Zaliczenie dwóch sprawdzianów z wykładów. Obrona ustna sprawozdań
Powiązane efekty kierunkowe: K_U11, K_U17
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U09, T2A_U10, T2A_U11, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U07, T2A_U18, T2A_U19
Efekt U-2
Potrafi opracować dane ALS, w tym poddać je filtracji, klasyfikacji i wytworzyć produkty: różne modele wysokościowe i modele 3D budynków wraz z oceną dokładności tych produktów.
Weryfikacja: Zaliczenie dwóch sprawdzianów z wykładów. Obrona ustna sprawozdań
Powiązane efekty kierunkowe: K_U16, K_U17, K_U19
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U10, T2A_U12, T2A_U10, T2A_U12, T2A_U08, T2A_U10, T2A_U17
Efekt U-3
Zna stan i standardy pokrycia kraju danymi ALS i produktami pochodnymi z ich opracowania oraz potrafi je pozyskać z państwowego zasobu geodezyjnego.
Weryfikacja: Zaliczenie dwóch sprawdzianów z wykładów. Obrona ustna sprawozdań
Powiązane efekty kierunkowe: K_U18, K_U22
Powiązane efekty obszarowe: T2A_U08, T2A_U09, T2A_U10, T2A_U17, T2A_U15, T2A_U09, T2A_U12, T2A_U17, T2A_U18

Profil ogólnoakademicki - kompetencje społeczne

Efekt

Weryfikacja:
Powiązane efekty kierunkowe:
Powiązane efekty obszarowe:
Efekt K-1
potrafi współpracować i pracować w grupie
Weryfikacja: Zaliczenie dwóch sprawdzianów. Obrona ustna sprawozdań. Praca w zespołach dwuosobowych
Powiązane efekty kierunkowe: K_K04, K_K06
Powiązane efekty obszarowe: T2A_K03, T2A_K02