velikost textu

Topografické mapování skalních útvarů s využitím dat leteckého laserového skenování

Upozornění: Informace získané z popisných dat či souborů uložených v Repozitáři závěrečných prací nemohou být použity k výdělečným účelům nebo vydávány za studijní, vědeckou nebo jinou tvůrčí činnost jiné osoby než autora.
Název:
Topografické mapování skalních útvarů s využitím dat leteckého laserového skenování
Název v angličtině:
Topographic mapping of rock formations with the use of airborne laser scanning data
Typ:
Disertační práce
Autor:
RNDr. Jakub Lysák
Školitel:
Ing. Markéta Potůčková, Ph.D.
Oponenti:
Ing. Karel Brázdil, CSc.
doc. Ing. Jiří Šíma, CSc.
Id práce:
83407
Fakulta:
Přírodovědecká fakulta (PřF)
Pracoviště:
Katedra aplikované geoinformatiky a kartografie (31-370)
Program studia:
Kartografie, geoinformatika a dálkový průzkum Země (P1310)
Obor studia:
-
Přidělovaný titul:
Ph.D.
Datum obhajoby:
14. 9. 2016
Výsledek obhajoby:
Prospěl/a
Jazyk práce:
Čeština
Klíčová slova:
skalní útvary, letecké laserové skenování, filtrace dat, full waveform analýza, digitální topografická databáze, ZABAGED, geografické názvosloví, topografická mapa, vizualizace výškopisu, znázorňování skal, skalní šrafy, digitální kartografie, státní mapové dílo
Klíčová slova v angličtině:
rock formations, airborne laser scanning, data filtering, full waveform analysis, digital topographic database, ZABAGED, geographic names, topographic map, visualization of hypsography, cliff drawing, rock hachures, digital cartography, state map series
Abstrakt:
ABSTRAKT Abstrakt Práce se komplexním způsobem věnuje topografickému mapování skalních útvarů s využitím moderních technologií, od pořizování a zpracování dat leteckého laserového skenování (LLS) v těchto oblastech, přes navazující tvorbu obsahu topografických databází z těchto dat až po jejich kartografické zpracování do podoby topografické mapy. V úvodu práce jsou diskutovány otázky jejího významu pro praxi a souvislost topografického mapování skal s dalšími obory lidské činnosti. Část týkající se LLS popisuje produkty odvozené z těchto dat, které jsou vhodné pro topografické mapování skal, a diskutuje specifika pořizování a zejména zpracování dat LLS v zalesněném členitém reliéfu. Podrobně jsou vysvětleny existující přístupy k řešení uvedené problematiky a identifikovány jejich nedostatky. Formou případových studií jsou prezentovány vlastní přístupy k řešení tohoto úkolu, zahrnující tři provedené a další tři navržené experimenty a hodnocení dosažených výsledků. Součástí jsou také doporučení týkající se mapování pískovcových skalních měst v Česku metodou LLS. Topografická část práce popisuje současnou reprezentaci skal a souvisejících objektů v ZABAGED s vysvětlením historických souvislostí, analyzuje stávající data a identifikuje jejich nedostatky zejména ve vztahu k LLS. Rešerše shrnuje stávající přístupy k reprezentaci skal v zahraničních topografických databázích, jak s národním, tak s širším pokrytím. Klíčovou část představuje návrh vlastní metodiky pro reprezentaci skalních útvarů v topografické databázi, zahrnující popis jednotlivých typů objektů, ukázky jejich použití na typických tvarech skalního reliéfu a diskuzi možnosti získání těchto objektů, jednak automatizovaně s využitím dat LLS, jednak z dalších zdrojů, které jsou pro území Česka relevantní. Zařazen je experiment zaměřený na automatickou klasifikaci obvodových linií skalního terénu. Metodika byla otestována na několika modelových lokalitách; shrnuty jsou hlavní dosažené výsledky. Řešeny jsou i otázky týkající se geografického názvosloví skal, zahrnující zejména analýzu současného stavu v databázi Geonames a diskuzi možností doplnění tohoto názvosloví z horolezeckých databází. V rámci této části byl proveden experiment zaměřený na existující shodu těchto jmen. Kartografická část práce začíná popisem tradičních metod analogové kartografie pro znázorňování skal, s důrazem na podrobné analytické zpracování žebříčkové manýry a konturové metody, sloužící následně jako podklad pro návrh jejich automatizace. Dále jsou popsány a porovnávány existující způsoby používané pro reprezentaci skal v digitální kartografii včetně technických detailů jejich realizace, se zvláštním důrazem na metodu používanou Zeměměřickým úřadem (ZÚ) na základních mapách jím vydávaných. Zařazena je také diskuze smyslu skalních šraf v současné digitální kartografii. Rešeršní část podrobně popisuje existující algoritmy pro znázorňování skal, resp. tvorbu šraf. Hlavní částí je návrh, podrobný popis, testování a diskuze praktické použitelnosti tří nově navržených algoritmů pro znázorňování skal (metody používané ZÚ na základních mapách, žebříčkové manýry a konturové metody), využívající navrženou reprezentaci informací o skalním terénu z topografické části práce. Práce je zakončena obecnou vizí možného budoucího zpracování skalních útvarů v českém státním mapovém díle včetně návrhu její praktické realizace. Při řešení práce autor spolupracoval s odborníky ze ZÚ. klíčová slova: skalní útvary, letecké laserové skenování, filtrace dat, full waveform analýza, digitální topografická databáze, ZABAGED, geografické názvosloví, topografická mapa, vizualizace výškopisu, znázorňování skal, skalní šrafy, digitální kartografie, státní mapové dílo
Abstract v angličtině:
ABSTRACT Abstract This thesis focuses on topographic mapping of rock formations with the use of new technologies in a comprehensive manner, from airborne laser scanning (ALS) data acquisition and processing in rocky terrains, followed by their processing to the content of topographic databases and their cartographic processing in maps. The introduction discusses issues of importance for practice, and the relation between topographic mapping of rocks and other fields of human activity. The ALS section describes products for topographic mapping of rocks derived from ALS data, and discusses the specifics of ALS data acquisition and processing in wooded rugged terrain. Existing solutions of this problem are explained and their limitations are identified. Author’s own approaches to solving this task are presented as case studies, including three made a further three designed experiments with ALS data processing and evaluation of their results. Recommendation regarding mapping of sandstone landscapes in Czechia have been also addressed. The topographic section describes the current representation of rocks and related objects in the ZABAGED database (Czech national digital topographic database), explains the historical context, analyzes this data and identifies their shortcomings in relation to the ALS. Research summarizes existing approaches for representation of rocks in foreign topographic databases, both on national and international level. The key part of this section is formed by the design of methodology for representation of rock formations in the topographic database, including the description of the individual objects types, examples of their use for typical rocky landforms and discussion of acquisition of these objects, partly automatically from ALS data, as well as from other sources relevant for the Czech territory. An experiment aimed at the automatic classification of the segments on perimeter of rocky terrain is included. The methodology has been practically tested on multiple model sites; the most important results of the evaluation are summarized. A chapter on geographic names of rocks, comprising an analysis of the current state of the Geonames database (Czech national geographic names database) and discussion regarding the possibility of adding new geographic names from climbing databases, is also included. An experiment focusing on the existing correspondence between these names has been performed. The cartographic section describes the traditional analogue cartography methods for rock drawing, with an emphasis on detailed analytical processing, especially the ladder manner and the contour method, serving as the basis for the design of their automation. Description of existing methods used for representation of rocks in digital cartography including technical details regarding their implementation and their mutual comparison, with particular emphasis on the method used by the Czech Land Survey Office (LSO) on their base maps, form the following part of the section. The role of rock hachures in contemporary digital cartography is discussed. Research part includes thorough inspection of the existing algorithms for digital cliff and hachures drawing. The main part consists of the detailed explanation, testing and discussion of practical usage of three newly designed algorithms for digital rock drawing (based on the method used by LSO for base maps, the ladder manner and the contour method), using the proposed representation of rocky terrain from the previous topographic section. The conclusion focuses on a general vision of a possible future treatment of rock formations in the Czech state map series including a plan for its practical realization. The work has been carried out in the cooperation with the experts from LSO. keywords: rock formations, airborne laser scanning, data filtering, full waveform analysis, digital topographic database, ZABAGED, geographic names, topographic map, visualization of hypsography, cliff drawing, rock hachures, digital cartography, state map series
Dokumenty
Stáhnout Dokument Autor Typ Velikost
Stáhnout Text práce RNDr. Jakub Lysák 53.31 MB
Stáhnout Abstrakt v českém jazyce RNDr. Jakub Lysák 40 kB
Stáhnout Abstrakt anglicky RNDr. Jakub Lysák 46 kB
Stáhnout Autoreferát / teze disertační práce RNDr. Jakub Lysák 3.34 MB
Stáhnout Posudek oponenta Ing. Karel Brázdil, CSc. 66 kB
Stáhnout Posudek oponenta doc. Ing. Jiří Šíma, CSc. 246 kB
Stáhnout Záznam o průběhu obhajoby 631 kB