Erikoistyö:

Ortokuvatyön kustannusten laskentamalli

Maa-57.290

Markus Ruottinen

mruottin@cc.hut.fi

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Sisällysluettelo

1. Johdanto_____________________________________________________________ 4

2. Ortokuvaus___________________________________________________________ 4

3. Ortokuvatuotannon työvaiheet___________________________________________ 5

3.1. Ilmakuvien hankinta_________________________________________________ 5

3.1.1 Oma ilmakuvaus_____________________________________________________________ 5

3.1.1.1 Ilmakuvatilaus___________________________________________________________ 5

3.1.1.2 Navigointitiedostojen tuottaminen____________________________________________ 5

3.1.1.3 Ilmakuvaus_____________________________________________________________ 5

3.1.1.4 Filmin kehitys____________________________________________________________ 5

3.1.1.5 Filmin tekninen laaduntarkastus______________________________________________ 6

3.1.1.6 Ilmakuvaindeksin valmistus_________________________________________________ 6

3.1.1.7 Topografikunnan tarkistus__________________________________________________ 6

3.1.1.8 Ilmakuvaindeksin arkistointi_________________________________________________ 6

3.1.1.9 Filmin numerointi_________________________________________________________ 6

3.1.1.10 Filmin valokuvaukselliset laatumittaukset______________________________________ 6

3.1.1.11 Filmin fotogrammetriset laatumittaukset_______________________________________ 6

3.1.1.12 Filmin jatkokäsittely______________________________________________________ 7

3.1.1.13 Filmin arkistointi_________________________________________________________ 7

3.1.2 Ilmakuvien ostaminen_________________________________________________________ 7

3.2 Skannaus__________________________________________________________ 7

3.3 Ortokuvatuotanto___________________________________________________ 7

3.3.1 Sävynsäätö________________________________________________________________ 7

3.3.2 Digitaalisten kuvien sisäinen orientointi___________________________________________ 7

3.3.3 Ulkoinen orientointi__________________________________________________________ 8

3.3.4 Korkeusmallin hankinta_______________________________________________________ 8

3.3.5 Orto-oikaisu________________________________________________________________ 8

3.3.6 Mosaikointi________________________________________________________________ 9

3.3.7 Sävynsäätö________________________________________________________________ 9

3.3.8 Georeferenssitiedoston luominen________________________________________________ 9

3.3.9 Lopputuotteiden laaduntarkistus________________________________________________ 9

3.3.10 Tallennus ja toimitus_________________________________________________________ 9

4. Kustannustekijöiden arviointi eri työvaiheissa_____________________________ 10

4.1 Ilmakuvien hankinta________________________________________________ 10

4.1.1 Tilaus ja valmistelu__________________________________________________________ 10

4.1.2 Ilmakuvaus________________________________________________________________ 10

4.1.3 Kehitys__________________________________________________________________ 10

4.1.4 Filmin tekninen laaduntarkastus________________________________________________ 11

4.1.5 Filmin valokuvaukselliset laatumittaukset_________________________________________ 11

4.1.6 Filmin fotogrammetriset laatumittaukset___________________________________________ 11

4.2 Skannaus_________________________________________________________ 11

4.3 Ortokuvatuotanto__________________________________________________ 12

4.3.1 Tiedonsiirto_______________________________________________________________ 12

4.3.2 Projektin määrittely__________________________________________________________ 12

4.3.3 Sävynsäätö_______________________________________________________________ 12

4.3.4 Digitaalisten kuvien sisäinen orientointi__________________________________________ 13

4.3.5 Ulkoinen orientointi_________________________________________________________ 13

4.3.6 Korkeusmallin hankinta_______________________________________________________ 13

4.3.7 Orto-oikaisu_______________________________________________________________ 14

4.3.8 Mosaikointi_______________________________________________________________ 14

4.3.9 Sävynsäätö_______________________________________________________________ 15

4.3.10 Leikkaus_________________________________________________________________ 15

4.3.11 Georeferenssitiedoston luominen______________________________________________ 16

4.3.12 Lopputuotteiden laaduntarkastus______________________________________________ 16

4.3.13 Tallennus________________________________________________________________ 16

Lähdeluettelo__________________________________________________________ 16


 

1. Johdanto

Tässä erikoistyössä keskitytään ortokuvatyön tuotannossa olevien kustannustekijöiden esittämiseen ja niiden suuruuden arvioimiseen FM-Kartta Oy:ssä. Luvussa 3 kuvataan ortokuvatuotannon työvaiheet. Eri työvaiheissa olevia kustannustekijöitä kuvataan luvussa 4.  Lopuksi luvussa 5 esitetään laskentamalli, jonka avulla pystytään arvioimaan kokonaiskustannuksia. Laskentamallin lähtötiedot perustuvat asiakkaalta tilauksen yhteydessä saatuihin tietoihin.

 

2. Ortokuvaus

Ortokuva on karttaprojektioon oikaistu ilmakuva. Ortokuvaus on valokuvan perspektiivin muuntamista keskusprojektiosta ortogonaaliprojektioon. Ortokuvaus tehdään oikaisemalla joko ortoprojektorilla suoraan analogisilta kuvilta tai laskemalla digitoidulta kuvalta. Kuvassa 1 nähdään ilmakuvan ja ortokuvan ero.
Ortokuvia käytetään digitaalisen tiedonkeruuseen eli kartan ajantasaistamis- ja kartoitustyöhön, maastomallin tekemiseen sekä taustakarttoina esim. kiinteistöraja-aineiston kanssa.

 

Kuva 1: Ilmakuva ja ortokuva. Lähde: http://foto.hut.fi/opetus/301/luennot/12/12.html#Ortokuvaus

 

 

 

Digitaalisia kuvia käytettäessä muunnos ortokuvaksi tehdään laskemalla kuva pikseli kerrallaan.
Ortokuvaus edellyttää ilmakuvan ulkoisen orientoinnin ja maaston korkeussuhteiden eli korkeusmallin tuntemista. Korkeusmallina käytetään joko alueelta aiemmin mitattua korkeusmallia tai se tuotetaan samasta kuvauksesta stereokartoituksena.
Ortokuvia tekevät Suomessa FM-kartta Oy, Suomalainen Insinööritoimisto Oy sekä Maanmittauslaitos.


(Luento 12. Fotogrammetrian yleiskurssi, Henrik Haggrén) http://foto.hut.fi/opetus/301/luennot/12/12.html#Ortokuvaus

 

3. Ortokuvatuotannon työvaiheet

Ilmakuvien hankinnan vaiheista on kaavio liitteessä 3. Ortokuvatuotannon vaiheista on kaavio liitteessä 4.

3.1. Ilmakuvien hankinta

Ilmakuvat voidaan hankkia joko kuvaamalla itse tai ostamalla ajantasaisia projektiin soveltuvia kuvia.

3.1.1 Oma ilmakuvaus

3.1.1.1 Ilmakuvatilaus

Ilmakuvauksen valmisteluun kuuluu tilauksen käsittely tai tarjouksen laatiminen tarjouskilpailua varten. Tässä työvaiheessa määritetään kuvauksen kannalta olennaiset tiedot: filmi, kamera, kuvausalue, kuvauskorkeus metreinä, kuvausmittakaava, lentojonojen lukumäärä, teoreettinen kuvaluku ja kuvanottoväli.

3.1.1.2 Navigointitiedostojen tuottaminen

Jonotus piirretään aloitus- ja lopetusmerkkeineen joko paperikartalle käsin tai digitaalikartalle tietokoneen kuvaruudulle. Näin saadaan aikaan navigointitiedostot, joiden mukaan kuvaus suoritetaan.
(Ilmakuvaustuotteiden valmistuksen menettelyohjeet)
Markkinoilla on myös ohjelmistoja, jotka tuottavat jonot automaattisesti.

3.1.1.3 Ilmakuvaus

Navigaattori tekee vaaditut ennakkoilmoitukset viranomaisille, päättää lennolle lähdöstä, lähtöajasta ja lentoreitistä.
(Ilmakuvaustuotteiden valmistuksen menettelyohjeet)

 

3.1.1.4 Filmin kehitys

Kuvatusta ilmakuvafilmistä kehitetään koepala eli testiruutu. Testiruudun kehityksellä määritetään se lämpötila tai nopeus, jolla filmi kehitetään.
(Ilmakuvaustuotteiden valmistuksen menettelyohjeet)

 

3.1.1.5 Filmin tekninen laaduntarkastus

Teknisessä laaduntarkastuksessa tarkistetaan, että kuvaus on pysynyt suunnitellulla jonolla ja halutulla kuvauskorkeudella.  Lentosuunta ei saa poiketa suunnitellusta, eikä kone saa kallistella kuvauksen aikana liikaa.  Lentokone ei saa sortaa kuvauksen aikana yli sallittujen rajojen. Pituus- ja sivupeittojen tulee olla sovitun mukaiset. Lisäksi tarkistetaan käytetyn jalustan toimivuus ja onko kuvauksen numerointi onnistunut.
(Ilmakuvaustuotteiden valmistuksen menettelyohjeet)

3.1.1.6 Ilmakuvaindeksin valmistus

Ilmakuvaindeksi valmistetaan digitaalisesti graafista kuvauskarttaa ja digitaalista pohjakartta-aineistoa tai digitaalista kuvauskarttaa ja digitaalista navigointitiedostoa hyväksikäyttäen. Menetelmän valinta riippuu käytetystä navigointikalustosta.

(Ilmakuvaustuotteiden valmistuksen menettelyohjeet)

 

3.1.1.7 Topografikunnan tarkistus

Topografikunnalle tiedotetaan kaikki kuvattavat alueet. Topografikunta pyytää tiettyjen kuvausten ilmakuvaindeksit nähtäväksi. Topografikunta haluaa olla ajan tasalla siitä, mitä alueita on kuvattu.

 

3.1.1.8 Ilmakuvaindeksin arkistointi

Ilmakuvaindeksit arkistoidaan. Arkistointi  tehdään sen mukaan ovatko indeksit käyneet Topografikunnassa vai eivät. Arkistoinnissa huomioidaan myös se, onko kuvaus kartoituskuvaus, Tielaitoksen kuvaus vai metsäkuvaus.

 

3.1.1.9 Filmin numerointi

Kaikkiin positiiveiksi kehitettyihin filmeihin, joihin ei ole valotettu kuvauksen aikana kuvanumeroita, merkitään filmin alapintaan kuvauksen numero ja juokseva kuvanumero.

 

3.1.1.10 Filmin valokuvaukselliset laatumittaukset

Tarkastukseen ei oteta yli 1200 metristä lennettyjä kartoituskuvauksia tai Tielaitoksen kuvauksia. Laadunvarmistaja katsoo, onko kuvaus pysynyt suunnitelluilla jonoilla vai onko kuvauksessa tullut pahoja poikkeamia. Mikäli poikkeamia ei ole, niin tarkastukseen otetaan yksi kuvapari 50 kuvaa kohden. Tarkistuksessa kuville tehdään densiteettimittauksia densitometrillä.

 

3.1.1.11 Filmin fotogrammetriset laatumittaukset

Tarkastuksessa kuville tehdään sisäinen- ja keskinäinen orientointi. Lisäksi kuvilta arvioidaan stereokartoituskelpoisuutta.

 

3.1.1.12 Filmin jatkokäsittely

Tilauksen yhteydessä määritetään halutut jatkokäsittelytuotteet, joita ovat:

-Väripintakopiot positiivioriginaaleista

-Väripintakopiot negatiivioriginaaleista

-Väridiat negatiivioriginaaleista

-Mustavalkopintakopiot

-Mustavalkodiat

-Värisuurennokset positiivioriginaaleista

-Värisuurennokset negatiivioriginaaleista

-Mustavalkosuurennokset

(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)

 

3.1.1.13 Filmin arkistointi

FM-kartan omassa arkistossa säilytetään kolme vuotta vanhat tai sitä nuoremmat filmit filmirullilla, filmiputkissa tai leikattuina laatikoissa. Filmit, jotka ovat yli kolme vuotta vanhoja, arkistoidaan Topografikunnan ilmakuvatoimiston arkistoon.
(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)

 

3.1.2 Ilmakuvien ostaminen

Vaihtoehto itse suoritettavalle ilmakuvaukselle on kuvien ostaminen jostakin muualta. Tätä vaihetta ei kuitenkaan käsitellä tässä, sillä tässä erikoistyössä

keskitytään ortokuvatyön kustannusten arvioimiseen.

 

3.2 Skannaus

Ilmakuvadiat tai -negatiivit skannataan fotogrammetrisella skannerilla. Skannaukseen vaikuttavat tuotteelle asetetut laatuvaatimukset ja tuotteen käyttötarkoitus.

 

3.3 Ortokuvatuotanto

Ortokuvatuotannon työvaiheet on kuvattu kaaviossa liitteessä 4.

3.3.1 Sävynsäätö

Skannauksessa digitaalisille ilmakuville voidaan joutua tekemään sävynsäätötoimenpiteitä jo ennen varsinaista ortotyöskentelyä. Näin toimitaan sellaisten kuvien kohdalla, jotka skannataan negatiivikuvina tai joiden kuvanlaatu on niin heikko, ettei kuvista erota yksityiskohtia, jolloin kuvien orientointi olisi hankalaa ja epävarmaa.
(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)
Digitaalisille ortokuville voidaan tehdä sävynsäätötoimenpiteitä ennen orientointeja ja viimeistään ennen orto-oikaisua. Kun sävynsäätö tehdään hyvin tässä vaiheessa, niin sävynsäädön tarve mosaikoinnin jälkeen pienenee.
(Tuomo Välisalo)

3.3.2 Digitaalisten kuvien sisäinen orientointi

Skannatuilta kuvilta havaitaan kaikki reunamerkit, jonka jälkeen tehdään sisäinen orientointi. Orientointi voidaan tehdä interaktiivisesti, puoliautomaattisesti tai automaattisesti. Vaiheen suoritustapa riippuu käytettävästä ohjelmistosta. Reunamerkkimuunnos lasketaan affiinisella muunnoksella.
(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)

3.3.3 Ulkoinen orientointi

Digitaalisessa pistetihennyksessä havaitaan stereomallin sivusaumoihin vähintään viisi uutta liitospistettä mallisaumaa kohden. Liitospisteiden havaitseminen voi tapahtua automaattisesti tai interaktiivisesti.

Kuvahavainnot voidaan myös siirtää toisaalla tehdystä pistetihennyksestä tietokoneeseen, jossa ortokuvatuotannon jatkotyövaiheet tehdään. 

Ulkoinen orientointi lasketaan sädekimpputasoituksena PNS-tasoituksella.

(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)

 

3.3.4 Korkeusmallin hankinta

Korkeusmallina voidaan käyttää MML:n korkeusmallia, hankkia muualta valmis korkeusmalli tai tehdä kuvauksesta uusi malli. Valmis malli voi olla rasteri- tai vektorimuodossa. Korkeusmalli pitää muuntaa ohjelmistolle sopivaan muotoon. Mallia joudutaan joskus tihentämään interpoloimalla.

 

3.3.5 Orto-oikaisu

Orto-oikaisu tehdään eräajona taustalla tai vuorovaikutteisesti kuva kerrallaan. Ortokuvan muodostamisessa kuva muunnetaan pikseli kerrallaan haluttuun karttaprojektioon. Ilmakuva digitoidaan kuvakoordinaatistossa eivätkä digitointipisteet sellaisenaan vastaa ortokuvan pisteitä. Pikselien sävyarvot joudutaan keräämään ilmakuvalta interpoloimalla(ks. Kuva 2). Vaihtoehtoja interpolointiin on kolme: lähimmän naapuruuden menetelmä, bilineaarinen menetelmä tai kuutiokonvoluutiomenetelmä. Lähimmän naapuruuden menetelmä ottaa sävyarvoksi lähimmän pikselin sävyarvon, bilineaarisessa interpoloinnissa sävyarvo lasketaan neljän pikselin naapurustosta painotettuna keskiarvona. Kuutiokonvoluutio  menetelmässä sävyarvo lasketaan kuudentoista naapuripikselin ympäristöstä painotetun keskiarvon avulla. Perusideana interpoloinneissa on, että lähempänä olevat pikselit vaikuttavat sävyarvoon enemmän.

Kuva 2: Pikselin sävyarvon interpolointi. Lähde(http://foto.hut.fi/opetus/301/luennot/12/12.html#Ortokuvaus)

 

Mikäli ortokuvia ei mosaikoida tehdään orto-oikaisun jälkeen kuville muunnos asiakkaan haluamaan formaattiin.
(http://foto.hut.fi/opetus/301/luennot/12/12.html#Ortokuvaus)
(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)
(OrthoEngine Airphoto Edition Version 6.3, March 1999 p65.)

3.3.6 Mosaikointi

Mosaikoinnnissa ilmakuvat liitetään toisiinsa havaitsemalla kuvien väliseltä yhteiseltä alueelta sauma, jota pitkin kuvat liittyvät toisiinsa.
Mosaikoinnin lopputulos riippuu asiakkaan asettamista laatuvaatimuksista. Mosaikointi tehdään joko manuaalisesti tai automaattisesti. Manuaalisesti tehty mosaikointi antaa paremman lopputuloksen.
(Tuomo Välisalo)

3.3.7 Sävynsäätö

Sävynsäätö ortokuvamosaiikille tehdään manuaalisesti kuvankäsittelyohjelmalla. Muokkaaminen voidaan tehdä histogrammia tai sävynsäätökäyrää säätämällä.
(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)

3.3.8 Georeferenssitiedoston luominen

Ortokuville tehdään georeferenssitiedostot asiakkaan haluamaan ohjelmaan. Jokaisella kuvatiedostolla on oma georeferenssitiedosto. Georeferenssitiedosto sisältää tiedon kuvan sijainnista tietyssä koordinaatistossa.

3.3.9 Lopputuotteiden laaduntarkistus

Lopputarkastuksessa tarkistetaan koordinaatisto, referenssitiedostot  ja aineiston kattavuus.
(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)

3.3.10 Tallennus ja toimitus

Ortokuvat tallennetaan asiakkaan haluamalla tavalla esimerkiksi kirjoittamalla CD:lle tai nauhalle. Jokaiselta CD:ltä avataan vähintään yksi tallennettu tiedosto ja varmistetaan, että tiedostoon ei ole tullut virheitä tallennuksen aikana.
Tallenne postitetaan tämän jälkeen asiakkaalle.
(Tuomo Välisalo)

 

4. Kustannustekijöiden arviointi eri työvaiheissa

Tässä luvussa kohta 4.1 (Ilmakuvien hankinta) käsitellään karkeammin, sillä ilmakuvien hankinnasta ei tehdä laskentamallia. Kohdissa  4.2 (Skannaus) ja 4.3 (Ortokuvatuotanto) esitetään ne työvaiheet, joiden kustannuksia laskentamallilla kuvataan. Iso osa tämän luvun tiedoista on kerätty haastattelemalla FM-Kartan työntekijöitä.

4.1 Ilmakuvien hankinta

4.1.1 Tilaus ja valmistelu

Tässä työvaiheessa kootaan yhteen projektissa tarvittavia tietoja. Työvaiheen kustannukset eivät juurikaan vaihtele eri projektien välillä.

4.1.2 Ilmakuvaus

Ilmakuvaus työvaiheessa kustannukset riippuvat monista seikoista. Ensinnäkin eri lentokoneilla on erilaisia käyttökustannuksia. Lentokustannuksiin vaikuttaa myös kuvattavan alueen sijainti. Useiden kohteiden kuvaaminen saman lennon aikana on edullisempaa. Myös jonojen lukumäärällä on vaikutusta lentokustannuksiin, sillä jonojen päissä tapahtuva koneen kääntäminen vie paljon aikaa.

FM-Kartassa käytetyt ilmakuvauskamerat:

4.1.3 Kehitys

Kuvien kehitys on kullakin filmityypillä lähes vakionopeuksista. Ennen kuin kuvia voidaan kehittää, täytyy kehityskoneelle ajaa koneen oma testiajo ja lisäksi filmistä kehitetään testipalanen, jotta saadaan selville lämpötila tai nopeus, jolla filmi kehitetään. Testiajoihin voi kulua aikaa yhdestä kolmeen tuntia, joka riippuu siitä miten hyvin ilmakuvaus on onnistunut.

Seuraavaksi on esitetty eri filmien kehitysprosessit ja arvio käytetystä ajasta.

·        Filmi AVIChr

·        Prosessori: Colenta 30 E-6/26

·        Prosessi: Agfachrome Process 44

·        Kehittämisaika: 50 kuvaa/ tunti tai 5 minuuttia/(4 kuvaa), eli 72 sekuntia/kuva

·        Negatiiveiksi kehitettävät CIR-filmit (väri-infra)

·        Prosessori: Colex C22 1224 aerialprosessor

·        Prosessi: AN-5

·        Kehittämisaika: 100 kuvaa/tunti, eli  36 sek/kuva.

·        Mustavalkoiset ilmakuvausfilmit

·        Prosessori: Gevatone 66

·        Kehittämisaika: n. 30 sek/kuva, eli 120 kuvaa/sek

·        Värilliset negatiiveiksi kehitettävät ilmakuvausfilmit(H100)

·        Prosessori: Hope 138-519

·        Prosessi: Kodak Flexicolor C-41

·        Kehittämisaika: n. 1 rulla/10h. Jos rullassa on 250 kuvaa, tällöin  pystytään kehittämään 25 kuvaa/tunti, eli 144 sek/kuva.

(Osmo Ollaranta)
(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)

4.1.4 Filmin tekninen laaduntarkastus

Kaikilla kuvilla on sijaintikoordinaatit, joten tarkastus on nopeampaa kuin aiemmin. Kuvien sijaintitiedoista nähdään helposti, onko jono paikallaan. Täyden kuvarullan (250 kuvaa) tarkistamiseen kuluu aikaa noin 5 tuntia, eli 72 sekuntia/kuva.

(Seppo Suokas)

4.1.5 Filmin valokuvaukselliset laatumittaukset

Densiteettimittauksia ei ole tehty tänä vuonna FM-Kartassa, sillä aiempina vuosina on havaittu työvaihe tarpeettomaksi.

4.1.6 Filmin fotogrammetriset laatumittaukset

Työvaihe tehdään yhdelle kuvaparille 50 kuvasta, kuitenkin yhdelle kuvaparille jokaisesta kuvauksesta. Tarkistusta ei tehdä kuville, jotka on otettu yli 1200 metristä. Malleja käydään läpi noin 3-4 kpl tunnissa. Aikaa yhden mallin mittaamiseen kuluu siis noin 20 minuuttia.  Tämä työvaihe on samanlainen kaikille filmilaaduille.

 

4.2 Skannaus

Skannausvaiheen kustannukset riippuvat siitä, skannataanko rullalta automaattisesti vai kuva kerrallaan interaktiivisesti. Skannausnopeus riippuu myös käytettävästä resoluutiosta. Skannauksessa käytettävä resoluutio on sama kuin asiakkaan määrittelemä maastoresoluutio tai pykälän verran tarkempi. Skannausvaiheesta kannattaa huomioida, että mustavalkokuvien skannaaminen on käytännössä yhtä nopeaa kuin värikuvien. Eli filmityypillä ei ole siis vaikutusta skannausnopeuteen.

Skannausnopeuteen vaikuttaa myös se joudutaanko kuvaa etsimään rullalta tai joudutaanko kuvalle tekemään paljon sävysäätöjä ennen skannausta.

Rullalta automaattisesti skannattaessa sama sävynsäätö koskee kaikkia kuvia. Kuvat eivät kuitenkaan ole keskenään tasalaatuisia, minkä takia kuvat skannataan usein yksi kerrallaan ja jokaiselle kuvalle tehdään oma sävysäätö. Sävynsäätöä joudutaan tekemään enemmän kuvauksen alussa oleville kuville. Alussa tehtyjä sävynsäätöjä pystytään käyttämään hyväksi muita kuvia säädettäessä. Kannattaa siis huomata, että yhden ainoan kuvan skannaaminen on suhteessa kallimpaa, koska sitä varten joudutaan tekemään enemmän säätämistä, kuin jos kuvauksessa on kymmeniä kuvia.

 

Seuraavassa taulukossa näkyy resoluution vaikutus skannattujen kuvien lukumäärään. Tässä jokaiselle kuvalle tehdään oma sävynsäätö.

Resoluutio (mikrometri)             Kesto (min)      Kuvien lkm/h

14                                            16                    3.75

21                                            15                    4

28                                            12                    5

56                                            8                      7-8

(Haastattelu: Britta Åberg)       

 

 

Skannaus tapahtuu FM-kartan ulkopuolella ja kojekustannukset ovat 360 mk tunnilta. Kustannuksia aiheuttaa myös se, että skannattuja kuvia ei voida siirtää verkon kautta FM-karttaan vaan ne tallennetaan ensiksi nauhalle.

 

Skanneri, jolla FM-Kartan kuvat skannataan on Zeiss PHODIS SCAI Autowinder scanner. Skannerin pienin pikselikoko on 7 mikrometriä, kuvakoko 250*275 mm, sävyjen määrä 12 tai 8 bittiä ja geometrinen tarkkuus alle 0.002 mm.

(http://foto.hut.fi/opetus/220/luennot/2/2.html)

 

Automaattisesti rullalta skannattaessa, kone voidaan laittaa skannaamaan yksinään esimerkiksi yön ajaksi. Alkuasetukset automaattista skannausta varten on määritettävä ja kovalevyltä on varattava tarpeeksi tilaa kuvia varten. Skannauksen jälkeen jokainen kuva täytyy tarkistaa ja tarvittavat uusinta skannaukset suorittaa.

 

Seuraavassa taulukossa automaattiseen skannaukseen kuluva aika.

Resoluutio(mikrometri)  Kesto (min)      Kuvien lkm/h

14                                            10                    6

21                                            8.5                   7

 

4.3 Ortokuvatuotanto

Ortokuvatuotannon työvaiheet pystytään tekemään tavallisella PC-tietokoneella. Tietokoneen tulee olla tarpeeksi tehokas, sillä käsiteltävät kuvat voivat olla jopa 800 megatavun kokoisia. Tälläisten kuvien tapauksessa ortokuvatyötä pystytään tekemään tietokoneella, jossa on noin 1 gigatavu käyttömuistia, 600 megahertsiä kellotaajuutta ja riittävästi kovalevytilaa.

4.3.1 Tiedonsiirto

Skannauksen jälkeen kuvat on siirrettävä nauhalle, jotta ne saataisiin tuotua FM-Karttaan. Nauhoilta kuvat pitää jälleen purkaa kiintolevylle käsitelemistä varten. Vaihe ei välttämättä aiheuta lisäkustannuksia, sillä tiedonsiirto nauhalle ja nauhalta voidaan tehdä tausta-ajona. Esimerkiksi 19.5 gigatavun siirtämiseen, joko nauhalle tai nauhalta, vie aikaa kolme tuntia 35 minuuttia. Varsinaista työntekijän tekemää työaikaa kuluu vain muutamia minuutteja.

4.3.2 Projektin määrittely

Tässä vaiheessa ortokuvien käsittelyohjelmaan luodaan projekti ja siihen asetetaan projektikohtaiset tiedot. Vaihe on nopea suorittaa. Aikaa kuluu enintään 15 minuuttia.

(Tuomo Välisalo)

4.3.3 Sävynsäätö

Sävynsäädöstä aiheutuvat kustannukset riippuvat paljon siitä miten suuria kuvia käsitellään. Tietokoneen teholla on siis suuri merkitys, eli koneessa tarvitaan todella paljon käyttömuistia. Jos koneessa on yhden gigatavun verran muistia ja käsiteltävä kuva on kooltaan noin 800 megatavua, tällöin sävynsäätöön kuluu aikaa noin kaksi tuntia. Pelkästään kuvan avaaminen sävynsäätöohjelmaan saattaa kestää parikymmentä minuuttia. Sopivien asetusten löytäminen on myös tällöin hidasta samoin kuin kuvan tallentaminen. FM-Kartassa sävynsäätöön käytetään PaintShopPro –ohjelmaa.

Seuraavassa taulukossa on sävynsäätöön kuluva aika suhteessa tiedoston kokoon.

Kuvankoko(Mt)           Kesto(min)

800                              120

350                              30

200                              15

(Tuomo Välisalo)

 

4.3.4 Digitaalisten kuvien sisäinen orientointi

Sisäisen orientoinnin kustannuksiin vaikuttaa tehdäänkö vaihe interaktiivisesti, puoliautomaattisesti vai automaattisesti. Mikäli orientointi tehdään interaktiivisesti, operaattori havaitsee kuvalta kaikki kahdeksan reunamerkkiä sovitussa järjestyksessä. Aikaa tähän kuluu 2-3 minuuttia kuvaa kohden.

Eri projekteissa sisäisen orientoinnin jäännösvirhe, filmityyppi ja kuvan koko voivat vaihdella. Näillä ominaisuuksilla ei kuitenkaan ole huomioitavaa vaikutusta sisäisen orientoinnin nopeuteen eli vaiheen kustannuksiin. FM-kartassa sisäinen orientointi tehdään OrthoEngine –ohjelmalla.

(Tuomo Välisalo)

 

4.3.5 Ulkoinen orientointi

Mikäli maastoon  ei ole signaloitu tukipisteitä, niin ulkoisessa orientoinnissa valitaan rasterimuotoiselta peruskartalta sopivia ilmakuvalla näkyviä kohteita tukipisteiksi ja mallien välisiksi liitospisteiksi. Peruskartta antaa pisteille X ja Y-koordinaatin, Z-koordinaatti saadaan  korkeusmallista.

Yhden kuvan orientointipisteiden ja liitospisteiden havaitsemiseen kuluu aikaa noin 1-1.25 tuntia. Orientoinnin nopeuteen vaikuttaa paljon se, millaiselta alueelta kuvat ovat. Pohjois-Suomesta olevilla kuvilla on vähän teitä, järviä ja rakennuksia, jolloin sopivien orientointipisteiden löytäminen on hidasta. Jos taas kuvilla on sopivasti peltoa, metsää, suuria teitä ja järviä, niin tällöin pisteiden löytäminen on sujuvaa. Esimerkiksi kuuden kuvan orientointi Lounais-Suomen alueelta on noin päivän homma.

Projektikohtaisilla asetuksilla: filmin laatu, sädekimpputasoituksen RMSXY ja kuvan koko ei ole vaikutusta työvaiheen kustannuksiin. FM-kartassa ulkoinen orientointi tehdään OrthoEngine –ohjelmalla.

(Tuomo Välisalo)

 

Jos ulkoinen orientointi on tehty toisaalla esim. stereokojeella, tuodaan  nämä havaintotiedot PC-tietokoneeseen, jossa ulkoinen orientointi lasketaan ja jatkotyövaiheet suoritetaan. Orientoinnin suorittaminen on nopeampaa stereossa kuin tietokoneen näytöllä. Yhden kuvan havaintojen tekemiseen kuluu  stereossa aikaa 10-15 minuuttia.

(Seppo Raula)

 

4.3.6 Korkeusmallin hankinta

Mikäli käytetään MML:n korkeusmallia, sen käytöstä aiheutuu vakiokustannukset. Toinen vaihtoehto on valmiin korkeusmallin ostaminen, mikä on huomattava kustannus. Kustannukset ovat myös huomattavat, mikäli korkeusmalli tehdään nykyisestä kuvauksesta.

 

4.3.7 Orto-oikaisu

Orto-oikaisu voidaan suorittaa eräajona yöaikaan. Tällöin työvaihe aiheuttaa kustannuksia vain sen verran kuin kuvien ja asetusten valitseminen kestää eli 10 kuvan valitseminen enintään 15 minuuttia.

Itse oikaisu on laskennallisesti hidas eli yhden 800 megatavun kokoisen kuvan käsitteleminen vie aikaa 40-50 minuuttia, mutta kuten sanottu, vaihe voidaan suorittaa eräajona yöaikaan. Pienempiä kuvia pystytään oikaisemaan myös tausta-ajona ja tehdä samalla muuta, jos koneessa on riittävästi tehoa. Esim. 200 megatavun kokoisen kuvan oikaisu sujuu kolmessa minuutissa.  Orto-oikaisun laskennan nopeuteen voidaan vaikuttaa interpolointi menetelmän valinnalla ja näytteenottoväliä(resampling interval) muuttamalla. FM-kartassa orto-oikaisu tehdään OrthoEngine –ohjelmalla.

(Tuomo Välisalo)

 

4.3.8 Mosaikointi

Mosaikointia ei aina tarvitse suorittaa, mikäli asiakas ei sitä toivo ja kuvilta voidaan leikata suoraan halutun kokoiset palat. Mosaikointi voidaan tehdä mono- tai stereopeittoalueelle. Stereopeittoalueelta mosaikointi tarkoittaa sitä, että käytetään kuvauksen kaikki kuvat, tällöin saavutetaan hyvä stereopeitto. Monopeittoalueelta mosaikoitaessa otetaan jonolta joka toinen kuva, jolloin kuvien välistä yhteistä aluetta on vähän. Kuvilla 3 ja 4 näkyvät viivoitetut alueet, joille sauma voidaan tehdä. Stereopeittoalueelta mosaikoitaessa pystytään sauma tekemään lähelle kuvien keskiosaa. Stereopeittoalueelle tehty mosaikointi on laadukkaampi, sillä kuvien keskialueilla on vähemmän virheitä kuin kuvien reuna-alueilla. Stereopeittoalueen käyttö on kalliimpaa, sillä työmääräkin on noin kaksinkertainen.

 

Kuva 3: Monopeittoalueen mosaikointi

Kuva 4: Stereopeittoalueen mosaikointi

 

Seuraavassa taulokossa esitetään yhden kuvien välisen sauman mosaikointiin kuluva aika, joka on selvästi riippuvainen liitettävien kuvien koosta.

 

Kuvankoko(Mt)           Kesto(min)

800                              30-45

350                              10-15

200                              5-10

 

Automaattisesta mosaikoinnista on vähän kokemuksia ja on vaikea arvioida sen kustannuksia. Automaattinen mosaikointi vaatii stereopeiton kuvien välille. Sen verran automaattisesta mosaikoinnista on kokemuksia, että se toimii sellaisille kuville, joilla on vähän vettä ja paljon metsää. Jos kuvilla on paljon vettä, automaattista mosaikointia ei voi käyttää. Silloin kun käytetään automaattista mosaikointia, täytyy jokainen tehty sauma tarkistaa ja tarvittaessa korjata. FM-Kartassa mosaikointiin on käytetty OrthoEngine –ohjelmistoa.

(Haastattelu: Tuomo Välisalo)

 

4.3.9 Sävynsäätö

Ortokuvamosaiikille voidaan tehdä sävynsäätöjä. Tätä työvaihetta tehdään kuitenkin harvoin, sillä aikaisemmissa työvaiheissa tehty sävynsäätö on usein riittävä.

(Haastattelu: Tuomo Välisalo)

 

4.3.10 Leikkaus

Leikkaaminen on melko nopea työvaihe, tosin suurempien kuvien leikkaaminen on hitaampaa kuin pienempien. Suraavassa taulukossa näkyy yhden suorakaiteen muotoisen palan leikkaamiseen kuluva aika.

Alkuperäinen ilmakuva(Mt)       Mosaiikki(Mt)  Leikkausaika(min)

800                                          1300                            2-3

350                                          600                              1-2

(Haastattelu: Tuomo Välisalo)

Leikkausvaiheesta aiheutuvat kustannukset riippuvat paljon siitä, minkä kokoisia paloja lopputuotteeksi halutaan. Mitä pienempiä paloja halutaan sitä enemmän on leikattavaa.

 

4.3.11 Georeferenssitiedoston luominen

Vaihe aiheuttaa vähän kustannuksia, sillä georeferenssitiedostot tuotetaan hetkessä muunnosohjelmalla, joka muuntaa orto-oikaisuohjelmasta saadut georeferenssitiedostot asiakkaan haluamaan muotoon.

 

4.3.12 Lopputuotteiden laaduntarkastus

Tässä vaiheessa tarkistetaan, että ortokuvat ovat asiakkaan haluamassa koordinaatistossa ja jokainen lehti avataan käyttäen sitä ohjelmaa, minkä tiedostoformaatissa tilaaja on tuotteen halunnut. Mikäli asiakas on halunnut lopputuotteet pienissä paloissa, tällöin tarkistettavia lehtiä voi olla paljon. Aikaa tähän vaiheeseen kuluu 1-2 minuuttia ilmakuvaa kohti.

(Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet)

4.3.13 Tallennus

Tallennusvaihe on samanlainen riippumatta projektista, ainoastaan tiedostojen lukumäärä vaihtelee. CD-levyn polttamiseen liittyvien asetusten määrittämiseen kuluu noin yksi minuutti. Kun CD-levy on tehty, tarkistetaan se avaamalla levyltä vähintään yksi tiedosto, aikaa tähän vaiheeseen menee 1-2 minuuttia levyä kohti.

(Tuomo Välisalo)

 

 

 

Lähdeluettelo

Digitaalisen ortokuvatuotannon menettelyohjeet Versio 1.0


Ilmakuvaustuotteiden valmistuksen menettelyohjeet Versio 1.0


Haggrén Henrik, Fotogrammetrian yleiskurssi, luento 12, http://foto.hut.fi/opetus/301/luennot/12/12.html


Haggrén Henrik, Fotogrammetrian perusteet

http://foto.hut.fi/opetus/300/harjoitukset/ilmakuvauksen_suunnittelu.html


Haggrén Henrik, Fotogrammetrinen kartoitus, luento 2,

http://foto.hut.fi/opetus/220/luennot/2/2.html


OrthoEngine Airphoto Edition Version 6.3, March 1999 p65.