NAVIDEZNA ZVRNJENOST OBJEKTOV NA DRŽAVNEM
ORTOFOTU ALI KAJ MORAMO VEDETI, KO UPORABLJAMO
DRŽAVNI ORTOFOTO?
AVTORICA
dr. Mi hae la Tri glav Čeka da
GeodetskiinštitutSlovenije,Jamova2,SI–1000Ljubljana,Slovenija
mihaela.triglav@gis.si
DOI:10.3986/GV88107
UDK:528.7:551.43
COBISS:1.01
IZVLEČEK
Na vi dez na zvr nje nost ob jek tov na držav nem or to fo tu ali kaj mo ra mo ve de ti, ko upo rab lja mo državni
or to fo to?
Državniortofotomerila1 : 5000,narejennapodlagiposnetkovCikličnegaaerofotografiranjaSlovenije
(CAS)indigitalnegamodelareliefa(DMR),jenajboljpogostouporabljenvirzarazličneGISanalizein
fotointerpretacijo.Natemslojuprikazujemotudidrugevektorskealirasterskesloje,kisolahkopoložajno
tudiboljnatančniodortofota.Uporabnikiortofotasevečkratnezavedajo,daimalahkoortofototudipo-
ložajnenapake.V temčlankuzato,prekogeometrijskihpovezavposnetkainprikazaortofota,izpeljemo
največjozvrnjenostobjektov,kisenahajajonadalipodDMR-jem.Ugotavljamo,dazvrnjenostvišjihob-
jektovnaortofotu,kotsovišjeskalnestene(višina50m),višjestavbe(naprimercerkvenizvoniki)ingozdni
rob,lahkopresegadovoljenapoložajnaodstopanjaortofota,vsajv skrajnihprimerih,kosetiobjektinahajajo
blizušivameddvemaposnetkoma.Priortofotih,narejenihs pomočjobrezpilotnihletalnikov,jeproble-
matikapoložajnetočnostiševečja,sajzaizdelavoneuporabljamoDMR-jevenovitetočnosti,kotpriizdelavi
državnegaortofota.
KLJUČNEBESEDE
državniortofoto,CikličnoaerofotografiranjeSlovenije,digitalnimodelivišin,položajnatočnost,Slovenija
ABSTRACT
Ra dial dis pla ce ment of ob jects on the na tio nal ort hop ho to or what we should know when using
na tio nal ort hop ho to?
TheSloveniannationalorthophotointhescale1:5,000ismadefromtheCyclicalAerophotogrammetric
SurveyofSlovenia(CAS)imagesandthedigitalterrainmodel(DTM).Itisthemostwidelyusedspatial
sourcefora varietyofGISanalysesandvisualphotointerpretationinSlovenia.Differentvectororraster
spatiallayerscanbeshownonit,whichmaybeevenmoreprecisethantheorthophoto.Theusersofthe
orthophotoareoftennotaware,thatorthophotomayincludepositionalerrors.Usingthegeometricalcon-
nectionbetweentheoriginalimageandtheorthophotowederivethemaximalradialdisplacementexpected
onorthophotoforobjectsofdifferentheightaboveorbelowtheDTM.Weshowthatradialdisplacement
ofhigherobjects,likehigherrockycliffs(height50m),tallbuildings(likechurchtowers)andforestedge,
mayexceedthepermittedpositionalerroroftheorthophoto,atleastintheextremecaseswhentheseob-
jectsarelocatedneartheseamlinesoftheorthophoto.Wealsomentionorthophotosmadefromimages
121
Geografski vestnik 88-1, 2016, 121–135 Metode
METODE
ofunmannedaerialvehicles(drones),wheretheproblemofitspositionalaccuracyisevenbroader,asfor
theirproductiontheDTMwithnonuniformverticalaccuracyisused.
KEYWORDS
nationalorthophoto,CyclicalAerophotogrammetricalSurvey,digitalelevationmodels,spatialaccuracy,
Slovenia
Uredništvojeprispevekprejelo15.junija2016.
122
Mi hae la Tri glav Čeka da Na vi dez na zvr nje nost ob jek tov na držav nem or to fo tu ali kaj mo ra mo …
1 Uvod
Vse pre po go sto upo rab ni ki pro stor skih po dat kov sle po ver ja me jo v absolut no po ložajno točnost
lo ka cij ob jek tov, ki so pri ka za ni na držav nih or to fo tih Ci kličnega ae ro fo to gra fi ra nja Slo ve ni je (CAS)
ter po ložajno točnost celo za me nju je jo z nji ho vo pro stor sko ločlji vost jo (Ko sma tin Fras s so de lav ci 2006;
Pe tro vič s so de lav ci 2011). Or to fo te po ne kod še ved no ime nu je jo di gi tal ni or to fo to (DOF), a ker jih v Slo -
ve ni ji že več kot de set let je iz de lu je mo le z di gi tal nim po stop kom iz de la ve, lah ko pri dev nik »di gi tal ni«
tudi opu sti mo.
Od sto pa nja na or to fo tu zaz na mo, ko na njem pri kažemo dru ge vek tor ske ali ra str ske slo je. Prob -
lem na sta ne pred vsem ob hkrat ni upo ra bi več po dat kov nih vi rov za za jem, na pri mer or to fo to in la ser ske
po do be ana li tičnega senčenja DMR1. Kaj na re di ti, ko zaz na mo po ložajna od sto pa nja večja od 1 m med
dve ma vi roma? Ali res or to fo to ved no pri ka zu je naj bolj točno lego? Od go vor na to je ne ga ti ven, saj je
or to fo to iz de lek, ki je na stal iz po snet kov CAS in je »obre me njen« z na pa ka mi, pri dob lje ni mi v po stop -
ku iz de la ve.
Na men tega član ka je na pre gle den in eno sta ven način pred sta vi ti naj bolj po memb ne značil no sti
po dat kov držav ne ga or to fo ta CAS ter po da ti oce ne, ki nam lah ko po ma ga jo izračuna ti, kako ve li ka so
po ložajna od sto pa nja or to fo ta od pra ve lege in še ne pred stav lja jo gro bih na pak or to fo ta. Teh do vo lje -
nih od sto panj se mo ra mo ob upo ra bi or to fo ta za ve da ti. Ome ni li bomo tudi or to fo te, na re je ne s po močjo
brez pi lot nih le tal ni kov, kjer so pro stor ske ločlji vo sti si cer ve li ko večje, po ložajne točno sti lo ka cij na or -
to fo tu pa ve li ko bolj ne ho mo ge ne.
2 Po sto pek iz de la ve držav ne ga or to fo ta
Med fo to gra me tričnim sne ma njem ve li ke ga for ma ta Ci kličnega ae ro fo to gra fi ra nja Slo ve ni je do -
bi mo za po red ne po snet ke po vršja v  cen tral ni pro jek ci ji. Za po red ne po snet ke ene sne mal ne li ni je
ime nu je mo ste reo po snet ki, dva za po red na po snet ka pa tvori ta ste reo par. Za po red ni po snet ki se med
sabo pre kri va jo, temu pra vi mo vzdolžni pre klop po snet kov (an gleško overlap). Po snet ki se pre kri va -
jo tudi s spod njo ali zgor njo sne mal no li ni jo, čemur pra vi mo prečni pre klop (sideoverlap). Do leta 2014
je bil zahte van vzdolžni pre klop 60 % in prečni 20 %, s CAS 2015 pa je vzdolžni 80 % in prečni 30 %
(Raz pi sna … 2008; 2014; 2015). Na delu po snet kov, kjer se dva ste reo po snet ka pre kri va ta, pri ka zu je -
ta isto ob močje, ter tvo ri ta ste reo mo del, ki omo goča ste reo skop sko 3R-iz me ro ob jek tov. Ste reo skop sko
iz me ro iz va ja mo na fo to gra me tričnih po sta jah, to so računal ni ki s po seb no pro gram sko in stroj no opre -
mo, ki omo goča ste reo skop sko gle da nje. Slo ve ni ja že ima večlet no tra di ci jo iz de lo va nja pro gram skih
oro dij za ste reo fo tograme trično iz vred no te nje (Tri glav Čeka da s so de lav ci 2016).
Or to fo to je fo to gra me trični iz de lek, ki ga do bi mo s trans for ma ci jo ene ga po snet ka iz cen tral ne pro -
jek ci je v or to go nal no pro jek ci jo (Kraus 2004; Ko sma tin Fras 2004). Or to go nal na pro jek ci ja omo goči,
da je ce lot no ob močje pred stav lje no v enot nem me ri lu, kar nam na or to fo tih omo goča 2R-iz me ro. Or -
to fo to ne omo goča 3R-iz me re.
Za iz de la vo or to fo ta po tre bu je mo poz na no no tra njo in zu na njo orien ta ci jo po snet ka ter di gi tal ni
mo del višin (DMV) ob močja, ki je pri ka za no na po snet ku. No tra nja orien ta ci ja po snet ka (internalorien-
tation) po da ja lo ka ci jo pro jek cij ske ga cen tra na sa mem po snet ku v sli kov nem koor di nat nem si ste mu
ter raz lične di stor zi je po snet ka. Zu na nja orien ta ci ja po snet ka (externalorientation) pa po daja lo ka cijo
pro jek cij ske ga cen tra v glo bal nem koor di nat nem si ste mu (PC na sli ki 2), v pri me ru držav ne ga or tofota
je to od CAS 2009 na prej koor di nat ni si stem D96/TM. Za iz de la vo or to fo ta lah ko upo ra bi mo raz lične
DMV-je (sli ki 1 in 2): v ko li kor upo ra bi mo di gi tal ni mo del re lie fa (DMR) (digitalterrainmodel), ki
opi su je tla pod ob jek ti, do bi mo na vad ni or to fo to ozi ro ma krat ko or to fo to, kjer se stre ha višje stav be
ne na ha ja nad te me lji te stav be ter so vr ho vi dre ves na gozd nem robu zvr nje ni (sli ki 2a in 3a). V ko li -
kor upo ra bi mo di gi tal ni mo del po vršja (DMP) (digitalsurfacemodel), ki opi su je plo skev, ki po kri va
123
Geografski vestnik 88-1, 2016 Metode
124
Mi hae la Tri glav Čeka da Na vi dez na zvr nje nost ob jek tov na držav nem or to fo tu ali kaj mo ra mo …
vr ho ve ob jek tov (pri ka zu je vr ho ve dre ves in vr ho ve hiš), do bi mo pra vi or to fo to (trueorthophoto), kjer
stre he stavb po kri va jo te me lje stavb (sli ki 2b in 3b). Za iz de la vo pra ve ga or to fo ta pa ni do volj le upo -
ra ba DMP, tem več mo ra jo po snet ki ime ti tudi ve li ko večji vzdolžni in prečni pre klop, da lah ko za pol ni mo
vso vse bi no pod na vi dez no nag nje ni mi stav ba mi.
Pri iz de la vi držav ne ga or to fo ta upo ra bi mo DMR, zato lo ka ci je streh na njem niso na pra vem me -
stu. Da zmanjšamo od sto pa nja, ki so naj večja na zu na njih ro bo vih ori gi nal ne ga po snet ka, vza me mo
v po stopek trans for ma ci je le naj bolj osred nji del po snet ka in po na rav nih li ni jah (na pri mer po ro bo -
vih trav ni kov ali goz da) združuje mo več or to fo tov osred njih de lov po snet kov v skup ni or to fo to, tako
Slika1:Digitalnimodelivišin:(a)digitalnimodelreliefa(DMR)in(b)digitalnimodelpovršja(DMP).
a
b
125
Geografski vestnik 88-1, 2016 Metode
ortofoto
posnetek
DMR DMP
1
1
321
2 3
32
1=1’
2=2’ 3=3’
1’
3’
1 32
2’
PC PC
321posnetek
ortofoto
a b
Slika2:Shematičniprikazizdelaveortofota:(a)obuporabidigitalnegamodelareliefa(DMR)dobimo
navadni(naprimerdržavniortofoto),(b)obuporabidigitalnegamodelpovršja(DMP)papraviortofoto.
Slika3:Navadni(a)inpraviortofoto(b).
a b
126
Mi hae la Tri glav Čeka da Na vi dez na zvr nje nost ob jek tov na držav nem or to fo tu ali kaj mo ra mo …
da za pol ni mo ob močje ene kar te me ri la 1 : 5000 (sli ka 4). Temu rečemo tudi mo zaičenje končnega or -
to fo ta. Na sti kih dveh del nih or to fo tov se iz ve de ize načitev kon tra sta in barv del nih or to fo tov, zato da
upo rab nik v naj boljšem pri me ru šivov (seamlines) niti ne opa zi. Ob ne rod ni iz bi ri šiv nih li nij lah ko
na pri mer dobimo tudi pre se ka ne žice vi so kih elek tro vo dov.
S po močjo she me na sli ki 2 opišimo po sto pek iz de la ve or to fo ta. Raz la ga je pov ze ta in prire je na po
Krau su (2004, 382). Sko zi vsa ko točko na po snet ku (na pri mer točka 3 na stre hi stav be) lah ko re kon -
strui ra mo pre mi co, ki po ve zu je točko na po snet ku, pro jek cij ski cen ter fo toa pa ra ta (PC) in ob jekt no
točko na tleh (3). Tej pre mi ci pra vi mo žarek. V ko li kor upo ra bi mo le en po sne tek, vemo, da ob jekt na
točka leži nek je na tem žarku, njen točen po ložaj na te re nu pa lah ko pri do bi mo le tako, da upo ra bi mo
DMV (DMR ali DMP). Koor di na ta ob jekt ne točke na tleh se na ha ja tam, kjer ta žarek seka DMV. Or -
to fo to dobi mo tako, da tej ob jekt ni točki ozi ro ma lo ka ci ji ob jekt ne točke na DMV-ju pri pišemo še bar vo
sli kov ne ga ele men ta iz po snet ka. V ko li kor upo ra bi mo DMR (sli ki 2a), kot v pri me ru iz de la ve držav -
ne ga or to fo ta, se točka na stre hi stav be pre sli ka na ne pra vo mesto na DMR-ju (3’), saj točka pre sečišča
žarka z DMR-jem ni ena ka točki na ob jek tu (3 ≠ 3’), to rej do bi mo na or to fo tu na vi dez no zvr nje no stre -
ho stav be (3) (radialdisplacement). V ko li kor pa vza me mo za iz de la vo or to fo ta DMP (sli ka 2b), se točka
na strehi stav be (3) pre sli ka na pra vo me sto, to rej pra vo kot no nad te melj stav be, saj je točka pre sečišča
žarka z DMP ena ka točki na ob jek tu (3 = 3’). Na me stu, ki ga je v pri me ru sli ke 2a za pol ni la na pačno
lo ci ra na stre ha stav be (na vi dez no zvr nje na stav ba), dobimo se daj luk njo. To luk njo mo ra mo za pol ni ti
z vse bi no iz dru ge ga po snet ka. Ena ko raz li ko vi di mo še na pri me ru vrha dre ve sa, točka 1. V pri me ru
upo ra be DMR-ja je dre vo na or tof o tu na vi dez no zvr nje no, v pri me ru upo ra be DMP-ja pa se na ha ja
prib ližno nad deb lom dre ve sa.
Slika4:Šivnelinijezasestavoenegaortofota(rdečečrte).Vsaksklenjenpoligonpredstavljavsebino
enegaposnetka.
Na dveh za po red nih CAS or to fo tih so vsi vi so ki ob jek ti, ki pri ka zu je jo iste ob jek te, na vi dez no zvr -
nje ni v dve raz lični sme ri (sli ka 5). V ko li kor bi na za po red nih sne ma njih CAS upo rab lja li ved no iste
pro jek cij ske cen tre (na is tih lo ka ci jah v pro sto ru), isti fo toa pa rat (z isto go riščno raz da jo) in iste šivne
li ni je pri mo zaičenju or to fo ta, bi bil isti ob jekt iz dveh za po red nih CAS ved no zvr njen v isto smer. Ker
pa temu ni tako, saj sne ma nje vsa ko krat iz va ja drug iz va ja lec, so ob jek ti navidez no zvr nje ni v dve raz -
lični sme ri in tudi dolžina pro jek ci je ob jek ta na or to fo tu je vsa ko krat dru ga. Zvr nje nost naj lepše vi di mo
na pri me ru cerk ve ne ga zvo ni ka v osred njem delu sli ke 5; po jav lah ko opa zi mo tudi na sami lad ji cerk -
ve, saj en krat vi di mo njeno se ver no (sli ka 5a), dru gič pa južno fa sa do (sli ka 5b).
3 Opis ka ko vo sti držav ne ga or to fo ta
Upo rab nost or to fo ta za raz lične na me ne je od vi sna pred vsem od na sled njih značil no sti (Ko smatin
Fras 2004; Ko sma tin Fras, Fa bia ni in Tri glav Čeka da 2014):
• po ložajne točno sti objek tov, pred stav lje nih na or to fo tu ozi ro ma geo me trične točno sti geo re fe ren ciranja,
• pro stor ske ločlji vo sti, ki je opi sa na z dolžino tal ne ga in ter va la, ki ga po kri va en sli kov ni ele ment v naravi
(groundsamplingdistance),
• se man tične ka ko vo sti or to fo ta: barv na glo bi na, kon trast nost, os tri na, šte vi lo barv nih ka na lov,
• sta ro sti or to fo ta ozi ro ma ae ro po snet kov (časov na ločlji vost), ki smo jih upo ra bi li za iz de la vo or tofota.
Po ložajna točnost or to fo ta je od vi sna od ka ko vo sti pa ra me trov zu na nje in no tra nje orien ta ci je po -
snet ka ter ka ko vo sti upo rab lje ne ga DMV-ja. Ka ko vost pa ra me trov zu na nje orien ta ci je je pri držav nem
or to fo tu od vi sna od ka ko vo sti iz ve de ne ae ro trian gu la ci je, pa tudi od ka ko vo sti rea li za ci je sa me ga koor -
di nat ne ga si ste ma (Bric s so de lav ci 2015). Od začet kov si stem ske iz de la ve držav nih or to fo tov leta 1999
se po ložajna točnost or to fo ta vse sko zi iz boljšuje, za ra di upo ra be vse na tančnejših vhod nih po dat kov
za nji ho vo iz de la vo. Naj večji pre skok, po ve zan s po ložajno točnost in se man tično ka ko vost jo, je pri -
ne slo leto 2006, ko se je za ide la vo CAS začel upo rab lja ti di gi tal ni ae ro fo toa pa rat, iz de lan pa je bil tudi
nov fo to gra me trični DMR z ve li kost jo ce li ce 5m×5m (DMR5). Ta je na do me stil prej upo rab lje ni DMR25,
ki je bil na re jen spro ti iz vsa ko kratnih po snet kov CAS. Leta 2009 se je začela iz de la va iz del kov CAS
v no vem koor di nat nem si ste mu D96/TM, kar je pri ne slo iz boljšanje točno sti iz me re os lo nil nih točk
in izračuna pro jek cij skih cen trov v  po stop ku ae ro trian gu la ci je (Ko sma tin Fras, Fa bia ni in Triglav
Čekada 2014). Leta 2015 se je v po sto pek iz de la ve or to fo ta vpe lja lo li dar ski DMR 1 m × 1 m, kar bo po -
nov no pri ne slo po zi ti ven vpliv na po ložajno točnost or to fo ta. Za DMR5, ki je bil v upo ra bi za iz de la vo
or to fo ta med le to ma 2006 in 2014, je naj večja dovo lje na vred nost ko re na sred nje ga kva drat ne ga po -
greška (RMSE – rootmeansquareerror) višin 1 m na od pr tem in 3 m na po raščenem te re nu (Ko sma tin
127
Geografski vestnik 88-1, 2016 Metode
Slika5:Nagibcerkvenegazvonikanadvehzaporednihdržavnihortofotihizleta2013(a)inleta2014(b).
a b
Fras, Fa bia ni in Tri glav Čeka da 2014). Za li dar ski DMR1 pa je RMSE 15 cm. Li dar sko sne ma nje Slo -
ve ni je je bilo oprav lje no za dve manjši ob močji leta 2011, večji del pa leta 2014 ter spom la di 2015 (Tri glav
Čeka da in Bric 2015). Ker je zato DMR1 po ne kod že za sta rel, se ga mora pred upo ra bo za iz de la vo orto -
fo ta pre ve ri ti in po pra vi ti na ob močjih večjih spre memb. Zato je zah te va na višin ska točnost upo rab lje ne ga
DMR1 za iz de la vo or to fo ta slabša: na od pr tem 0,4m in 1,2m na po raščenem te re nu (Raz pi sna… 2015; 2016).
Ko ima mo točnost po da no z RMSE, se mo ra mo za ve da ti, da lah ko pričaku je mo oko li dve tret ji ni
od sto panj manjših od RMSE, za naj večja še do vo lje na od sto pa nja pa običajno vza me mo tri krat nik vred -
no sti RMSE (Pu kels heim 1994). Naj večja višin ska od sto pa nja na po raščenem te re nu na DMR5 lah ko
to rej znašajo tudi 9 m in so še ved no zno traj do vo lje nih od sto panj. V primeru DMR1, upo rab lje ne ga
za iz de la vo or to fo ta, pa so naj večja še do vo lje na višin ska od sto pa nja 3,6 m.
Pro stor ska ločlji vost je od vi sna od teh ničnih last no sti ae ro fo to gra fi ra nja, to rej od me ri la sne ma -
nja, ki je od vi sno od višine leta nad po vršjem, go riščne razda lje ter ve li ko sti sli kov ne ga ele men ta na
sa mem sen zor ju ae ro fo toa pa ra ta. Opišemo jo z dolžino tal ne ga in ter va la, ki ga pred stav lja en sli kov -
ni ele ment v na ra vi. Državni or to fo ti iz leta 2006 so ime li pro stor sko ločlji vost 0,5 m (RGB) ter ločen
or to foto, ki je pri ka zo val po dat ke tudi v bližnji in frar deči svet lo bi z ločlji vost jo 1 m (Pe tro vič s so de -
lav ci 2011). Državni or to fo ti iz CAS sne manj med le to ma 2009 in 2014 pa so bili iz de la ni v dveh
ločlji vo stih: 0,5 me tra za večino države in 0,25 m za večja ur ba na ob močja (Ko sma tin Fras, Fa bia ni in
Tri glav Čeka da 2014). Iz de la va or to fo ta v dveh ločlji vo stih za naj bolj ur ba na ob močja se je na da lje va -
la tudi v sle dečih raz pi sih. Leta 2015 sta bila iz de la na dva blo ka, ki sta v ce lo ti po kri ta z ločlji vo stima
0,5 m in 0,25 m. S CAS 2012 do bi mo po nov no tudi or to fo to v bližji in frar deči svet lo bi z ločlji vost jo 0,5 m,
ki sle di tudi v vseh na dalj njih sne ma njih (Raz pi sna … 2011; 2014; 2015; 2016).
Se man tična ka ko vost or to fo ta je od vi sna od last no sti ae ro fo toa parata ter od dela dne va, ob ka te -
rem je do vo lje no sne ma nje. Pri držav nem or to fo tu je sne ma nje do vo lje no v času op ti mal ne svet lo be,
ko so sen ce krat ke ter so us trez ne vre men ske raz me re (na pri mer ni me gle, ko pre na ste ob lačno sti, sne -
ga). V raz pi sni do ku mentaciji je bil pred le tom 2015 do vo ljen čas sne ma nja opre de ljen s ko tom višine
son ca, ki ne sme biti nižji od 40° nad ho ri zon tom. Po tem letu je ta po goj rah ko omi ljen; odt lej kot višine
son ca ne sme biti nižji od 30°. Državni or to fo to se po na va di sne ma v času za li sta no sti, to je večino ma
po let ji ozi ro ma prib ližno od sre di ne apri la do av gu sta (Raz pi sna … 2009; 2011; 2014; 2015; 2016), saj
je na me njen tudi vsa ko let ne mu sprem lja nju de jan ske rabe kme tij skih zem ljišč (Opis … 2016).
Časov na ločlji vost or to fo tov je ena ka ci klu CAS. Že od leta 1985 se CAS sne ma tako, da se v treh
le tih po sna me ce lot no Slo ve ni jo. Or to fo ti so se za po sa mez na ob močja začeli iz de lo va ti oko li leta 1995,
leta 1999 pa se je začela nji ho va si stem ska iz de la va, to rej po krit je ce lot ne Slo venije z or to fo ti v enem
ci klu CAS (Ko sma tin Fras, Fa bia ni in Tri glav Čeka da 2014). Iz je mi sta le pre sečni leti 2006 in 2014,
ko je bila ce lot na Slo ve ni ja po sne ta v enem letu. Žal pre sečno leto 2014 ni bilo po pol no, saj sta v njem
iz pad la dva fo to gra me trična blo ka, ki po kri va ta Alpe. Ta dva blo ka sta bila po sne ta nak nad no (leta 2015)
z no vi mi raz pi sni mi po go ji, ki so že vključeva li upo ra bo li dar ske ga DMR1 za iz de la vo or to fo ta (Raz -
pi sna … 2015). Leta 2016 se je začel nov ci kel CAS, ki naj bi v letu 2016 pokril vzhod ni del Slo ve ni je
(Raz pi sna … 2016).
3.1 De kla ri ra na po ložajna točnost or to fo ta
V raz pi sni do ku men ta ci ji CAS, kjer je opre de ljen tudi iz de lek or to fo to, je opre de lje na po ložajna
točnost or to fo ta med le to ma 2009 in 2014 1,0 m RMSE (Ko sma tin Fras, Fa bia ni in Tri glav Čeka da 2014).
Leta 2015 se je opre de lje na po ložajna točnost za ra di upo ra be DMR1 iz boljšala na 0,75 m, (Raz pi -
sna… 2015). Kot smo že ome ni li, so naj večja še do vo lje na od sto pa nja tri krat nik RMSE, to rej če na or to fo tu
z vključno le tom 2014 naj de mo od sto pa nje ve li ko 3 m ozi ro ma leta 2015 od sto pa nje 2,25 m, to še ne
kaže na gro bo na pa ko. Ta od sto pa nja so pred pi sa na za kon trol ne točke, ki se na ha ja jo na tleh.
Vr ho vi vi so kih stavb in vi so ko rast je (rob goz da) so lah ko ve li ko bolj na vi dez no zamak nje ni oziro -
ma zvr nje ni, kar bomo po ka za li v na da lje va nju. Do dat ne na pa ke v po ložaju lah ko pričaku je mo tudi
128
Mi hae la Tri glav Čeka da Na vi dez na zvr nje nost ob jek tov na držav nem or to fo tu ali kaj mo ra mo …
za ra di same ločlji vo sti DMR, pred vsem ko je bil or to fo to iz de lan še s po močjo DMR5 (vse do leta 2014).
Sama ce li ca DMR5 je ve li ka 5 m × 5 m in lahko zgla di majh ne in ozke sko ke v višini. To so na pri mer
ozke in glo bo ke stru ge po to kov, ožje od dolžine ce li ce DMR5, ter pra go vi na vo do to kih. Pri upo ra bi
DMR1 za iz de la vo or to fo ta je teh zgla je vanj manj, ven dar kljub temu ne mo re mo reči, da jih ni. Omeni -
mo le nez gla je ni DMR1 na večjih plosk vah vod, kjer pri de do ne pra vil nih višin skih sko kov v višini gla di ne
vode. Ti sko ki so na sta li za ra di pre majh ne ga šte vi la la ser skih točk, ki so se od bi le od vod ne gla di ne in
se jih je upo ra bi lo v pro ce su av to matske in ter po la ci je DMR1. Sko kov v višini gla di ne vod se ročno ni
po pra v lja lo, da ne bi ne ho te zbri sa li kaj bis tve ne ga na ro bo vih vod, saj je bil li dar pr vens tve no na me -
njen za je mu vod nih po vršin (Tri glav Čeka da in Bric 2015). Prav tako DMR1 in DMR5 ni sta popolno ma
točna v vi so ko gor ju, kjer že majh na raz li ka v po ložaju točke DMR, lah ko po me ni ve li ke raz li ke v višini
te točke pred vsem na pre pad nih gor skih ste nah.
3.2 Izračun po ten cial nih po ložaj nih od sto panj
Po ten cial na po ložajna od sto pa nja bomo izračuna li s po močjo sli ke 6, na ka te ri so pri ka za na te melj -
na geo me trij ska raz mer ja med sko raj nav pičnim po snet kom in pre sli ka vo po snet ka na tla (raz la ga je
pri re je na po Krau su 2004, 377). Za po snet ke CAS zgor nji po goj o sko rajšnji nav pično sti drži, saj je za
njih zah te va no, da ima jo zelo majh ne na klo ne gle de na vo do rav no lego (na pri mer Raz pi sna … 2008).
Za po snet ke le tal ni kov, ki jih bomo obrav na va li v na da lje va nju, pa tega ne mo re mo reči (po glav je 4).
Pri iz va ja nju si bomo po ma ga li s pra vi mi po dat ki iz raz ličnih CAS sne manj, iz ve de ni mi po letu 2009,
ki jih lah ko naj de mo v teh ničnih po ročilih ae ro fo to gra fi ranj, iz de la vi or to fo tov ali v ka li bra cij skih po -
ročilih upo rab lje nih ae ro fo toa pa ra tov. Že v raz pi sni do ku men ta ci ji CAS je po da na os nov na ločlji vost
po snet kov kot dolžina tal ne ga in ter va la 0,25 m (DTI – groundsamplingdistance), ki se pre sli ka v en
sli kov ni ele ment ori gi nal ne ga po snet ka (stra ni ca pik sla – d). Ve li kost sen zor ja v sli kov nih ele men tih
(imageformat ali numberofrows/columns), ve li kost sa me ga slikov ne ga ele men ta (pixelsize) ter go riščna
raz da lja (focallength) so po da ni v ka li bra cij skem po ročilu fo toa pa ra ta (pri me ra v pre gled ni ci 1).
Preglednica1:Primeraosnovnihparametrovdvehdigitalnihaerofotoaparatovuporabljenihv projektu
CASmedletoma2009in2014(podatkisopovzetipokalibracijskihporočilih).
pa ra me ter VexcelUltraCam-XP UltraCamEagle
ve li kost sen zor ja (v sli kov nih ele men tih) 11.310 × 17.310 13.080 × 17.310
ve li kost ene ga sli kov ne ga ele men ta 6 µm × 6 µm 5,2 µm × 5,2 µm
go riščna raz da lja 100,500 mm 79,800 mm
Na sli ki 6 (v pod na pi su k sli ki so raz ložene okrajšave za spod nje izra ze) vi di mo, da dolžino sli kov -
ne ga ele men ta d in dolžino talnega in ter va la DTI po ve zu je na sled nji izraz (1):
(1)
Višino iz bo kli ne ∆Z in pro jek ci jo te iz bo kli ne na tla ∆R po ve zu je (2):
(2)
Po vežemo lah ko tudi pro jek ci jo izbo kli ne na tla ∆R s pro jek ci jo iz bo kli ne na po sne te ku ∆p (3):
(3)
129
Geografski vestnik 88-1, 2016 Metode
d
f
DTI
Z
=
0
∆ ∆ ∆ ∆R
R
Z
Z
ali R Z
Z
R= = ⋅
0 0
∆ ∆p
f
R
Z
=
0
130
Mi hae la Tri glav Čeka da Na vi dez na zvr nje nost ob jek tov na držav nem or to fo tu ali kaj mo ra mo …
PC
f
Z0
R ∆R
∆Z
∆Z
d
DTI
p∆p
DMR
ortofoto
Slika6:Shematičniprikaz,kakovišinaizbokline(hiše)alivbokline(jarek)vplivananavidezno
zvrnjenostobjektanaortofotu(PC –projekcijskicenteraerofotoaparata;∆R –navideznazvrnjenost
objektanaortofotuoziromadolžinapreslikaveobjektanateren,čebisoncesijaloizprojekcijskega
centra;R –oddaljenostmedprojekcijoprojekcijskegacentranaterenintočko,v katerisenahajavisoki
objekt;∆Z –višinavisokegaobjektanadDMRaliglobinaluknjepodDMR;Z0 –višinaletanosilca
aerofotografiranja;f –goriščnarazdaljaobjektivaaerofotoaparata;∆p –dolžinapreslikaveobjekta
na posnetku;p –oddaljenostmedprojekcijoprojekcijskegacentranaposnetekintočkotemeljaviso-
kegaobjektanaposnetku;DTI –dolžinatalnegaintervalapreslikaveenegaslikovnegaelementana
teren;d –dolžinaslikovnegaelementanaposnetku).
S po močjo po dat kov v pr vem stolp cu pre gled ni ce 1, ki opi su je fo toa pa rat VexcelUltraCam-XP in
izra za (1), lah ko izračuna mo višino leta nad tle mi Z0. Ob dolžini tal ne ga in ter va la DTI= 0,25 m, do -
bi mo višino leta prib ližno Z0 = 4190 m. Da bomo do bi li naj večjo mo gočo raz da ljo R, kjer še upo rab lja mo
po dat ke ene ga po snet ka, si po ma ga mo s ski co šiv nih li nij na or to fo tu (sli ka 4 – pri mer iz CAS 2014).
Ker je ortofo to me ri la 1 : 5000 v na ra vi di men zij 2250 m × 3000 m, je pov prečni osred nji del or to fo ta,
ki ga upo ra bi mo pri mo zaičenju širok 1200 m in vi sok 2200 m. Ker je pro jek cij ski cen ter v sre di ni te
raz da lje, je naj večja raz da lja R lah ko le po lo vi ca teh vrednosti, to rej 600 m ali 1100 m.
Se daj pa si lah ko po ljub no iz be re mo višino ob jek ta, ki gle da nad DMR ali je skrit pod DMR, in
izračuna mo naj večjo na vi dez no zvr nje nost takšnega ob jek ta na or to fo tu ∆R ali na po snet ku ∆p(upo -
ra bi mo izraz (3)). Re zul ta ti ti pičnih pri me rov so po da ni v pre gled ni ci 2. Ob jek ti si sle di jo pa da joče gle de
na višino. Med re zul ta ti so ode be lje no iz pi sa ni pri me ri, ki še ne pre se ga jo tri krat ni ka RMSE za or to -
fo to od leta 2015 na prej (RMSE = 0,75 m). Naj večje na pa ke lah ko pričaku je mo v visoko gor ju, pred vsem
na pre vi snih ste nah, kjer majh na na pa ka v po ložaju točke DMR hi tro pri ne se ve li ko na pa ko v višini.
Naj večje od sto pa nje 50 m vi so ke ste ne v tem pri me ru zne se več kot 13 m, kar je 52 sli kov nih ele men -
tov na or to fo tu z DTI 0,25 m. Takšna na vi dez na zvr nje nost močno pre se ga tri krat nik do vo lje ne ga
po ložaj ne ga RMSE za or to fo to. Tudi višji cer ke ni zvo ni ki višine 20 m pre se ga jo do vo lje ni tri krat nik po -
ložaj ne ga od sto pa nja or to fo ta. Rob mešane ga goz da z raz lično sta ri mi dre ve si višine 10m lah ko do vo lje no
od sto pa nje pre se ga v najširšem delu or to fo ta, v na jožjem delu pa je še zno traj do vo lje ne ga. Dvoe tažne
družin ske hiše so zno traj do vo lje nih od sto panj v obeh pri me rih. Ker pa so stav be v me stih večino ma
višje od dvoe tažnih hiš, lah ko pred vsem v str nje nih mest nih na se ljih na or to fo tu pričaku je mo mno -
go pre več zvr nje nih stavb, v ko li kor šiva nje or to fo ta ni bilo iz ve de no op ti mal no.
Na dnu pre gled ni ce 2 sta po da ni še do vo lje ni od sto pa nji za ra di na pak DMR, to rej tri krat nik višin -
ske na pa ke RMSE. V koli kor bi pri iz de la vi or to fo ta 2015 upo ra bi li star DMR5, bi na njem ve li ko krat
našli po ložajna od sto pa nja, ki pre se ga jo tri krat nik do vo lje nih od sto panj. V ko li kor upo ra bi mo DMR1
in skle pa mo, da je ta vse po vsod tako na tančen, kot je pred pi sa no, pa bi morala biti po ložajna od sto -
pa nja zno traj do vo lje nih od sto panj. Ob sta ja pa ve li ka ver jet nost, da DMR1 vsaj na pre vi snih ste nah
vi so ko gor ja ni tako na tančen, kot je pred pi sa no.
Preglednica2:Največjepričakovanedolžinezvrnjenostiobjektovnadržavnemortofotu.
ob jekt ∆Z zvr nje nost na or to fo tu
∆R(m)
R = 600 m R = 1100 m
nav pična gor ska ste na 50 m 7,2 m 13,1 m
cerk ve ni zvo nik 20 m 2,9 m 5,3 m
rob mešane ga goz da z raz lično sta ri mi dre ve si 10 m 1,4 m 2,7 m
pov prečna dvoe tažna eno družin ska hiša 6 m 0,9 m 1,6 m
gra pa ali po tok glo bi ne 4 m –4 m –0,6 m –1,1 m
naj večje do vo lje no višin sko od sto pa nje DMR5 na po raščenem te re nu 9 m 1,3 m 2,4 m
naj večje do vo lje no višin sko od sto pa nje DMR1 na po raščenem te re nu 3,6 m 0,5 m 1,0 m
Ker je s CAS 2015 zah te van večji prek lop med ae ro po snet ki, lah ko pričaku je mo tudi, da se bodo
di men zi je osred nje ga dela po snet ka, ki se ga upo ra bi za iz de la vo or to fo ta, zmanjšale.
Og lej mo si še pri mer izračuna, kako ve lik del osred nje ga dela po snet ka je še spre jem ljiv, da ga presli -
ka mo na orto fo to, ter ob tem na vi dez no zvr nje ni cerk ve ni zvo ni ki ne bodo pre se gli do vo lje ne ga od sto pa nja
or to fo ta. Po nov no si po ma ga mo z izra zom (2). Se daj poz na mo zvr nje nost ∆R = 2,25 m, višino ob jekta
∆Z=20m in višino pro jek cij ske ga cen tra Z0. Naj večja od dalje nost šivne li ni je od pre sli ka ve pro jek cijskega
131
Geografski vestnik 88-1, 2016 Metode
cen tra na or to fo to bi v tem pri me ru bila 471 m. To rej bi bila naj večja širi na dela or to fo ta, na re je ne ga
iz ene ga po snet ka 942 m. Ta vred nost pred stav lja 80 % ob sto ječe na jožje širi ne or to fo ta na re je ne ga iz
ene ga po snet ka.
4 Po ložajna točnost or to fo ta na re je ne ga z brez pi lot nim le tal ni kom
Za iz de la vo or to fo tov manjših ob močij, ve li kih do ne kaj km2, se da nes vse po go ste je upo rab lja brez -
pi lot ne le tal ni ke (dro ne). Ti le ti jo na ve li ko nižjih višinah in omo gočajo iz de la vo or to fo tov z zelo ve li ko
pro stor sko ločlji vost jo. Dolžina tal ne ga in ter va la ozi ro ma en sli kov ni ele ment v na ra vi lah ko do seže
tudi samo ne kaj cm (Ko sma tin Fras s so de lav ci 2015). Sama po ložajna točnost pa je ve li ko krat slabša
od pro stor ske ločlji vo sti in zelo nee not na na ob močju iz de la ve ce lot ne ga or to fo ta, saj je od vi sna od šte -
vi la po snet kov z za do vo lji vim pre klo pom, ki pri ka zu je jo nek del ob močja. Manjše šte vi lo po snet kov
ozi ro ma ne za do vo lji va točnost orien ta ci je po snet kov pri ne se kra jev ne napake v iz de la vi ob la ka točk,
na re je ne ga na pod la gi sli kov ne ga uje ma nja (imagematching). Iz ob la ka točk pred iz de la vo od stra ni -
mo vse ob jek te, ki jih ne po tre bu je mo pri iz de la vi or to fo ta na pod la gi DMR. Zato na ob močjih z ve ge ta ci jo
pri do bi mo ob lak točk z manjšo go sto to ali na ob močju s stav ba mi ne do bi mo no be ne točke, kar pomeni,
da je tudi in ter po la ci ja DMR na tem me stu otežena. Zato je za oce no točno sti DMR zelo pri po ročlji -
vo iz de la ti kar to go sto te upo rab lje ne ga fil tri ra ne ga ob la ka točk za ce lot no območje iz de la ve or to fo ta
(Ke rin 2014). Z upošte va njem teo re ma vzorčenja lah ko izračuna mo, ka te ra go sto ta točk fil tri ra ne ga
ob la ka točk je še za do vo lji va za iz de la vo DMR za do vo lji ve ločlji vo sti za me ri lo, v ka te rem želi mo iz -
de la ti or to fo to (Tri glav Čeka da 2011; Tri glav Čeka da in Zorn 2014). Ena ko kot pri upo ra bi držav nih
or to fo tov pa je pred upo ra bo or to fo ta, na re je ne ga z le tal ni kom, pri po ročlji va pre ver ba po ložajne točnosti
iz del ka s po močjo kon trol nih točk iz mer je nih na te re nu. Za izračun od sto panj na orto fo tu, na re je nem
s po močjo le tal ni ka, tudi ne mo re mo prev ze ti zgo raj ome nje nih izra zov (po glav je 3.2), saj po snet ki le -
tal ni kov večino ma ne iz pol nju je jo os nov ne ga po go ja o sko rajšnji ver ti kal no sti, pa tudi DMR nima eno vi te
višin ske točno sti.
5 Sklep
Kljub iz boljšavi po ložajne točno sti držav ne ga or to fo ta leta 2015, za ra di uved be bolj točnega li dar -
ske ga DMR1 v po sto pek nje go ve iz de la ve, pa na or to fo tu še ved no lah ko pričaku je mo večja po ložajna
od sto pa nja od pred pi sa nih. Pred vsem na vi dez na zvr nje nost višjih gra je nih ob jek tov, kot so stolp ni ce
in zvo ni ki cerk va, občutno pre se ga naj večja do vo lje na po ložajna od sto pa nja na ob močjih bli zu šivov
med or to fo ti. Prav tako je lah ko gozd ni rob po ne kod pre več na vi dez no zvr njen. De lo ma bi ta od sto -
pa nja lah ko rešili, v ko li kor bi za iz de la vo or to fo ta upo ra bi li še manjši osred nji del po sa mez ne ga po snet ka,
ven dar kljub temu ne bi rešili prob le ma vseh vi so kih stavb. Ta od sto pa nja bi lah ko rešili le, če bi državni
or to fo to po stal pra vi or to fo to, to rej bi pri nje go vi iz de lavi upo ra bi li DMP. Kljub temu pa vi so ke stav -
be in gozd ni rob niso naj večji prob lem or to fo ta, saj že na or to fo tu sa mem vi di mo, kako je stre ha na vi dez no
zvr nje na in se ne po kri va s te me lji stav be, zato ta od sto pa nja pri 2R-za je mu na pod la gi or to fo ta lah ko
upošte va mo. Večji prob lem pred stav lja jo ozke gra pe in večja od sto pa nja v vi so ko gor ju, ki se jih pri za -
je mu na pod la gi or to fo ta niti ne za ve da mo. Opa zi mo jih le, v ko li kor po dat ke pri mer ja mo z dru gi mi
or to fo ti ali dru gi mi bolj na tančnimi po dat ki. Že majh na položajna na pa ka DMR-ja na nav pičnih stenah
vi so ko gor ja lah ko po me ni ve li ke višin ske na pa ke v DMR-ju in po sle dično ve li ka po ložajna od sto pa -
nja or to fo ta. Or to fo ta zato ni ko li ne sme mo obrav na va ti kot po ložajno ab so lut no točene ga vira; dru gi
slo ji, ki jih na njem pri ka zu je mo, so lah ko bolj točni od nje ga. Pred vsem slo ji, ki so bili za je ti iz os nov -
nih vi rov, kot so ste reo po snet ki CAS ali ob lak li dar skih točk, so lah ko lo ka cij sko ve li ko bolj pra vil ni
kot or to fo to. Se ve da pa tudi ne mo re mo tr di ti, da je vsak vektor ski sloj, ki ga pri kažemo na or to fo tu
132
Mi hae la Tri glav Čeka da Na vi dez na zvr nje nost ob jek tov na držav nem or to fo tu ali kaj mo ra mo …
bolj po ložajno točen od or to fo ta. Tako na pri mer sloj zem ljiško ka ta str ske ga pri ka za večino ma ni bolj
točen od or to fo ta, saj je pri kaz mej na njem le in for ma tiv ne na ra ve in ni na me njen pre no su v na ra vo
(Mivšek, Ravnihar in Žni daršič 2012).
Kljub po ve da ne mu, pa držav ne mu or to fo tu vsee no os ta ja pri mat na po dročju eno stav ne upo ra be
za fo toin ter pre ta ci jo ter do bre časov ne ločlji vo sti, saj do bi mo vsa ke tri leta nove iz del ke, ki po kri va jo
ce lot no Slo ve ni jo.
6 Viri in litera tu ra
Bric, V., Berk, S., Oven, K., Tri glav Čeka da, M. 2015: Ae ro fo to gra fi ra nje in ae ro la ser sko ske ni ra nje Slove -
ni je. 20. srečanje Slo ven ske ga združenja za geo de zi jo in geo fi zi ko. Ljub lja na.
Ke rin, A. 2014. Upo ra ba po snet kov z brez pi lot ne ga zračnega plovila za iz de la vo di gi tal ne ga mo de la
re lie fa. Di plom sko delo, Fa kul te ta za grad be ništvo in geo de zi jo Uni ver ze v Ljub lja ni. Ljub lja na.
Ko sma tin Fras, M. 2004: Vpliv ka ko vo sti vhod nih po dat kov na ka ko vost or to fo ta. Geo det ski vest nik 48-2.
Ko sma tin Fras, M., Drob ne, S., Gre go rič, H., Oven, J. 2006: Ra zi ska va upo ra be or to fo ta (DOF5) v praksi.
Geo det ski vest nik 50-2.
Ko sma tin Fras, M., Fa bia ni, N., Tri glav Čeka da, M. 2014: Ka ko vost držav ne ga or to fo ta v raz ličnih letni -
kih nje go ve iz de la ve. Geo det ski vest nik 58-4. DOI: 10.15292/geo det ski-vest nik.2014.04.695-709
Ko sma tin Fras, M., Va lič, R., Bone, M., Me sa rič, M. 2015: Upo ra ba ma lih brez pi lot nih le tal ni kov za
za jem pro stor skih po dat kov. Geo det ska (r)evo lu ci ja: zbor nik pos ve ta 43. geo det ske ga dne. Ljubljana.
Kraus, K. 2004: Pho to gram me try: Geo me try from Ima ges and La ser Scans. Ber lin, New York.
Mivšek, E., Rav ni har, F., Žni daršič, H. 2012: Iz de la va zem ljiško ka ta str ske ga načrta. Geo det ski vest nik
56-4. DOI: 10.15292/geo det ski-vest nik.2012.04.691-697
Opis po dat kov ne zbirke or to fo to. Geo det ska upra va Re pub li ke Slo ve ni je. Med mrežje: http://www.e-pro -
stor.gov.si/si/zbir ke_pro stor skih_po dat kov/to po graf ski_in_kar to graf ski_po dat ki/or to fo to/ (5.6.2016).
Pe tro vič, D., Po dob ni kar, T., Gri gil lo, D., Koz mus Traj kov ski, K., Vrečko, A., Ur bančič, T., Ko sma tin
Fras, M. 2011: Kaj pa to po gra fi ja? Sta nje in ka ko vost to po graf skih po dat kov v Slo ve ni ji. Geo det -
ski vest nik 55-2. DOI: 10.15292/geo det ski-vest nik.2011.02.304-318
Pu kels heim, F. 1994: The three sig ma rule. The Ame ri can Sta ti stician 48-2.
Raz pi sna do ku men ta ci ja za iz ved bo Ae ro po snet ki in or to fo to 2009-2010. Geo det ska upra va Re pub li -
ke Slo ve ni je. Ljub lja na, 2008.
Raz pi sna do ku men ta ci ja za iz ved bo Ci kličnega ae ro fo to gra fi ra nja Slo ve ni je 2012. Geo det ska upra va
Re pub li ke Slo ve ni je. Ljublja na, 2011.
Raz pi sna do ku men ta ci ja za iz ved bo Ci kličnega ae ro fo to gra fi ra nja Slo ve ni je 2014. Geo det ska upra va
Re pub li ke Slo ve ni je. Ljub lja na, 2014.
Raz pi sna do ku men ta ci ja za iz ved bo Ci kličnega ae ro fo to gra fi ra nja Slo ve ni je 2015-2016. Geo det ska upra -
va Re publike Slo ve ni je. Ljub lja na, 2015.
Raz pi sna do ku men ta ci ja za iz ved bo Ci kličnega ae ro fo to gra fi ra nja Slo ve ni je 2016. Geo det ska upra va
Re pub li ke Slo ve ni je. Ljub lja na, 2016.
Tri glav Čeka da, M. 2011: Možno sti upo ra be zračnega la ser ske ga ske ni ra nja (LIDAR) za geomor fo loške
štu di je. Geo graf ski vest nik 83-2.
Tri glav Čeka da, M., Bric, V. 2015: Končan je pro jekt La ser ske ga ske ni ra nja Slo ve ni je. Geo det ski vest -
nik 59-3.
Tri glav Čeka da, M., Tršan, S., Pe gan-Žvo kelj, B., Lu kač, N., Biz jak, M., Bru men, M., Žalik, B. 2016:
STEZA – ste reo za jem iz ae ro fo to gra fij in po dat kov li dar. Geo det ski vest nik 60-2.
Tri glav Čeka da, M., Zorn, M. 2014: Ugo tav lja nje in ten ziv no sti geo morf nih pro ce sov s po močjo po snetkov
ci kličnega ae ro fo to gra fi ra nja Slo ve ni je. Geo graf ski vest nik 86-2. DOI: http://dx.doi.org/10.3986/
GV86206
133
Geografski vestnik 88-1, 2016 Metode
7 Sum mary: Ra dial dis pla ce ment of ob jects on the na tio nal ort hop ho to
or what we should know when using na tio nal ort hop ho to?
(tran sla ted by the aut hor)
The users of the na tio nal ort hop ho to of Slo ve nia of ten be lie ve that this spa tial sour ce has no posi-
tional er rors, and they also mix the va lues for the ground sam pling di stan ce (re so lu tion) and tho se for
the po si tio nal ac cu racy. This pa per des cri bes the pro duc tion and main fac tors that af fect the qua lity
of the na tio nal ort hopho tos. It also deals in de tail with the que stion why the ob jects pre sen ted on the
na tio nal ort hop ho to have a ra dial dis pla ce ment and how lar ge ra dial dis pla ce ments can be ex pec ted
in dif fe rent ca ses.
Na tio nal ort hop ho tos of Slo ve nia are crea ted from the Cycli cal Ae rial Sur vey of Slo ve nia (CAS) images.
The CAS star ted in 1975, whi le re gu lar three-year cycles for co ve ring the who le area of Slo ve nia were
in tro du ced in 1985. The first cycle of CAS in which ort hop ho to was pro du ced for the who le coun try
star ted in 1999. Af ter wards, the ort hop ho tos have been made in every cycle of CAS. The ort hop ho tos
are in the sca le 1:5,000. Due to bet ter qua lity of ima ges and di gi tal ter rain mo del (DTM) used, the
orthopho to po si tio nal ac cu racy has been im pro ving with every cycle of CAS. A sub stan tial pro gress
in the po si tio nal ac cu racy of ort hop ho tos was made in the year 2006, when the di gi tal ae rial ca me ra
was in tro du ced in CAS, and pho to gram me tric DTM 5 m × 5 m was made and ap plied for ort hop ho to
pro duc tion. The se ort hop hotos had a ground sa pling di stan ce of 0.5 m. In the year 2009 a new na tional
coor di na te system D96/TM, ba sed on ETRS89, was in tro du ced in ae ro trian gu la tion of the CAS images.
In ad di tion, a new ort hop ho to ground sam pling di stan ce of 0.25 m was in tro du ced, with bet ter re sults
being ac hie ved. In 2015 the na tio nal ae rial la ser scan ning was com ple ted, re sul ting in the new, more
ac cu ra te DTM 1 m × 1 m. This DTM was in tro du ced in the na tio nal ort hop ho to pro duc tion already
in 2015. The dec la red po si tio nal ac cu racy of the ort hop ho to is 1.0 m RMSE for tho se made bet ween
2009 and 2014, when DTM 5 m × 5 m was used for ort hop ho to pro duc tion. The dec la red po si tio nal
ac cu racy of 0.75 m RMSE is de fi ned for ort hop ho tos ba sed on DTM 1 m × 1 m.
The na tio nal ort hop ho to is produ ced with DTM and the re fo re it is not a true ort hop ho to. This means
that the ob jects that are si tua ted abo ve or be low the DTM are pre sen ted on the ort hop ho to with a radi-
al dis pla ce ment. This ra dial dis pla ce ment can be best seen on buil dings, which seem like lea ning on
one side (Fi gu re 5). The ra dial dis pla ce ment also af fects the tall cliffs in the moun tains, but the re it can-
not be ea sily no ti ced.
The di rec tion and size of the ra dial dis pla ce ment of one ob ject is not con stant on ort hop ho tos made
in dif ferent years. It de pends on the lo ca tion of the pro jec tion cen tre and fo cal length of the ae rial cam-
era used, which chan ge bet ween dif fe rent CAS. The ra dial dis pla ce ment can ex ceed the po si tio nal ac cu racy
of ort hop ho tos, es pe cially near the seam li nes which con nect two ort hop ho to-sec tions made from two
ima ges.
From the geo me tri cal con nec tion bet ween the ori gi nal ima ge and the ort hop ho to (Fi gu re 6) we can
cal cu la te the size of the ra dial dis pla ce ment ∆R, when we know the height of the ob ject  ∆Z, the flying
height Z0 and the ma xi mum half-length of ort hop ho to sec tion dia me ter R. The ra dial dis pla ce ment is:
134
Mi hae la Tri glav Čeka da Na vi dez na zvr nje nost ob jek tov na držav nem or to fo tu ali kaj mo ra mo …
Z
DTI f
d0
=
⋅
∆
∆
R
Z
Z
R= ⋅
0
We can cal cu la te the flying height Z0by kno wing the ground sam pling di stan ce DTI and the pi xel size
dof the ori gi nal ima ge and the focal length f of the ae rial ca me ra ap plied:
.
.
We will in sert in the up per equa tions the data from a real exam ple of CAS 2014. The ae rial ca mera
used in the CAS 2014 was VexcelUltraCam-XP. It has a pi xel size d of 6mm, a fo cal length f of 100.500mm
and a ground sam pling di stan ce DTI of 0.25 m. From the se data we get the flying height Z0 of 4,190 m.
The ave ra ge size of ort hop ho to-sec tion in the 2014 ort hop ho to pro duc tion can be de ri ved from pre-
sentation or vi sua li za tion of vec tor seem li nes (Fi gu re 4), which con nect dif fe rent ort hop ho to-sec tions
in one ort hop ho to. The ave ra ge ma xi mum half-length of the ort hop ho to-sec tion dia me ter Rin the longest
di rec tion is 1,100 m and in the shor test 600 m. We can ea sily cal cu la te the ra dial displa ce ment of a tall
ob ject in the ort hop ho to by de fi ning how high abo ve or be low the DTM this ob ject is. In Tab le 2 the
va lues of ra dial dis pla ce ment ∆R for the fol lo wing exam ples are pre sen ted (from top to bot tom): rocky
cliffs 50 m high, church bell tower 20 m high, fo rest edge 10 m high, ave ra ge two-floor hou se 6 m high,
ra vi ne or creek 4m deep un der DTM, the ma xi mum al lo wed height er ror for DTM 5m×5m (equals 9m)
and the ma xi mum al lo wed height er ror for DTM 1 m × 1 m (equals 3.6 m). We conc lu de that the most
prob le ma tic ra dial dis pla ce ments, which can ex ceed the al lo wed po si tio nal er ror of the ort hophoto are
tho se cau sed by high rocky cliffs (ma xi mal ∆R is 13.1 m) and church bell to wers (ma xi mal ∆R is 5.3 m)
which are lo ca ted near seam li nes of an ort hop ho to. The ra dial dis pla ce ment of church bell towers or
ot her high buil dings can ea sily be seen on ort hop ho to and the re fo re not used for exam ple in the 2D-
di gi ta li sa tion of ur ba ni za tion chan ge. The ra dial dis pla ce ment of rocky cliffs on the ot her hand cannot
be seen on ort hop ho to and the re fo re can cau se prob lems when ma king for exam ple the 2D-di gi ta li -
sa tion of ve ge ta tion chan ge in moun tai nous areas. The ra dial dis pla ce ment of buil dings could in the
fu tu re be sol ved by pro duc tion of a true ort hop ho to. The ra dial dis pla ce ment of tall ver ti cal cliffs in
moun tains can not be sol ved, as a small po si tio nal er ror of DTM (for exam ple 0.5 m in lo ca tion) can
re sult in a lar ge height er ror of DTM and con se quently a big ra dial dis pla ce ment of the ort hop ho to.
Therefo re, the users of the Slo ve nian na tio nal ort hop ho to should be awa re that dif fe rent ob jects
can be pre sen ted of the ort hop ho to with dif fe rent ra dial dis pla ce ments, which in some ca ses may exceed
the al lo wed po si tio nal ac cu racy of the ort hop ho to. Spe cial cau tion should be ap plied when di gi ta li zing
ob jects in high and steep moun tains. It is re com men ded that anot her sour ce for di gi ta li za tion is used
in such prob le ma tic areas, for exam ple ae rial la ser scan ning data or pho to gram me tric ste reo re sti tution
from the ori gi nal CAS ima ges.
135
Geografski vestnik 88-1, 2016 Metode