ორთოფოტო არის აეროგადაღება, რომელშიც რელიეფისა და კამერის დახრის გამო გამოწვეული დამახინჯება გასწორებულია, ამიტომ მასზე მანძილებისა და ფართობების გაზომვა რუკასავით შეიძლება. ორთომოზაიკა იგივე შედეგია, ოღონდ ასობით ფოტოდან ერთ უწყვეტ ფურცლად აწყობილი. GeoTIFF კი ფაილის ფორმატია, რომლითაც ორთოფოტოს ყველაზე ხშირად გადასცემენ: ჩვეულებრივი გამოსახულება, რომელშიც კოორდინატებზე მიბმა ჩაშენებულია.
ქვემოთ განვიხილავთ, რით განსხვავდება ორთოფოტო ჩვეულებრივი ფოტოსგან და ორთომოზაიკისგან, რა არის GeoTIFF-ის შიგნით, რაზეა დამოკიდებული ხარისხი, რა კოორდინატთა სისტემებია საქართველოში და როგორ შევამოწმოთ ფაილი მიღებამდე.
რით განსხვავდება ორთოფოტო ჩვეულებრივი ფოტოსგან
ჩვეულებრივ ფოტოზე მაღალი ობიექტები და ფერდობები გადაადგილებულია: რაც უფრო მაღალია ობიექტი და რაც უფრო შორსაა კადრის ცენტრიდან, მით მეტად „ეცემა“. კადრის სხვადასხვა ადგილას მასშტაბიც განსხვავებულია, ამიტომ ასეთ ფოტოზე სახაზავით გაზომვა არ გამოდგება. ორთოტრანსფორმაცია ყოველ პიქსელს ზედაპირის სიმაღლის გათვალისწინებით ხელახლა ითვლის და გამოსახულებას მკაცრად ზემოდან ხედად აქცევს.
- ჩვეულებრივი ფოტო. თვალსაჩინოა, მაგრამ დამახინჯებულია და კოორდინატებზე მიბმული არ არის. ილუსტრაციად გამოდგება.
- ორთოფოტო. ადგილის რეალური გამოსახულება ერთიანი მასშტაბითა და კოორდინატებზე მიბმით. გამოიყენება გაზომვებისთვის და CAD-ისა და GIS-ის ქვეშ ქვეფენად.
- ვექტორული რუკა ან გეგმა. პირობითი ნიშნები და ხაზები ფოტოგრაფიული დეტალების გარეშე. ორთოფოტო ხშირად სწორედ მათი დახაზვის საფუძველია.
ორთოფოტო და ორთომოზაიკა: ერთი და იგივეა?
პროფესიულ გარემოში განსხვავება ასეთია. ორთოფოტო ერთი ორთოტრანსფორმირებული გამოსახულებაა. ორთომოზაიკა კი ასეთი ბევრი კადრის ერთ უწყვეტ ფურცლად შეერთების შედეგია.
დრონით გადაღება ყოველთვის მოზაიკას იძლევა, ამიტომ შეკვეთებში ეს ორი სიტყვა თითქმის ურთიერთშემცვლელია. უფრო მნიშვნელოვანია შედეგის პარამეტრების დაზუსტება: პიქსელის ზომა, კოორდინატთა სისტემა და დადასტურებადი სიზუსტე.
როგორ იქმნება ორთოფოტო
- გადაღება გადაფარვით. კადრები, როგორც წესი, მარშრუტის გასწვრივ 70–80%-ით, ხოლო მარშრუტებს შორის 60–70%-ით გადაფარავენ ერთმანეთს, რათა ადგილის ყოველი წერტილი რამდენიმე ფოტოზე მოხვდეს.
- მიბმა. ფოტოების კოორდინატებს RTK შესწორებები იძლევა, ადგილზე კი საყრდენი წერტილები (GCP) და საკონტროლო წერტილები (checkpoints) შედეგს აფიქსირებს და ამოწმებს.
- ზედაპირის მოდელი. ფოტოებიდან შენდება წერტილთა ღრუბელი და ზედაპირის ციფრული მოდელი (DSM). სწორედ ის სჭირდება გამოსახულების „გასასწორებლად“.
- ორთოტრანსფორმაცია. ყოველი კადრი ზედაპირის მოდელის მიხედვით ხელახლა ითვლება.
- შეერთება და ფერის გათანაბრება. კადრები ერთ ფურცლად იკრიბება, ნაკერები იმალება, სიკაშკაშე თანაბრდება.
- ექსპორტი. ირჩევა პიქსელის ზომა, კოორდინატთა სისტემა და ფაილის ფორმატი.
თავად გადაღების შესახებ დეტალურად იხილეთ სტატიაში „აეროგეოდეზია საქართველოში: რა არის, როგორ მუშაობს და რას იღებს დამკვეთი“.
რა არის GeoTIFF
GeoTIFF არის ჩვეულებრივი TIFF ფაილი, რომლის შიგნით დამატებითი მონაცემებია ჩაწერილი: კოორდინატთა სისტემა, პიქსელის მდებარეობა და ზომა. ამიტომ QGIS, ArcGIS, Global Mapper და სხვა პროგრამები გამოსახულებას თავად ათავსებენ სწორ ადგილას, ხელით მიბმის გარეშე. ზოგჯერ გვერდით ცალკე ფაილიც (world file, .tfw) გვხვდება: დანიშნულება იგივეა, მაგრამ მონაცემები ცალკე ინახება.
მნიშვნელოვანია არ აგვერიოს: ორთოფოტოდან JPEG-ად ან PNG-ად შენახული გამოსახულება უბრალოდ სურათია. კოორდინატებზე მიბმის გარეშე მასზე კოორდინატებში ვერაფერს გაზომავთ.
იმავე ფორმატით გადაიცემა რელიეფისა და ზედაპირის მოდელებიც. განსხვავება შიგთავსშია: ორთოფოტოში პიქსელი ფერს ინახავს, რელიეფის მოდელში კი სიმაღლეს.
- ზომა. დიდი ტერიტორიის ორთოფოტო რამდენიმე გიგაბაიტს შეიძლება მოიცავდეს. ჩვეულებრივი TIFF დაახლოებით 4 GB-ით შემოიფარგლება, ამიტომ დიდი ფაილებისთვის BigTIFF გამოიყენება.
- სწრაფი ნახვა. ფაილი პირამიდებით (შემცირებული ასლებით) ან Cloud Optimized GeoTIFF (COG) ფორმატით გაცილებით სწრაფად იხსნება.
რას განსაზღვრავს ორთოფოტოს ხარისხს
- პიქსელის ზომა ადგილზე (GSD). რაც უფრო მცირეა, მით უფრო დეტალურია გამოსახულება და მით უფრო მძიმეა ფაილი. დიდი ტერიტორიებისთვის ხშირად ერთ პიქსელზე რამდენიმე სანტიმეტრი საკმარისია, დეტალური გეგმებისთვის უფრო მცირეს ირჩევენ.
- მიბმის სიზუსტე. ის პიქსელის ზომას არ უდრის. 2 სმ-იანი პიქსელი არ ნიშნავს, რომ გეგმაში ცდომილება 2 სმ-ია. რეალურ სიზუსტეს დამოუკიდებელი საკონტროლო წერტილებიდან გადახრა (RMSE) აჩვენებს.
- კოორდინატთა და სიმაღლეთა სისტემა. რა სისტემებია საქართველოში, ქვემოთ ცალკე განყოფილებაშია აღწერილი.
- ნაკერები და ფერი. თვალსაჩინო ნაკერები, ხაზოვან ობიექტებზე „საფეხურები“ და სიკაშკაშის ცვლილება სუსტ დამუშავებაზე მიუთითებს.
- ორთოტრანსფორმაციის ტიპი. სტანდარტულ ორთოფოტოზე მაღალი შენობების კიდეები ოდნავ დახრილია. „true ortho“-ში ეს ეფექტი მოხსნილია, მაგრამ ფასადები აღარ ჩანს.
კოორდინატთა სისტემები საქართველოში
საქართველოში მონაცემებს ხშირად გადასცემენ WGS 84 / UTM სისტემაში, ზონა 37N ან 38N. საზღვარი დაახლოებით 42° აღმოსავლეთ გრძედზე გადის: დასავლეთი, მათ შორის ბათუმი, 37N ზონაში ხვდება, აღმოსავლეთი, მათ შორის თბილისი, — 38N-ში. კადასტრული და სახელმწიფო ამოცანებისთვის შეიძლება ეროვნული სისტემა Georgia Geodetic Datum (GGD) დასჭირდეს. ამიტომ სისტემას გადაღებამდე ვათანხმებთ დამკვეთთან და, საჭიროების შემთხვევაში, მიმღებ ორგანოსთან.
რას ვერ აჩვენებს ორთოფოტო
- სიმაღლეებს. ეს ბრტყელი გამოსახულებაა. სიმაღლეებისთვის რელიეფის ან ზედაპირის ციფრული მოდელი გჭირდებათ.
- მიწას ხეების ვარჯსა და სახურავებს ქვეშ. კამერა მხოლოდ იმას ხედავს, რაც ზემოდან ჩანს.
- მოძრავ ობიექტებს. მანქანები და ადამიანები კადრების შეერთების ადგილას „აჩრდილებს“ ტოვებენ.
- წყალს, თოვლსა და ერთგვაროვან ზედაპირებს. ასეთი უბნები ფოტოებით ცუდად აღდგება და არტეფაქტებს იძლევა.
სად გამოიყენება ორთოფოტო
- დაპროექტება. CAD-ში ქვეფენი ადგილის რეალური მდგომარეობით.
- მშენებლობა. მოედნის მდგომარეობის შედარება თარიღების მიხედვით და ეტაპების კონტროლი.
- კადასტრი და მიწის მართვა. საზღვრების დაზუსტების საფუძველი. რეგისტრაციისთვის ვარგისიანობა კონკრეტული ორგანოს მოთხოვნებზეა დამოკიდებული, ამიტომ მათ გადაღებამდე ვაზუსტებთ.
- GIS და მუნიციპალური მართვა. ფენების განახლება, ნაკვეთებისა და ინფრასტრუქტურის ინვენტარიზაცია.
- სოფლის მეურნეობა და მევენახეობა. ირიგაციისა და დრენაჟის დაგეგმვა, ნარგავების მდგომარეობაზე დაკვირვება.
როგორ შევამოწმოთ ორთოფოტო მიღებამდე
- გახსენით ფაილი თქვენს პროგრამაში ან უფასო QGIS-ში. ის სწორ ადგილას და სწორ კოორდინატთა სისტემაში უნდა დადგეს.
- შეადარეთ რამდენიმე ცნობილი წერტილი. შენობის კუთხეები, ჭები, ბოძები: გადახრა თქვენი ამოცანის დაშვებაში უნდა ეტეოდეს.
- გაადიდეთ 100%-მდე. შეამოწმეთ, ხომ არ არის ბუნდოვანი უბნები, ნაკერები და სწორ ხაზებზე „საფეხურები“.
- მოითხოვეთ ანგარიში საკონტროლო წერტილების მიხედვით გეგმაში გადახრებით.
- შეამოწმეთ ზომა და ფორმატი. ფაილი თქვენს პროგრამაში გაჭედვის გარეშე უნდა იხსნებოდეს.
0,5 ჰექტარამდე სატესტო ფართობს უფასოდ ვაგეგმავთ. პროექტის დაწყებამდე ორთოფოტოს თქვენს პროგრამაში შეამოწმებთ.
რა მიუთითოთ შეკვეთაში
- მიზანი: დაპროექტება, კადასტრი, მონიტორინგი, GIS;
- საჭირო პიქსელის ზომა ან გეგმის მასშტაბი;
- კოორდინატთა და სიმაღლეთა სისტემა;
- ფორმატი: GeoTIFF, Cloud Optimized GeoTIFF ან სხვა, საჭიროა თუ არა ფურცლებად დაყოფა;
- თანმდევი შედეგები: რელიეფის მოდელი, წერტილთა ღრუბელი, ტოპოგრაფიული გეგმა.
სერვისის შესახებ დეტალურად: ორთოფოტო და კარტოგრაფია საქართველოში.
ხშირად დასმული კითხვები ორთოფოტოსა და GeoTIFF-ის შესახებ
რით განსხვავდება ორთოფოტო ღია რუკებზე არსებული თანამგზავრული სურათისგან?
ღია რუკებზე არსებული თანამგზავრული სურათი ადგილის ზოგად წარმოდგენას იძლევა, მაგრამ გადაღების თარიღი შეიძლება მოძველებული იყოს, ხოლო მიბმის სიზუსტე გაზომვებისთვის გარანტირებული არ არის. დრონით გადაღებული ორთოფოტო თქვენი ამოცანისთვის გადაიღება, აქვს დადასტურებადი სიზუსტე და უფრო მაღალი გარჩევადობა.
რა სიზუსტე აქვს ორთოფოტოს?
ერთი რიცხვი არ არსებობს. სიზუსტე დამოკიდებულია პიქსელის ზომაზე, მიბმის ხარისხზე და საკონტროლო წერტილებზე, რელიეფსა და დამუშავებაზე. პიქსელის ზომა ცდომილებას არ უდრის: 2 სმ-იანი პიქსელის დროს გეგმაში გადახრა შეიძლება უფრო დიდი იყოს. მოითხოვეთ დამოუკიდებელი საკონტროლო წერტილებით გადახრების ანგარიში.
რომელ კოორდინატთა სისტემაში გადაიცემა ორთოფოტო საქართველოში?
ჩვეულებრივ WGS 84 / UTM სისტემაში: ზონა 37N ქვეყნის დასავლეთისთვის, ბათუმის ჩათვლით, ან 38N აღმოსავლეთისთვის, თბილისის ჩათვლით. კადასტრული და სახელმწიფო ამოცანებისთვის შეიძლება ეროვნული სისტემა Georgia Geodetic Datum (GGD) დასჭირდეს. სისტემას გადაღებამდე ვათანხმებთ.
რომელ პროგრამებში იხსნება GeoTIFF?
GIS და CAD პროგრამების უმეტესობაში, მაგალითად QGIS, ArcGIS, Global Mapper და Civil 3D. ისინი ფაილში ჩაწერილ კოორდინატულ მიბმას კითხულობენ და გამოსახულებას თავად ათავსებენ სწორ ადგილას. ჩვეულებრივ ფოტოდამთვალიერებლებში ფაილი უბრალო სურათად გაიხსნება, კოორდინატების გარეშე.
რატომ არის ორთოფოტოს ფაილი ასეთი დიდი და შეიძლება თუ არა მისი შემცირება?
ზომა ფართობთან და დეტალურობასთან ერთად იზრდება: რაც უფრო მცირეა პიქსელი, მით უფრო მძიმეა ფაილი. მისი შემცირება შეიძლება უფრო დიდი პიქსელის ზომის არჩევით, შეკუმშვით, ტერიტორიის ფურცლებად დაყოფით ან სწრაფი ნახვისთვის პირამიდებიანი ფორმატით გადაცემით. პარამეტრები გადაღებამდე სჯობს შევათანხმოთ.
რით განსხვავდება ორთოფოტო 3D მოდელისგან?
ორთოფოტო ზემოდან ხედის ბრტყელი გამოსახულებაა, რომელზეც მანძილებისა და ფართობების გაზომვა შეიძლება. სიმაღლეებს ის არ ინახავს. 3D მოდელი და წერტილთა ღრუბელი მოცულობასა და ფორმას გადმოსცემს, რელიეფის სიმაღლეები კი ცალკე ფაილით გადაიცემა: რელიეფის ან ზედაპირის ციფრული მოდელით.