Tecnicall® - čtvrtletník Českého vysokého učení technického v Praze

Hrad Helfenburk | Fotogrammetrické zaměření pro 3D model

Na začátku roku 2014 byla Katedra speciální geodézie Fakulty stavební ČVUT oslovena občanským sdružením Hrádek, skupinou dobrovolníků, která se stará o hrad Helfenburk, zda by se mohla podílet spolu se studenty oboru Geodézie a kartografie na zaměření a vytvoření měřické dokumentace tohoto objektu. Tato prosba byla pracovníky katedry a především studenty, hledajícími témata pro své diplomové práce, shledána jako velice zajímavá, a proto již na jaře téhož roku byly zahájeny práce na projektu zaměření hradu Helfenburk.

Hrad Helfenburk je romantická zřícenina středověkého hradu ze 14. století ležící v Ústeckém kraji blízko městečka Úštěk. Jedná se o skalní hrad založený na pískovcové ostrožně. Skládá se ze dvou časově i konstrukčně odlišných částí, vnitřního hradu a vnějšího opevnění. Vnitřní část hradu byla postavena na vrcholu pískovcového hřebene skládajícího se ze tří skalních bloků, na kterých se nachází pozůstatky paláce, několik dalších budov, studna a zbytky hradby. Vnější opevnění se skládá z dobře zachovalé 277 m dlouhé hradby s cimbuřím a střílnami, vstupních bran a hlavní 30 m vysoké čtverhranné věže.

Práce začaly vybudováním prostorové měřické sítě trvale stabilizovaných geodetických bodů a jejím přesným zaměřením. Po zpracování dat dosáhla vybudovaná měřická síť vnitřní relativní přesnost (vzájemný vztah bodů uvnitř sítě) 0,6 mm (průměrná polohová odchylka vyrovnaných souřadnic). Síť byla připojena pomocí měření GNSS (globální navigační satelitní systémy) do závazných státních referenčních systémů S-JTSK (souřadnicový systém – Jednotné trigonometrické sítě katastrální) a Bpv (výškový systém baltský – po vyrovnání). Ke každému bodu sítě byly vyhotoveny podrobné geodetické údaje pro jejich případné použití v budoucnosti.

Následovalo zaměření celého hradního areálu metodou pozemního laserového skenování - exteriér hradu z 91 stanovisek a interiér hlavní věže z 35. Pro spojení získaných mračen bodů z jednotlivých měření do výsledného celkového mračna bodů byly použity kulové identické body a překrytové oblasti mezi jednotlivými mračny. Pro umístění takto získaného modelu do závazných referenčních systémů byly využity černobílé šachovnicové terče předem zaměřené při budování měřické sítě.

Z celkového mračna byly poté vytvářeny další výstupy. Především se jednalo o výkresovou dokumentaci hlavní věže, kdy byly vyhotoveny půdorysy jednotlivých podlaží, pohledy ze všech stran a svislé řezy, nakonec byla vymodelována ve 3D jako CAD model.

Dosaženými výsledky zaměření hradu bylo sdružení Hrádek nadšeno a poprosilo ještě o vytvoření prostorového modelu hradu se skutečnými texturami. K tomu bylo potřeba již vyhotovený model doplnit mračnem bodů získaným z leteckého a pozemního fotogrammetrického zaměření. Po zkombinování obou modelů byl vytvořen 3D model hradu ve formě trojúhelníkové sítě, který byl poté otexturován pomocí digitálních snímků pořízených z fotogrammetrického zaměření.

Na zaměření a vyhotovení měřické dokumentace hradu Helfenburk se podílelo během čtyř let realizace projektu osm studentů, kteří obhájili šest diplomových (P. Dífková, A. Prokopová, J. Poesová, M. Toušek, L. Vosyka a M. Tichá) a dvě bakalářské práce (V. Vávrová a M. Novotný). Výsledky těchto prací byly také prezentovány v rámci Studentské vědecké odborné činnosti, kde letos studenti získali v mezinárodním finále druhé místo.

Dosaženými výsledky zaměření hradu bylo sdružení Hrádek nadšeno a poprosilo ještě o vytvoření prostorového modelu hradu se skutečnými texturami. K tomu bylo potřeba již vyhotovený model doplnit mračnem bodů získaným z leteckého a pozemního fotogrammetrického zaměření.


Ing. Tomáš Křemen, Ph.D.

tomas.kremen@fsv.cvut.cz

Celkový pohled
na hrad

Celkový pohled na hrad



Výsledné mračno bodů po měření pozemním laserovým skenováním

Výsledné mračno bodů po měření pozemním laserovým skenováním



3D model Helfenburku

3D model Helfenburku