[Home Page]   

Zaměření klenby kostela P. Marie a Karla Velikého v Praze Na Karlově metodou blízké fotogrammetrie

Ortofoto střední části kopule (Orthomax, Ing. Valentová)
    V rámci široké mezioborové spolupráce Laboratoře kvantitativních metod pro výzkum památek při FJFI ČVUT, Laboratoře fotogrammetrie FSv ČVUT a FA ČVUT bylo provedeno fotogrammetrické zaměření klenby kostela Nanebevzetí P. Marie a Karla Velikého v Praze Na Karlově. Kostel s klášterem byl založen Karlem IV. r. 1350 (slavíme tedy šestistépadesáté výročí) a byl budován podle vzoru pohřebního kostela Karla Velikého v Cáchách s osmibokou lodí. Spojitost s výročím druhé korunovace Karla IV. a jeho manželky Anny v oktogonu v Cáchách (1349) je zjevná.

    Koncem 15. století prodělal některé pozdně gotické stavební úpravy. Klášter byl pak r. 1785 zrušen a byl zde zřízen chorobinec. Tato stavba po stránce architektonické i statické svým rozponem (v diagonále 24 m) patří mezi ojedinělé u nás i ve střední Evropě. Je známo, že původní gotické zaklenutí se nedochovalo, klenba byla nově vyzdvižena ve třetí čtvrtině 16. století, o čemž svědčí datovaný nápis, objevený r. 1929 na svorníku (DOMINE DILEXI DECOREM DOMUS TUAE NI AB 1575). Tato cihelná renesanční kupolová klenba nad oktogonálním půdorysem používá ještě pozdně gotický vzorec hvězdicové žebrové klenby s lunetami, literatura ji připisuje architektu Bonifáci Wolmuthovi. Bohatá výzdoba je z r. 1737.
Vyhodnocení tvaru kopule pomocí vrstevnic (bez žeber) programem SCOP
    Z hlediska zaměření interiérů bývá vhodné použítí metody blízké fotogrammetrie; mimo dlouho využívaných klasických analogových metod se dnes využívají analytické a digitální metody. V případě zaměření klenby kostela Na Karlově bylo využito systému RolleiMetric CDW (Close Range Digital Workstation), který používá kvalitní komoru Rollei o formátu filmu 6 x 6 cm. Plně automatická komora je vybavena v ohniskové rovině planparalelní deskou s vyrytou sítí křížků (réseau), které slouží pro odstranění deformace obrazu vznikající při snímkování i fotochemickém zpracování. Snímky nebo jejich pozitivní zvětšeniny jsou skenovány běžným laboratorním skenerem do formy digitálního snímku, který se dále zpracovává pouze na počítači. K vlastnímu vyhodnocení slouží software CDW, který umožňuje určit prostorové souřadnice podrobných bodů. Nutným předpokladem je znalost vlícovacích bodů určených v libovolném geodetickém systému, které je nutno na určovaném objektu zaměřit nejčastěji klasickými geodetickými metodami, např. pomocí teodolitu nebo totální stanicí. Na základě definování vlícovacích bodů na snímcích jsou iterativním výpočtem určeny všechny nutné parametry (prvky vnější orientace jednotlivých snímků) pro vyhodnocení obecných podrobných bodů. Základem je prakticky stará metoda průsekové fotogrammetrie, která je ale upravena pro novou digitální technologii, doplněná možnostmi vyrovnávacího počtu.
Izometrický pohled na prostorový vrstevnicový model (MicroStation, Ing.Valentová)
    Nevýhodou tohoto postupu je princip vlastní metody, která umožňuje vyhodnotit prostorově pouze body přirozeně nebo uměle signalizované, tedy takové, které jsou jednoznačně rozpoznatelné minimálně na dvou snímcích. Tato metoda je tedy předurčena zejména pro objekty s velkým množstvím jednoznačně definovaných podrobných bodů, jakými jsou rohy oken, ornamenty, grafické malované nebo ryté prvky apod., které nám tyto body poskytují. Hladkou homogenní plochu nelze bez umělé signalizace prostorově vyhodnotit a je nutno pro takovéto případy použít metodu jinou, např. stereofotogrammetrii. Pro stereofotogrammetrii lze za určitých předpokladů použít i snímky z komory RolleiMetric s přibližně rovnoběžnými osami záběru.
Perspektivní zobrazení tvaru kopule pomocí drátěného modelu (SCOP)
    Výhodou systému RolleiMetric (a též jiných obdobných systémů) je snadný transport používané komory (váha cca 2 kg), její plně automatický provoz a snadné snímkování objektu, které lze provádět z volné ruky při dobrých světelných podmínkách nebo z lehkého běžného fotografického stativu. Stanoviska fotografování je nutno volit tak, aby na všech snímcích byl dostatečný počet pravidelně rozmístěných vlícovacích bodů (6 - 7) a aby se osy záběru snímků protínaly z geometrického hlediska v příznivém úhlu (30 - 120°). Žádné další měření mimo zaměření vlícovacích bodů (geodeticky či jen oměrkami) není nutno provádět. Vyhodnocení v podobě prostorově určených bodů nebo vektoru se provádí na počítači, čímž je zajištěna i kompatibilita a přenositelnost do libovolného jiného zpracovatelského nebo databázového systému přes standardní výměnné formáty.

    V případě zaměření klenby kostela Na Karlově bylo pracováno ve dvou skupinách pro ověření výsledků. Předem bylo geodeticky zaměřeno celkem 10 vlícovacích bodů. Pro první měření (Ing. Zastoupil, Dr. Pavelka) bylo využito celkem pěti vybraných vhodných snímků z použitého svitkového filmu Fomapan 6 x 6, 27 DIN. Vyhotovené pozitivy formátu 18 x 18 cm byly skenovány s rozlišením 600 dpi (cca 18 MB). Vzhledem k tomu, že cílem zaměření bylo pouhé určení tvaru klenby o výšce přibližně 20 m, bylo určeno prostorově cca 400 podrobných bodů s přesností I1 - 2 cm. Výhodně se využila skutečnost, že klenba je zdobená malbou s množstvím přirozených podrobných bodů. Soubor třírozměrných podrobných bodů byl použit pro další počítačové zpracování do formy vrstevnicového plánu a perspektivního pohledu. Zde byl využit software SCOP pro tvorbu digitálního modelu terénu. Hypsometrické vyjádření části klenby (Imagine, Ing. Valentová) Souběžně s tímto postupem bylo provedeno obdobné podrobnější měření v rámci diplomové práce (Ing. Valentová, vedoucí Ing. Jurášková). Snímkování bylo provedeno komorou RolleiMetric na svitkový čenobílý film Fomapan a barevný Kodak 21 DIN, částečně bylo užito stereofotogrammetrické zaměření komorou UMK 13/18. Vhodné snímky byly vyhodnoceny systémem Erdas Imagine (cca 1 300 podrobných bodů), programem Orthomax bylo vyhotoveno ortofoto středové části. Větší část byla opět vyhodnocena systémem RolleiMetric CDW se střední chybou na podrobných bodech cca 1 cm (celkem cca 1 100 bodů) z barevných pozitivů 20 x 20 cm, kde lze dosáhnout lepšího rozlišení a přehlednosti. Snímky byly skenovány zprvu s rozlišením 800 dpi (cca 120 MB na snímek!). Z důvodu kapacity disků a rychlosti vyhodnocení byla ale většina vyhodnocena s nižším rozlišením 400 dpi (cca 40 MB). Porovnání pokusných výsledků bylo zjištěno, že střední chyba podrobných bodů klesla ale jen o 5 - 10 %. Výsledné vrstevnice byly zpracovány pomocí programu MicroStation.

    Celkové porovnání mezi skupinami na vybraných podrobných bodech dalo výsledky mírně horší, běžné rozdíly dosahovaly 1 - 3 cm, což je dáno rozdílnými modely, materiálem, skenováním i vyhodnocovateli. Výsledky dokumentují přiložené obrázky.    

Dr. Ing. Karel Pavelka

Ing. Karel Pavelka (1962) Vystudoval FS ČVUT Praha, obor Geodezie a kartografie, specializace DPZ. Od r. 1987 do 1988 zaměstnán v SDPZ GKP Praha. Od r. 1989 odborný asistent na katedře mapování a kartografie. Specializuje se na družicové operační systémy a monitorování vegetace pomocí DPZ.

    vyvěšeno: 4.12.2000


Z časopisu Zeměměřič č. 12/2000
[Server] [Historie] [Fotogrammetrie] [Pošta]