Gałęzią nauki i techniki zajmującą się rekonstruowaniem cech charakterystycznych obiektów na podstawie zdjęć (fotogramy) jest fotogrametria. Wspomniane fotografie wykonywane są przez specjalne urządzenia zwane kamerami fotogrametrycznymi. Pozyskuje się je w celu dokonania precyzyjnych pomiarów wielkości i kształtu danego przedmiotu lub terenu.
Fotogrametria dzieli się na lotniczą (aerofotogrametrię) oraz naziemną (terrafotogrametrię). To opracowanie skupia się na pierwszej z nich, gdyż produkty aeronautyczneaeronautycznyaeronautyczne są cenniejsze ze względu na obszar, jaki obejmują, oraz stwarzane możliwości interpretacyjne.
Zespół metod stosowanych przez podniebnych badaczy zwany jest teledetekcją, czyli wykorzystaniem różnego rodzaju sensorów do pozyskania danych z pewnej odległości (zdalnie lub częściowo zdalnie). Zabiegi teledetekcyjne można wykonywać z powierzchni ziemi, samolotów, a nawet z przestrzeni kosmicznej.
RGpS8NcqQftHZ
R3Rk0E9knk81m
RSjnv88HfCbMn
R1V59GtcAh828
RL6w4Kx13xEv3
RyGzqGPKEjG0f
R12zN5TPVymPy
R1L7JtMPAigdR
Koszty misji wynoszenia sprzętu na orbitęniska orbita okołoziemskaorbitę były i są bardzo wysokie, dlatego od początku XX wieku aż po dziś dzień w znacznym stopniu skupiono się na rozwoju awiacji i fotografii lotniczej.
Duże zainteresowanie produktami działań aerofotogrametrycznych miało wpływ na doskonalenie samolotów oraz wyposażenia fotograficznego. Głównymi narzędziami pracy podniebnych fotografów są kamery fotogrametryczne będące przyrządami wykonującymi zdjęcia lotnicze, które zapewniają wierne odwzorowanie perspektywiczne obiektów i obszarów. Najważniejszymi elementami budowy takiego przyrządu są: urządzenie sterujące, ładownik, korpus kamery, podwieszenie oraz stożek obiektywu.
RXCkn3ebyD2ZE
Systemy kamer fotogrametrycznych dzieli się na:
systemy fotogrametrii płaskiej (jednoobrazowej) – aparaty ręczne obsługiwane manualnie przez pilotów lub montowane w samolotach,
systemy fotogrametrii przestrzennej (dwuobrazowej), czyli systemy fotogrametrii stereoskopowej składające się z dwóch kamer robiących zdjęcia symultanicznie.
Mimo istnienia wielu urządzeń służących do przetwarzania i pozyskiwania danych najważniejszym przyrządem wykorzystywanym do przeprowadzania analiz zdjęć lotniczych jest ludzkie oko, a w zasadzie jego czułość spektralna, czyli zdolność do rejestracji fal elektromagnetycznych o różnych długościach. Człowiek jest w stanie zarejestrować fale o długości 380–750 nm.
Spektrum widzialne podlega obserwacji bezpośredniej, można więc uznać, że jest to podstawowa metoda fotointerpretacji cechująca się zarówno prostotą działania, jak i złożonością formy. Prostota polega na tym, że bardzo często automatycznie rozpoznajemy lub kojarzymy kształty, wielkości lub inne parametry widzianych obiektów, złożoność natomiast odnosi się do budowy aparatu wzrokowego, na który składa się wiele elementów.
RkaaUSjME1Km7
Promieniowanie rejestrowane przez człowieka dociera do oka w formie fotonów, które przenikają przez przezroczyste elementy przepuszczalne narządu wzroku – począwszy od rogówki i soczewki, przez ciało szkliste wypełniające oko, aż po siatkówkę, która przetwarza odebrany bodziec elektromagnetyczny w impulsy nerwowe docierające przez nerwy i drogi wzrokowe do płata potylicznego mózgu, gdzie powstaje obraz, jaki rzeczywiście widzimy. Jak to się dzieje, że dopiero w głowie tworzy się wizualizacja otaczającego nas świata? Jest tak za sprawą widzenia stereoskopowego, będącego zaawansowanym narzędziem wspomnianej wcześniej obserwacji. Metoda odbioru przestrzeni w taki sposób polega na łączeniu dwóch nieco różniących się od siebie obrazów pochodzących z oddzielnych rejestratorów (np. z oczu) w jedno trójwymiarowe zobrazowanie, dzięki któremu można uzyskać dodatkowe, cenne informacje dotyczące danego obiektu.
Na podobnej zasadzie działa urządzenie analityczne zwane stereoskopem, będące przyrządem optycznym, przez który można obserwować stereogramy dające wrażenie przestrzeni.
Badania przeprowadzane przy użyciu stereoskopów często wspomagane są streomikrometrami, prostymi urządzeniami przeznaczonymi do pomiaru różnic paralaksparalaksaparalaks podłużnych punktów obserwowanych pod stereoskopem.
R19Ru0bVT9dTK
Oprócz wspomnianych, istnieją także inne instrumenty pomiarowe, między innymi:
lupy proste,
lupy fotointrepretacyjne,
mikroskopy,
stereopantometry i stereotopy – urządzenia półautomatyczne analityczno‑kreślarskie,
interpretoskopy – narzędzia do badania wizualnego prezentowanych obszarów i obiektów,
mikrofotometry – przyrządy do pomiaru gęstości optycznej niewielkich fragmentów obrazów,
przetworniki optyczne „LUZ” – urządzenia przekazujące obraz zdjęć lotniczych na powierzchnię poziomą umożliwiającą kartowanie.
Większość wymienionych sprzętów wymaga manualnej (analogowej) obsługi użytkownika, jednakże są to narzędzia, które zostały w znacznej mierze wyparte przez cyfrowe metody fotointerpretacji. Grupą rozwiązań łączącą w zasadzie wszystkie sposoby badawcze są komputerowe rozwiązania typu GISGISGIS. Wymagają one zdjęć w postaci cyfrowej, które aktualnie są standardem w zakresie fotografii lotniczej, a w razie potrzeby skorzystania z fotografii archiwalnych istnieje możliwość digitalizacji obrazów (np. przy pomocy DTSDTSDTS). Najcenniejszymi pod względem analitycznym są zdjęcia multispektralne oraz wielkoformatowe.
RcforYXyCYXAd
Wśród zdjęć lotniczych wyróżnia się:
pionowe
R1GYOYXZzk02Y
nachylone
R1dk92w1K3epf
ukośne
RLCc8aJKt9sRa
Elementy, z których składają się aerofotogramy, to:
obraz wewnątrzramkowy ukazujący sfotografowany obszar,
elementy orientacji wewnętrznej – współrzędne tłowe punktów głównych (a),
ramka tłowa – ukazuje informacje takie jak: numer zdjęcia, kąt nachylenia zdjęcia (b,e), godzina i data (c), wysokość (d), numer i ogniskowaogniskowa kameryogniskowa kamery (e).
RIUNCjgWde67Q
Zależnie od przeznaczenia fotografii oraz ukazywanego obiektu wytycza się rodzaj nalotów. Zdjęcia mogą być wykonywane pojedynczo (obszary izolowane) lub ciągiem. Drugi sposób dzieli się na naloty szeregowe (liniowe) bądź zespołowe (obszarowe), których obrazy wynikowe są łączone dzięki kryciu podłużnemu lub poprzecznemu.
R36As9cRur3CE
Każdy z nalotów jest wcześniej planowany (np. na podkładach map topograficznych).
R1PALST4uJEgu
Dzięki tak wykonanym fotografiom możliwe jest przygotowanie ortofotomapy, czyli zespolenia zdjęć i wpasowania ich w wybrany układ odniesienia.
R1SyBjJzQsy0Z
Proces analizy zdjęć lotniczych rozpoczyna się od pierwszego spojrzenia na zobrazowanie (bezpośrednia interpretacja cech obrazu) i może zostać wzbogacony o badanie przyrządami mierniczymi (analiza pośrednia). Informacje można pozyskiwać w sposób manualny lub komputerowy przy pomocy odpowiedniego oprogramowania i przystosowanych nośników danych. Parametry możliwe do odczytania na podstawie wizualizacji aeronautycznych to m.in. zmiany stanu obiektów, określenie wymiarów geometrycznych przedmiotów, analiza geologiczna, ukształtowanie terenu, poszukiwanie surowców.
Cmentarz często znajduje się na uboczu zabudowań oraz w niedalekiej odległości od kościoła; przyjmuje regularne kształty z centralną drogą często w formie krzyża.
RfgBBuIqqb5iM
Sady znajdują się w niedużej odległości od zabudowań gospodarczych, mają zazwyczaj podłużny, regularny kształt i są ulokowane prostopadle do drogi.
Ciekawostka
Przy użyciu samolotów możliwe jest nie tylko wykonywanie zdjęć lotniczych, ale także nalot laserowy, który skanuje powierzchnię terenu, oddając dokładne odwzorowanie rzeźby w formie numerycznego modelu rzeźby terenu.
Fotogrametrię wykorzystuje się również w medycynie – między innymi do analizy zakrzywień kręgosłupa.
Słownik
aeronautyczny
aeronautyczny
inaczej lotniczy, powietrzny
CCD
CCD
układ elementów światłoczułych, który konwertuje promieniowanie na możliwy do odczytania sygnał elektryczny
DTS
DTS
(ang. Digital Transfer Scope) przyrząd służący do przenoszenia i scalania w sposób stereoskopowy obrazów analogicznych
GIS
GIS
(ang. Geographic Information System) systemy informacji geograficznej
materiał światłoczuły
materiał światłoczuły
ogólne pojęcie oznaczające wszystkie wyroby wykazujące wrażliwość na światło, które są wykorzystywane w różnorodnych procesach fotograficznych; należą do nich zarówno materiały wrażliwe na światło widzialne, jak również na bliską podczerwień i ultrafiolet
negatyw
negatyw
obraz fotograficzny na materiale światłoczułym
niska orbita okołoziemska
niska orbita okołoziemska
przestrzeń orbitalna między 200 a 2000 km od powierzchni Ziemi
obraz anaglifowy
obraz anaglifowy
zobrazowanie dające złudzenie trójwymiaru podczas oglądania za pomocą specjalnych okularów
ogniskowa kamery
ogniskowa kamery
inaczej kąt widzenia obiektywu
paralaksa
paralaksa
efekt niezgodności różnych obrazów tego samego obiektu obserwowanych z różnych kierunków