عکس‌برداری هوایی

از ویکی‌پدیا، دانشنامهٔ آزاد
(تغییرمسیر از عکاسی هوایی)
پرش به: ناوبری، جستجو

عکس‌برداری هوایی به تکنیک برداشت عکس از زمین از نقاط مرتفع گفته می‌شود. این اصطلاح اغلب در مورد عکس‌هایی به‌کار می‌رود که از هوا برداشت شده است. عکس هوایی عبارت است از مجموعه تصاویر واقعی عوارض و خصوصیات ظاهری زمین که توسط هواپیما و با استفاده از دوربین عکس‌برداری هوایی از زمین گرفته شده‌است. استفاده از عکس‌های هوائی در بررسی‌های و مطالعات زمین شناسی، جاده‌سازی، کشاورزی و مهم‌تر از همه برای اهداف نظامی مورد استفاده قرار می‌گیرد. در اکثر کشورها در ابتدا از عکس‌های هوایی بجای نقشه اصلی در صحرا استفاده می‌کردند.

دوربین‌های عکس‌برداری هوایی[ویرایش]

دوربین‌های عکس‌برداری هوایی تجهیزاتی هستند که برای تهیه عکس‌های هوایی مورد استفاده قرار می‌گیرند و معمولاً از ابعاد بزرگ برخودرا هستند. دوربین‌های عکس‌برداری هوایی دارای فاصله کانونی ثابت می‌باشند و عدسی به کار رفته در آنها از نوع متریک می‌باشد. عدسی متریک به عدسی گفته می‌شود که اعوجاج آن ثابت بوده و از ۲۰ میکرون کمتر باشد. این دوربین‌ها معمولاً بر روی کف هواپیما نصب می‌گردند و امکان تراز نمودن آنها وجود دارد. دوربین‌های هوایی مورد استفاده در عکسبرداری هوایی عمدتاً از نوع دوربین‌ها آنالوگ می‌باشد.(دوربین‌هایی که از فیلم استفاده می‌نمایند). امروزه دوربین‌های رقومی هوایی نیز به بازار ارائه گردیده‌اند و به مرور در عکس‌برداری‌های مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۳۰۰px

دوربین‌های آنالوگ[ویرایش]

دوربین‌های عکس‌برداری هوایی آنالوگ دارای ابعاد ۲۳ * ۲۳ سانتی‌متر می‌باشند. دوربین‌های عکس‌برداری هوایی دارای پنج قسمت اصلی زیر می‌باشد:

  • پایه اتصال به بدنه: این پایه ضمن جلوگیری از انتقال لرزش هواپیما به دوربین امکان تراز نمودن دوربین را نیز فراهم می‌آورد.
  • بدنه و عدسی: عدسی مهم‌ترین بخش یک دوربین عکسبرداری هوایی می‌باشد.
  • سیستم کنترل: این سیستم امکان عکس‌برداری متوالی و تنظیم نوردهی فیلم را فراهم می‌آورد.
  • مخزن فیلم: مخزن فیلم قابل جدا کردن از دوربین می‌باشد. با سیستم تخلیه هوا فیلم در لحظه عکس‌برداری به صورت کاملاً تخت قرار می‌گیرد.
  • چشمی ناوبری: با استفاده از این چشمی عکاس امکان تنظیم پوشش طولی و حذف زاویه دریفت را دارد.

از انواع دوربین‌های عسکبرداری هوایی آنالوگ می‌توان به دوربین Leica RC۳۰/ASCOT اشاره نمود.

دوربین‌های رقومی[ویرایش]

دوربین‌های عکس‌برداری هوایی رقومی با ابعاد بزرگ و یا متوسط برای اولین بار در سال ۲۰۰۲ در نمایشگاه ISPRS شهر آمستردام به صورت تجاری به بازار عرضه گردیدند.این دورربین‌ها از نظر نوع CCD مورد استفاده به دو نوع دوربین با آرایه خطی و سطحی تقسیم‌بندی می‌گردند.

دوربین‌هایی که از آرایه خطی استفاده می نمایند بسیار مشابه سیستم‌های تصویر برداری ماهواره‌ها می‌باشند. در این دوربین‌ها بهره‌گیری از گیرنده تعیین موقعیت ماهواره‌ای GPS و تجهیزات تعیین وضعیت IMU ضروری می باشد. از انواع این نوع از دروبین‌های عسکبرداری هوایی رقومی می‌توان به دوربین‌های Leica ADS ۸۰ و DiMac اشاره نمود.

دوربین‌هایی که از آرایه‌های سطحی استفاده می نمایند کم و بیش تصاویری با هندسه مشابه دوربین‌های آنالوگ ارائه می نممایند. بهره‌گیری از تجهیزات تعیین موقعیت ماهواره‌ای و تعیین وضعیت اگرچه مزایای به همراه دارد اما در این دوربین‌ها به عنوان یک ضرورت مطرح نمی‌باشد. از انواع این دوربین‌ها می‌توان به دوربین‌های Vexel Ultracam و DMC اشاره نمود.

عکاسی هوایی در ایران[ویرایش]

در ایران در سال ۱۳۳۱ از حوزه زاینده رود اصفهان عکس‌های هوایی برداشته شد و عکسبرداری توسط شرکت K.L.M به منظور انجام امور عمرانی آن حوزه انجام گرفت. در سال ۱۳۳۴ بمنظور تهیه نقشه صحیح از کلیه استانها کشور عکس‌برداری هوایی شروع گردید. از سال ۱۳۳۲ با آغاز فعالیت سازمان نقشه برداری کشور به صورت پیوسته از مناطق مختلف ایران عکس‌برداری هوایی انجام گرفته‌است. در حال حاضر آرشیوی مشتمل بر ۸۰۰۰ حلقه فیلم هوایی بالغ بر دو میلیون قطعه عکس هوایی از مناطق مختلف کشور تهیه گردیده که به صورت مرتب در زمینه‌های مختلف از جمله فعالیت‌های تحقیقاتی و ارجاع به مراجع قضائی مورد استفاده قرار می‌گیرند. بطور کلی از تمامی مناطق کشور عکس‌های هوایی در مقیاس‌های پنجاه و پنج هزارم مربوط به دهه ۳۰ هجری شمسی، بیست هزارم مربوط به دهه چهل و چهل هزارم مربوط به دهه هفتاد و همچنین عکس‌های هوایی ده‌هزارم و یا پنج هزارم از اکثر شهرهای کشور موجود می‌باشد.

نحوه عکاسی هوایی[ویرایش]

عکس‌های هوائی بوسیله دوربین عکسبرداری هوایی که به طرف زمین در هواپیما قرار دارند گرفته می‌شوند که با در نظر گرفتن عکس مورد لزوم، نوع دوربین و خطوط پرواز و ارتفاع پرواز را مورد عمل قرار می‌دهند و دوربین بطور اتوماتیک در فواصل معین عکس‌برداری می‌کند ودر حاشیه عکس شماره آن و شماره حلقه فیلم و فاصله کانونی عدسی دوربین، ارتفاع پرواز و مقیاس تقریبی عکس و وضع دوربین از نظر افقی بودن منطقه عکس‌برداری شده وتاریخ عکس‌برداری چاپ می‌گردد.

اصول برجسته بینی در عکس هوایی[ویرایش]

یک از تفاوتهای اصلی عکسهای هوایی که به منظور تفسیر و تهیه نقشه برداشته می‌شود با عکس‌های معمولی، امکان برجسته‌بینی یعنی تشخیص بعد سوم (اختلاف ارتفاع) از روی آن‌ها و با کمک وسائل برجسته‌بینی می‌باشد. معمولاً عکس‌های هوائی به‌طور متوسط دارای 60 درصد پوشش مشترک پشت سر هم و عکس‌های هر نوار (مسیر پرواز هواپیما )که با نوار مجاور دارای پوشش مشترک جانبی 30 درصد می‌باشد که پوشش مشترک اولی امکان برجسته‌بینی را به یک جفت عکس پشت سر هم می‌دهد.

مکانسیم برجسته بینی (درک عمق و فاصله) در انسان[ویرایش]

معیار درک عمق

هر چشم یک تصویر با یک زاویه را جداگانه مشاهده و هر دو در مغز انسان تشکیل یک تصویر کامل را داده که به این ترتیب ممکن است به کیفیت اجسام، فاصله، عمق و اندازه آنها پی برد و محاسبات لازم را انجام داد. در دید معمولی فاصله اجسام بستگی به زاویه‌ای دارد که هر دو چشم با نقطه مورد نظر تشکیل می‌دهد.با توجه به شکل روبرو زوایای A و B نسبت مستقیم به فاصله بین اجسام 1 و 2 دارد. این زوایا در روی شبکیه بصورت کمانهای a و b اندازه گیری می‌شوند. حداقل گمانی که هر فرد می‌تواند مشاهده کند آن را معیار درک عمق می‌دانند. برای درک بهتر دید با یک چشم و یا دو چشم آزمایش‌های ساده پایین را تجربه کنید.

  • آزمایش اول : یک سکه را بر روی میز قرار دهید و با یک چشم و از سطحی معادل سطح میز به آن نگاه کنیم و سعی نمائیم که انگشت خود را از بالا روی آن بگذریم در خیلی از موارد اشتباه خواهد شد و انگشت ممکن است کم وبیش در حوالی سکه جای بگیرید.
  • آزمایش دوم : دو انگشت اشاره خود را در جلو (25 سانتیمتر) چشم قرار داده و بتدریج آنها رو بهم نزدیک کنید در حالی که سعی می‌شود با چشم راست به انگشت اشاره دست راست و با چشم چپ به انگشت اشاره دست چپ نگاه کنیم بتدریج که انگشتان بهم نزدیک می‌شوند و قبل از این که عملاً بهم برسند این احساس حاصل می‌شود که انگشتان بر روی یکدیگر قرار گرفته اند در حالی که عملاً در این مرحله هنوز چند سانتیمتر فاصله بین این دو وجود دارد.

عمل انطباق در چشم منحصراً فیزیولوژیکی و تجسمی است در واقع دو عکس مسطح و مختلف از جسمی که بر روی شبکیه هر یک از چشم‌ها منعکس شده تبدیل به یک عکس برجسته خیالی می‌گردد این عمل در دستگاه اعصاب (مغز) نیز انجام می‌شود.

اصول برجسته‌بینی[ویرایش]

برای اینکه بتوان دو تصویر تهیه نمود که قابلیت برجسته‌بینی داشته باشند، باید چهار شرط اصلی زیر در مورد آنها صدق کند:

الف) هر دو تصویر مورد برجسته بینی، یک منطقه را بپوشاند.

ب) مقیاس هر دو تصویر تقریباً با هم مساوی باشد.

ج) محورهای دوربین عکس‌برداری در هر دو تصویر در یک صفحه قرار گیرند.

د) فاصله بین دو ایستگاه عکس‌برداری، با مقایسه با فاصله دوربین تا تصویر، متناسب باشد.

دید کاذب (Pseudoscopic view) حالتی است که انسان در موقع مشاهده دو تصویر، کلیه عوارض برجسته را فرورفته و برعکس فرورفتگیها را برجسته می بیند. علت این پدیده عبارتست از:

الف) چنانچه جای تصویر سمت راست و چپ با هم عوض شده باشند.

ب) اگر مسیر تابش نور در موقع دید با جهت نور هنگام عکاسی مطابقت نداشته باشد و یا به عبارت دیگر، سایه ها مخالف جهت تفسیر کننده قرار گیرند.

سیستم‌های برجسته‌بینی[ویرایش]

1- آناگلیف (Anagliph):

در این سیستم، دو عکس از یک منظره با دو رنگ مکمل که معمولاً قرمز و آبی هستند، بر روی هم چاپ و یا روی صفحه ای تصویر می شوند. سپس با نگرش از درون دو فیلتر به همان رنگها که ممکن است مانند عینک به چشم بزنند، دو تصویر از هم جدا شده و با هر چشم یک تصویر مستقل به مغز منتقل و از آنجا، با توجه به اصول برجسته بینی، تصویر سه بعدی مشاهده می شود. از مشکلات این روش پایین بودن کیفیت و روشنی تصویر می باشد.

2- وکتوگراف (Vectograph): در این سیستم از نور پلاریزه استفاده می شود. این روش نیز مشابه روش فوق است با این تفاوت که تفکیک دو تصویر بوسیله عمل پلاریزه انجام می شود. یکی از تصاویر با 45 درجه زاویه نسبت به افق پلاریزه می شود و فقط می تواند با عدسی مشاهده گردد که دارای نور پلاریزه 45 درجه ای ولی برعکس باشد و دیگری دارای زاویه 90 درجه نسبت به اولی است که می تواند از درون عدسی برعکس عدسی اول دیده شود. لذا با ایجاد دو تصویر جداگانه از یک صحنه و استفاده از این روش در مرکز بینایی، باعث عمق سه بعدی می گردد. این سیستم در مسائل مربوط به تهیه نقشه جایی نداشته و فقط آسانی مشاهده آن بوسیله هر فردی، از مزایای این روش می باشد.

3- تری ویژن (Trivision): این عکسها بدون کمک هر وسیله ای می توانند بصورت برجسته دیده شوند. جدایی تصویر بصورت مکانیکی و استفاده از کاغذهای مخصوص که روی آنها را سطح نازک و موجداری پوشانیده، انجام میگردد. این تصاویر را معمولاً از فواصل کم و با دوربینهایی با زاویه خیلی باز و فیلم مخصوص می گیرند. این سیستم در تهیه نقشه مصرفی ندارد و فقط به لحاظ تبلیغاتی یا تهیه مناظر زیبا برای دکور بکار می رود.

4- سیستم هولوگرافی (Holographic System): در این نوع بازسازی مدل‌های برجسته، از اشعه لیزر استفاده می‌گردد و مشاهده تصویر سه بعدی نیز به سادگی انجام می شود.

اطلاعات حاشیه‌ای عکس‌های هوایی[ویرایش]

  • شماره عکس : همراه با شماره پشت سرهم در پارهای از موارد شماره نوار یا شماره بلوک مورد عکسبرداری ذکر می‌گردد. این شماره‌ها برای تنظیم و استفاده از عکس‌های هوائی کمال ضرورت را دارد.
  • فاصله کانونی : معمولاً بر حسب میلیمتر تا صدم آن در حاشیه عکس هوائی نوشته یا چاپ می‌شود. که برای محاسبه مقیاس عکس ضروری است.
  • علائم کناری عکس (Fiducial Marks) : این علائم معمولاً بصورت ضربدر در گوشه عکسهای هوائی یا شکاف مثلثی شکل در وسط اضلاع ممکن مشخص می‌گردد.
  • آلتیمتر : ارتفاع سنج که ارتفاع پرواز هواپیما رو نسبت به سطح مبدا که عموماً آب دریاهای آزاد می‌باشد نشان می‌دهد.
  • ساعت: به لحاظ اطلاع از زمان دقیق عکسبرداری ئ نیز تجزیه وتحلیل سایه اهمیت دارد.
  • تراز: برای نشان دادن میزان تقریبی انحراف دوربین در حین پرواز و عکسبرداری
  • شماره دوربین : در برسی‌های دقیق تر عکس هائی هوائی مورد استفاده است.

مقیاس عکس‌های هوایی[ویرایش]

مقیاس عبارتست از نسبت یک فاصله معین در روی عکس هوایی یا نقشه به همان فاصله در روی زمین که بصورت کسری مثلاً 1/50000 و یا بصورت تقسیم 1:50000 نشان داده می‌شود.+

مقیاس 1:50000 یعنی یک سانتیمتر در روی عکس یا نقشه معادل با 50000 سانتی متر یا 500 متر روی زمین می‌باشد. در عکس هوایی که از مناطق غیر مسطح گرفته می‌شود مقیاس در نقاط مرتعفتر بزرگتر و در نقاط پایین تر کوچک تر است، دلیل آن است که نقاط مرتع به دوربین نزدیکتر از نقاط پایین تر هستند. در حالیکه مقیاس در نقشه در تمام نقاط نقشه یکسان است.

رابطه ریاضی (الف) برای محاسبه مقیاس متوسط عکس هوایی

محاسبه مقیاس متوسط عکس هوائی[ویرایش]

الف ) از رابطه روبرو - تصویر

  • در این فرمول f عبارتست از فاصله کانونی دوربین عکسبرداری
  • (H - h) ارتفاع پرواز هواپیما تا سطح مقیاس متوسط

ب ) محاسبه مقیاس متوسط عکس با اندازه گیری فاصله در روی زمین و بر روی عکس هوائی ج ) محاسبه مقیاس متوسط با استفاده از نقشه توپوگرافی

اختلاف تصاویر ماهواره‌ای با عکس‌های هوایی[ویرایش]

اختلاف در وسعت منطقه زیر پوشش می‌باشد مثلاً یک کوادرانت عکس ماهواره‌ای حدود 700 – 800 عکس هوائی به مقیاس 1:20000 را پوشش می‌دهد. عکس هوائی باید یکی یکی روی آن کار شود پس عکس ماهواره‌ای دید کلان روی منطقه دارد.زمان تفسیر عکسهای ماهواره‌ای خیلی کمتر از عکس‌های هوائی است. عکسهای ماهواره‌ای اگر در داخل کشور تهیه شوند ارزانتر از عکسهای هوائی است. از دیگر موارد اختلاف تصاویر ماهواره‌ای با عکس‌های هوایی می‌توان به تکرار پذیری تصاویر ماهواره‌ای، چند طیفی بودن تصاویر ماهواره‌ای و وضوح طیفی بالاتر آنها اشاره نمود.

تفاوت عکسهای هوایی و نقشه از نظر تصویر[ویرایش]

نقشه یک تصویر عمودی از سطح زمین است که به یک نسبت معین (مقیاس نقشه) کوچک گردیده است. یعنی خطوطی که نقاط روی زمین را بر سطح تصویر منعکس می‌کنند موازی یکدیگر بوده و تصویر حاصل به نسبت مقیاس نقشه کوچک شده اند.

عکس هوائی یک تصویر مرکزی است و شعاعهایی که نقاط روی زمین را بر روی فیلم دوربین تصویر می‌کنند همه از یک نقطه بنام مرکز تصویر (مرکز پرسپکتیو) می گذرند و همین تصویر مرکزی است که اساس سه بعدی بوده و اندازه گیری اختلاف ارتفاع بین نقاط را با استفاده از عکس‌های هوایی ممکن می سازد.

با توجه به اختلاف ارتفاع موجود در روی سطح زمین عکس‌های هوایی از مقیاس ثابت برخودار نمی‌باشند.

در نقشه‌ها ارتفاعات به روش‌های مختلف نمایش داده شده و اختلاف ارتفاع بین عوارض قابل اندازه‌گیری می‌باشد در صورتی که اندازه‌گیری اختلاف ارتفاع بر روی عکس‌های هوای نیاز به تجهیزات لازم برای این منظور دارد.

عوارض قراردادی مانند مرزهآی سیاسی، تقسیمات کشوری، ... و اسامی بر روی نقشه‌ها موجود می باشند که عکس‌های هوایی فاقد این موارد می باشند.

منابع[ویرایش]

نشریه نقشه‌برداری شماره ۷۹ سال ۱۳۸۵

مصاحبه کوتاهی با نخستین عکاس هنری- هوایی ایران

  • سیستم اطلاعات جغرافیائی (GİS) در فائو
  • نقشه برداری-انتشارات دانشگاه علم وصنعت
  • دورتی هارپر - چشمی در آسمان - ترجمه دالکی - احمد قادری - مرتضی تهران - مرکز نشر دانشگاهی ۱۳۶۳
  • ریچاردی - عکس‌های هوایی - ترجمه وامفی ابوالقاسم - تهران مرکز نشر دانشگاهی ۱۳۶۷

جستارهای وابسته[ویرایش]

جستجو در ویکی‌انبار در ویکی‌انبار پرونده‌هایی دربارهٔ عکس‌برداری هوایی موجود است.

پیوند به بیرون[ویرایش]

عکس هوایی، ویکی‌پدیا