عکس‌برداری هوایی

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

عکس‌برداری هوایی به تکنیک برداشت عکس از سطح زمین از نقاط مرتفع گفته می‌شود. این اصطلاح اغلب در مورد عکس‌هایی به‌کار می‌رود که از هوا برداشت شده است. عکس‌هوایی عبارت است از یک تصویر واقعی از عوارض و خصوصیات ظاهری سطح زمین که توسط هواپیما و با استفاده از یک دوربین عکس‌برداری هوایی گرفته شده‌است. استفاده از عکس‌های هوایی به منظور بررسی‌ها و مطالعات زمین‌شناسی، جاده‌سازی، شهرسازی، کشاورزی، مدیریت منابع طبیعی، حفاظت از محیط زیست و مهم‌تر از همه برای تأمین اهداف نظامی و امنی رایج است. در گذشته در بسیاری از کشورها 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. این دوربین‌ها معمولاً از ابعاد بزرگ برخوردار هستند. دوربین‌های عکس‌برداری هوایی دارای فاصله کانونی ثابت هستند 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 تاکنون عمدتاً از نوع دوربین‌های آنالوگ بودند. (دوربین‌هایی که از فیلم استفاده می‌کنند). امروزه دوربین‌های عکس‌برداری هوایی رقومی نیز به بازار ارائه شده و به مرور در پروژه‌های عکس‌برداری‌های مورد استفاده قرار می‌گیرند.

۳۰۰px

دوربین‌های آنالوگ[ویرایش]

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

  • پایه اتصال به بدنه: این پایه ضمن جلوگیری از انتقال لرزش هواپیما به دوربین، امکان تراز کردن 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 عکس برداری هوایی آنالوگ می‌توان به دوربین Leica RC30/ASCOT اشاره کرد.

دوربین‌های رقومی[ویرایش]

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

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

دوربین‌هایی که از آرایه‌های سطحی استفاده می‌کنند کم و بیش تصاویری با هندسه مشابه دوربین‌های آنالوگ تولید می‌کنند. بهره‌گیری از تجهیزات تعیین موقعیت ماهواره‌ای و تعیین وضعیت اگرچه مزایایی 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.

عکس‌برداری 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 نقشه‌برداری 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 یا پنج هزارم از اکثر شهرهای کشور موجود می‌باشد.

نحوه عکس‌برداری هوایی[ویرایش]

عکس‌برداری هوایی، بوسیله یک دوربین عکس‌برداری هوایی که به طرف زمین در هواپیما نصب می‌شود، صورت می‌گیرد. نوع دوربین، مسیر خطوط پرواز و ارتفاع پرواز طوری طراحی و برنامه‌ریزی می‌گردند که عکس مورد نظر بدست آید. سپس دوربین بطور اتوماتیک در فواصل معین عکس‌برداری می‌کند. در حاشیه عکس، شماره عکس و شماره حلقه فیلم و فاصله کانونی عدسی دوربین، ارتفاع پرواز و مقیاس تقریبی عکس و تاریخ عکس‌برداری و زاویه محور نوری دوربین با خط قائم بر زمین 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 ۶۰ درصد پوشش مشترک پشت سر هم و عکس‌های هر نوار (مسیر پرواز هواپیما)که با نوار مجاور دارای پوشش مشترک جانبی ۳۰ 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 ۱ و ۲ دارد. این زوایا در روی شبکیه بصورت کمانهای a و b اندازه‌گیری می‌شوند. حداقل گمانی که هر فرد می‌تواند مشاهده کند آن را معیار درک عمق می‌دانند. برای درک بهتر دید با یک چشم 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 و بیش در حوالی سکه جای بگیرید.
  • آزمایش دوم: دو انگشت اشاره خود را در جلو (۲۵ 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 گرفته‌اند 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 می‌بیند. 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 یا به عبارت دیگر، سایه‌ها مخالف جهت تفسیر کننده قرار گیرند.

سیستم‌های برجسته‌بینی[ویرایش]

۱- آناگلیف (Anagliph):

در این سیستم، دو عکس از یک منظره با دو رنگ مکمل که معمولاً قرمز و آبی هستند، بر روی هم چاپ یا روی صفحه‌ای تصویر می‌شوند. 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 می‌شود. از مشکلات این روش پایین بودن کیفیت و روشنی تصویر می‌باشد.

۲- وکتوگراف (Vectograph): در این سیستم از نور پلاریزه استفاده می‌شود. این روش نیز مشابه روش فوق است با این تفاوت که تفکیک دو تصویر بوسیله عمل پلاریزه انجام می‌شود. یکی از تصاویر با ۴۵ درجه زاویه نسبت به افق پلاریزه می‌شود و فقط می‌تواند با عدسی مشاهده گردد که دارای نور پلاریزه ۴۵ درجه‌ای ولی برعکس باشد و دیگری دارای زاویه ۹۰ درجه نسبت به اولی است که می‌تواند 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 می‌گردد. این سیستم در مسائل مربوط به تهیه نقشه جایی نداشته و فقط آسانی مشاهده آن بوسیله هر فردی، از مزایای این روش می‌باشد.

۳- تری ویژن (Trivision): این عکسها بدون کمک هر وسیله‌ای می‌توانند 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 می‌گیرند. این سیستم در تهیه نقشه مصرفی ندارد و فقط به لحاظ تبلیغاتی یا تهیه مناظر زیبا برای دکور بکار می‌رود.

۴- سیستم هولوگرافی (Holographic System): در این نوع بازسازی مدل‌های برجسته یا 3D، از اشعه لیزر استفاده می‌گردد و مشاهده تصویر سه بعدی نیز به سادگی انجام می‌شود.

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 مبدأ 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 بررسی‌های دقیق تر عکس هائی هوائی مورد استفاده است.

مقیاس عکس‌هوایی[ویرایش]

مقیاس عکس‌هوایی، عبارت است از نسبت یک فاصله معین بر روی یک عکس‌هوایی (عکس‌هوایی تقریباً قائم) به همان فاصله بر روی سطح زمین. مقیاس را معمولاً بصورت یک کسر (۱/۵۰۰۰۰) یا بصورت یک تقسیم (۱:۵۰۰۰۰) می‌نویسند.

مقیاس ۱:۵۰۰۰۰ یعنی یک سانتی‌متر بر روی عکس یا نقشه معادل با ۵۰۰۰۰ سانتی‌متر یا ۵۰۰ متر بر روی زمین می‌باشد. در یک عکس‌هوایی که از مناطق غیر مسطح گرفته شده، مقیاس در نقاط مرتفع‌تر بزرگتر و در نقاط پایین‌تر کوچک‌تر است. علت آن است که نقاط مرتفع به دوربین نزدیک‌تر از نقاط پایین‌تر هستند. در حالی‌که مقیاس یک نقشه در سرتاسر نقشه یکسان است.

رابطه ریاضی (الف) برای محاسبه مقیاس متوسط عکس هوایی

محاسبه مقیاس متوسط عکس‌هوایی[ویرایش]

الف) استفاده از رابطه روبرو

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

ب) اندازه‌گیری یک فاصله بر روی سطح زمین و اندازه‌گیری همان فاصله بر روی عکس‌هوایی

ج) کمک گرفتن از یک نقشه توپوگرافی

تفاوت تصاویر ماهواره‌ای با عکس‌های هوایی[ویرایش]

مهم‌ترین تفاوت بین یک تصویر ماهواره‌ای با یک عکس‌هوایی در وسعت منطقه زیر پوشش است. مثلاً یک کوادرانت عکس ماهواره‌ای، گاهی وسعتی در حدود ۷۰۰ تا ۸۰۰ عکس‌هوایی در مقیاس ۱:۲۰۰۰۰ را در بر می‌گیرد. به عبارت دیگر برای داشتن دید کلان نسبت به یک منطقه بهتر است از تصاویر ماهواره‌ای استفاده کرد. زمان تفسیر یک تصویر ماهواره‌ای خیلی کمتر از یک عکس‌هوایی است. از دیگر مزایای تصاویر ماهواره‌ای می‌توان به قیمت ارزان‌تر آنها در مقایسه با عکس‌های هوایی اشاره کرد.

از دیگر تفاوت‌های تصاویر ماهواره‌ای با عکس‌های هوایی می‌توان به تکرار پذیری تصاویر ماهواره‌ای، چند طیفی بودن تصاویر ماهواره‌ای و قدرت تفکیک طیفی بهتر تصاویر ماهواره‌ای اشاره کرد. از سوی دیگر عکس‌های هوایی معمولاً قدرت تفکیک مکانی بهتری دارند.

تفاوت عکس هوایی با نقشه از نقطه نظر تصویر[ویرایش]

نقشه، یک تصویر قائم از سطح زمین است. این تصویر به یک نسبت معین (که اصطلاحاً مقیاس نقشه نامیده می‌شود) کوچک شده‌است. به عبارت بهتر، پرتوهایی که نقاط روی سطح زمین را بر روی سطح یک نقشه تصویر می‌کنند موازی یکدیگر بوده و در نتیجه تصویر حاصل به یک نسبت مشخص کوچک می‌شود؛ ولی عکس‌هوایی یک تصویر مرکزی است و پرتوهایی که نقاط روی سطح زمین را بر روی فیلم دوربین تصویر می‌کنند همگی از یک نقطه بنام مرکز تصویر (مرکز پرسپکتیو) عبور می‌کنند. تصویر مرکزی اساساً ماهیتی سه‌بعدی دارد و به همین علت، اندازه‌گیری اختلاف ارتفاع بین عوارض گوناگون، با استفاده از یک‌سری تجهیزات ویژه، امکان‌پذیر است.

مقیاس یک نقشه در سرتاسر سطح یک نقشه، ثابت است در حالی‌که مقیاس یک عکس‌هوایی در سرتاسر سطح آن یکسان نیست. یکسان نبودن مقیاس در سطح یک عکس‌هوایی به علت یکسان نبودن ارتفاع نقاط گوناگون در سطح عکس رخ می‌دهد.

ارتفاع نقاط گوناگون بر روی سطح یک نقشه به روش‌های متنوعی نوشته می‌شود یا به نمایش درمی‌آید، در صورتی‌ که اندازه‌گیری اختلاف ارتفاع نقاط بر روی عکس‌های هوایی، احتیاج به تخصص، مهارت و تجهیزات ویژه دارد.

از سوی دیگر، عوارض قراردادی مانند مرزهای سیاسی، تقسیمات کشوری، اسامی عوارض و … بر روی نقشه‌ها نوشته می‌شوند، در حالی که یک عکس‌هوایی فاقد این نوع از اطلاعات است.

منابع[ویرایش]

نشریه نقشه‌برداری شماره ۷۹ سال ۱۳۸۵

مصاحبه کوتاهی با نخستین عکاس هنری- هوایی ایران

  • سیستم اطلاعات جغرافیائی (GİS) در فائو
  • نقشه‌برداری-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]

پیوند به بیرون[ویرایش]

عکس هوایی، ویکی‌پدیا

1858. Первая фотография с воздуха. Надар

Аэрофотосъёмка — фотографирование территории с определённой высоты от поверхности Земли при помощи аэрофотоаппарата, установленного на атмосферном летательном аппарате (самолёте, вертолёте, дирижабле и пр. или их беспилотном аналоге)[1] с целью получения, изучения и представления объективных пространственных данных на участках произведенной съемки . Однако также можно самостоятельно создовать аэрофотоснимки. Например с помощью дрона.

(Виды съёмок, производящиеся с помощью космических аппаратов (КА), выделяют в отдельный раздел «Космическая съёмка».)

Полученные при аэрофотосъёмке данные особенно применимы в картографии (см. фотограмметрия), при определении границ территорий, землеустройства (см. Земельный кадастр), видовой разведке, археологии, изучении окружающей среды, производстве кинофильмов и рекламных роликов и др.

Карикатура Оноре Домье. «Надар, возвышающий фотографию до искусства» («Nadar élevant la Photographie à la hauteur de l’Art»), опубликованная 25 мая 1862 г. в Le Boulevard
Авиационная фотосъёмка германских позиций с французского самолёта, 1916

История

Первая аэрофотосъёмка состоялась в 1858 г. над Парижем. Произвёл её французский фотограф и воздухоплаватель Гаспар-Феликс Турнашон, более известный под псевдонимом Надар.[2][3].

В 1887 году французский фотограф Артур Батут разработал и выполнил фотосъёмку с помощью воздушного змея[3].

Среди различных способов ведения аэрофотосъёмки есть и довольно экзотические. Так в начале XX века немецкий аптекарь Юлиус Нойброннер запатентовал свой «Способ и средства для фотографирования пейзажей сверху» с помощью почтовых голубей[3]. Этот способ пользовался успехом и завоевал награды на международных выставках в Дрездене, Франкфурте и Париже в 1909—1911 годах[4] Голубиная фотосъёмка использовалась во время Первой мировой войны для ведения воздушной разведки[5][6] и послужила прообразом современных «живых камер» устанавливаемых на диких и домашних животных.

В 1898 г. Тиле Р. Ю. — пионер аэрофототопографии и инженерной фотограмметрии в России, изобрёл панорамограф, использовавшийся с воздушного шара. Был удостоен золотой константиновской медали Русского географического общества.

Первое использование кинокамеры, вмонтированной в летательный аппарат тяжелее воздуха, произошло 24 апреля 1909 г. над Римом, во время съёмок короткометражного (3 мин. 28 сек.) немого киноролика «Уилбур Райт и его самолёт» (Wilbur Wright und seine Flugmaschine).

Первая полуавтоматическая камера, специально предназначенная для аэрофотосъёмки, была разработана русским военным инженером, полковником В. Ф. Потте в 1911 г.[7] Этот аэрофотоаппарат использовался во время Первой мировой войны.

В Первую мировую войну аэрофотосъёмка для военных целей практиковалась многими лётчиками; в числе этих пилотов был легендарный американец Фред Зинн. Одним из первых известных сражений, во время которых проводилась аэрофотосъёмка, была битва при Нев-Шапель (1915 г.).

Применение аэрофотосъёмки для картографирования впервые произошло тоже на фронтах Первой мировой войны. В январе 1918 г. по приказу генерала Алленби пять австралийских лётчиков эскадрильи № 1 Королевских военно-воздушных сил Австралии сфотографировали местность площадью 1 620 км2 в Палестине с целью корректировки и улучшения карт турецкого фронта. Лейтенанты Леонард Тэплин, Аллан Браун, Х. Л. Фрэзер, Эдвард Патрик Кенни и Л. В. Роджерс сняли территорию, которая простиралась от линии турецкого фронта на 51 км вглубь тыловых районов. Начиная с 5 января, они летали на истребителях сопровождения «Ройал Эйркрафт Фэктори B.E.2» и «Мартинсайд» (Martinsyde) с целью отражения атак боевой авиации противника. Пилотам приходилось не только отбивать удары вражеской авиации, но ещё и преодолевать порывы ветра 29 м/с, огонь противовоздушной аритиллерии противника, а также справляться с плохо работающим оборудованием. Поставленная задача была выполнена предположительно 19 января 1918 г.[8]

Одним из наиболее успешных инициаторов коммерческого использования аэрофотосъёмки был Шерман Фэйрчайлд, который основал собственную компанию «Фэйрчайлд Эйркрафт» по проектированию и производству самолётов, предназначенных для полётов в условиях высокогорной местности.[9] В 1935 году на борту самолёта аэротопографической службы компании «Фэйрчайлд Эйркрафт» был установлен блок с двумя камерами, работающими синхронно. Каждая камера, снабжённая пятью шестидюймовыми, а также десятидюймовыми линзами, делала снимки с высоты 23 000 футов (7 010,4 м). Один снимок охватывал территорию в 580 км2. Один из первых государственных заказов компании предусматривал аэротопографическую съёмку штата Нью-Мексико для изучения почвенной эрозии.[10] Через год Фэйрчайлд применил более совершенную камеру для аэрофотосъёмки высокогорных местностей — она имела девять линз в одном блоке и могла снимать с высоты 31 555 футов (10144 м), причём, каждый снимок отображал территорию 1 622 км2.[11]

Железнодорожная станция Ржев-II на аэрофотоснимках сделанных Люфтваффе в 1941 году

Фоторазведка

Для ведения стратегической воздушной разведки в годы Второй мировой войны в Германии было создано специальное авиационное подразделение известное как «группа Ровеля» (нем. Kommando Rowehl). Группа имела на вооружении флот высотных бомбардировщиков (Do 215 B-2, He 111, Ju 88, Ju 86 P), модифицированных для ведения аэрофотосъёмки. Накануне вторжения в СССР, летая на высотах, недоступных для истребителей ВВС РККА, группа выполнила обширный объём фотосъёмки стратегических объектов в западной части СССР, включая военные аэродромы. Снимки позволили спланировать и осуществить массированные налеты на базы ВВС, что практически нейтрализовало ВВС на начальном этапе войны[12].

Голубь с камерой для аэрофотосъёмки

Способы аэрофотосъёмки

При съёмке заданной местности оптическая ось объектива аэрофотоаппарата может занимать строго вертикальное или наклонное положение. При этом аэрофотосъёмка называется плановой или перспективной соответственно. Также возможно фотографирование на цилиндрическую поверхность вращающимся объективом. Такая съёмка носит название панорамной.[1]

В основном, аэрофотосъёмка выполняется фотоаппаратом с одним объективом, но если требуется увеличить площадь снимка, используются многообъективные аэрофотоаппараты.[1]

Могут выполняться одиночные аэроснимки, кроме того, может производиться фотографирование по определённому направлению или по площади. При этом аэросъёмка носит название маршрутной или площадной, соответственно.[1]

Ведение аэрофотосъёмки

Для корректного прокладывания маршрута при аэрофотосъёмке часть участка местности, сфотографированного на одном снимке, обязательно должна быть отображена и на другом. Эту особенность аэрофотоснимков называют продольным перекрытием. Продольное перекрытие — это отношение площади, сфотографированной на двух соседних снимках, к площади, изображённой на каждом отдельном снимке, выраженное в процентах. Обычно значение продольного перекрытия на аэрофотоснимках составляет 60 %, хотя в особенных случаях данные значения могут быть изменены в соответствии с требованиями к этим снимкам.[1]

Если требуется провести аэрофотосъёмку обширного по ширине участка, то фотографирование заданной площади производят серией параллельных маршрутов, имеющих поперечное перекрытие. При такой фотосъёмке стандартное значение перекрытия обычно составляет 30 %.[1]

Для проведения аэрофотосъёмки задаются высота полёта относительно фотографируемой местности, фокусное расстояние камеры аэрофотоаппарата, сезон, время и порядок прокладывания маршрутов.[1]

Из-за подвижности основания при аэрофотосъёмке в каждый момент фотографирования центр проектирования объектива и плоскость аэроснимка занимают произвольное положение. Величины, определяющие пространственное положение снимка относительно принятой системы координат, называются элементами внешнего ориентирования снимка. Это три линейные координаты центра проектирования xs, ys, zs и три угла, определяющие поворот снимка вокруг трёх осей координат.[1]

В связи с развитием технологий спутникового позиционирования в последнее время при производстве аэрофотосъёмки (с целью облегчения обработки результатов) большой популярностью пользуются системы GPS и ГЛОНАСС.

Морская буровая установка, вид с летательного аппарата.

Определение координат сфотографированных точек

Для определения пространственных координат сфотографированных точек по аэрофотоснимкам сначала находят элементы внешнего ориентирования снимков. Этими точками могут стать некоторые достоверно определённые координаты геодезических или иных объектов, которые отчетливо видны на снимках. Для установления в полёте элементов внешнего ориентирования аэрофотосъёмки применяют следующие устройства:

  • статоскоп — фиксирует изменение высоты полёта по изменению давления воздуха;
  • радиовысотомер — определяет высоту фотографирования относительно местности (см. аэрорадионивелирование);
  • радиогеодезические станции — дают возможность определять расстояния от самолёта до станций, расположенных на земной поверхности в точках, имеющих точные геодезические координаты.[1]

В сумме все данные позволяют вычислить координаты центра проектирования. Показания гировертикали дают возможность найти углы наклона снимка. Эти же углы можно определить обработкой снимков, на которых запечатлены звёздное небо, положение Солнца или линия горизонта.[1]

Дешифрирование аэрофотоснимков

В настоящее время обработку (в том числе дешифрирование) полученных изображений ведут с помощью специальных компьютерных комплексов — Цифровых фотограмметрических станций (ЦФС) — например, Intergraph ImageStation или PHOTOMOD. При этом дополнительно выполняются коррекции перспективы, дисторсии и иных оптических искажений, цветовая и тоновая коррекция полученных снимков, сшивка смонтированного фотоплана в единое изображение, каталогизация изображений, совмещение их с уже существующими картографическими материалами, включение в Географические информационные системы (ГИС) и пр.

Техника и аппаратура для аэрофотосъёмки

Беспилотный летательный аппарат для аэрофотосъёмки фирмы Gatewing (Бельгия). Стартует с катапульты, воздушный винт приводит во вращение электродвигатель, совершает облёт заданной территории по заранее введённой программе, ориентируется по системе GPS. Под фюзеляжем — объектив цифрового фотоаппарата.
Беспилотный летательный аппарат для аэрофотосъёмки фирмы Gatewing (Бельгия). Стартует с катапульты, воздушный винт приводит во вращение электродвигатель, совершает облёт заданной территории по заранее введённой программе, ориентируется по системе GPS. Под фюзеляжем — объектив цифрового фотоаппарата.

Примечания

  1. 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 БСЭ, 1970.
  2. History of Aerial Photography Professional Aerial Photographers Association (retrieved December 21, 2007)
  3. 1 2 3 History of Aerial Photography. // papainternational.org. Проверено 9 апреля 2012. Архивировано 4 июня 2012 года.
  4. Brons, Franziska (2006b), "Bilder im Fluge: Julius Neubronners Brieftaubenfotografie", Fotogeschichte Т. 26 (100): 17–36 .
  5. Dr Julius Neubronner’s Miniature Pigeon Camera. // publicdomainreview.org. Проверено 6 апреля 2012. Архивировано 4 июня 2012 года.
  6. Neubronner, Julius (1920), 55 Jahre Liebhaberphotograph: Erinnerungen mitgeteilt bei Gelegenheit des fünfzehnjährigen Bestehens der Fabrik für Trockenklebematerial, Frankfurt am Main: Gebrüder Knauer, сс. 23–31, OCLC 3113299 
  7. Большая Советская Энциклопедия, статья «Аэрофотоаппарат» (eng. aerial camera).
  8. Биография лейтенанта Леонарда Тэплина (англ.) Retrieved 24 February 2011. Архивировано 15 июля 2012 года.
  9. The Complete Encyclopedia of World Aircraft pg. 382 ISBN 0-7607-0592-5 printed 1997
  10. «Wide Area Is Mapped From Air By Giant Ten Lens Camera» Popular Mechanics, October 1935 editors have stated Fairchild Aircraft in hand written comment to left of archived article
  11. «Nine Lens Aerial Camera Films 600 Square Miles» Popular Mechanics, April 1936
  12. Исаев, 2010, Глава I.

Литература

Ссылки