مقدمه ای بر عکس های هوايی

[کارگر سایت]

مقدمه اي بر عکس هاي هوايي

مقدمه ای بر عکس های هوايی



تاريخچه:
عکسهاي هوايي امروزه حداقل در دو رشته بزرگ علمي يعني فتوگرامتري به معني کلي تهيه نقشه از عکسهاي هوايي و ديگري تفسير به معني شناسايي و تشخيص عوارض و اشياء از روي تصوير به کار مي روند و داراي شروع و تاريخ همزماني مي باشند که بتدريج و با پيشرفتهاي تکنولوژي، اين دو رشته توسعه يافته و در نتيجه، استفاده و ابزار براي دو گروه کم کم از هم فاصله گرفته و در هر يک، تخصص هاي جداگانه اي به وجود آمده و بتدريج نيز اضافه خواهد شد.
عکسبرداري هوايي براي هر دو مصارف فوق داراي قدمت چندان زيادي نيست، بلکه تاريخ آن کم و بيش مقارن با پيدايش هنر و علم عکاسي و همچنين، صنعت هوانوردي است. اولين گزارش کتبي اختراع عکسبرداري به علوم آکادمي علوم و هنرهاي فرانسه به سال 1839 باز مي گردد. اين عکسبرداري توسط دو فرانسوي به نامهاي Daguerre و Niepce انجام گرفت. اولين گزارش قطعي پرواز هواپيما نيز مربوط به 17 دسامبر 1903 بوسيله برادران آمريکايي Wright مي باشد، بنابراين بايد توجه نمود که تاريخ عکسبرداري هوايي به زمان بينابين دو تاريخ فوق برمي گردد. اولين عکسبرداري هوايي از اروپا (فرانسه) به وسيله G.S.Tournachon که بعداً Nadar ناميده شد، در 1858 در پاريس انجام گرديد و مقارن با او، يعني مجدداً در همان سال شخص ديگري به نام Laussedat با دوربين عکاسي و فيلمهاي شيشه اي که با خود در بالن داشت، از دهکده اي نزديک عکسبرداري نمود. او توانست از عکسها نقشه توپوگرافيک تهيه نمايد و دومي موفق به تجزيه و تحليل رياضي براي برگردان تصوير پرسپکتيو به تصوير ارتوفتو شد.
در آمريکا، اولين عکس هوايي که با بالن گرفته شد، به تاريخ 13 اکتبر 1860 ثبت گرديد. اين عکس از ارتفاع 1200 پايي (365 متري) از بندر بوستون گرفته شده و در اتحاد جماهير شوروي سابق، تاريخ اولين عکسبرداري هوايي به سال 1886 بر مي گردد.
اولين فيلمبرداري هوايي بوسيله ويلبر رايت در 1909 با هواپيما از چنتوچيلي ايتاليا انجام شد. ولي استفاده عظيم از عکسهاي هوايي، در ارتش و از جنگ جهاني اول بود، در حالي که براي مصارف غير نظامي، از جنگ جهاني دوم به طور وسيع آغاز گرديد.
با پيشرفت در صنايع شيميايي و تهيه فيلم بهتر و همچنين تکنولوژي هوايي، در مجموع، اين شاخه از علوم توسعه پيدا نمود. دوربينهاي عکسبرداري هوايي با پيشرفتهاي شگرف در صنعت و هنر ساختمان عدسيها به حد بسيار مرغوب رسيد. ساختمان انواع فيلمهاي سفيد و سياه بصورت پانکروماتيک و مادون قرمز توسعه يافت و فيلم رنگي نيز از 1935 بصورت کداکرم عرضه گرديد. فيلمهاي رنگي کاذب نيز کاربردي عظيم در تفسير پيدا نمود.

[کارگر سایت]

عکسبرداري هوايي:
عکسبرداري هوايي داراي دو کاربرد است:
1- کارتوگرافها و نقشه کشها، اندازه گيريهاي جزئيات را براي تهيه نقشه روي عکس هوايي انجام ميدهند.
2- مفسر عکسهاي هوايي از آنها براي تعيين شرايط محيطي و کاربري زمين استفاده ميکنند.
اگرچه هم نقشه و هم عکسهاي هوايي ديدي مثل چشم پرنده، از زمين را نمايش ميدهند، ولي با اين وجود عکسهاي هوايي نقشه نيستند. نقشه ها نمايش افقي سطح زمين بوده و از نظر جهات و هندسه (حداقل در محدوده هايي که يک جسم سه بعدي بصورت دوبعدي ديده ميشود) دقيق ميباشند. به عبارت ديگر عکسهاي هوايي نشانگر ميزان بالايي از انحراف شعاعي ميباشند. اين انحراف، انحراف توپوگرافي بوده و تا زماني که تصحيحات انجام نگيرد، اندازه گيريها با عکسها دقيق نخواهند بود. با اين وجود عکسها ابزاري قوي براي مطالعه پيرامون زمين هستند.
چون بيشتر سيستمهاي اطلاعات جغرافيايي ميتوانند اين انحراف شعاعي را تصحيح کنند، عکسهاي هوايي عاليترين منبع اطلاعاتي براي بيشتر پروژه ها مي باشند، خصوصاً آنهايي که نياز به داده هاي مکاني از يک منطقه در فواصل متناوب، در يک دوره طولاني دارند. همچنين کاربردهاي خاص آنها شامل بررسيهاي کاربري زمين و تحليلهاي بومي است.
در شرايط موجود، عکسهاي هوايي در اکثر رشته هاي علمي براي پيشبرد عمليات شناسايي و اندازه گيري به کار برده مي شوند و در نتيجه پاسخگوي بسياري از مجهولات بخصوص در زمينه هاي نظامي مي باشد. کاربردهاي عکسهاي هوايي در پاره اي از رشته ها عبارتند از:
نقشه برداري هوايي و تهيه نقشه، امور کشاورزي و منابع طبيعي، رشته هاي مختلف زمين شناسي و اکتشاف معادن، حفاظت خاک و آبخيزداري، مطالعات طبقه بندي خاک و خاکشناسي، طراحي پروژه هاي زهکشي و هيدرولوژي، امور مرتعداري، پيش بيني و برآورد محصولات کشاورزي، تشخيص ضايعات و امراض مهم نباتي، مطالعات محيط زيست و آماربرداري در شکارباني، تشخيص پاره اي از آلودگيهاي شيميايي و فيزيکي، بررسي مسائل جغرافيايي، بررسي توسعه شهري و شهر سازي، طراحي راهها و شاهراهها و کنترل ترافيک، تشخيص حدود املاک، اقيانوس نگاري، بررسي مد درياها، تشخيص پاره اي از مسائل جامعه شناسي و باستانشناسي، بررسي مسائل اکولوژيکي، بررسي و کنترل سيلابها، مطالعه يخچالهاي طبيعي، تعيين مسير ماهواره، تهيه مدلهاي سه بعدي و ... .

[کارگر سایت]

وسايل عکسبرداري هوايي:
1- دوربين عکسبرداري:
از نظر کلي، دوربينهاي عکسبرداري هوايي نيز شبيه به دوربينهاي معمولي بوده با اين تفاوت که از لحاظ ساختماني، طوري ساخته شده اند که مي توان آنها را در هواپيما و جاي ثابت نصب نمود و قادراند پاره اي از مراحل عکسبرداري هوايي را بطور اتوماتيک انجام دهند. اين دوربينها طوري طراحي شده اند که فاصله فيلم تا عدسي ثابت بوده و فاصله نقطه real modal عدسي تا فيلم معادل فاصله کانوني خواهد بود. اين نقطه عبارتست از نقطه اي بر روي محور اپتيکي عدسي که شعاعهاي ورودي به سيستم عدسي پس از عبور از نودال جلو يا نودال اول عدسي، از نودال عقب، به موازي خط ورود، از عدسي خارج مي شوند.
هر دوربين عکاسي از اجزاء زير تشکيل شده است:
الف) بدنه به اضافه قسمت محرکه ب) عدسي به اضافه *****
ج) تشکيلات پلک (Shutter) د) مخزن فيلم

2- منظره ياب:
شامل لوله اي از عدسيهاي مختلف و ابزار اپتيکي است که در جنب دوربين در کف هواپيما نصب مي شود و عکاس هوايي و يا ناوبر هواپيما را قادر مي سازد با نگاه از درون آن، موقعيت لحظه به لحظف هواپيما و دوربين را نسبت به نقاط زميني زير هواپيما بداند. از اين وسيله و شبکه هاي درون آن، در هدايت هواپيما بر روي خط پرواز استفاده مي نمايند.
3- روزنه نسبي (Relative aperture):
نسبت فاصله کانوني هر عدسي به قطر همان عدسي را اصطلاحاً روزنه نسبي يا f:stop گويند که معرف سرعت سيستم عدسي مي باشد. مثلاً دوربيني با فاصله کانوني 40 ميليمتر و قطر عدسي 10 ميليمتر داراي روزنه نسبي معادل 4:f در حالت باز بودن کامل ديافراگم خواهد بود.
4- اسکنرهاي چند طيفي:
دوربينهاي عکسبرداري با اسکنرهاي چند طيفي داراي اختلاف فاحشي با دوربينهاي معمولي هستند. به عبارت ساده تر، بر خلاف دوربينهاي معمولي که تصوير از درون عدسي بر روي فيلم ثبت مي شود، در اين سيستم، دوربينها انعکاسات امواج الکترومغناطيسي را گرفته و به صورت خطي و نوارهاي عکس متصل به هم ضبط مي نمايد. ضمناً قادر است که تصاوير را در طول موجهاي معين تهيه نمايد و سپس با ترکيب مناظر حاصل از چند طول موج و استفاده از *****ها و کارگيري تکنيک مربوطه، موفق به تهيه عکس رنگي کاذب گردد.
5- هواپيما:
هر نوع هواپيمايي که داراي استانداردهاي زير باشد مي تواند براي مصارف عکسبرداري هوايي به کار گرفته شود: داراي پنجره هاي مناسب و در نتيجه ديد کافي براي خلبان، ناونر و خدمه باشد، داراي فضاي کافي براي نصب دوربين و ابزار مربوطه بوده و همچنين از نظر سوخت نيز بايد لااقل براي شش ساعت پرواز با خود بنزين حمل نمايد و بالاخره هواپيما بايد داراي ثبات کافي در هوا بوده و کمترين لرزش را داشته باشد تا تصوير حاصله داراي حداقل خطاي عکس گردد.
6- وسائل ناوبري:
در هواپيماهاي عکسبرداري معمولي، امور راهنمايي خلبان و هواپيما وسيله ناوبر و عملاً بصورت ديد مستقيم بر روي زمين و استفاده از نقشه و خطوط پرواز مي باشد. امروزه از ابزارهاي پيشرفته براي عکسبرداري استفاده مي شود که پس از معرفي طول و عرضهاي جغرافيايي نقاط مورد نظر، هواپيما، اتوماتيک به طرف آنها هدايت مي شود.

[کارگر سایت]

اصول برجسته بيني:
يکي از تفاوتهاي عکسهاي هوايي با عکسهاي معمولي، امکان برجسته بيني يعني تشخيص بعد سوم از روي آنها و با کمک وسائل برجسته بيني مي باشد. معمولاً عکسهاي هوايي بطور متوسط داراي 60 درصد پوشش مشترک پشت سر هم و عکسهاي هر نوار با نوارهاي مجاور داراي پوشش مشترک جانبي 30 درصد مي باشد که پوشش اولي امکان برجسته بيني را به يک جفت عکس پشت سر هم مي دهد.
براي اينکه بتوان دو تصوير تهيه نمود که قابليت برجسته بيني داشته باشند، بايد چهار شرط اصلي زير در مورد آنها صدق کند:
الف) هر دو تصوير مورد برجسته بيني، يک منطقه را بپوشاند.
ب) مقياس هر دو تصوير تقريباً با هم مساوي باشد.
ج) محورهاي دوربين عکسبرداري در هر دو تصوير در يک صفحه قرار گيرند.
د) فاصله بين دو ايستگاه عکسبرداري، با مقايسه با فاصله دوربين تا تصوير، متناسب باشد.
ديد کاذب (Pseudoscopic view) حالتي است که انسان در موقع مشاهده دو تصوير، کليه عوارض برجسته را فرورفته و برعکس فرورفتگيها را برجسته مي بيند. علت اين پديده عبارتست از:
الف) چنانچه جاي تصوير سمت راست و چپ با هم عوض شده باشند.
ب) اگر مسير تابش نور در موقع ديد با جهت نور هنگام عکاسي مطابقت نداشته باشد و يا به عبارت ديگر، سايه ها مخالف جهت تفسير کننده قرار گيرند.
سيستمهاي برجسته بيني:
1- آناگليف (Anagliph):
در اين سيستم، دو عکس از يک منظره با دو رنگ مکمل که معمولاً قرمز و آبي هستند، بر روي هم چاپ و يا روي صفحه اي تصوير مي شوند. سپس با نگرش از درون دو ***** به همان رنگها که ممکن است مانند عينک به چشم بزنند، دو تصوير از هم جدا شده و با هر چشم يک تصوير مستقل به مغز منتقل و از آنجا، با توجه به اصول برجسته بيني، تصوير سه بعدي مشاهده مي شود. از مشکلات اين روش پايين بودن کيفيت و روشني تصوير مي باشد.
2- وکتوگراف (Vectograph):
در اين سيستم از نور پلاريزه استفاده مي شود. اين روش نيز مشابه روش فوق است با اين تفاوت که تفکيک دو تصوير بوسيله عمل پلاريزه انجام مي شود. يکي از تصاوير با 45 درجه زاويه نسبت به افق پلاريزه مي شود و فقط مي تواند با عدسي مشاهده گردد که داراي نور پلاريزه 45 درجه اي ولي برعکس باشد و ديگري داراي زاويه 90 درجه نسبت به اولي است که مي تواند از درون عدسي برعکس عدسي اول ديده شود. لذا با ايجاد دو تصوير جداگانه از يک صحنه و استفاده از اين روش در مرکز بينايي، باعث عمق سه بعدي مي گردد. اين سيستم در مسائل مربوط به تهيه نقشه جايي نداشته و فقط آساني مشاهده آن بوسيله هر فردي، از مزاياي اين روش مي باشد.
3- تري ويژن (Trivision):
اين عکسها بدون کمک هر وسيله اي مي توانند بصورت برجسته ديده شوند. جدايي تصوير بصورت مکانيکي و استفاده از کاغذهاي مخصوص که روي آنها را سطح نازک و موجداري پوشانيده، انجام ميگردد. اين تصاوير را معمولاً از فواصل کم و با دوربينهايي با زاويه خيلي باز و فيلم مخصوص مي گيرند. اين سيستم در تهيه نقشه مصرفي ندارد و فقط به لحاظ تبليغاتي يا تهيه مناظر زيبا براي دکور بکار مي رود.
4- سيستم هولوگرافي (Holographic System):
در اين نوع بازسازي مدلهاي برجسته، از اشعه ليزر استفاده مي گردد و مشاهده تصوير سه بعدي نيز به سادگي انجام مي شود.

[کارگر سایت]

عکسهای هوایی


عناصر اصلي در تفسير عکسهاي هوايي:
مفسران تازه کار اغلب در مواجه با اولين عکس هوايي با اشکال مواجه مي شوند. کلاً عکسهاي هوايي داراي سه تفاوت عمده با ديگر عکسها ميباشند:
1- عکسها از يک موقعيت هوايي (و ناآشنا) به تصوير کشيده شده اند.
2- بيشتر مواقع، طول موجهاي مادون قرمز ثبت ميشوند.
3- عکسها با مقياسي گرفته ميشوند که براي بيشتر مردم غير عادي است.
عناصر پايه اي که به تشخيص اشياء روي عکسهاي هوايي ميتوانند کمک نمايند، عبارتند از:
? تن (Tone): تن عکس که همان ظاهر يا رنگ نيز ناميده ميشود، اشاره به درخشندگي نسبي يا رنگ عناصر روي عکس دارد. شايد اين مهمترين قسمت تفسير عناصر موجود روي يک عکس باشد زيرا بدون تفاوت در تن ها هيچ عنصري قابل تشخيص نيست.
? اندازه (Size): اندازه اشياء بايد در مقياس عکس در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، مقياس به ما کمک مي کند تا يک تالاب ذخيره آب با يک درياچه روي عکس متمايز شود.
? شکل (Shape): اشاره به نماي ظاهري و عمومي اشياء دارد. اشکال با شکل هندسي منظم معمولا نشانگر حضور و استفاده انسان ميباشد. بعضي از اشياء تقريباً فقط براساس شکل آنها قابل شناسايي هستند. مثل: ساختمان پنتاگون، ميدانهاي فوتبال، تقاطع بزرگراه هاي هم ارز.
? بافت (Texture): درک همواري يا ناهمواري سيماي تصاوير بعلت فراواني تغيير در تن عکسها است که بوسيله يکسري اشکال ريز که قابل تفکيک نيستند، ايجاد ميشوند. علفها، سيمانها و آب معمولا بصورت هموار، در حالي که پوشش جنگلي بصورت ناهموار ظاهر ميشوند.
? الگو (Pattern): الگو يا آرايش مکاني بوسيله اشياء در عکسها قابل تشخيص هستند. مثلاً: الگوي تصادفي که توسط قرار گرفتن نامنظم درختان در يک ناحيه بوجود آمده و يا يک باغي که در آن درختان در فواصل منظم در رديفهاي مختلف قرار گرفته اند.
? سايه (Shadow): سايه ها در زمينه تعيين ارتفاع اشياء در عکسهاي هوايي به مفسران کمک مي کنند، هرچند که اشياء تيره در تصاوير گول زننده هستند.
? جايگاه (Site): اشاره به موقعيت توپوگرافي و جغرافيايي دارد. اين خصوصيت در عکسها اهميت ويژه اي در تشخيص انواع پوشش گياهي و ريخت زمين دارد. به عنوان مثال، فرورفتگيهاي بزرگ دايره اي در زمين به آساني بصورت يک گودال مثلاً در مرکز فلوريدا، جاييکه سنگ بستر آن ماسه سنگي است، در نظر گرفته ميشود. هرچند در جاهاييکه پوشش زمين گرانيتي است، تشخيص مشکل ميشود.
? تجمع (Association): بعضي از اشياء در اجتماع با ديگر اشياء يافت ميشوند. زمينه يک شيء بيانگر آن است که آن شيء چه چيزي ميباشد. مثلاً معمولاً تأسيسات انرژي هسته اي در کنار و يا در ميان محوطه هاي مسکوني قرار ندارد.

مزاياي عکسهاي هوايي در مشاهدات زميني:
? عکسهاي هوايي نکات اصلاح شده بهتري را پيشنهاد مي کند.
? عکسهاي هوايي داراي توانايي توقف فعاليتها ميباشند (در بررسي پروژه هاي بزرگ اعم از اکتشافي، ساختماني و ...).
? آنها يک سند پايدار را ثبت ميکنند (عکس به عنوان سندي است وضعيت محل عکسبرداري را در زمان عکسبرداري نشان ميدهد).
? آنها داراي حساسيت طيفي وسيعتري نسبت به چشم انسان هستند.
? آنها داراي قدرت تفکيک مکاني و صحت هندسي بهتري نسبت به روشهاي سنجش زميني هستند.

[کارگر سایت]

انواع عکس های هوایی

انواع عکسهاي هوايي:
1- سياه و سفيد
2- رنگي
3- مادون قرمز رنگي
در سال 1903 يا 1904 اولين فيلم مادون قرمز سياه و سفيد و قابل اطمينان در آلمان ساخته شد. چکيده فيلم شامل فيلم معمولي حساس به طول موجهاي انرژي مي شد که کمي بلندتر از نور قرمز و فقط ماوراي رنج رنگي چشم انسان بودند. در دهه 1930، فيلمهاي مادون قرمز سياه و سفيد براي مطالعات ريخت زمين بکار گرفته شد و از سال 1930 تا 1932 انجمن ملي جغرافيا، مسئول دريافت يکسري عکسهاي گرفته شده از بالونهاي هوايي شد.
در سراسر دهه 1930 و 1940، ارتش در زمينه توسعه فيلمهاي مادون قرمز رنگي بسختي کار کرد و اشتياق به استفاده کردن از آنها براي مقاصد تجسسي بيشتر شد. در اوايل دهه 1940 ارتش موفق شد فيلمهايي را تهيه کند که قابليت تشخيص ابزارهاي استتار شده از پوشش گياهي اطراف خود را داشتند.
فيلمهاي مادون قرمز رنگي اغلب فيلمهاي False-color ناميده ميشود. اشيايي که معمولا قرمز هستند به رنگ سبز، اشياء سبز (بجز براي پوشش گياهي) به رنگ آبي و اشياء مادون قرمز که بطور طبيعي به هيچ وجه قابل رويت نيستند به رنگ قرمز بنظر مي آيند.
استفاده اوليه عکسهاي مادون قرمز رنگي در مطالعه پوشش گياهي بوده است. اين بدين دليل است که پوشش گياهي سالم سبز رنگ، بازتاب کننده بسيار قوي براي تابش مادون قرمز بوده و در عکسهاي مادون قرمز رنگي، بصورت قرمز روشن ديده ميشود.

[کارگر سایت]

انواع عکسبرداري هوايي:
بطور کلي، عکسهاي هوايي بر حسب اينکه محور دوربين عکسبرداري نسبت به سطح زمين عمود يا مايل باشد، به چند دسته تقسيم بندي مي شوند:
الف) عکسهاي هوايي قائم (Vertical photographs): محور دوربين عمود بر سطح زمين است يا به عبارت ديگر، صفحه فيلم حالت افقي دارد.

انواع عکس برداری هوایی

[کارگر سایت]

ب) عکسهاي هوايي کمي مايل (low oblique photographs): محور دوربين عکسبرداري با خط قائم بر سطح زمين تشکيل زاويه داده ولي افق در اين عکسها ديده نمي شود.

[کارگر سایت]

ج) عکسهاي هوايي خيلي مايل (photographs High oblique): تمايل محور دوربين عکسبرداري زياد بوده بطوريکه افق در اين گونه عکسها تصوير مي گردد.

[کارگر سایت]

اضافه میکنم منبع مقاله فوق http://www.ngdir.ir/GeoportalInfo/PS...ID=434&index=9
هست