Kolokwium ściągi.doc

1. DEFINICJA DZIEDZINY FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA.

Zaktualizowany na XVI-ym Kongresie w Kioto w 1988 r. statut Międzyna­rodowego Towarzystwa Fotogrametrii i Teledetekcji podaje łączną definicję fotogrametrii i teledetekcji następująco: jest to dziedzina nauk technicznych zajmująca się pozyskiwaniem wiarygodnych informacji o obiektach fizycznych i ich otoczeniu drogą rejestracji pomiaru i interpretacji obrazów lub ich reprezentacji numerycznych otrzymywanych z sensorów nie będących w bezpośred­nim kontakcie z tymi obiektami.Cechy:

*brak kontaktu z badanym obiektem

*szybki czas pozyskiwania informacji masowej

*niezalezna wielokrotna mozliwość opracowania                 danych(inf.punktowe i liniowe,wektorowe).

Technologie fotogrametryczne:

a)areorniangulacja: zagęszczenie osnów geodez.

b)ortofotomapa cyfrowa(mapa fotograficzna)

c)numeryczny model terenu DTM(NMT)

d)mapa numer.+aktualizacja.

2. PODZIAŁ FOTOGRAMETRII NA DZIAŁY I METODY OPRACOWANIA ZDJĘĆ.

Fotogrametria jest więc złożoną dziedziną posiadającą wiele różnych gałęzi, między innymi(metody opracow. fotogrametrycznego):

- fotogrametrię analogową - gałąź fotogrametrii, która zaczyna się, na zięciach, a kontynuowana jest na optycznych instrumentach,

- fotogrametrię analityczną - gałąź fotogrametrii, która zaczyna się, podobnie na zdjęciach i kontynuowana jest na skomputeryzowanych instrumentach,

- fotogrametrię cyfrową - gałąź, w której obraz nie jest rejestrowany fotogrametrycznie lecz przy pomocy elektroniki w postaci cyfrowej, gdzie następnie tech­niki komputerowe stymulują wizją i rozpoznawaniem.

Działy:

*lotnicza(aerofotogrametria)

*naziemna

*satelitarna(zobrazowania satelitarne)

+soft copy photogrametry(na nośnikach z oprogam.)

+hard copy photogrametry(z wyplotu)

# fotogram. bliskiego zasiegu :ze wzgled.na specyfike      wykonywanych zdjęć

3.PROMIENIOWANIE ELEKTROMAGNETYCZNE WYKORZYSTYWANE DO REJESTRACJI OBRAZÓW FOTOGRAMETRYCZNYCH.

Promieniowanie elektromag.- emitowane przez rozbudzone cząsteczki i atomy:

*ultrafiolet

*widzialne(0,4-0,7 um)na nie skladają się :

-B(niebieska)0,4-0,5

-G(zielona)0,5-0,6

             -R(czerwona)0,6-0,7

*bliska podczerwień(0,7-1,3)

*daleka podczerwień(7-15)

promieniowanie nadfioletowe wchodzi w skład widma elekt­romagnetycznego i zajmuje obszar falowy w granicach 10-400 nm. Chociaż nadfiolet przylega do widma widzialnego i na ten właś­nie zakres promieniowania przypada maksi­mum uczulenia halogenków srebra, stanowią­cych podstawowy składnik światłoczułych ma­teriałów fotograficznych, to jednak jest to jeden z najmniej zbadanych zakresów promie­niowania elektromagnetycznego.

widmo widzialne, czyli światło. Metod, rejestrującą informacje otrzymywane w tym zakresie widma jest fotografia.Jak wiadomo, istnieje grupa związków chemicznych, w których pod wpływem działania światła następują zmiany w ich budowie Substancje te są określane jako światłoczułe a reakcje chemiczne wywołane pod wpływem światła nazywa się reakcjami fotochemicznymi

promieniowanie podczerwone obejmuje znaczną część widma elektromagnetycznego.Cały ten ogromny obszar pod­czerwieni podzielono umownie na trzy podzakresy. Pierwszy z nich obejmuje promienio­wanie o długości fali 760-1500 μm, zwane podczerwienią bliską lub niekiedy podczer­wienią fotograficzną, gdyż można ją rejest­rować na odpowiednio uczulonym filmie foto­graficznym. Drugi podzakres stanowi podczer­wień środkowa, w granicach 1,5-10,0 μm. Wreszcie trzeci, od 10,0 do 1000 μm, to długofalowe promieniowanie podczerwone, zwane także podczerwienią daleką.

Mikrofale obej­mują one zakres między długofalowym pro­mieniowaniem podczerwonym a krótkimi fa­lami radiowymi. Współczesna technika wykorzystuje jednakże tylko pewne przedziały tego zakresu promieniowania. W systemie pasywnym jest stosowane tylko promieniowa­nie o długości fali od 3 mm do 30 cm, natomiast w systemie aktywnym od 8,3 mm do 133 cm.

5. CECHY I WŁAŚCIWOŚCI OBIEKTYWU.

Najważniejszą częścią kamery lotniczej jest obiektyw. Składa się on z układu odpowiednio dobranych soczewek, które zapewniają po­wstawanie w płaszczyźnie tłowej (na matówce lub materiale światłoczułym), ostrego i od­wzorowanego zgodnie z zasadami rzutu środ­kowego, obrazu powierzchni terenu. Obiektywy fotogrametryczne powinny być zatem wolne od dystorsji oraz odznaczać się wysoką zdol­nością rozdzielczą. Cechy obiektywu:

-  dł. ogniskowej(1/m=f/D-f),

- kąt widzenia(2b);tgb=a/2f

- otwór wejściowy czynny(d) i względny (k),

- jasność obiektywu(J=En/E0 )

-zdolność rozdzielcza.

Ogniskowa obiektywu f’ jest to odległość głównego ogniska obrazowego F' od głównego punktu obrazowego obiektywy.

Otwór względny obiektywu jest to stosu­nek średnicy otworu wejściowego obiektywu - d, do ogniskowej obiektywu - f'. (k=1/f  ,  k=d/f )

Kąt rozwarcia i kąt widzenia obiektywu wiąże się z polem obrazu i polem widzenia obiektywu. Polem widzenia obiektywu (rys) przyjęto nazywać podstawę stożkowej wiązki promieni, które tworzą obraz nieskoń­czenie dalekiego przedmiotu.

Zdolność rozdzielcza obiektywu jest jedną z podstawowych wielkości cechujących jego układ optyczny. Polega ona na właściwości rozdzielnego przekazania obrazu dwóch je­dnakowo jasnych, blisko położonych punktów lub linii, a wartość jej jest wyrażana liczbą oddzielnie odwzorowanych linii, przypadają­cych na l mm obrazu optycznego.

Aberracje obiektywów. Nawet najlepsze obiektywy są obarczone pewnymi wadami. Jedną z takich wad układów optycznych, pole­gającą na zniekształceniu przebiegu promieni świetlnych przez poszczególne elementy ukła­du, jest dystorsja. Błąd dystorsji powstaje na skutek różnicy kątów padania promieni wcho­dzących do obiektywu i wychodzących z niego.

Aberracja sferyczna polega ona na tym, że wiązki światła symetryczne względem osi optycznej (równoległe do osi lub wychodzące z jednego punktu na osi) po przejściu przez obiektyw przecinają się nie w jednym punkcie (rys), lecz na pewnej powierzchni, nazywanej powierzchnią diakaustyczną. Zniekształcenie to jest spowo­dowane faktem, iż poszczególne strefy so­czewek układu optycznego mają różne ogniska (strefy bliższe brzegu soczewki załamują pro­mienie silniej, ponieważ mają krótszą ogni­skową). W rezultacie promienie równoległe do osi obiektywu przecinają się w różnych płaszczyznach obrazowych, tworząc na matówce obraz o zróżnicowanej ostrości. Wpływ aber­racji sferycznej redukuje się przez dobór odpo­wiednich soczewek i konstrukcję najkorzystniej­szych ich układów.

Aberracja chromatyczna obiektywu (rys) jest spowodowana zróżnicowaniem współczynnika załamania promieni odpowia­dających składowym barwom światła białego (najsilniej są załamywane promienie fioletowe, najsłabiej - czerwone). Rezultatem tego zjawis­ka jest przecięcie się promieni poszczególnych barw w różnych płaszczyznach obrazowych, co powoduje powstawanie na obrazie barwnych obwódek, a przez to zmniejszenie ostrości obrazu. Niekorzystny wpływ tej aberracji eli­minuje się przez zastosowanie achromatycznych układów optycznych.

6. FORMATOWANIE I ZAPIS OBRAZU FOTOGRAFICZNEGO – PROCES NEGATYWOWY I POZYTYWOWY.

Przejście od obrazu utajonego do obrazu widocznego nazywa się wywoływaniem(redukcja z halogenkiem srebra).

Wywolywanie jest to poddanie naświetlonej emulsji działaniu pewnych odczynników chemicznych, w czasie którego naświetlone ziarenka halogenków srebra zmieniają się w srebro metaliczne. W miejscach, gdzie światło działało dłużej lub intensywniej, naświe­tlonych zostało więcej ziarenek halogenków srebra, mniej zaś w cieniach obrazu optycznego.Tak więc duże skupiska ziaren srebra tworzą obraz miejsc silnie naświetlonych, w postaci czarnych powierzchni (obserwacja w świetle przepuszczonym). Małe skupiska ziaren srebra tworzą obraz miejsc mniej naświetlonych, w postaci plam szarych o różnej tonacji. Tam gdzie nie powstał obraz utajony, nie ma też ziaren srebra pochłaniających światło i miejsca te są zupełnie jasne. Oglądany w takiej postaci obraz optyczny nazywa się nega­tywem, a to z powodu odwrócenia na nim walorów świetlnych rzeczywistego obrazu optycznego.

Przejście od obrazu negatywnego, do obrazu zgodnego z walorami świetlnymi oryginału, nazywa się procesem pozytywowym, a rezultat tego procesu pozytywem. Przejście od negatywu do pozytywu następuje na drodze kopiowania stykowego lub optycznego. Zarówno kopiowanie stykowe, jak i optyczne pozwala na uzyskanie z jednego negatywu dowolnej liczby pozytywów. Przy kopiowaniu stykowym skale negatywu i pozytywu są sobie równe. Przy kopiowaniu optycznym możliwe jest powiększenie lub pomniejszenie skali negatywu. Zazwyczaj jednak skala pozytywu jest większa od skali negatywu.

Proces negatywowy i pozytywowy składa się z tych samych grup czynności, a miano­wicie : naświetlenia, wywołania, kąpieli przerywającej, utrwalenia, płukania i wysuszenia.

Proces negatywowy- polega na wytraceniu nienaświetlonych cząstek AgBr; do tego celu stosuje się wywoływacze(metol,soda);po wywołaniu negatyw się płucze i utrwala(biosiarczan sodowy)

Proces utrwalenia-nienaświet.AgBr są wypłukiwane(nie w H2o,bo w niej nie są rozp.)

Proces płukania-zmycie AgBr z warstwy nośnej mater. światłoczułego

Każdy wywoływacz składa się z czterech podstawowych substancji: redukującej, wywołującej, konserwującej, przyspieszającej i klarującej. Substancje te dobrane w od­powiednich proporcjach, są rozpuszczone w wodzie o temperaturze około 20'C.

*******************************************

Cechy sensynometryczne-związane z badaniem czułości mater.światłoczułych.

KRZYWA sensynometr.-charakteryzuje mater. światłoczuły:zwiazek między naświetleniem a zaczernieniem mat. fotograf.(D=f(lgH) H=E*t )

Czułość ogólna:SDIN ,SASA

Czułość(światloczułość)-zdolność warstwy światłoczułej po naświetl. I wywołaniu do wygenerowania określonej gęstości optycznej.Na czułość oolną istotny wpływ ma zastos.wywoływacz

Kontrastowość-charakteryzuje zdolność materiału fotograf. do rejestracji  różnicowania luminacji obiektów

Czułość spektralna(barwnoczułość-Sl)określa stopień reakcji na falę promieniowania elektromag. O określonej dł.l

Ze względu na barwnoczułość materiały dzielimy na:

*nieuczulone „ślepe”-czule tylko na barwe niebieską

*pamchromatyczne-uczulone na zakres widzialny

*podczerwone-czułe na podczerwień

*barwne(rejestrują w zakresie RGB 0,4-0,7um)

*spekrostrefowe”false colour”

Współczynnik kontrastowości g zależy od:

-rodzju mater. fotograf. i jego wieku

-rodzaju wywoływacza

-temp. wywoływ.

-czasu wywoł.

Zdolnośc rozdzielcza(R) –max liczba oddzielnie odfotograf. linii lub par linii na 1mm wywoływanego obrazu.Zależy od ziarnistości emulsji ,oświetlenia,kontrastu,rozproszenia światła .R=2000/P (l/mm)

Barwy substraktywne-żółty,magenta,cyjan

G+R=Y=W-B    B+R=M  B+G=C

10.  KAMERY LOTNICZE DZIELIMY:

-kamery do wykonywania zdj. pojedynczych (migawkowe obejmujące zasięgiem ramki tłowe, wycinek fotografowanego obszaru)

-kamery szczelinowe (bez migawki), dostarczające ciągłego pasa terenu na przesuwającym się odpowiednio do prędkości lotu fil....

-kamery panoramiczne

Wg orientacji kamery dzielimy:

-kamery do wykonywania zdjęć pionowych lub prawie pionowych (w szeregach)

- kamery do wykonania zdj. perspektywistycznych (o widocznej linii horyzontu)

- kamery sprzężone – dwie kamery o wspólnym podwieszeniu o ustalonym kącie zbieżności

Zasięg pola widzenia       

a) wąskokątna WK   100 –  200   600 mm

b) normalnokątna NK   500 –  750    300 mm

c) seminormalnokątna   210

d)szerokokątna SzK  850 –  950    150 mm

d)  nadszerok. NSk  1100 –  1300    90 mm

Współczesne kamery lotnicze.

Przykład –RMK TOP ZEISSA – praktycznie wolna od dystorsji, jedno osobowa obsługa, spręrzone z GPS , automatyczna obsługa(urządzenie sterownicze i nawigacyjne, klawiatura).

RMK TOP 15    Ck = 30 cm   

inne:

LMK 2000, LMK 300, ZEISS JENA

Elementy podstawowe:

Korpus kamery służy do pomieszczenia stożka obiektywowego, nazywanego również blokiem optycznym.

Kaseta (ładownik) - jest przeznaczona do pomieszczenia materiału światłoczułego i stopniowego przewijania go w czasie między kolejnymi ekspozycjami.

Podwieszenie służy do umocowania kor­pusu kamery do podłogi samolotu w ten sposób, aby obiektyw znalazł się nad otworem, przez który są wykonywane zdjęcia.

Stożek obiektywowy stanowi najważniej­szy element kamery lotniczej. W dolnej części stożka jest umieszczony obiektyw, we­wnątrz którego wmontowana jest przysłona i migawka aparatu

Urządzenie sterujące jest pomocniczym elementem kamery lotniczej, który reguluje rytm pracy i współdziałanie poszczególnych jej mechanizmów.

Etapami cyklu pracy kamery lotniczej są:

• przewinięcie błony fotograficznej,

• naciągnięcie migawki,

• wyrównanie błony fotograficznej w pła­szczyźnie ramki tłowej,

• ekspozycja.

INTERWAŁ-czas między ekspozycjami

11. RODZAJE ZDJĘĆ LOTNICZYCH

a)Wg. Skali zdjęć:

- Małoskalowe   25 000 < Mz < 100 000

- Średnioskalowe   5 000 < Mz < 25 000

- Wielkoskalowe   500 < Mz < 5 000

b) ze względu na kąty nachylenia zdjęcia

- zdj. Pionowe v ≤ 3o – układ odniesienia – oś celowa kamery

- zdj. Nachylone v > 3o bez widocznego na zdjęciu horyzontu      

- zdj. Ukośne  z widocznego na zdjęciu horyzontem

12. ZDJĘCIA WYKONYWANE DLA OBSZARU POLSKI W RAMACH PROGRAMU  PHARE.

W 1995 – 97(98) wykonywano w ramach programu PHARE zdjęcia lotnicze całej polski w skali 1:26 000, 1:5 000

1. 1:26 000 skala średnia – cała Polska pokryta tymi zdjęciami powstało konsorcjum firmy Eurosence + Polkart + Geokart. Zdięcia z 5 samolotów fotograficznych marki Cesna kamerami LMK 2000, LMK 3000, RC 20, RC 30 połączona z techniką GPS. Obróbka fotogrametryczna została opracowana w CODGiK. Zdjęcia z pokryciem p = 50% q = 33%. Kierunek...