Ilmakuvaus

Ilmakuvaus  - alueen kuvaaminen tietystä korkeudesta maan pinnasta käyttämällä ilmakehän ilma -alukseen ( lentokoneen , helikopteriin , ilmalaivaan jne. tai niiden miehittämättömään analogiin ) asennettua ilmakameraa [1] objektiivisen spatiaalin saamiseksi, tutkimiseksi ja esittämiseksi tiedot tutkimuksen alueilla .

( Avaruusalusten (SC) avulla tehtyjen tutkimusten tyypit on jaettu erillisessä osiossa " Avaruustutkimus ".)

Ilmakuvauksesta saadut tiedot soveltuvat erityisesti kartografiaan (ks. fotogrammetria ), aluerajojen määrittämiseen, maanhoitoon (katso maarekisteri ), lajien tutkimiseen , arkeologiaan , ympäristötutkimuksiin , elokuvien ja mainosten tuotantoon jne.

Historia

Ensimmäinen ilmakuvaus otettiin vuonna 1858 Pariisin yllä . Sen teki ranskalainen valokuvaaja ja aeronautti Gaspard-Felix Tournachon , joka tunnetaan paremmin salanimellä Nadar [2] [3] [4] .

Venäjällä ilmakuvauksen alkuperä juontaa juurensa 18. kesäkuuta 1886, jolloin L. N. Zverintsev tarkasti ilmapallosta vapaassa lennossa suunnitellulla laitteella Kronstadtia . [5]

Vuonna 1887 ranskalainen valokuvaaja Arthur Tramout kehitti ja toteutti valokuvauksen leijalla [4] .

Ilmakuvauksen eri menetelmien joukossa on melko eksoottisia. Joten 1900-luvun alussa saksalainen apteekkari Julius Neubronner patentoi " Menetelmänsä ja keinonsa maisemien kuvaamiseen ylhäältä " käyttämällä kirjekyyhkysiä [4] . Tämä menetelmä menestyi ja voitti palkintoja kansainvälisissä näyttelyissä ]6[vuosina 1909-1911PariisissaFrankfurtissa ja,Dresdenissä Vuonna 1911 Sytin's Military Encyclopedic Dictionary raportoi Neubronnerin keksinnön käytännön soveltamisesta: tähän mennessä Saksassa valmistettiin 75 grammaa (kyyhkysen maksimikuormitus) painava automaattikamera sisäänrakennetulla kellokoneistolla, joka tuotti valokuvia annettu aikaväli. Neubronnerin keksinnön koekäyttö sotilastarkoituksiin suoritettiin jo vuonna 1911 Saksassa ja Itävalta-Unkarissa [9] .

Vuonna 1898 Thiele R.Yu.  , ilmafototopografian ja teknisen fotogrammetrian edelläkävijä Venäjällä, keksi panoraamakuvan, jota käytetään ilmapallosta. Hänelle myönnettiin Venäjän maantieteellisen seuran Konstantinovin kultamitali.

Ilmaa raskaampaan lentokoneeseen asennetun elokuvakameran ensimmäinen käyttökerta tapahtui 24. huhtikuuta 1908 Rooman yllä lyhyen (3 min. 28 s) mykkäelokuvan " Wilbur Wright ja hänen koneensa " kuvauksen yhteydessä ( Wilbur Wright ja seine Flugmaschine ).

Ensimmäisen puoliautomaattisen kameran, joka on suunniteltu erityisesti ilmakuvaukseen, kehitti venäläinen sotilasinsinööri eversti V. F. Potte vuonna 1911 [10] Tätä ilmakameraa käytettiin ensimmäisen maailmansodan aikana .

Ensimmäisen maailmansodan aikana monet lentäjät harjoittivat ilmakuvausta sotilastarkoituksiin; näihin lentäjiin kuului legendaarinen amerikkalainen Fred Zinn . Yksi ensimmäisistä tunnetuista taisteluista, joiden aikana ilmakuvattiin, oli Neuve Chapellen taistelu (1915).

Ilmakuvauksen käyttö kartoittamiseen esiintyi myös ensimmäisen maailmansodan rintamalla. Tammikuussa 1918 Kenraali Allenbyn käskystä viisi australialaista lentolentue nro 1, Royal Australian Air Force -lentolentoa valokuvasivat 1 620 km 2 :n alueen Palestiinassa korjatakseen ja parantaakseen Turkin rintaman karttoja. Luutnantit Leonard Taplin , Allan Brown , H. L. Fraser, Edward Patrick Kenny ja L. W. Rogers poistivat alueen, joka ulottui Turkin etulinjasta 51 km takaalueille. Tammikuun 5. päivästä alkaen he lensivät Royal Aircraft Factory BE2:n ja Martinsyden saattohävittäjiä torjumaan vihollisen taisteluilmahyökkäykset . Lentäjien oli paitsi torjuttava vihollisen ilmaiskut, myös voitettava 29 m / s tuulenpuuski, vihollisen ilmatorjuntatykistötuli ja selviytyä myös huonosti toimivista laitteista. Tehtävän oletettiin valmistuneen 19. tammikuuta 1918 [11] .

Yksi ilmakuvauksen kaupallisen käytön menestyneimmistä aloitteentekijöistä oli Sherman Fairchild , joka perusti oman yrityksensä, Fairchild Aircraftin , suunnittelemaan ja valmistamaan lentokoneita, jotka on suunniteltu lentämään korkealla maastossa [12] . Vuonna 1935 Fairchild Aircraft -ilmailupalvelun lentokoneeseen asennettiin yksikkö, jossa oli kaksi synkronisesti toimivaa kameraa. Kukin kamera, joka oli varustettu viidellä kuuden ja kymmenen tuuman objektiivilla, otti kuvia 23 000 jalan ( 7 010,4 m ) korkeudelta. Yksi kuva kattoi 580 km2 :n alueen . Yksi yhtiön ensimmäisistä hallituksen toimeksiannoista oli New Mexicon osavaltion ilmatutkimus maaperän eroosion tutkimiseksi [13] . Vuotta myöhemmin Fairchild käytti korkeatasoisten ilmakuvaukseen edistyneempää kameraa - siinä oli yhdeksän objektiivia yhdessä lohkossa ja se pystyi ampumaan 31 555 jalan (10 144 m ) korkeudelta. Lisäksi jokaisen kuvan pinta-ala oli 1 622 km 2 [14] . Vuonna 1939 ensimmäinen brittiläinen kaupallinen ilmakuvausyritys, Aerofilms , avattiin .

Valokuvatiedustelu

Strategisen ilmatiedustelun suorittamiseksi toisen maailmansodan aikana Saksassa perustettiin erityinen ilmailuyksikkö, joka tunnettiin nimellä " Rovel-ryhmä " ( saksa:  Kommando Rowehl ). Ryhmä oli aseistettu ilmakuvaamiseen muunnetulla korkealla pommikoneella ( Do 215 B-2 , He 111 , Ju 88 , Ju 86 P ). Neuvostoliiton hyökkäyksen aattona, lentäen korkeuksissa , joihin Puna-armeijan ilmavoimien hävittäjät eivät pääse käsiksi , ryhmä otti laajasti valokuvauksen strategisista kohteista Neuvostoliiton länsiosassa, mukaan lukien sotilaslentokentät. Valokuvien ansiosta ilmavoimien tukikohtiin suunniteltiin ja toteutettiin massiivisia hyökkäyksiä, jotka käytännössä neutraloivat ilmavoimat sodan alkuvaiheessa [15] .

Ilmakuvausmenetelmät

Tiettyä aluetta kuvattaessa ilmakameran linssin optinen akseli voi olla täysin pystysuorassa tai kaltevassa asennossa. Tässä tapauksessa ilmakuvausta kutsutaan vastaavasti suunniteltuksi tai tulevaksi . Pyörivällä linssillä voi myös kuvata sylinterimäiselle pinnalle. Tällaista valokuvausta kutsutaan panoraamakuvaksi. [yksi]

Periaatteessa ilmakuvaus tehdään yhdellä linssillä varustetulla kameralla, mutta jos kuvan pinta-alaa on tarpeen kasvattaa, käytetään monilinssisia ilmakameroita. [yksi]

Yksittäisiä ilmakuvia voidaan ottaa, lisäksi kuvia voidaan ottaa tietyltä suunnalta tai alueelta. Tässä tapauksessa ilmakuvausta kutsutaan reitiksi tai alueeksi. [yksi]

Ilmakuvauksen tekeminen

Oikean reitin suunnittelun varmistamiseksi ilmakuvauksen aikana osa toisessa kuvassa kuvatusta alueesta on näytettävä toisessa. Tätä ilmakuvien ominaisuutta kutsutaan pitkittäissuuntaiseksi päällekkäisyydeksi. Pituussuuntainen päällekkäisyys on kahdessa vierekkäisessä kuvassa kuvatun alueen suhde kussakin yksittäisessä kuvassa esitettyyn alueeseen prosentteina ilmaistuna. Yleensä pitkittäisen päällekkäisyyden arvo ilmakuvissa on 60%, vaikka erikoistapauksissa näitä arvoja voidaan muuttaa näiden valokuvien vaatimusten mukaisesti. [yksi]

Jos ilmakuvausta vaaditaan laajalta alueelta, tietyn alueen valokuvaus suoritetaan sarjalla rinnakkaisia ​​reittejä, joissa on poikittainen päällekkäisyys. Tämän tyyppisessä valokuvauksessa standardi päällekkäisyys on yleensä 30 %. [yksi]

Ilmakuvauksessa asetetaan lentokorkeus suhteessa valokuvattavaan alueeseen, ilmakamerakameran polttoväli, vuodenaika, aika ja laskureittien järjestys. [yksi]

Johtuen alustan liikkuvuudesta ilmakuvauksen aikana, objektiivin projektiokeskus ja ilmakuvataso ovat kullakin kuvaushetkellä mielivaltaisessa paikassa. Arvoja, jotka määrittävät kuvan spatiaalisen sijainnin suhteessa hyväksyttyyn koordinaattijärjestelmään, kutsutaan kuvan ulkoisen suunnan elementeiksi. Nämä ovat kolme projektiokeskipisteen x s , y s , z s lineaarista koordinaattia ja kolme kulmaa, jotka määräävät kuvan kiertymisen kolmen koordinaattiakselin ympäri. [yksi]

Satelliittipaikannustekniikoiden kehityksen yhteydessä, viime aikoina ilmakuvauksen tuotannossa (tulosten käsittelyn helpottamiseksi), GPS- ja GLONASS - järjestelmät ovat erittäin suosittuja .

Valokuvattujen pisteiden koordinaattien määrittäminen

Kuvattujen pisteiden tilakoordinaatit määritetään ilmakuvista ensin, löydetään elementtejä kuvien ulkoisesta orientaatiosta. Nämä pisteet voivat olla joitain luotettavasti määritettyjä geodeettisten tai muiden kohteiden koordinaatteja, jotka näkyvät kuvissa selvästi. Ilmakuvauksen ulkoisen suuntauksen elementtien määrittämiseksi lennossa käytetään seuraavia laitteita:

Yhteenvetona kaikki tiedot antavat meille mahdollisuuden laskea suunnittelukeskuksen koordinaatit. Gyro-pystylukemat mahdollistavat kuvan kallistuskulman löytämisen. Samat kulmat voidaan määrittää käsittelemällä kuvia, jotka kuvaavat tähtitaivasta, Auringon sijaintia tai horisonttiviivaa. [yksi]

Ilmakuvien tulkinta

Tällä hetkellä saatujen kuvien käsittely (mukaan lukien dekoodaus) suoritetaan erityisillä tietokonejärjestelmillä - Digital Photogrammetric Station (DFS) - esimerkiksi Intergraph ImageStation tai PHOTOMOD . Samalla korjataan lisäksi perspektiiviä, vääristymiä ja muita optisia vääristymiä, saatujen kuvien väri- ja sävykorjaus, asennetun valokuvasuunnitelman liittäminen yhdeksi kuvaksi, kuvien luettelointi, yhdistäminen jo olemassa oleviin kartografisiin materiaaleihin, sisällyttäminen Paikkatietojärjestelmät (GIS) jne.

Ilmakuvauksen tekniikka ja laitteet

Muistiinpanot

  1. ↑ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 TSB, 1970 .
  2. ↑ Ilmakuvaus, 1926 , s. 247.
  3. ↑ Ilmakuvauksen historia Arkistoitu 11. tammikuuta 2011. Professional Aerial Photographers Association (haettu 21. joulukuuta 2007)
  4. ↑ 1 2 3 Ilmakuvauksen historia . // papainternational.org. Haettu 9. huhtikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 4. kesäkuuta 2012.
  5. ↑ Bocharova A. L. Kesäkuu sotahistoriassa. // Sotahistorialehti . - 2011. - Nro 6. - S.70.
  6. ↑ Brons, Franziska (2006b), Bilder im Fluge: Julius Neubronners Brieftaubenkuva, Fotogeschichte vol . 26 (100): 17–36  .
  7. ↑ Tohtori Julius Neubronnerin minikyyhkynen kamera . // publicdomainreview.org. Haettu 6. huhtikuuta 2012. Arkistoitu alkuperäisestä 4. kesäkuuta 2012.
  8. ↑ Neubronner, Julius (1920), 55 Jahre Liebhabervalokuva: Erinnerungen mitgeteilt bei Gelegenheit des fünfzehnjährigen Bestehens der Fabrik für Trockenklebematerial , Frankfurt am Main: Gebrüder Knauer, s. 23–31, OCLC 3113299 
  9. ↑ Military Pigeon Mail, Military Encyclopedia , voi. 6, Pietari: T-vo M. D. Sytin, 1911, s. 503. 
  10. ↑ Great Soviet Encyclopedia , artikkeli "Aerial camera" (eng. aerial camera ).
  11. ↑ Luutnantti Leonard Taplinin elämäkerta (englanniksi) Haettu 24. helmikuuta 2011. Arkistoitu 15. heinäkuuta 2012
  12. ↑ The Complete Encyclopedia of World Aircraft s. 382 ISBN 0-7607-0592-5 painettu 1997
  13. ↑ "Laaja alue on kartoitettu ilmasta jättiläismäisellä kymmenen linssin kameralla" Popular Mechanics , lokakuu 1935 Arkistoitu 3. toukokuuta 2017 Wayback Machinen toimittajat ilmoittivat, että Fairchild Aircraftin käsin kirjoitettu kommentti arkistoidun artikkelin vasemmalla puolella
  14. ↑ "Nine Lens Aerial Camera Films 600 Square Miles" Popular Mechanics , huhtikuu 1936 . Haettu 2. lokakuuta 2017. Arkistoitu alkuperäisestä 3. toukokuuta 2017.
  15. ↑ Isaev, 2010 , luku I.

Kirjallisuus

Linkit

  Siirry Wikidata-kohteeseen  Sanakirjat ja tietosanakirjat