فرآیند استخراج اطلاعات متریک در خصوص یک جسم از طریق اندازه گیری های انجام شده روی عکس آن را فتوگرامتری می گویند. بگذارید ساده تر بگوییم؛ فتوگرامتری علمی است که به اندازه گیری ویژگی های مختلف از روی عکس می پردازد. البته برخی جنبه های آن به تفسیر تصاویر نیز می پردازد. از این علم در عرصه های مختلفی همچون نظامی و هوش مصنوعی، جنگلداری و کشاورزی، زمین شناسی و باستان شناسی، ارزیابی خسارت به محصول پس از سیل و زلزله و بلایای طبیعی، تهیه تصاویر ترکیبی از زمین و حتی در پزشکی نیز استفاده می شود.
همانگونه که مشخص است؛ این علم در عرصه های مختلفی همچون نقشه برداری حائز اهمیت خواهد بود. آشنایی با اصول فتوگرامتری همان مطلبی است که این نوشته به آن می پردازد.
اصول فتوگرامتری به زبان ساده
فتوگرامتری از ترکیب سه کلمه فتو (نور و رنگ)، گرام (طرح و نقش) و متری (اندازه گیری) تشکیل شده است. خروجی فتوگرامتری عموما یک نقشه، ترسیم، اندازه گیری های خاص یا یک مدل سه بعدی از یک جسم یا صحنه در دنیای واقعی خواهد بود. بسیاری از نقشه هایی که هم اکنون در دسترس ما قرار دارند نیز با استفاده از فتوگرامتری و تصاویر هوایی به دست آمده است.
با استفاده از فتوگرامتری مناطق وسیع و مختلف به سرعت نقشه برداری می شوند و این عمل هزینه بالایی نخواهد داشت. دسترسی به هرگونه اطلاعاتی با استفاده از اینگونه تصاویر ممکن می شود و جزییات را نیز بسیار عالی خواهید دید.
تکنیک مثلث سازی
یکی از اصول فتوگرامتری مثلث سازی به شمار می رود. این تکنیک با استفاده از تصویربرداری از حداقل دو ناحیه جداگانه انجام می شود که اصطلاحا به آن خط دید گفته می شود و از هر دوربینی قابل انتشار است. این خط دید ها که به علت ماهیت نوری شان گاهی اوقات اشعه نام می گیرند؛ جهت تولید مختصات سه بعدی از نظر ریاضی کاربرد دارند.
تکنیک مثلث سازی یکی از اصول مورد استفاده توسط تیودولیت ها نیز به شمار می رود و اگر با این وسایل آشنایی داشته باشید؛ شباهت های زیادی را میان این دو پیدا می کنید. چرا راه دور برویم! تکنیک مثلث سازی حتی توسط چشم انسان نیز جهت اندازه گیری فواصل یا درک عمق استفاده می شود.
میزان زوم لنز
ایجاد تمرکز روی لنز دوربین موجب می شود که تصاویر واضح تر باشند. دامنه وضوح قابل قبول عمق تمرکز نامیده می شود. یکی از اصول فتوگرامتری نیز تنظیم مناسب عمق کانونی لنز است که تصاویر با بهترین حالت گرفته شوند. عواملی مانند فاصله کانونی، لنز، فاصله دوربین از جسم و اندازه خود جسم در تعیین عمق کانونی لنز تاثیرگذار هستند.
موقعیت دوربین
اصول فتوگرامتری براساس موقعیت دوربین هنگام عکاسی به انواع هوایی، زمینی و فضایی تقسیم می شود.
- فتوگرامتری هوایی: در این روش دوربین روی هواپیما سوار می شود و معمولا به صورت عمودی به سطح زمین اشاره می کند. بنابراین فتوگرامتری هوایی توسط دوربین های خاصی که روی هواپیما نصب می شوند و بالای سطح مورد نظر پرواز می کنند به دست می آید. در هنگام پرواز چندین عکس از زمین گرفته می شود که این تصاویر در پلاتر استودیو پردازش می شود. این ابزار به اپراتور اجازه می دهد که به طور همزمان دو عکس را در نمای استریو مشاهده کند. این تصاویر در پردازش خودکار جهت ایجاد مدل ارتفاع دیجیتال نیز استفاده می شوند.
- فتوگرامتری زمینی: در اصول فتوگرامتری به شاخه ای گفته می شود که تصویربرداری از روی یک موقعیت ثابت و شناخته شده روی زمین یا نزدیک به آن انجام می شود. محل و جهت دوربین معمولا درست در زمان عکسبرداری مشخص خواهد شد. ابزاری که جهت نمایش اینگونه تصاویر استفاده می شود نیز تئودولیت عکس نام دارد.
- فتوگرامتری فضایی: این شاخه از فتوگرامتری تمام جنبه های عکاسی فرازمینی و اندازه گیری های آن را شامل می شود. دوربین در این روش یا ثابت روی زمین یا روی ماهواره یا روی ماه یا یک سیاره دیگر ثابت خواهد شد.
میزان Exposure تصاویر
در اصول فتوگرامتری معمولا اهداف را روشن و پس زمینه را کم نور تنظیم می کنند. میزان این پارامتر برای جسم هدف به طور کامل توسط قدرت فلاش قابل تنظیم است. با این حال در مورد پس زمینه روشنایی محیط تنها تاثیرگذار خواهد بود. در واقع میزان Exposure پس زمینه توسط زمان شاتر کنترل می شود.
از بین بردن Exposure در پس زمینه موجب می شود که اهداف راحت تر مشخص و اندازه گیری شوند. با این حال گاهی نیز هیچ تصویر پس زمینه ای وجود ندارد اما قطعا جسم هدفی وجود خواهد داشت. با استفاده از این تکنیک، اجسام دیگر آنقدر کم نور می شوند که در اندازه گیری هدف تداخل ایجاد نکنند اما به اندازه کافی روشن هستند که قابل مشاهده باشند.
طبقه بندی عکس های هوایی
عکس های هوایی که معمولا جهت نقشه برداری و تفسیر تصاویر از آن استفاده می شود در دو دسته کلی جای می گیرند. دسته نخست عکس های عمودی هستند. این دسته از تصاویر عکس های هوایی هستند که با محور نوری دوربین و در موقعیت عمودی گرفته می شود.
عکس های مورب نیز دسته ای از عکس های هوایی محسوب می شوند که محور دوربین تقریبا عمودی است اما به دلیل حرکت هواپیما ها، محور عکس از حالت عمودی خارج و کمی کج می شود.
براساس اصول فتوگرامتری اگر شیب محور دوربین از خطر پایین کمتر از 3 درجه باشد؛ آن را عمودی و اگر بیش از 3 درجه باشد نیز به آن کج گفته می شود. حتی عکس های کج نیز در دو دسته مایع کم یا زیاد قرار می گیرند.
میدان دید
میدان دید عکس های فتوگرامتری با یکدیگر متفاوت هستند و در اصول فتوگرامتری از این منظر نیز به تصاویری با میدان دید زاویه دار، عادی و فوق العاده عریض تقسیم می شوند. هنگامی که منطقه ای به کمک تصویربرداری عمودی عکاسی می شود؛ تصاویر معمولا بوسیله دسته ای از پالس های موازی گرفته می شوند. در این حالت به نظر می رسد که هر تصویر بخشی از تصویر قبلی را نیز کاور می کند.
این نوع از همپوشانی اصطلاحا end lapیا همپوشانی انتهایی گفته می شود. درصد همپوشانی انتهایی معمولا بین 55 تا 65 درصد متغیر است.
ملزومات
یکی از اصول اولیه تمامی امور همچنین اصول فتوگرامتری فراهم کردن ملزومات و وسایل انجام آن است. جهت انجام فتوگرامتری نیاز به یک جفت تصویر همپوشانی شده استریویی دارید که جهت نمایش سه بعدی و اندازه گیری های بعدی از آن استفاده می شود. سپس باید توسط مختصات کنترل زمینی و نقاط xyz ارتباط منطقه ای بین تصاویر و سطح زمین را پیدا کنید.
انواع فتوگرامتری
دو نوع مختلف از فتوگرامتری به نام های فتوگرامتری تفسیری و متریک وجود دارد.
فتوگرامتری تفسیری
در فتوگرامتری تفسیری باید تمامی اشیا و اهمیت آن ها در تصاویر مورد تجزیه و تحلیل دقیق و سیستماتیک قرار بگیرد. براساس اصول فتوگرامتری تفسیری، تصاویر ماهواره ای با کمک طول موج هایشان مشخص می شوند. این روش به مطالعه تصاویر می پردازد. در واقع نه تنها تصاویر را تجزیه و تحلیل می کند؛ بلکه ابزاری جهت جمع آوری داده ها و سنجش آن ها نیز به شمار می رود.
فتوگرامتری متریک
این شاخه در نقشه برداری از زمین و توپوگرافی کاربرد دارد و به اندازه گیری دقیق نقاط روی محل مورد نظر می پردازد. برای این امر بیشتر از عکس های هوایی و گاهی اوقات نیز از عکس های زمینی استفاده می شود. در ضمن جهت تعیین فواصل، ارتفاعات، مناطق و حجم ها جهت تهیه نقش های مختلف به برنامه های کاربردی نیز احتیاج است.
سخن پایانی
فتوگرامتری علمی است که ویژگی های مختلفی را از روی بررسی های انجام شده از روی تصاویر به دست می آورد. این بررسی ها در حوزه های مختلف نظامی، پزشکی، زمین شناسی، جغرافیایی، تاریخی و غیره کاربرد دارند. در این نوشته به بررسی اصول فتوگرامتری پرداخته شد. از میان این اصول به تکنیک مثلث سازی، موقعیت دوربین از نظر زمینی، هوایی یا ماهواره ای بودن، میزان زوم لنز و exposure تصاویر، میدان دید و غیره اشاره شد.
به طور کلی فتوگرامتری به دو دسته تفسیر و متریک تقسیم می شود که تمامی این اصول در هر یک از آن ها مورد توجه قرار می گیرد. فتوگرامتری متریک به اندازه گیری دقیق می پردازد ولی نوع تفسیری اشیا و اجسام موجود در تصاویر را مورد تجزیه و تحلیل دقیق قرار می دهد.
Source: www.gisresources.com, www.geodetic.com
بدون دیدگاه