1
Konvenční (fotografické) metody
snímání zemského povrchu
Hlavní přednosti letecké fotografie:
1. Úplný a bezchybný (z hlediska obsahu) pohled shora,
nepodléhá generalizaci, ukazuje detaily i celky vyšších
řádů.
2. Podává informaci o okamžitém stavu různě intenzivních
dynamických procesů.
3. Jde o trvalý záznam, který lze opakovaně porovnávat
s jinými zdroji informací.
4. Oproti lidskému zraku se vyznačuje rozšířenou spektrální
citlivostí (přibližně od 0,3 do 0,9 mikrometrů). Může
postihnout jevy či vlastnosti nepostižitelné pouhým okem.
5. Vysoká prostorová rozlišovací schopnost a geometrická
kvalita snímků. Na snímcích lze nalézt větší detail jak
pouhým okem. Po zpracování lze přesně měřit vzdálenosti
plochy či úhly.
Základní součásti systému
leteckého snímkování
* Fotografické materiály
* Fotografické komory
* Druhy leteckých fotografií
* Geometrické a optické vlastnosti snímků
* Základy analogové interpretace snímků
* Nosiče a snímkový let
Fotografické materiály
* Princip vzniku fotografie je obecně známý.
Obraz vzniká na ploše filmu citlivé na světlo.
* Podle množství od objektu odraženého světla
citlivá vrstva negativu různým stupněm zčerná.
* Světlé a tmavé plochy pak skládají výsledný
obraz.
Formy analogových materiálů - negativ, pozitiv,
diapozitiv
Materiály černobílé a barevné
Materiály ve viditelné a v blízké IČ části spektra
Fotografické
materiály černobílé
1. ochranná vrstva - chrání citlivou vrstvu před mechanickým
či chemickým poškozením
2. citlivá vrstva krystalky sloučenin stříbra (AgBr, AgI, AgCl)
v želatině, 5 mikrometrů
3. mezivrstava - spojuje citlivou vrstvu a filmovou podložku
4. filmová podložka - odolná vůči rozměrovým změnám
způsobeným změnami teploty či vlhkosti. Dříve se využívalo
skleněných desek. Nyní polyester. Musí být také odolný vůči
poškození při přetáčení filmu apod.
5. antihalační vrstva - absorbuje část světla, které prochází
citlivou vrstvou i filmovou podložkou a zabraňuje tak jeho
zpětnému odrazu, který by zaznamenala citlivá vrstva a
jehož výsledkem by byl. Efekt ,,halo,, kolem světlých objektů
na fotografii
Citlivé vrstvy filmu
Nejpoužívanější citlivé vrstvy:
* ortochromatická - nesnímá oranžovou a červenou
složku viditelné části spektra
* panchromatická - citlivá k celé viditelné části
spektra kromě modré
* infrachromatická - citlivá k intervalu vlnových
délek 0,6-0,9 mikrometrů
Citlivá vrstva může být
citlivá k různě širokému
intervalu vlnových délek.
2
Černobílé snímky panchromatické
* Snímají barvy ve stejném rozsahu jako lidské oko a
převádí je do tónů šedi.
* Výhodou je snadné zpracování a využitelnost k různým
účelům - je na ně pořízena většina našich leteckých
snímků.
* Není vhodný tam, kde jde o rozlišení vegetace. Tmavé
tóny, které nahrazují zelenou navzájem splývají a
znemožňují rozpoznat druh porostu nebo typ lesa.
* Předností je relativně dobrá plasticita a to, že se ne zcela
ztrácí kresba ve stínech.
* Mají ze všech druhů snímků nejlepší rozlišovací
schopnost.
* Nevýhodou je, že zachycují pouze viditelnou část spektra,
tedy krátkovlnné záření, které je atmosférou značně
rozptylováno.
Infračervené černobílé snímky I.
* Jsou méně rozptylovány než viditelné světlo
* Lze je pořizovat i za poměrně špatného počasí, ne však přes
hustou mlhu, oblačnost nebo déšť.
* Infračervené záření vyžaduje objektivy s delší ohniskovou
vzdáleností než viditelné záření.
* Paprsky dobře pronikají ovzduším a snímky tak ztrácejí
vzdušnou perspektivu, obrazy se jeví ploše.
* Snímky mají výrazné vržené stíny, vyznačují se náhlými
přechody bez polostínů, jsou mnohem kontrastnější než
panchromatické.
ˇJednotlivé terénní prvky se na IČ snímcích jeví odlišně ve
srovnání se snímky ve viditelné části spektra.
Infračervené černobílé snímky II.
* Vodní plochy, které pohlcují záření téměř dokonale jsou
sytě černé (lze snadno identifikovat existenci a průběh
vodních toků).
* Jehličnatý les absorbuje IČ záření více jak listnatý - jeví se
tedy na snímku jako tmavý.
* Krajina se zelenými plochami a listnaté lesy působí
dojmem, jakoby byly pokryty sněhem nebo ozářeny měsíčním
světlem.
* V důsledku dobrého odlišení listnatých a jehličnatých
stromů se IČ snímky používají často v lesnictví a také k
rozlišení druhů zemědělských plodin.
* Na těchto snímcích zaniká síť komunikací a poněkud se
ztrácejí liniové prvky. Také jsou hůře patrné zastavěné
plochy.
* IČ filmy se používají s červenými filtry k potlačení fialové a
modré části spektra.
Fotografické materiály barevné
Obsahují tři (dvě) citlivé vrstvy. Každá z
vrstev je citlivá k jinému intervalu spektra.
Výsledné barvy na fotografii vznikají tzv.
subtraktivním skládáním barev.
Mohou existovat ve dvou formách - jako
pozitiv na fotografickém papíře nebo jako
diapozitiv.
3
Aditivní skládání barev Subtraktivní skládání barev
Princip skládání barev Barevná kostka
Barevné snímky ve viditelném oboru
spektra
Jsou pořizovány na film, který má tři citlivé
vrstvy, každá je citlivá k základním barvám modré,
zelené a červené.
1. ochranná vrstva
2. vrstva citlivá
k modrému světlu
3. žlutá filtrační
mezivrstva
4. vrstva citlivá k zelené
5. vrstva citlivá k červené
6. filmová podložka
7. antihalační vrstva
Barevné snímky ve viditelném
oboru spektra
* Jsou citlivější na dobré atmosférické podmínky.
* Jsou obecně pořizovány z menších výšek (kolem 2 km) a to
v měřítcích 1 : 13000 až 1 : 20 500.
* Barvy se jeví jako přirozené použijeme-li UV filtr.
* Barevné snímky se daleko lépe interpretují, protože lidské
oko rozezná daleko více barevných tónů než odstínů šedi.
* Jsou tedy vhodné tam, kde u ČB snímků zanikají detaily např.
při rozlišování vegetace.
* Mají nejlepší kresbu detailů ve stínech, nejlépe ukazují
reliéf pod vodou.
* Nevýhodou je poněkud nižší rozlišovací schopnost, protože
na jednotlivých citlivých vrstvách filmu dochází k rozptylu
světla.
Barevné snímky infračervené
(False color, spektrozonální, Camouflage Detection Film)
ˇVyvinuty původně pro vojenské účely.
ˇJedna z citlivých vrstev filmu je citlivá k infračervené části
spektra.
ˇVýsledkem jsou nepřirozené barvy objektů na těchto
snímcích. Používají se se žlutým filtrem.
Ďávají dobrý, kontrastní obraz a zobrazují i místa v
hlubokých stínech.
* Snímkuje se většinou z malých výšek - 500 až 1500 m - ve
velkých měřítcích.
4
Barevné snímky infračervené
(False color, spektrozonální, Camouflage Detection Film)
1. ochranná vrstva
2. vrstva citlivá k blízké
infračervené části
spektra
3. filtrační mezivrstva
4. vrstva citlivá k zelené
5. vrstva citlivá k červené
6. filmová podložka
7. antihalační vrstva
Jsou pořizovány na film, který má tři resp. dvě
citlivé vrstvy. Jedna z nich je citlivá k blízké
infračervené části spektra (0,7-0,9 m).
Barevné snímky infračervené
* Používají se v lesnictví například k dokumentaci
vegetačních škod.
* Listnáče a louky se na nich zobrazují červeně, jehličnany,
holá pole a mrtvá vegetace zeleně či modře a odumřelé
rostliny bez chlorofylu žlutě až hnědě.
* Vzhled snímku se však liší podle značky filmu i podle
použitého papíru.
* Pro konkrétní interpretační účely se sestavují tabulky
barev.
* Na snímcích se výraznými barevnými odstíny jeví změny
půdní vlhkosti, organické a minerální složení půdy, půdní
struktura, geologické charakteristiky, druhy porostů apod.
* Na IČ fotografii může být dobře zaznamenáno záření
emitované výrazně teplými povrchy (požáry, láva, horké
prameny).
Barevné kódování objektů na viditelné
a infračervené fotografii
Barevné kódování objektů na
viditelné a infračervené fotografii
červenýzelenýmodrý*****2. na barevné IČ
fotografii bude
*****červenýzelenýmodrý1. na barevné fotografii
viditelné bude
infračervenéčervenézelenémodréObjekt odráží světlo
1. přirozené barvy objektů 2. nepravé barvy objektů
5
Filtry
* Nutnost použití filtrů u konvenčních metod plyne z výšky
letu.
* Rozptyl paprsků degraduje kontrast snímků, snižuje jejich
kvalitu.
* Funkcí filtru je tedy odstranit paprsky rozptýleného světla.
* Barevný filtr vždy zdůrazňuje tu barvu, kterou je zabarven
a zeslabuje barvu doplňkovou.
* Panchromatické fotografie se nejčastěji používají s filtry
světle žlutými nebo žlutozelenými,
* Barevné fotografie ve viditelné části spektra používají tzv.
UV absorpční filtr.
* Na černobílých infračervených snímcích se používají žluté
filtry v lesnictví, temně červené např. k určování vodních
ploch, u barevných fotografií světle žluté.
Filtry
* Filtr je charakterizován tzv. spektrální propustností, což je
množství propuštěného záření v daném vlnovém rozsahu.
* Zvláště pečlivě se spektrální propustnost posuzuje u
multispektrální fotografie, kde filtr propouští pouze úzce
ohraničený spektrální obor (kanál, pásmo) - označuje jako
filtr úzkopásmový.
* Osvětlení fotografie klesá směrem od středu k okrajům.
* Tento úbytek světla se nazývá vignetace a k jejímu
eliminování se používají speciální filtry, které absorbují
silněji ve střední části snímku a méně směrem k okrajům
Geometrické vlastnosti letecké fotografie
Podle orientace osy záběru dělíme snímky na
a. snímky svislé (kolmé)
b. snímky šikmé (bez horizontu - low oblique)
c. snímky šikmé (s horizontem - high oblique)
d. snímky vodorovné
Při odchylce 1 až 3 stupně lze považovat snímek za kolmý.
Kolmé (svislé) fotografie - letecké měřičské snímky (LMS).
Blíže k LMS viz. Základy fotogrammetrie
Letecký měřický snímek
Letecké měřické snímky obsahují kromě vlastní scény i tzv.
rámové (měřické) značky a také záznam stavu přístrojů v době
pořízení fotografie.
Rámové značky definují souřadný systém snímkových
souřadnic
Geometrické vlastnosti letecké fotografie
Pro geometrii letecké fotografie jsou typické
následující efekty:
* kolísání měřítka
* radiální posuvy (relief displacement)
Rozdíly v geometrii mapy (ortogonální projekce) a
letecké fotografie (centrální projekce)
6
Kolísání měřítka na letecké fotografii
S
ao
AO
f
H
f
H h
= = =
-'
S
f
H havg
avg
=
Radiální
posuvy na letecké fotografii
Podstata relativních změn v poloze objektů na svislé
letecké fotografii reliéfu s převýšením
Optické vlastnosti leteckých fotografií
Kontrast - je to rozdíl mezi světlými a tmavými
plochami.
Ostrost - je to schopnost zachytit změnu kontrastu.
Jako hloubka ostrosti se označuje schopnost
objektivu snímat ostře objekty, které nejsou ve stejné
vzdálenosti.
Oblačné jasné skvrny - intenzivní odraz od okrajů
kupovité oblačnosti a následné přezáření terénu.
Sluneční skvrna - světlá skvrna většinou na vodních
plochách vznikající zrcadlovým odrazem slunečních
paprsků přímo do objektivu kamery. Na opačném
konci vzhledem k hlavnímu bodu leží tzv. horká
skvrna.
Vignetace ­ úbytek světla k okrajům snímku
Prostorová rozlišovací schopnost
Je to schopnost odlišit na snímku jakékoliv dva
sousední objekty. Posuzuje se podle skutečné
velikosti objektu, který lze na snímku ještě
rozeznat při největším možném zvětšení.
U fotografií se rozlišovací schopnost měří počtem
ještě rozpoznatelných čárek na 1 mm šířky
Rozlišovací schopnost 50 čar/mm rovná se 1/50
= 0,02 mm