ELEMENTE DE FOTOGRAMMETRIE - INTRODUCERE. DEFINITIE, OBIECT, SCOP, DOMENII DE UTILIZARE, SCURT ISTORIC

ELEMENTE DE FOTOGRAMMETRIE

INTRODUCERE. DEFINITIE, OBIECT, SCOP, DOMENII DE UTILIZARE, SCURT ISTORIC

Fotogrammetria este o disciplina a stiintei masuratorilor terestre.

Fotogrammetria cuprinde un ansamblu de metode matematice, tehnici si tehnologii de utilizare a fotografiei in domeniul masuratorilor terestre.

Pe langa aplicatiile in domeniul masuratorilor terestre, fotogrammetria poate fi aplicata si in alte domenii: arhitectura, geologie, geofizica, meteorologie, agricultura si nu in ultimul rand imbunatatiri funciare si ingineria mediului.

Scurt istoric

Primele ridicari fotogrammetrice dateaza de la mijlocul secolului trecut, fiind conditionate de aparitia si dezvoltarea fotografiei.

Odata cu publicarea, in 1851, de catre Skott Archer a modului de obtinere a imaginii fotografice prin procedeul coloidului umed (stratul fotosensibil se prepara si se intinde pe placa de sticla inainte de fotografiere, iar expunerea si developarea se face in timpul cat stratul sensibil este umed) s-a deschis posibilitatea de aplicare a fotografiei in numeroase ramuri ale stiintei si tehnicii, inclusiv in domeniul masuratorilor terestre.

La inceput s-au facut experiente pentru aplicarea fotografiei la ridicari terestre cu fototeodolitul, iar dupa aceea la ridicari fotoaeriene.

Inginerul militar francez Aim Laussedat est primul care in 1851 a folosit un aparat fotografic anume construit (fototeodolit), facand experiente de folosire a fotografiei in scopuri topografice, folosind o noua metoda de ridicare terestra pe care a denunit-o 'metrofotografie' (fotogrammetria).

Ideea folosirii fotografiilor aeriene ale suprafetei terestre in scopuri topografice apartine fotografului francez Gaspar Felix Tournachon, denumit si Nadar, care in anul 1858 obtine prima fotografie aeriana dintr-un balon captiv de la inaltimea de 80 de metri deasupra orasului Paris.

Folosirea acestui procedeu in aer s-a dovedit mai complicata decat pe pamant si de aceea dezvoltarea aerofotogrammetriei s-a produs abia dupa o jumatate de secol.

In timp se dezvolta tehnicile si tehnologiile fotografice atat pe linia fixarii imaginii cat si a opticii fotografice.

In 1871 se descopera metoda de fabricatie a emulsiei sensibile cu strat uscat de bromura de argint si gelatina. Aceasta putea fi folosita pentru fotografii instantanee si nu necesita o expunere indelungata, lucru important in cazul fotografiei aeriene.

In 1887 - 1889 s-au crerat posibilitati ca suportul emulsiei sa nu mai fie sticla ci peliculele de celuloid, cu impact direct asupra dezvoltarii fotografiei aeriene si a aerofotogrammetriei.

La sfarsitul secolului XIX s-au construit camere fotografice multiple de preluare a fotografiilor aeriene din baloane dirijabile denumite panoramograf printre care cele construite de Thiele, Cailletet si Tribaule, Scheimpflung, Templer etc.

Cu toate experientele izolate, mai mult sau mai putin reusite, aerofotografierea nu s-a dezvoltat pana la aparitia avionului, care a permis transportul rapid, comod si ieftin a camerei fotoaeriene deasupra suprafetei de ridicat.

Dezvoltarea aviatiei in deceniul 2 al secolului XX a dus la succese in aerofotogrammetrie. Experimentarile in folosirea avionului la ridicari fotoaeriene incep inainte de primul razboi mondial, cand este folosita fotografia aeriana in operatiunile militare de recunoastere.

Dupa primul razboi mondial metodele de ridicare fotoaeriana se extind continuu. Folosirea avionului a impus folosirea unui timp de expunere mic. Aceasta a impus la randul sau construirea unor obiectivi cu luminozitate mare, lipsiti pe cat posibil de distorsie, cu obturatoare care sa functioneze rapid si sigur, precum si a unor dispozitive mecanice de actionare a camerei in timpul lucrului.

Dintre principalele camere aeriene construite si folosite, cele mai importante sunt RMK, MRB (Germania), RC-5 (Elvetia), AFA (U.R.S.S.), Santoni (Italia), T 11 (S.U.A.) si SOM (Franta). Aceste aparate construite in prezent in variante moderne, reflecta orientarea catre folosirea tehnicilor si tehnologiilor moderne digitale pentru determinarea pe cale automata a datelor necesare prelucrarii fotogramelor, precum si realizarea unor mecanisme automate de transmisie si comanda.

In tara noastra, dezvoltarea ridicarilor aerofotogrammetrice este legata de aparitia aviatiei.

Intre anii 1910 - 1914 s-au facut experimentari ale fotografiei din avion folosind avioanele construite in tara noastra si cele cumparate din strainatate.

Pregatirile pentru primul razboi mondial orienteaza si fotografia aeriana pentru folosire in scopuri militare.

Astfel primele lucrari de ridicare fotoaeriana din avion s-au facut in aprilie 1916, de catre serviciul fotoaerian creat in cadrul flotilei de aviatie de la Cotroceni, utilizand la inceput camere fotoaeriene simple, construite din lemn, de formatul 9x12 cm.

In august 1916 acest serviciu s-a dezvoltat prin infiintarea a 6 sectii fotoaeriene afectate escadrilelor de aviatie care erau dislocate la Talmaci, Brasov, Murfatlar, Piatra Neamt, Cotroceni si una mobila. La inceput nu s-au obtinut rezultate notabile datorita lipsei de experienta. Ulterior, in timpul refacerii trupelor din Moldova, s-au adus aparate si materiale fotografice noi, precum si un laborator cu care au fost inzestrate sectiile fotoaeriene.

S-a inceput o activitate intensa al carei randament a fost apreciat in luptele de la Marasesti, cand s-au cunoscut inainte de inceperea luptelor tipul si felul organizarii inamice.

In timpul Primului Razboi Mondial, Serviciul Geografic al Armatei si celelalte sectii fotoaeriene trimiteau pe front hartile topografice completate cu date despre inamic folosind in acest scop fotografiile aeriene.

In urma experientei capatate, ofiterii in rezerva (ingineri silvici) Aurel Cernatescu si Victor Ivanceanu intocmesc in 1918 un 'Studiu asupra restituirii fotografiilor aeriene' in care se prezentau mijloacele folosite in exploatarea continutului fotografiilor aeriene.

Prin conferinte si publicatii este propagata ideea aplicarii ridicarilor fotoaeriene in intocmirea de planuri si harti.

In unele institutii superioare de invatamant sunt introduse notiuni de fotografie aeriana.

In mod sporadic s-au facut incercari de aplicare a ridicarilor fotoaeriene si in scopuri civile. Astfel in 1924 s-a creat o 'Diviziune de cadastru aerian' pe langa Directiunea Aviatiei Civile, care pentru prima data in tara noastra utilizeaza fotografia aeriana in lucrari de masuratori terestre pentru nevoi civile. Primele lucrari ale acestui serviciu au fost executarea unor fotoasamblaje pentru intocmirea planului de sistematizare a oraselor Bacau si Curtea de Arges.

Aceiasi specialisti au executat ulterior planul fotografic al Aeroportului Baneasa, prima lucrare la noi in tara intocmita pe baza premarcajului pe tren a punctelor de triangulatie si a reperilor fotogrammetrici.

Publicatiile de specialitate care apar in perioada 1924 - 1926 sunt: Metrofotografia, Studiul fotografiei aeriene, Stereoscopia si aerofotografia de cpt. Gonta Constantin si Fotografia aeriana a locotenentului aviator Iacobescu Gheorghe.

In anul 1926 a avut loc la Berlin al doilea congres al Societatii Internationale de Fotogrammetrie la care au participat si delegati din Romania. Congrasul I a avut loc in 1913 la Viena, unde se fondase in anul 1907 prima 'Societate Nationala de Fotogrammetrie'.

Raportul facut de delegati conducerii armatei a atras atentia asupra diverselor aplicatii ale aerofotogrammetriei si al avantajelor pe care le prezinta, mai ales in actualizarea hartii.

Incepand cu anul 1927 s-au depus eforturi pentru a se procura aparatura necesara trecerii la exploatarea riguroasa a fotogramelor aeriene cat si pentru a se face cunoscute avantajele noii metode de ridicare.

In anul 1928 se infiinteaza o sectie de fotogrammetrie in cadrul Institutului Geografic al Armatei, care este dotata cu un autocartograf si alte aparate de laborator de stricta necesitate. Acesta sectie si-a orintat activitatea in scopul intocmirii hartii tarii prin procedee aerofotogrammetrice.

In anul 1929 s-a infiintat o sectie fotogrammetrica pe langa Directia Superioara a Aeronauticii si o sectie fotogrammetrica pe langa Directia Cadastrului Minier. Personalul angajat a fost pregatit teoretic si practic pentru lucrari de restitutie timp de un an de catre specialisti adusi din strainatate, iar dupa aceea o parte din ingineri au fost trimisi in strainatate pentru perfectionare la Dresda, Berlin, si Jena (Zeiss).

Sectiile de fotogrammetrie din cadrul Directiei Cadastrului Minier si din cadrul Directiei Aeronauticii au executat in perioada 1929 - 1937 o serie de lucrari care au demonstrat avantajele metodei.

In perioada anilor 1939 - 1941 serviciul fotogrammetric din cadrul Directiei Aeronauticii, denumit ulterior 'Oficiul Hidrografic si Aerofotogrammetric' este dotat cu stereoplanigrafe C5, fotoredresatoare SEG IV, aeroproiectoare multiplex, camere aerofotogrammetrice, cat si cu avioane special amenajate in scopul ridicarilor aerofotogrammetrice.

Cu toate ca in perioada 1928 - 1940 s-au obtinut unele realizari, ridicarile aeriene nu s-au dezvoltat la nivelul capacitatii si importantei reale datorita lipsei organizarii si coordonarii la nivel national a unor programe concrete si aparitiei antreprenorilor topografi privati.

Realizarile tehnico-stiintifice si practice din perioada 1929 - 1940 sunt legate in mare masura de munca depusa de prof. I. Gh. Vidrascu si prof. Alexandru Ivanceanu.

In afara de folosirea ridicarilor fotoaeriene la intocmirea hartii tarii, in responsabilitatea Institutului Geografic Militar, o alta latura a fost incercarea de aplicare a acesteia in geologie si cadastrul minier.

Preocuparile in aplicarea ridicarilor fotogrammetrice cresc, iar specialistii din domeniul masuratorilor terestre incep sa-si dea seama ca avantajele folosirii fotografiei aeriene sunt de necontestat.

Dupa 1950, cerintele impuse initial de aderarea la Tratatul de la Varsovia si apoi de cooperativizarea agriculturii si ulterior de industrializarera socialista au impus intocmirea intr-un timp scurt a unui mare volum de ridicari topografice.

Aceasta situatie a ridicat in mod serios problema crearii de noi sectoare fotogrammetrice si inzestrearea acestora cu aparatura moderna de inalta productivitate.

Fostul 'Institut Geografic Militar' s-a transformat in 'Directia Topografica Militara' in cadrul careia a luat fiinta o unitate aerofotogrammetrica. Pentru zbor s-a infiintat 'detasamentul aerofotogrammetric', care a reusit ca intr-un timp scurt sa execute aerofotografierea intregului teritoriu al tarii la diferite scari, pentru realizarea hartilor si planurilor de localitati si ulterior pentru actualizarea periodica a acestora.

De remarcat aerofotografierile executate in perioada 1950 - 1952 pentru intocmirea si actualizarea hartii tarii la scara 1:25.000, din perioada 1959 - 1962 pentru intocmirea hartii de baza la scara 1:50.000, si din perioada 1970 - 1974 pentru intocmirea hartii de baza la scara 1:25.000.

Incepand cu 1980 s-au executat aerofotografieri pentru realizarea planurilor localitatilor la scara 1:5.000 si 1:10.000 si din 1985 pentru actualizarea periodica, la interval de 5 ani, a hartii de baza la scara 1:50.000 pe intreg teritoriul tarii.

Totodata, in anul 1949 ia fiinta o sectie fotogrammetrica in cadrul 'Comitetului geologic' dotata cu camere fotoaeriene si aparatura moderna de exploatare a fotogramelor. Cu acesta ocazie apar noi preocupari legate de aplicatia fotografiilor aeriene si terestre in geologie, sistematizari urbane etc.

Cooperativizarea agriculturii, mai mult decat celelalte sectoare ale economiei a ridicat problema reorganizarii procesului tehnologic de intocmire a bazei topografice din unitatile de productie ale Directiei Generale Geotopografice si Organizarea Teritoriului din Ministerul Agriculturii.

In cadrul acestei directii ia fiinta in anul 1958 o intreprindere fotogrammetrica de mare capacitate care are ca obiectiv intocmirea planurilor topografice si cadastrale la scara 1:10.000, 1:5.000 si 1:2.000 pentru intreg teritoriul, necesare intocmirii si tinerii la zi a evidentei funciare, organizarii teritoriului, lucrarilor de imbunatatiri funciare etc. (fostul I.G.F.C.O.T.).

De asemenea in 1960 s-a infiintat un serviciu fotogrammetric la 'Institutul de Studii si Proiectari Forestiere', iar in 1970 la 'Institutul de Studii si Proiectari pentru Imbunatatiri Funciare', dotate cu aparatura de prelucrare a fotografiilor aeriene.

Odata cu crearea acestor unitati de specialitate, fotogrammetria a devenit principala metoda de ridicare topografica si de realizare a planurilor si hartilor topografice sau tematice in principalele sectoare ale economiei nationale.

Lipsa unui cadru organizatoric si legislativ adecvat si a unei strategii la nivel national a determinat in perioada 1950 - 1990 o dezvoltare necoordonata a cestor institutii de specialitate, functie de conjuncturi politice si de obiectivele planurilor cincinale, ineficienta economic, mare consumatoare de resurse, cu numeroase suprapuneri de competente si lipsita de perspectiva continuitatii pe termen mediu si lung.

Dupa 1990, lipsa unei institutii responsabile de organizare la nivel national si a unei politici si strategii unitare de utilizare a tehnicilor si tehnologiilor de aerofotografiere si a tehnicilor de teledetectie in domeniul masuratorilor terestre si in alte domenii (agricultura, ingineria mediului) a determinat aceeasi ineficienta economica in folosirea resurselor disponibile, suprapunerea eforturilor si programelor diverselor institutii de specialitate si in final imposibilitatea utilizarii pe scara larga a acestor metode in cadrul unor programe sectoriale, cu responsabilitati precis delimitate si finantare externa.

ELEMENTE DE FOTOGRAMMETRIE

a) Fotografia unui obiect sau a unei suprafete de teren este o piesa de mare valoare deoarece este o inregistrare obiectiva a imaginii respective.

Pentru ca fotografia sa fie un element de plecare in masuratori si reprezentari exacte este necesar ca ea sa indeplineasca niste conditii speciale metrice. O astfel de fotografie este fotograma, care sub raport matematic este o proiectie centrala.

Deci primul principiu si prima conditie in masuratorile fotogrammetrice propriu-zise este aceea ca fotografiile sa fie proiectii centrale cu caracteristici perfect cunoscute, adica sa fie fotograme.

b) Facand referire la ridicari, se intelege ca fotogrammetria trebuie sa se supuna legilor de baza ale topografiei, de unde rezulta ca plecand de la proiectii centrale (fotograme) trebuie sa se ajunga la proiectii paralele (planuri, harti). Intr-adevar, fotograma si harta sunt proiectii plane ale suprafetelor de teren insa pe cata vreme fotograma este o proiectie centrala, harta este o proiectie paralela ortogonala.

Daca imaginile fotografice B₁ si C₁ ale punctelor din teren B si C sunt simetrice cu imaginea A₁ a punctului axial A, se observa ca departarile pe harta a proiectiilor B₀ si C₀ de A₀ depind nu numai de inclinarea axului de fotografiere ci si de relieful terenului (fig. 1). Problema raportului dintre dimensiunile de pe fotograma si corespondentele lor de pe harta este o problema complexa.

Problema de baza a fotogrammetriei este asadar aceea de a stabili metodele matematice si tehnicile dupa care se poate transforma o proiectie centrala, sau mai multe, intr-una sau mai multe proiectii paralele.

c) Daca se considera o singura fotograma aeriana in cazul particular al unui teren orizontal (fig. 2), data fiind reversibilitatea fenomenelor in optica geometrica, harta terenului poate fi obtinuta printr-o simpla proiectare a fotogramei pe o planseta, cu conditia ca fotograma sa aiba aceeasi pozitie, (inclinare) fata de planseta pe care a avut-o in momentul de priza fata de teren, adica fotograma sa fie redresata (intreaga proiectie sa fie adusa la o anumita scara). Dupa asemenea fotograme, harta (planul) se poate obtine si prin constructii grafice. In acest caz particular se obtine de-a dreptul proiectia ortogonala necesara dupa proiectia centrala. Metoda se numeste a simplei intersectii, deoarece razele proiectate se intersecteaza fiecare in parte simplu, cu planseta.

Problema e simpla chiar atunci cand terenul este inclinat, insa de panta continua, cand proiectia ortogonala se obtine usor, printr-o transformare afina (dilatare). Totodata se intelege ca practica admite si mici denivelari. Relieful nu poate fi redat pentru ca nu exista elemente de diferentiere perpendiculare pe planul fotogramei.

Privitor la transformarea unei proiectii centrale intr-o proiectie paralela se poate conchide ca metoda este limitata la terenurile plane si usor denivelate, ca pe masura ce creste accidentatia terenului scade precizia si ca pe aceasta cale nu se poate obtine relieful. Aceasta este fotogrammetria planimetrica si corespunde simplei intersectii in plan.

d) Daca se iau in considerare doua fotograme luate din puncte diferite, in asa fel incat sa aiba o acoperire, adica o importanta portiune de teren sa fie prinsa in ambele fotograme (fig. 3 si fig. 4), exista posibilitatea de a utiliza simultan ambele imagini. Cele doua imagini ale portiunii comune pot fi considerate doua proiectii ale aceluiasi subiect si potrivit principiilor geometriei proiective se poate obtine o a treia proiectie sau mai multe.

In cazul reprezentarii teritoriilor, proiectiile ce intereseaza a se obtine si care pot fi obtinute pe baza celor doua proiectii centrale, sunt cele specifice topografiei generale, adica o proiectie paralela ortogonala pentru obtinerea planimetriei si o proiectie paralela orizontala (perpendiculara pe prima) pentru obtinerea altimetriei. Matematic pot fi determinate pozitiile in x, y, z ale tuturor punctelor ce dau imagini pe cate doua fotograme.

Pozitiile spatiale ale punctelor pot fi obtinute prin constructii grafice, pe cale analogica si pe cale analitica.

Constructiile grafice sunt greoaie, nu asigura precizie si nici randament satisfacator insa reprezinta o posibilitate de determinare de puncte izolate atunci cand nu se dispune de aparataj fotogrammetric.

Calea analogica presupune utilaj fotogrammetric specializat cu ajutorul caruia se reda terenul sub forma grafica conventionala (planimetric si altimetric) prin restitutia modelului optic punct cu punct, linie cu linie, direct, fara interpolari.

Prin model optic (stereomodel) se intelege imaginea spatiala (in relief) proprie vederii binoculare, ce se obtine atunci cand cele doua fotograme ale cuplului sunt privite separat si anume cea din stanga cu ochiul stang iar cea din dreapta cu ochiul drept.

Pentru ca imaginea in relief (nimita si stereoscopica) sa reprezinte efectiv modelul optic propriu-zis este necesar ca fotogramele sa se gaseasca una fata de cealalta in pozitii relative practic identice cu cele din momentul de priza. In acest caz, la intersectia razelor omoloage se obtine efectiv modelul optic si se spune ca fotogramele sunt orientate relativ. Pentru ca modelul optic sa poata fi restituit este necesar ca el sa fie orientat si absolut, adica sa fie adus la o anumita scara si intr-o astfel de pozitie incat prin restitutia lui sa se obtina direct planimetria si altimetria terenului.

Calea analogica este specific fotogrammetrica asigurand o precizie satisfacatoare si fiind de mare randament. In figura 5 se prezinta formarea modelului optic la intersectia razelor omoloage si restitutia modelului optic cu ajutorul unui punct marca fixat pe o masuta deplasabila si de inaltime variabila.

La verticala marcii se gaseste un creion care deseneaza traseele urmate cu marca.

Calea analitica presupune masurarea pe fotograme a pozitiilor punctelor (coordonate plane fortogammetrice) functie de care se ajunge la pozitia lor spatiala prin calcule. Daca se folosesc mijloace specializate, precise de masurare, se pot obtine rezultate de mare precizie.

Aceasta cale este folosita in lucrari specializate pentru a se determina cu precizie sporita retele de puncte precum si in unele ridicari la lucrari mari sau in determinari cu caracter special si presupun in general programe si mijloace moderne de calcul.

Se concluzioneaza deci ca dupa doua proiectii centrale ale aceluiasi obiect (teren) se pot obtine riguros proiectii paralele cerute de pricipiile reprezentarii teritoriilor, oricare ar fi relieful, atat in ceeace priveste planimetria cat si in ceeace priveste altimetria.

Aceasta este fotogrammetria stereografica si corespunde dublei intersectii spatiale.

e) Masuratorile fotogrammetrice de precizie necesita intotdeauna o legatura topografica cu terenul de ridicat pentru a se putea determina cu precizie scara. Acest lucru este valabil atat pentru fotogrammetria planimetrica cat si pentru cea stereografica, atat in fotogrammetria terestra cat si in aerofotogrammetrie.

In cazul fotogrammetriei terestre legatura se face de obicei prin cunoasterea sau determinarea pozitiilor absolute ale punctelor de priza, determinare ce se face prin metode topografice in cadrul retelei geodezice.

In aerofotogrammetrie, fie ca este cazul fotogrammetriei planimetrice fie al fotogrammetriei stereografice, este necesar sa fie determinat pe cale topografica in X, Y, Z, un numar minim de puncte denumite puncte de reper. Numarul si pozitia acestora sunt diferite functie de metodele de aerotriangulatie folosite.

f) Privitor la aplicatiile fotogrammetriei in alte domenii, metodele matematice si tehnice in ceeace priveste determinarea unor marimi fizice (lungimi, suprafete, volume, forme, pozitii etc.) si a reprezentarilor acestora sunt comune sau deriva din acestea. Metodele, tehnicile si tehnologiile pot fi uneori cu totul specifice pentru a deservi cat mai bine aplicatia respectiva. Trebuie observat ca unele din aplicatiile fotogrammetriei in aceste domenii nu sunt propriu-zis fotogrammetrice deoarece nu necesita masuratori si determinari precise si prin urmare nu necesita nici fotograme ci doar fotografii.

Aplicatiile netopografice implica, fiecare in parte, pe langa anumite cunostinte de fotogrammetrie, care uneori pot fi mai aprofundate, alteori mai sumare, o specializare in domeniul respectiv.

BAZE OPTICE SI FOTOGRAFICE

Potrivit celor prezentate, fotograma trebuie sa fie o proiectie centrala a regiunii fotografiate.

Practic o astfel de proiectie se realizeaza cu atat mai greu cu cat mai riguros se cere indeplinita conditia de centricitate a proiectiei.

Cauzele generale care produc abateri ale imaginii de la perspectiva matematica sunt: eroarea de formare a imaginii produsa de obiectiv, refractia atmosferica, constructia neregulata a filmului fotografic si rezolutia emulsiei fotografice.

I. Obiectivi fotogrammetrici

a. Claritate, metricitate, luminozitate

Imaginea formata de obiectivi trebuie sa fie clara, metrica si cu o distributie a luminii egala in planul imaginii.

Claritatea. Principalele erori de claritate, numite si aberatii ale imaginii ca: aberatia de sfericitate, aberatiile cromatice, coma, astigmatismul si erorile de curbura ale imaginii sunt astazi controlate. Prin asocierea mai multor lentile de curburi diferite si de indici de refractie diferiti s-a reusit sa se obtina obiectivi care dau imagini clare si precise.

Prin camp se intelege unghiul conului de proiectie, adica unghiul pe care il fac razele limita diametral opuse. Obiectivii fotogrammetrici pot fi grupati dupa marimea campului astfel: normal unghiulari (50^g - 70^g), mari unghiulari (100^g) si super mari unghiulari (> 130^g).

Sunt doua categorii de obiectivi fotogrammetrici: pentru camerele terestre si pentru camerele aeriene.

Deoarece in fotogrammetria terestra obtinerea fotogramelor se face din puncte fixe (la sol), timpul de expunere poate fi mai mare si in consecinta luminozitatea obiectivilor poate fi mai mica.

In cazul camerelor aeriene, datorita deplasarii, expunerea este foarte scurta si in consecinta obiectivii trebuie sa fie foarte luminosi. Numai asa imaginea obtinuta in timpul scurt cat are loc expunerea poate fi netrenata, suficient de luminata si poate fi perspectiva centrala.

Totodata, pentru a mari precizia ridicarilor aerofotogrammetrice si a creste eficienta lor se cere utilizarea unor obiectivi cu unghi de camp mare. Astfel de obiectivi permit inregistrarea unor suprafete mai mari, de la aceeasi inaltime de zbor si micsoreaza astfel efectul erorilor de refractie atmosferica.

In prezent se construiesc obiectivi foarte luminosi, cu unghi de camp foarte mare, care asigura imagini clare, cu distorsiuni foarte mici.

In general se utilizeaza obiectivi cu distanta focala de 115 mm, cu unghiuri de camp cupinse intre 100^g - 130^g , cu egala distributie a luminii.

ELEMENTE DE SENSITOMETRIE

Claritatea imaginii depinde nu numai de calitatea imaginii proiectate ci si de calitatile emulsiei fotografice si de conditiile fotografierii si copierii (in cazul pozitivarii).

Caracteristici ca granulatia, claritatea si contrastul determina microcalitatea si posibilitatea de a lucra la scari mici.

Principalele caracteristici ale emulsiei fotografice sunt sensibilitatea si puterea de rezolutie.

Iluminarea imagini = E ∙ t

(E - intensitatea fluxului luminos, t - timpul de expunere).

Pe curba de innegrire a unei imagini se disting trei intervale (fig. 6):

AB - subexpunerea, BC - expunerea normala, CD - supraexpunerea.

Puterea de rezolutie cea mai mare se gaseste la mijlocul intervalului BC.

a = 45^O - se obtine un negativ normal

Daca a 45^O - se obtine un negativ cu contraste atenuate

a 45^O - se obtine un negativ cu contraste exagerate

Pe o fotografie normal expusa pot aparea zone cu parti subexpuse sau supraexpuse, functie de remisia (reflectanta) obiectelor terenului. Terenurile nisipoase si calcaroase cu mare remisie vor apare supraexpuse, obiectele intunecate, cu slaba remisie, vor apare subexpuse.

S-au pus la punct procedee (inclusiv electronice) care sa permita filtrarea imaginilor la copiere astfel incat sa se micsoreze efectul valului atmosferic, sa se egalizeze contrastele, sa se elimine efectele reflectantei obiectelor. Aceste procedee presupun aparatura suplimentara cat si timp si materiale suplimentare.

Sensibilitatea emulsiilor fata de culori

Emulsiile fotografice redau culorile in alb-negru sau color. In timp ce vederea umana se intinde asupra radiatiilor in intervalul 400 - 750 mm lungime de unda, emulsiile fotografice obisnuite nu sunt sensibile decat pentru radiatiile din intervalul 300 - 500 mm. (fig. 7). De aceea a fost necesar sa se produca emulsii cu alte sensibilitati spectrale.

Emulsiile ortocromatice au sensibilitate extinsa asupra culorilor verde si galben, iar emulsiile pancromatice sunt sensibile la toate culorile. In scopuri metrice se folosesc in general emulsiile pancromatice.

Un loc important il ocupa emulsiile infracromatice, sensibile la spectrul infrarosu. Ele sunt indicate pentru fotografii pe timp de noapte si la mare distanta, precum si in cazul vizibilitatii reduse din cauza suspensiilor atmosferice.

Pentru a atenua actiunea diversilor factori atmosferici (raze violete, ultraviolete etc.) asupra emulsiilor fotografice se folosesc filtre de lumina. Acestea retin lungimile de unda mai mici decat culoarea lor si lasa sa treaca raze de anumite lungimi de unda.

Filtrele pot fi monocromatice, cand permit trecerea razelor unei singure culori, selective, cand permit trecerea razelor de anumite culori cu absorbtia celorlalte si de compensatie, care combina culorile din anumite zone ale spectrului.

Puterea de rezolutie este un indicator al emulsiei care se mai numeste si puterea de separare. Ea conditioneaza reproducerea celor mai mici detalii si claritatea imaginii.

Este limitata de finetea granulatiei emulsiei si este conditionata direct si de sensibilitatea emulsiei. Cele doua caracteristici sunt divergente deci problema nu este usor de rezolvat.

In prezent exista filme aeriene cu o rezolutie de 250 linii/mm, ceeace practic poate duce la o rezolutie de 400 linii/mm - foarte buna.

Functia de transfer a contrastului

Date fiind multiplele cauze de erori ce afecteaza calitatea imaginii fotografice s-a introdus un nou criteriu de apreciere care sa inlocuiasca sau sa completeze criteriul clasic al puterii de rezolutie. Puterea de rezolutie se refera la redarea detaliilor imaginii la limita puterii de identificare si recunoastere, dar nu se refera la reducerea contrastului.

Astfel s-a ajuns sa se introduca, oarecum artificial, ideile lui Fourier si teoria informatiei pentru a se analiza performantele sistemului obiectiv-camera-emulsie-conditii atmosferice si de prelucrare a fotogramelor in totalitatea lor sau pe canale.

In fond este vorba de transformarea imaginilor in frecvente spatiale si analiza undelor sinusoidale.

Metoda concretizata sub denumirea de functie de transfer a contrastului (analog cu functia de transfer a informatiei folosita in tehnica transmisiunilor) permite cercetarea si caracterizarea efectului de reducere a contrastului datorat fiecarui canal de transmisie a imaginii fotografice ca: atmosfera, trenarea, suspensia camerei, expunerea, obiectivii, emulsia. Metoda prezinta avantajul ca prin simpla inmultire a transferurilor tuturor canalelor rezulta transferul total.

In figura 8 se arata schema redarii imaginii unui obiect cu contraste in unghiuri drepte.

Functia de transfer a contrastului C in ordonata este egala cu raportul dintre contrastul imaginii (6.4) si contrastul obiectului, fiind functie de frecventa locala (finetea structurilor regulate ale obiectului, masurate in linii/mm) ce se da in abscisa.

C = = f(F)

Prin metoda transferului de contrast a fost posibil sa se stabileasca mai precis raportul dintre insusirile obiectivului si ale emulsiei pentru asigurarea unei imagini de calitate si pierderile de contrast pe fiecare canal de transmisie.

Filme, placi

Dau erori de deformatie neuniforma si de planietate.

Planietatea filmului se realizeaza de obicei prin vacuum in spatele filmului. Se pot determina erorile printr-un cristal de presiune dotat cu o retea (grila) de control.

Erori pot aparea si datorita variatiei de grosime a filmelor.

In mod obisnuit controlul filmelor se poate face prin introducerea lor (a unor capete) in aparatele de restitutie de ordinul I, cand eliminarea paralaxelor trebuie sa se faca foarte bine.

Concluzii

Tendinta in privinta metricitatii este ca fiecare eroare sa fie redusa direct sau indirect la 2 m astfel incat pe ansamblu erorile de pozitie sa se inscrie in m

S-ar putea chiar afirma ca erorile ce se refera la metricitatea imaginii si la distributia luminii in planul imaginii sunt practic eliminate de camerele moderne. Unele aspecte legate de calitatea imaginii inca nu sunt rezolvate direct ci numai indirect (contrastul). Daca granulatia emulsiilor filmelor aeriene este redusa in asa fel incat in procesul de restitutie si fotointerpretare imaginile sa poata fi marite de 16 - 20 - 30 de ori, dupa nevoi, inseamna ca au fost puse de acord, la acelasi nivel, conditiile pe care trebuie sa le indeplineasca fotogramele cu cerintele actuale.