Letecká fotogrametria

Vývoj leteckej fotogrametrie bol ovplyvnený predovšetkým vynálezom lietadla, rozvojom letectva, fotografických a vyhodnocovacích prístrojov. Prvé snímky boli vyhotovené ešte pred vynájdením lietadla z upútaného balóna. Meračské snímky sú vyhotovené tak, aby spĺňali podmienky umelého stereoskopického videnia.

Snímkovanie z balóna, G.G. Tornaugh odfotografoval strechy a ulice Paríža z nadhľadu, 1858                       Prvé snímky zemského povrchu vyhotovené priekopníkom letectva Wrightom, 1909

Vzťah medzi predmetom a jeho fotogrametrickou snímkou v čase expozície definuje fotogrametrický zväzok lúčov prechádzajúci stredom premietania O - stredom objektívu.Tvar týchto lúčov určujú prvky vnútornej orientácie - hlavný bod snímky - H , ck - konštanta fotokomory a skreslenie, polohu v priestore určujú prvky vonkajšej orientácie - stred premietania O /X, Y,Z/, j - , w - omega / n - ný /, c - kappa . Polohu predmetov na snímke určujú snímkové súradnice x, y.

Fotogrametria spočíva na 3 základoch. Sú to optické, fotografické a geometricko-matematické základy.

Optické základy – ide o zobrazenie predmetu objektívom. Objektív je sústava šošoviek , ktorá navonok vystupuje ako spojka. Na objektív sú kladené veľké požiadavky na geometrickú presnosť /objektív nesmie mať skreslenie , clonka je v umiestnená strede objektívu /, ďalej na ostrosť zobrazenia, svetelnosť a zorné pole.

Objektív

Fotografické základy - ide o fotografickú citlivú vrstvu. Skladá sa zo žel.jpgatíny, v ktorej sú rozmiešané zrniečka AgBr. Fotografická  citlivá  vrstva môže byť nanesená  na papier, film, alebo sklo. V leteckej fotogrametrii sa používa čiernobiely alebo farebný materiál : panchromatický, ortochromatický , infračervený a multispektrálny . Vlastnosti fotografického materiálu sú : svetlocitlivosť /DIN, ASA, GOST/, farbocitlivosť / svetlo = fialová , modrá , zelená , žltá , oranžová , červená / ďalej sú to gradácia / normálne, tvrdo alebo mäkko pracujúci materiál /, a rozlišovacia schopnosť / rastre / .

Geometricko-matematické základy - ide o stredové premietanie, lebo snímka je vyhotovené  centrálnou projekciou a o transformáciu snímkových súradníc na geodetické súradnice. Stredom premietania je stred objektívu . Spojnice rámových značiek na snímke tvoria snímkový súradnicový systém . Zo snímkových súradníc určíme transformáciou geodetické súradnice vyhodnocovaných bodov .

Letecké snímky delíme podľa osi záberu na zvislé, šikmé a vodorovné.

Rozdelenie leteckých snímok

Letecké snímky sa vyhotovujú leteckými kamerami.

Letecká fotokamera                    Multispektrálna letecká fotokomora

Kamery môžu byť ručné a radové. Radové sú zložené s vonkajšieho rámu, ktorý je pripevnený o podlahu lietadla, ďalej je to vnútorný rám, objektív a zásobník filmu (schéma). Na fotografovanie je potrebné fotogrametrické lietadlo . Posádku lietadla tvorí pilot, navigátor a fotograf. Na nalietavanie je potrebný projekt snímkového letu. Musíme poznať a vypočítať napr. mierku snímky, výšku letu, pozdĺžny a priečny prekryt, rýchlosť lietadla, expozičný čas, počet snímok, odstup snímkových pásov, atď. Pred vykonaním snímkového letu je treba signalizovať vlícovacie body a určiť im geodetické súradnice X,Y,Z. Sú to dobre identifikovateľné body, ktoré sa volia v úrovni terénu .

Priebeh snímkového letu

Na vyhodnotenie leteckých snímok, kontrolu a určenie prvkov vonkajšej orientácie sú potrebné 4 vlícovacie body v miestach prekrytu a piaty na výškové nastavenie modelu. Ak nemáme dostatočný počet prirodzených vlícovacích bodov v snímkovom rade určených priamo v teréne, môžeme na tvorbu využiť snímkové triangulácie, ktoré sa delia na rovinné a aerotriangulácie. Body na snímkach, určené rovinnou trianguláciou sú určené le n polohovo v rovinatom území, aerotrianguláciou sa určujú body v akomkoľvek teréne aj výškovo /aeropolygón/.

Podľa metódy vyhodnotenia delíme leteckú fotogrametriu na jednosnímkovú a dvojsnímkovú.

Pri jednosnímkovej sa používa vyhodnotenie :

grafické : prúžková  metóda , metóda projektívnej siete

Prúžková metóda                   Metóda projektívnej siete

opticko - grafické : obkreslenie chýbajúcich objektov so snímky do mapy umožňuje obkresľovač

Obkreslovač

opticko - mechanické : fotografickou cestou na prekresľovači sa vyhotoví nová snímka, ktorá má jednotnú mierku a má  odstránené perspektívne skreslenie. Z týchto prekreslených snímok sa zostrojuje fotoplán , ktorý sa používa ako polohopisný podklad pre kombinovanú metódu pričom sa výškopis doplní geodetickou metódou .

Opticko-mechanické vyhodnocovanie

Pri dvojsnímkovej – stereofotogrametrii sú vyhodnocovacie metódy univerzálna a integrovaná. Pri univerzálnej je potrebný univerzálny vyhodnocovací stereoskopický prístroj , výsledok vyhodnotenia môže byť v číselnej forme , to je zoznam súradníc a výšok vyhodnocovaných bodov – mapa v digitálnej forme , alebo je výsledok vyhodnotenia v grafickej forme – ide o klasickú mapu vykreslenú na podklade , ktorým môže byť papier alebo fólia . Pri integrovanej metóde spájam dve fotogrametrické metódy prekresľovanie na diferenciálnom prekreslovači a vyhodnocovanie na vyhodnocovacom stereoskopickom prístroji . Výškopis bol spracovávaný vo forme orogramu pomocou prístroja orograf. Výsledkom integrovanej metódy je prekreslený fotografický obraz terénu – ortofotomapa. Podľa použitého vy hodnocovacieho prístroja a spôsobu vyhodnocovania fotogrametriu môžeme rozdeliť na analógovú, analytickú a digitálnu. Pri analógovej fotogrametrii je dodržaná analógia vyhotovenia snímok - ľavá  snímka vľavo, pravá  v pravo, analytická  fotogrametria nedodržiava analógiu vyhotovenia snímok , v analytickom prístroji sú snímky uložené napr. nad sebou a výsledok je v analytickom spracovaní - rozkladom matematických vzťahov, pri digitálnej fotogrametrii sa nevyhodnocujú originálne snímky, ale naskenované obrazy v počítači. Vývoj digitálnej fotogrametrie prebieha súčastne s vývojom DPZ - diaľkového prieskumu Zeme. Fotogrametria a diaľkový prieskum Zeme sa navzájom prelínajú, fotogrametria sa zaoberá  určovaním polohy, rozmerov a tvaru objektov na zemskom povrchu /plocha l esa/, DPZ skúma predovšetkým kvalitu sledovaného objektu /poškodenie lesa/.

Jeden z možných výsledkov vyhodnotenia a spracovania leteckých snímok

Letecká fotogrametria sa využíva hlavne v geodézii a kartografii pri zobrazovaní máp v mierke od 1 : 100 000 až 1 : 1000. Nachádza uplatnenie aj v iných odvetviach ako astronómia, meteorológia, lesníctvo, poľnohospodárstvo, geológia atď.

Dokumentačná hodnota snímok Charakteristickým znakom fotogrametrie je, že meranie sa uskutočňuje na snímkach a nie na predmete, informácie sa získavajú v okamihu vyhotovenia snímky, zachytávajú časovo úzko vymedzený stav meraného predmetu, snímky majú veľkú dokumentačnú hodnotu, dajú sa merať aj tvarovo premenlivé a pohyblivé predmety a javy, meranie sa uskutočňuje na snímke mimo predmetu , čo umožňuje výberové spracovanie informácii obsiahnutých na snímkach.