فتوگرامتری

فتوگرامتری فرآیند اندازه گیری مختصات هندسی اجسام از روی عکسهای هوایی است. به‌عبارت دقیق تر فتوگرامتری عبارتست از هنر، دانش و فن‌ تهیه اطلاعات درست عوارض از طریق اندازه گیری، ثبت و تفسیر بر روی عکس و یا سایر مدارکی که در بر دارنده اثری از انرژی الکترومغناطیس بازتابیده شده باشد.

عکس مهم‌ترین منبع اطلاعاتی در این علم می‌باشد و اصول کار در فتوگرامتری بر روی عکسهای هوایی است.

عموماً فتوگرامتری را به دو شاخه فتوگرامتری متریک و فتوگرامتری تفسیری تقسیم بندی می‌کنند.

در فتوگرامتری متریکی، اندازه گیریهای کمی مطرح است، یعنی با استفاده از اندازه گیریهای دقیق نقاط از طریق عکس می‌توان فواصل حجم، ارتفاع و شکل زمین را تعیین کرد، که معمولترین کاربردهای این شاخه از فتوگرامتری تهیه نقشه‌های مسطحاتی و توپوگرافی از روی عکسهاست. اما فتوگرامتری تفسیری خود به دو شاخه تفسیر عکس و سنجش‌از‌دور تقسیم می‌شود.

در قسمت تفسیر عکس بیشتر مطالعات کیفی بر روی عکس انجام می‌گیرد، به‌عنوان مثال وضعیت پوشش گیاهی یک منطقه و یا میزان جمعیت یک شهر را از طریق عکس مورد مطالعه و تحقیق قرار می‌دهند.

عکسهای هوایی امروزه حداقل در دو رشته بزرگ علمی یعنی فتوگرامتری به معنی کلی تهیه نقشه از عکسهای هوایی و دیگری تفسیر به معنی شناسایی و تشخیص عوارض و اشیاء از روی تصویر به کار می‌روند و دارای شروع و تاریخ هم‌زمانی می‌باشند که بتدریج و با پیشرفتهای تکنولوژی، این دو رشته توسعه یافته و در نتیجه، استفاده و ابزار برای دو گروه کم کم از هم فاصله گرفته و در هر یک، تخصص های جداگانه‌ای به وجود آمده و بتدریج نیز اضافه خواهد شد.

عکسبرداری هوایی برای هر دو مصارف فوق دارای قدمت چندان زیادی نیست، بلکه تاریخ آن کم و بیش مقارن با پیدایش هنر و علم عکاسی و همچنین، صنعت هوانوردی است. اولین گزارش کتبی اختراع عکسبرداری به علوم آکادمی علوم و هنرهای فرانسه به سال ۱۸۳۹ باز می‌گردد. این عکسبرداری توسط دو فرانسوی به نامهای داگر و نیپس انجام گرفت. اولین گزارش قطعی پرواز هواپیما نیز مربوط به ۱۷ دسامبر ۱۹۰۳ به‌وسیله برادران آمریکایی رایت می‌باشد، بنابراین باید توجه نمود که تاریخ عکسبرداری هوایی به زمان بینابین دو تاریخ فوق برمی گردد. اولین عکسبرداری هوایی از اروپا (فرانسه) به وسیله G.S.Tournachon که بعداً Nadar نامیده شد، در ۱۸۵۸ در پاریس انجام گردید و مقارن با او، یعنی مجدداً در همان سال شخص دیگری به نام Laussedat با دوربین عکاسی و فیلمهای شیشه‌ای که با خود در بالن داشت، از دهکده‌ای نزدیک عکسبرداری نمود. او توانست از عکسها نقشه توپوگرافیک تهیه نماید و دومی موفق به تجزیه و تحلیل ریاضی برای برگردان تصویر پرسپکتیو به تصویر ارتوفتو شد. در آمریکا، اولین عکس هوایی که با بالن گرفته شد، به تاریخ ۱۳ اکتبر ۱۸۶۰ ثبت گردید. این عکس از ارتفاع ۱۲۰۰ پایی (۳۶۵ متری) از بندر بوستون گرفته شده و در اتحاد جماهیر شوروی سابق، تاریخ اولین عکسبرداری هوایی به سال ۱۸۸۶ بر می‌گردد.

اولین فیلمبرداری هوایی به‌وسیله ویلبر رایت در ۱۹۰۹ با هواپیما از چنتوچیلی ایتالیا انجام شد. ولی استفاده عظیم از عکسهای هوایی، در ارتش و از جنگ جهانی اول بود، در حالی که برای مصارف غیر نظامی، از جنگ جهانی دوم به طور وسیع آغاز گردید. با پیشرفت در صنایع شیمیایی و تهیه فیلم بهتر و همچنین تکنولوژی هوایی، در مجموع، این شاخه از علوم توسعه پیدا نمود. دوربینهای عکسبرداری هوایی با پیشرفتهای شگرف در صنعت و هنر ساختمان عدسیها به حد بسیار مرغوب رسید. ساختمان انواع فیلمهای سفید و سیاه بصورت پانکروماتیک و مادون قرمز توسعه یافت و فیلم رنگی نیز از ۱۹۳۵ بصورت کداکرم عرضه گردید. فیلمهای رنگی کاذب نیز کاربردی عظیم در تفسیر پیدا نمود

فتوگرامتری(Photogrammetry):

تاریخچه:

پایه گذار علم فتوگرامتری یک سرگرد فرانسوی به نام لوسدا(A. Laussedat) بوده است. او در سال 1859 به کمیسیون آکادمی علوم پاریس نشان داد که انسان چگونه می‌تواند با استفاده از زوج عکس، مختصات نقاط را محاسبه کند. در همین زمان در آلمان شخصی به نام مایدن باور(A. Meydenbaver) اولین آزمایش موفق خود را تحت عنوان فتوگرامتری ساختمان پشت سر گذاشت. این علم در اتریش از تاریخ 1887 تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است. دو مهندس اتریشی به نام‌های هافرل(Hefferl) و ماورر(Maurer) اولین طرح دستگاه فتوگرامتری را جهت استفاده در راه‌سازی و آبرسانی به انجام رساندند. بعد از اینکه در سال 1901 پالفریش (Pulfrich ) مقدمات علم ستریوفتوگرامتری را ارائه کرد، راه را برای مخترع با ذوقی به نام اورلز (Orels) که دستگاه استریواتوگراف را در سال 1909 اختراع کرد، هموار ساخت . فتوگرامتری چیست؟ فتوگرامتری به معنای عملیات اندازه گیری روی عکس می‌باشد که شامل عکسبرداری از اشیا، اندازه گیری تصاویر اشیا روی عکس ظاهر شده و تبدیل این اندازه‌ها به شکلی قابل استفاده(مثلا نقشه‌های توپوگرافی) می‌شود.

امروزه فتوگرامتری به دو شکل استفاده می‌شود:

 1 ) شکل کلاسیک آن عبارت است از اندازه گیری‌های کمی روی عکس که حاصل آن تعیین موقعیت مسطحاتی و ارتفاعی نقاط، مساحات و احجام بوده و در نتیجه آن، نقشه‌های مسطحاتی و توپوگرافی به دست می‌آید.

2) دومین شکل استفاده از فتوگرامتری، تفسیر عکس است که در آن عکس‌ها به صورت کیفی بررسی و از آن‌ها به عنوان مثال در زمین‌شناسی، خاک‌شناسی، تخمین سطح زیر کشت در کشاورزی، تشخیص آلودگی آب و بسیاری موارد دیگر استفاده می‌شود.

 در عملیات فتوگرامتری و تفسیر عکس‌های هوایی، عکس مناسب چه از نظر مقیاس و چه از نظر سایر مشخصات اهمیت ویژه‌ای دارد. در واقع عکس‌های هوایی اساس کلیه عملیات اجرایی است و به همین دلیل برای انجام عکسبرداری هوایی، مطالعه کامل برای تعیین مشخصات عکس، از هر نظر لازم است. بعلاوه چون بیشتر اوقات علاوه بر تهیه نقشه‌های توپوگرافی، از عکس‌ها به منظورهای مطالعاتی نیز استفاده می شود،

در تعیین مشخصات عکسبرداری هوایی علاوه بر ملاحظات فنی نقشه برداری، ضوابط مربوط به تفسیر عکس‌های هوایی نیز مدنظر قرار می گیرد . این عوامل عبارتند از : الف ) محدوده یا مسیر عکسبرداری

ب) مقیاس عکس یا نقشه مورد تقاضا

ج ) مقدار پوشش طولی و عرضی هنگام تنظیم زاویه عدسی دوربین

 د ) نوع فیلم

 ر ) تاریخ، فصل و یا ساعت عکسبرداری درحال حاضر سازمان نقشه برداری کشور با در اختیار داشتن یک فروند هواپیمای جت فالکن(Falcon) و چهار فروند هواپیمای دورنیر(Dornier)، توانایی تهیه عکس‌های هوایی را در هر نقطه از کشور دارد. این هواپیماها با برد پروازی 5/6 ساعت و ارتفاع پرواز بین 500 الی 42000 پا، عکسبرداری از هر نقطه و با هر مقیاس لازم را ممکن می‌سازند.

) برای تولید نقشه‌های بنیادی کشور و عکس‌های مطالعاتی و اجرای بسیاری از پروژه های بزرگ عمرانی بطور قائم در مقیاس‌های متفاوت، تهیه عکس‌های مایل رنگی و سیاه و سفید از مکان‌های مقدس و مذهبی، بناهای تاریخی، پروژه های عمرانی، کارخانجات صنعتی و مراکز اقتصادی و بازرگانی در مقیاس‌های بزرگ توانایی لازم را دارد. فرآیندهای فتوگرامتری : نقشه برداری فتوگرامتری بواسطه 4 فرآیند کلی انجام میشود. این 4 فرآیند شامل 1) ثبت تصویر 2 ) ثبت اطلاعات ایستگاه های زمینی 3 ) تطبیق دقیق تصویر با زمین 4) مجموعه عوارض حاصل از مراحل فوق عموما هر پروژه فتوگرامتری یک کار واحد است. هر پروژه بوسیله مجموعه‌ای از داده‌های مکانی توصیف می‌شود که این داده‌ها مربوط به بخش واحدی از زمین، با نیازمندی‌های مجموعه عوارض ویژه می‌باشند. نیازمندی‌های مجموعه تصاویر شامل انواع دقت‌ها و عوارض می‌باشد. هر قسمت از فرایندهای فوق شامل تعدادی زیر مرحله پردازشی است که بر اساس نیازمندی‌های مجموعه عوارض برای هر پروژه مخصوص میباشد ثبت تصاویر: تصاویری که برای نقشه‌برداری فتوگرامتری استفاده می‌شود می‌تواند به دو سطح کلی تقسیم شود . 1) تصاویر مربوط به موقعیت افقی و عمودی عوارض و جزئیات اشکال که با استفاده از عکس‌های هوایی نزدیک به عمود با رنگ طبیعی یا تک رنگ(سیاه و سفید) یا از تصاویر رقومی ماهواره‌ای بدست می آیند. 2) دیگر انواع تصاویر از قبیل عکس‌های هوایی مادون قرمز، تصویر اسکنر حرارتی، تصاویر ریز موج‌ها، تصاویر ماهواره‌ای چند طیفی و فراطیفی عموما برای تعیین داده‌های عوارض تکی به غیر از موقعیت و جزئیات تصویر استفاده می‌شوند. این نوع از تصاویر می‌تواند وارد یک سیستم اطلاعات جغرافیایی شده و با دیگر اطلاعات زمین مرجع به کار رود .