HISTORIA TELEDETEKCJI
Rozwój teledetekcji wiąże się ściśle z historią fotografii i historią lotnictwa. Fotografia powstała, gdy odkryto substancję światłoczułą, zdolną do utrwalenia obrazu świetlnego utworzonego w ciemni optycznej 1827 Francuz J.N. Niepce, pierwszy otrzymał niedoskonały jeszcze obraz na metalowej płytce powleczoną cienką warstwą asfaltu syryjskiego. 1839 W.J.M. Daguerre otrzymuje obraz pozytywny „dacjerotyp”. Anglik H.F. Talbot-naświetlając papier powleczony jodkiem srebra, po wywołaniu kw. Galusowym otrzymuje obraz negatywowy. 1839 J. Herschel wprowadził na określenie procesu Talbota termin FOTOGRAFIA.
Płytki srebrne lub arkusze papieru zastąpiono płytkami szklanymi, które powlekano warstwą światłoczułą przed wykonaniem zdjęcia. 1858-początek fotografii lotniczej -G.F. Tournachon fotografuje z balonu na uwięzi fragment Paryża. 1859-pierwsza próba zastosowania fotografii wykonanej z balonu do sporządzania map topograficznych. 1860-King, Black (USA) wykonują pierwsze zdj. Bostonu do celów wywiad. 1860-1869 w czasie wojny secesyjnej wykorzystano zdj. Z balonu do celów wywiadowczych. 1871 Anglik Maddox zastępuje mokre płyty światłoczułe suchym. 1883-filmy, w konsekwencji kamera. 1886-zdj. Z wysok. 800, 1000, 1359 twierdzy Kronsztadt i fragmenty Petersburga. 16.12.1903 Kitty Hawk w Karolinie Pn. -pierwszy udany lot samolotu braci Wright. 1909-Wilbur Wright-pierwsze zdj. Lotnicze z pokładu samolotu-okolice Rzymu. Włosi dali początek zastosowaniu na szeroką skalę.
POLSKA
*w okresie miedzy woj. Zdj. Lotnicze wykonał Wojskowy Instytut Geograf., Głównie dla celów topograficznych
*Min. Robót Publ. Wykorzystywał fotoplany doliny Wisły, Tatrzańskiego PN, oraz wsch. Terenów przygranicznych
*1930-przy Polskich Liniach Lotniczych LOT powst. Wydział Aerofotogrametryczne dla celów budowlanych, melioracyjnych.
*po II wojnie św. Zdj lotnicze są podst. Materiałem do opracowania różnoskalowych map topograf. Oraz są szeroko stosowane w wielu dniach nauki i praktyki.
*1965-przy Polskim Towarzystwie Geogr. Powst. Komisja Fotointerpretacji, która wydaje perodyk „Fotointerpretacja w geografii”
*1965-do programu studiów uniwesrt. Wprow. Się przedmiot Geograficzna interpretacja zdj. Lotniczych, obecnie teledetekcja środow.
81976-w Instytucie Geodezji i Kartografii w W-wie utworzono Ośrodek Przetwarzania
*1946-pierwsze zdj. Z kamery w rakiecie
1959-sonda kosmiczna Luna sfotografowano drugą str. Księżyca
1960-pierwsze zdj. Telewizyjne Ziemii z wysok. Orbitalnej, transmitowane bezpośrednio do naziemnych stacji odbior.
1960-początek ery satelitów meteorologicznych, które ciągle przesyłają na ziemie zdj. Pow. I obserwacje meteo.
1972-amerykański satelita ERTS, której zadaniem jest permanentne fotografowanie naszej planety w różnych zakresach widma elektromagnetycznego.
1995-początek programu pokrycia całego kraju kolorowymi zdj. Lotniczymi w skali 1:26000
ZDALNE METODY BADAWCZE ŚROD. GEOGR.
-za pomocą zmysłu wzroku
-pozawidzialne zakresy promieniowania elektromagnet., pole grawitacyjne magnet., promieniotwórczości, fale sprężyste.
TELEDETEKCJA-uzyskiwanie inf. O pow. Ziemi i procesach na niej zachodzących przy użyciu metod opartych na rejestrowaniu promieniowania elektromagnetycznego
Zdalne badanie środowiska geograficznego prowadzi się przez system:
aktywny - wysyłanie pęku promieni elektromagnetycznych (radar, sonda, itd.)
pasywny - źródłem promieni jest Słońce.
W badaniu środowiska wykorzystuje się tylko niektóre zakresy spektrum:
promienie nadfioletowe w najdłuższym zakresie
promieniowanie widzialne
bliska, środkowa i daleka podczerwień
mikrofale
promienie radarowe
FOTOGRAMETYCZNE PODSTAWY ZDJĘĆ LOTNICZYCH
FOTOGRAMETRIA - nauka o metodach pomiarów pośrednich prowadzonych w celu określenia kształtów, wymiarów i położenia obiektów w przestrzeni geograficznej na podstawie zdjęć fotogrametrycznych. Stosowana w geodezji, kartografii, architekturze, górnictwie, archeologii
ZDJĘCIA FOTOGRAMETRYCZNE - zdjęcia fotograficzne pozwalające na określenie zależności matematycznych krzywych współrzędnych punktów na zdjęciu a odpowiadające ich współrzędnym przestrzennym fotografowanego obiektu
Pomiar fotogrametryczny pozwala uzyskać:
współrzędne przestrzenne wybranych punktów fotografowanego obiektu
profile i przekroje wzdłuż dowolnych linii widocznych na fotografowanym obiekcie
mapy sytuacyjne lub sytuacyjno - wysokościowe części lub całości fotografowanego obiektu
Zalety metod fotogrametrycznych:
możliwość dokonywania pomiarów z pewnej odległości
szybkość wykonania zdjęć
odwzorowanie fotograficzne obiektu jest wierne i obiektywne
Podział fotogrametrii:
1. Naziemna terrofotogrametryczna
jednoobrazowa fotogrametryczna
dwuobrazowa stereogrametryczna
2. Lotnicza aerofotogrametryczna
jednoobrazowa fotogrametryczna
dwuobrazowa stereogrametryczna
Fotogrametryczne podstawy zdjęć lotniczych.
Rzut środkowy i jego elementy.
Związki geometryczne między zdjęciem lotniczym i terenem.
ELEMENTY ORIENTACJI ZDJĘCIA LOTNICZEGO:
1. Elementy orientacji wewnętrznej (umożliwiają określenie położenia środka rzutów w stosunku do płaszczyzny rzutów)
współrzędne tłowe gł. punktu zdjęcia 0'(xo', yo')
ogniskowa kamery f
METODYKA INTERPRETACJI ZDJĘĆ LOTNICZYCH
ODCZYTYWANIE- proces rozpoznawania obiektów na podstawie ich obrazu fotograficznego, ale tylko wg. bezpośrednich, wiążących się ściśle z danym obiektem
INTERPRETACJA- pojęcie szersze, nadrzędne do odczytywania. Bazuje na procesie odczytywania, ale posługuje się też oznakami pośrednimi, nie odfotografowanymi bezpośrednio na zdjęciu. Oznaki pośrednie są oznakami często logicznymi, wymagającymi znajomości zjawisk, które ..... badać. Wykorzystuje się znajomość związków zachodzących między poszczególnymi elementami krajobrazu.
Cechy rozpoznawalne - na nich opiera się rozpoznawanie obiektów na zdjęciu lotniczym, pozwalają odróżnić obraz danego obiektu od obrazu innych obiektów
Cechy rozpoznawalne:
Bezpośrednie: są nieodłączną wł. danego obiektu
kształt (wiąże się z genezą obiektu)
wielkość obiektu
fototon lub barwa obrazu fotograficznego (zależy od kąta padania promieni slonecznych, charakteru powierzchni obiektu, pogody, rodzaju zastosowanego filmu, czułości emulsji)
struktura (jest odzwierciedleniem charakteru powierzchni odfotograficznej obiektu, wpływ na strukturę i skala zdjęcia - struktura, a gruba -, gładka, amorficzna, ziarnista).
tekstura (jest przestrzennym uporządkowaniem poszczególnych elementów obrazu w określonych wzorach: bezładna, smugowa, plamista, kratowa. Może być cechą pośrednią; np. pola w szachownicy - płaski teren
Pośrednie:
cień własny
cień rzucany przez dany obiekt
rozmieszczenie topograficzne danego obiektu i jego powiązanie z innymi elementami terenu
ZASADY PROCESU FOTOINTERPRETACJI
Poprawność metodyczna:
od interpretacji elementarnych ..... i charakterystycznych do najtrudniejszych i nieznanych
w ramach jednego zagadnieania interpretacja powinna przebiegać od ogółu do szczegółu
Najczęściej stosowana kolejność interpretacji:
siec drożna
siec hydrologiczna
Rzeźba powierzchni terenu
Szata roślinna naturalna
Uprawy
osadnictwo wiejskie
osadnictwo miejskie
Przemysł
Obiekty wojskowe
Etapy fotointerpretacji:
Określanie celu fotointerpretacji (od celu zależna jest metoda)
Wybór i przygotowanie materiałów fotograficznych (ocena dostępnego materiału, określenie liczby i jakości zdjęć, które musza zostać zamówione dodatkowo)
Wybór i analiza materiałów pomocniczych (źródła kartograficzne i literatura, opracowania statystyczne)
Interpretacja zdjęć lotniczych, 3 typy interpretacji:
polarowa
kameralna
kombinowana
Klucze fotointerpretacji i wzorce porównawcze:
Wybrane zdjęcia lotnicze lub ich fragmenty są traktowane jako wzory pomagające w łatwiejszym rozpoznawaniu obiektów lub elementów krajobrazów geogr.
Określone związki tematyczne pomiędzy obiektami oraz związki pomiędzy elektami środowiska geograficznego, które oddają strukturę krajobrazu
Obraz fotograficzny (często stereogram) + opis
Wykorzystanie zdjęć lotniczych.
Rodzaje kamer lotniczych:
(w zależności od wielkości ogniskowej)
krótkoogniskowe 55<f<150 mm
normalnoogniskowe 150<f<300 mm
długoogniskowe pow. 300 mm
(w zależności od kąta rozwarcia obiektu)
normalnokątne <72°(kąt rozwarcia) 1000-200 mm(ogniskowa)
szerokokątne 72-108° 200-100 mm
nadszerokokątne 180 ° 100 - 36 mm
w zależności od stopnia zautomatyzowania
kamery szeregowe
kamery ręczne
w zależności od ilości obiektywów
1-obiektowe
wieloobiektowe.
Technika wykonywania zdj. Lotniczych
szereg zdj. Lotniczych-kolejne zdj. Wykonywane w czasie 1 nalotu
sąsiednie zdj. Powinny się pokrywać
zespół zdj lotniczych-wszystkie zdj. Potrzebne do opracowania mapy danego obszaru
pokrycie podłużne - pomiędzy kolejnymi zdj.
Pokrycie poprzeczne pomiędzy kolejnymi szeregami
Zdjęcia zawsze wykonujemy z zachodu na wschód
Wykład 24.04.2007-06-02
Rodzaje zdj. Lotniczych:
-pionowe(o kącie nachylenia do 3°)
-nachylone.
Zniekształcenia obrazu terenu na zdj. Lotniczych
Zniekształcenie spowodowane deniwelacją terenu
Δr'B-odchyłka(przesunięcie liniowe) położenia punktu B' spowodow. Deniwelacją terenu
r'B-odległość korygowanego punktu od punktu głównego
Δh-różnica wysokości punktu terenu w stosunku do płaszczyzny odniesienia
H-wysokości fotografowania
Wzór: Δr's=r'BΔh
H
r= ΔrBH
Δh
Zakładając określoną wielkość Δr(np=dokładności graficznej), możemy wyliczyć promień okręgu wewnątrz którego przesunięcia liniowe punktów nie będzie przekraczało założonej wielkości.
Zniekształcenie spowodowane niepionowością osi kamery.
Pomiar długości i pomiar powierzchni.
Tak jak na mapie, lecz ograniczamy się do pomiarów w obrębie pola użyteczności w środku zdjęcia.
Wykład 8.05.2007
Cień rzucany przez dany obiekt
Podczas odczytywania zdj. Powinno być ułożone analogicznie do kierunku.
Wykład 15.05.2007
Wykorzystanie zdj. Lotniczych w naukach przyrodniczych: geologia, geomorfologia, hydrologia, gleboznawstwo, szata roślinna, rolnictwo. W innych, Gospod. Przestrzenna: archeologia, osadnictwo wiejskie, badanie obszarów zurbanizowanych i przemysłowych, planowanie przestrzenne.
Zastosowanie wielkoformatowych zdj. Lotniczych:
Do prac planistycznych, na poziomie obiektywnych zbiorów informacji
Tworzenie baz danych
Jako ilustracje ułatwiające rozmowy z inwestorami i interesantami
Jako środek do oceny obecnej i przyszłej zabudowy miast i wsi
Jako materiał dla konserwatora zabytków i konserwatora przyrody
Ekologia-inwentaryzacja zieleni miejskiej oraz oceny stopnia zagrożeń
Planowanie komunikacji miejskiej i budowy autostrad
Wytyczanie nowych miejsc parkingowych i stref czasowego parkowania
Tworzenie baz danych o zagospodarowaniu terenu
Jako dokument inwentaryzacji dzielnic miast
Jako materiał do waloryzacji terenów rolniczych, leśnych i rekreacyjnych
Jako rejestracja działań antropogenicznych
Interpretacja zdjęć lotniczych dla leśnictwa:
jako materiał pomocniczy lub przeglądowy dokument
przy zarządzaniu lasami - pomiary obiektów leśnych i toksacja
Każdy gat. Drzewa posiada określoną jasność spektralną - odbija właściwą im falę świetlną o ściśle określoną długości.
W leśnictwie szeroko rozpowszechnione filmy spektrostrefowe.
Określenie gat. Drzew na podstawie kształtu cienia własnego i rzucanego.
Interpretacja zdjęć lotniczych dla rolnictwa.
Określenie warunków naturalnych i glebowych (bonitacja), elementy hydrologiczne (procesy erozji, określanie stosunków wodnych)
Przestrzenne rozmieszczenie upraw, wzajemny stosunek upraw i lasów, upraw w strefie miejskiej.
Ekonomika rolna - wyznaczanie granicy rolno - leśnej, określanie wydajności zbóż.
Szacowanie szkód
Inwentaryzacja
Najczęściej wykonuje się :
Mapy stanu użytkowania i dynamiki zmian 1:5000 dla całej Polski
Skala
1: 30 000 - wykorzystywane do klasy użytkowania ziemi (lasy, nat. Pastwiska, pola orne), obszary intensywnego i ekstensywnego rolnictwa
1:30 000 - 1: 10 000 - identyfikacja zasadniczych typów upraw (sady, uprawy siewne, okopowe), cecha pośrednia do określenia kierunku hodowli
1: 10 000 - szczegółowe uprawy, ocena całości struktury rolnej na danym obszarze.
1:4 000 - 1: 500 szacowanie szkód, inne studia specjalne.
8