سيستم‌هاي تصوير در كارتوگرافي(Map Projection of cartography )

فهرست مطالب :

سيستم تصوير استوانه‌اي لامبرت

سيستم تصوير استوانه‌اي مرکاتور

سيستم تصويرهاي مخروطي

تصوير مخروطي با يک مدار استاندارد

سيستم تصوير هم مساحت لامبرت

خواص سيستم‌هاي تصوير

طبقه بندي سيستم‌هاي تصوير

سيستم تصويرهاي استوانه‌اي

سيستم تصوير استوانه‌اي ساده

تصوير مخروطي با دو مدار استاندارد

تصوير مخروطي(BONNE)

سيستم تصويرهاي سمتي يا صفحه اي

 

مباني و اصول كارتوگرافي ( cartography)

فهرست مطالب :

» مقياس (Scale)

» سيستم تصوير(Map Projection)

» جنراليزه کردن (Generalization)

» طراحي (Design)

» ترسيم و توليد (Map Produce)

» انواع کارتوگرافي

» نقش کارتوگرافي در تهيه نقشه

» اهميت کارتوگرافي

» تحول در کارتوگرافي

» علل تغيير آهسته کارتوگراف‌ها طي زمان

» آينده کارتوگرافي

 

فيلم هاي عكسبرداري هوايي

فهرست مطالبی که در ادامه مطلب بیان می گردد:

هواپيماهاي عكسبرداري هوايي

استريوسکوپ ها

دوربينهاي عکس برداري هوايي

فيلم هاي عكسبرداري هوايي

نكاتي چند در مورد مقیاس نقشه ها

همانطور که می دانید نقشه هایی مفید است که دارای مقیاس باشند . زیرا در این نقشه ها امکان محاسبه های فاصله های واقعی بر روی زمین و اندازه گیری از روی نقشه وجود خواهد داشت . بنابراین در هر نقشه باید مقیاس آن به طور واضح مشخص گردد.

 

 مقیاس نقشه را می توان به سه صورت نشان داد :

 

1)                  مقیاس توضیحی ( جمله ای ) : که در یک عبارت به صورت جمله بیان می شود . مثل عبارت " یک سانتیمتر برابر یک کیلومتر است .

2)                  مقیاس خطی

3)                  مقیاس کسری

به علت کاربرد بیشتر مقیاس کسری در کتب درسی با مثال هایی به توضیح بیشتر این مقیاس می پردازیم :

این روش از طریق بیان کردن ارتباط بین مقیاس نقشه و مقدار واقعی آن در روی زمین صورت می گیرد . این ارتباط به صورت یک کسر نشان داده می شود . اگر چه این مقیاس به نام مقیاس کسری معروف شده است اما معمولا به شکل یک نسبت نوشته می شود . برای مثال نمایش کسری 1:100000 به صورت نوشت . اگر طول و عرض نقشه در عدد 100000 ضرب شود اندازه های واقعی آن به دست می آید . در این نقشه ، یک سانتیمتر از نقشه برابر 100000 سانتیمتر بر روی زمین یا 1000 متر و یا یک کیلومتر است .

مثال 1 ) اگر 4 سانتی متر از نقشه ای ، 400 متر در روی زمین را نشان دهد ، نمایش کسری آن چقدر است ؟

4 سانتی متر ، 400 متر را روی زمین نمایش می دهد . ( واحد های اندازه گیری باید همجنس شود . یعنی تغییر متر به سانتیمتر لازم است  ) بنابراین 4 سانتی متر ، 4000 سانتی متر را نشان می دهد . و یک سانتی متر 1000 سانتی متر را نشان می دهد ، پس نمایش کسری برابر 1000 : 1 خواهد بود .

مثال 2 ) اگر 50 سانتی متر بر روی نقشه 10 کیلومتر بر روی زمین را نشان دهد ، نمایش کسری آن چقدر خواهد بود ؟

50 سانتی متر 10 کیلومتر را نشان می دهد ( واحد ها باید یکی شود) . 50 سانتی متر نقشه 1000000 سانتی متر را روی زمین نمایش می دهد . یک سانتی متر نقشه ، 20000 سانتی متر روی زمین را نشان می دهد . پس نمایش کسری برابر 20000 : 1 خواهد بود.

مثال 3) اگر مقیاس نقشه ای 1:50000 باشد ، یک فاصله 2 سانتی متری روی نقشه ، مقدار واقعی آن در روی زمین چند متر خواهد بود ؟

در این مثال مقیاس نقشه داده شده است و فاصله روی نقشه نیز آورده شده پس باید فاصله حقیقی یا روی زمین را بدست آوریم . یک سانتی متر روی نقشه برابر است با 50000 سانتی متر روی زمین پس 2 سانتی متر روی نقشه چقدر روی زمین است ؟ از طریق تناسب جواب به دست آمده می شود یعنی 2 در 50000 ضرب می شود.100000سانتی متر یا 1000 متر و یا 1 کیلومتر است

 

مثال 4) در نقشه ای با مقیاس 1:25000 ، چند سانتی متر از نقشه معادل یک کیلومتر بر روی زمین خواهد بود ؟

در این مثال 1 سانتی متر در روی نقشه برابر با 25000 سانتی متر بروی زمین است پس 1 کیلومتر روی زمین چند سانتی متر روی نقشه است . باید واحدها همجنس شود یعنی کیلومتر به سانتی متر تبدیل شود که یک کیلومتر برابر با 1000 متر و 100000 سانتی متر است ( برای این کار 1کیلومتر را در 1000 ضرب می کنیم که متر به دست می آید و سپس در 100 ضرب می کنیم که به سانتی متر به دست می آید ).100000 سانتی متر را بر 25000 تقسیم می کنیم جواب بدست آمده برابر است با 4 سانتی متر .

 

 

برخی مشخصات و عناصر اصلي در تفسير عکس‌هاي هوايي

مفسران تازه کار اغلب در مواجه با اولين عکس هوايي با اشکال مواجه مي‌شوند. بطور كلي عکس‌هاي هوايي داراي سه تفاوت عمده با ديگر عکس‌ها مي‌باشند:

1 ) عکس‌ها از يک موقعيت هوايي (و ناآشنا) به تصوير کشيده شده‌اند.

2 ) بيشتر مواقع، طول موج‌هاي مادون قرمز ثبت مي‌شوند.

3 ) عکس‌ها با مقياسي گرفته مي‌شوند که براي بيشتر مردم غير عادي است.

 

مشخصات موجود در روی هرعکس هوایی:

نقطه مرکزی هرعکس که با اتصال مثاث های هر گوشه عکس بدست می آید2) فاصله کانونی دوربین 3)تاریخ عکسبرداری 4)ارتفاع پرواز هواپیما از سطح دریا 5) ساعت دقیق پرواز 6) شماره های تسلسل 7) شماره خط پرواز 8) شماره پروژه 9) اسم مناطق

میدان دید در دوربین های عکاسی :

1) عدسی های کوچک زاویه ،راس مخروط نوری کمتر از 60 درجه – فاصله کانونی بیش از 210 میلیمتر

2) عدسی های با زاویه معمولی ،راس مخروط نوری کمتر از 60 درجه – فاصله کانونی 210 میلیمتر

3) عدسی های بزرگ زاویه ،راس مخروط نوری کمتر از 90 درجه – فاصله کانونی بیش از 150 میلیمتر

4) عدسی های کوچک زاویه ،راس مخروط نوری کمتر از 120 درجه – فاصله کانونی بیش از88 میلیمتر

بسته شدن دیافراگم :

از زاویه 01/0 تا 001/0 می باشد . فیلم های استفاده شده به طول مج های زیر حساس است . که همان حوضه دید انسان که از 750 تا400 میکرون می باشد .

حساسیت فیلم ها به قرار زیر است :

ASP	50	80	100	125	200
DIN (اروپا )	18	20	21	22	24

همپوشانی عکس ها :

هر عکس نسبت به عکس مجاور 60 درصد مشترک دارد .در نوار پرواز 30 درصد همپوشانی وجود دارد.

Gap :انحراف ایجاد شده از مسیر پرواز به وسیله وزش باد یا کم دقتی خلبان و.... می با شد .

پیدا کردن شمال جغرافیایی در روی عکس هوایی:

در روی عکس سایه عوارض زمین در قبل از ظهر به سمت شمال غربی است و بعد از ظهر سمت سایه شمال شرقی را نشان می دهد.(همیشه سمت پرواز شرقی – غربی و بالعکس می با شد .)

پیدا کردن شمال جغرافیایی در روی زمین اگر کمپاس همراهمان نبود :

1) با استفاده از ساعت : عقربه کوچک ساعت را به سمت خورشید بگیرید در این حالت نیمساز زاویه بین عقربه ساعت شمار و عقربه دقیقه شمار سمت جنوب را نشان می دهد .

2)با استفاده از ستاره قطبی در شب :ستاره قطبی همیشه از دب اکبر (7 ستاره ) به اندازه پنج برابر فاصله بین دو ستاره آخری دب اکبر که ته کف گیر هستند فاصله دارد. مانند شکل زیر :

 

پیدا کردن زاویه بین دو نقطه در صورتی که یکی روی نصف النهار ثابت باشد (برای پیدا کردن قبله در هر شهری):

طول و عرض جغرافیایی دو نقطه لازم است و بعد انها را داخل فرمول می گذاریم به این ترتیب که :طول و عرض جغرافیایی دو نقطه را از هم کم می کنیک و سپس نتیجه طول جغرافیایی دو نقطه را بر نتیجه عر ض جغرافیایی دونقطه تقسیم می کنیم و از نیجه آن آرک تانژانت می گیریم . به این ترتیب زاویه مورد نظر بدست می آید .

اصول تغییر مسیر پارالاکس:

جابجایی نسبت به یک مبنا می باشد و نقاط واقعی روی عکس را معین می کند ،هر چه ارتفاع بیشتر باشد اثر پارالاکس بیشتر می شود.پارالاکس یک نقطه روی عکس به روش زیر بدست می آید:

احتیاج به دو عکس متوالی می باشد در هر دو عکس فاصله تصویر نقطه مورد نظر بر روی خط متصل کننده مرکز دو عکس بر روی هر عکس از مر کز هر عکس را بدست آورده و آنها را با هم جمع می کنیم که همان پارالاکس نقطه مورد نظر است.

اغراق قائم در عکس های هوایی:

عبارت از افزایش ظاهری در فاصله قائم نسبت به فاصله افقی می باشد .عارضه ها برجسته تر از آنچه در طبیعت دیده می شود می باشند و برای زمین شناسان نقطه مثبتی است . فاکتور اغراق بین 2 تا 4 درجه است و با استفاده از منحنی های اغراق که نومنه ای از آن در کتاب (عکس های هوایی ،چاپ نشر دانشگاهی ،دکتر وامقی ،صفحه 81)موجود است .

عوامل موثر در فاکتور اغراق:

1)باز فضایی (فاصله بین دو ایستگاه عکسبردار هوایی است .2) فاصله دید استریوسکوپی 3) فاصله بین دو عکس در هنگام مشاهده روی استریوسکوپ 4) ارتفاع دوربین از سطح زمین5) فاصله بین دو چشم افراد که معمولا 3/6 میلیمتر می باشد . 6) فاصله کانونی دوربین عکاسی

باز فضایی از فرمول روبرو بدست می آید :

(p1 p2) = فاصله بین مراکز دو عکس در داخل یک عکس است.

n = فاصله بین مراکز عکسها در محدوده بین دوعکس است.

بدست آوردن اختلاف ارتفاع بین دو نقطه در روی زمین با استفاده از عکس هوایی :

با استفاده از فرمول روبرو بدست می آید:

f =فاصله کانونی دوربین

دلتا P = اختلاف پارالاکس دو نقطه رو عکس

b = باز فضایی

S= مقیاس عکس

بدست آوردن زاویه شیب واقعی روی زمین از روی عکس هوایی:

از فرمول روبرو بدست می آید :

C =فاصله طولی بین دونقطه روی عکس

اختلاف پارالاکس دونقطه :

(a+b) = میزان پارالاکس نقطه A

(c+d) =میزان پارالاکس نقطه B

 

عکسبرداري هوايي(Aerial Photography)

عکسبرداري هوايي(Aerial Photography)

 

عکسبرداري هوايي داراي دو کاربرد است: کارتوگراف‌ها و نقشه کش‌ها، اندازه گيري‌هاي جزئيات را براي تهيه نقشه روي عکس هوايي انجام ميدهند. مفسرين عکس‌هاي هوايي از آنها براي تعيين شرايط محيطي و کاربري زمين استفاده ميکنند. اگر چه هم نقشه و هم عکس‌هاي هوايي ديدي مثل چشم پرنده، از زمين را نمايش ميدهند ولي با اين وجود عکس‌هاي هوايي نقشه نيستند. نقشه‌ها نمايش افقي سطح زمين بوده و از نظر جهات و هندسه(حداقل در محدوده‌هايي که يک جسم سه بعدي بصورت دوبعدي ديده مي‌شود) دقيق مي‌باشند. به عبارت ديگر عکس‌هاي هوايي نشانگر ميزان بالايي از انحراف شعاعي مي‌باشند. اين انحراف، انحراف توپوگرافي بوده و تا زماني که تصحيحات انجام نگيرد، اندازه‌گيري با عکس‌ها دقيق نخواهد بود. با اين وجود عکس‌ها ابزاري قوي براي مطالعه پيرامون زمين هستند. چون بيشتر سيستم‌هاي اطلاعات جغرافيايي مي‌توانند اين انحراف شعاعي را تصحيح کنند، عکس‌هاي هوايي عاليترين منبع اطلاعاتي براي بيشتر پروژه‌ها مي‌باشند، خصوصا آنهايي که به داده‌هاي مکاني از يک منطقه در فواصل متناوب، در يک دوره طولاني نياز دارند. همچنين کاربردهاي خاص آنها شامل بررسي‌هاي کاربري زمين و تحليل‌هاي بومي است.

 

تهيه نقشه از يک عکس هوايي:

 

عناصر اصلي در تفسير عکس‌هاي هوايي:

 

مفسران تازه کار اغلب در مواجه با اولين عکس هوايي با اشکال مواجه مي‌شوند. بطور كلي عکس‌هاي هوايي داراي سه تفاوت عمده با ديگر عکس‌ها مي‌باشند:

 

1 ) عکس‌ها از يک موقعيت هوايي (و ناآشنا) به تصوير کشيده شده‌اند.

2 ) بيشتر مواقع، طول موج‌هاي مادون قرمز ثبت مي‌شوند.

3 ) عکس‌ها با مقياسي گرفته مي‌شوند که براي بيشتر مردم غير عادي است.

 

عناصر پايه‌اي که به تشخيص اشياء روي عکس‌هاي هوايي مي‌توانند کمک نمايند، عبارتند از :

 

1) تن(Tone)  :

تن عکس که ظاهر يا رنگ نيز ناميده مي‌شود، اشاره به درخشندگي نسبي يا رنگ عناصر روي عکس دارد. شايد اين مهمترين قسمت تفسير عناصر موجود روي يک عکس باشد زيرا بدون تفاوت در تن ها هيچ عنصري قابل تشخيص نيست. اندازه(Size): 2) اندازه اشياء بايد در مقياس عکس در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، مقياس به ما کمک مي کند تا يک تالاب ذخيره آب با يک درياچه روي عکس متمايز شود. شکل(Shape): 3) اشاره به نماي ظاهري و عمومي اشياء دارد. اشکال با شکل هندسي منظم معمولا نشانگر حضور و استفاده انسان مي‌باشند. بعضي از اشياء تقريبا فقط بر اساس شکل آنها قابل شناسايي هستند. مثل ساختمان پنتاگون، ميدا‌ن‌هاي فوتبال.

 

2 ) بافت(Texture)  :

درک همواري يا ناهمواري سيماي تصاوير بعلت فراواني تغيير در تن عکس‌ها است که بوسيله يکسري اشکال ريز که قابل تفکيک نيستند، ايجاد مي‌شوند. علف‌ها، سيمان‌ها و آب معمولا بصورت هموار، در حالي که پوشش جنگلي بصورت ناهموار ظاهر مي‌شوند. الگو(Pattern) : الگو يا آرايش مکاني بوسيله اشياء در عکس‌ها قابل تشخيص هستند. مثلا: الگوي تصادفي که توسط قرار گرفتن نامنظم درختان در يک ناحيه بوجود آمده يا باغي که در آن درختان در فواصل منظم در رديف‌هاي مختلف قرار گرفته‌اند

 

3 ) سايه(Shadow)  :

سايه‌ها در زمينه تعيين ارتفاع اشياء در عکس‌هاي هوايي به مفسران کمک مي کنند، هر‌ چند که اشياء تيره در تصاوير فريب‌دهنده هستند. جايگاه(Site) : اشاره به موقعيت توپوگرافي و جغرافيايي دارد. اين خصوصيت در عکس‌ها اهميت ويژه‌اي در تشخيص انواع پوشش گياهي و ريخت زمين دارد. به عنوان مثال، فرورفتگي‌هاي بزرگ دايره‌اي در زمين به آساني بصورت يک گودال مثلا در مرکز فلوريدا، جاييکه سنگ بستر آن ماسه سنگي است در نظر گرفته مي‌شود. هرچند در جاهاييکه پوشش زمين گرانيتي است تشخيص مشکل مي‌شود.

 

4) تجمع (Association)

بعضي از اشياء در اجتماع با ديگر اشياء يافت مي‌شوند. زمينه يک شيء بيانگر آن است که آن شيء چيست. مثلا معمولا تاسيسات انرژي هسته‌اي در کنار يا در ميان محوطه‌هاي مسکوني قرار ندارد

 

 

مزاياي عکس‌هاي هوايي در مشاهدات زميني:

 

عکسهاي هوايي نکات اصلاح شده بهتري را پيشنهاد مي کند. عکسهاي هوايي داراي توانايي توقف فعاليت‌ها مي‌باشند (در بررسي پروژه‌هاي بزرگ اعم از اکتشافي، ساختماني  ) آنها يک سند پايدار را ثبت ميکنند(عکس به عنوان سندي است وضعيت محل عکسبرداري را در زمان عکسبرداري نشان ميدهد)  آنها داراي حساسيت طيفي وسيعتري نسبت به چشم انسان هستند. آنها داراي قدرت تفکيک مکاني و صحت هندسي بهتري نسبت به روش‌هاي سنجش زميني هستند

 

 انواع عکس‌هاي هوايي:

 

1) سياه و سفيد

 2)رنگي

 3) مادون قرمز رنگي

 

 در سال 1903 يا 1904 اولين فيلم مادون قرمز سياه و سفيد و قابل اطمينان در آلمان ساخته شد. اين فيلم معمولي حساس به طول موج‌هايي از انرژي بود که کمي بلندتر از طول موج نور قرمز و فقط ماوراي محدوده رنگي چشم انسان بودند. در دهه 1930، فيلم‌هاي مادون قرمز سياه و سفيد براي مطالعات ريخت زمين بکار گرفته شد و از سال 1930 تا 1932 انجمن ملي جغرافيا، مسئول دريافت عکس‌هاي برداشت شده توسط بالونهاي هوايي شده است. در سراسر دهه 1930 و 1940، ارتش در زمينه توسعه فيلم‌هاي مادون قرمز رنگي بسختي کار کرد و اشتياق به استفاده از آنها براي مقاصد تجسسي بيشتر شد. در اوايل دهه 1940 ارتش موفق شد فيلم‌هايي را تهيه کند که قابليت تشخيص ابزارهاي استتار شده با پوشش گياهي اطراف خود را داشتند. فيلم‌هاي مادون قرمز رنگي اغلب فيلم‌هاي False-color ناميده مي‌شوند. اشيايي که معمولا قرمز هستند به رنگ سبز، اشياء سبز (بجز براي پوشش گياهي) به رنگ آبي و اشياء مادون قرمز که بطور طبيعي به هيچ وجه قابل رويت نيستند به رنگ قرمز بنظر مي‌آيند. استفاده اوليه عکس‌هاي مادون قرمز رنگي در مطالعه پوشش گياهي بوده است. به اين دليل که پوشش گياهي سالم سبز رنگ، بازتاب دهنده‌اي بسيار قوي براي تابش مادون قرمز بوده و در عکس‌هاي مادون قرمز رنگي، بصورت قرمز روشن ديده مي‌شود

 

فتوگرامتري(Photogrammetry):

 

تاريخچه:

 

پايه گذار علم فتوگرامتري يک سرگرد فرانسوي به نام لوسدا(A. Laussedat) بوده است. او در سال 1859 به کميسيون آکادمي علوم پاريس نشان داد که انسان چگونه مي‌تواند با استفاده از زوج عکس، مختصات نقاط را محاسبه کند. در همين زمان در آلمان شخصي به نام مايدن باور(A. Meydenbaver) اولين آزمايش موفق خود را تحت عنوان فتوگرامتري ساختمان پشت سر گذاشت. اين علم در اتريش از تاريخ 1887 تاکنون مورد استفاده قرار گرفته است. دو مهندس اتريشي به نام‌هاي هافرل(Hefferl) و ماورر(Maurer) اولين طرح دستگاه فتوگرامتري را جهت استفاده در راه‌سازي و آبرساني به انجام رساندند. بعد از اينکه در سال 1901 پالفريش (Pulfrich ) مقدمات علم ستريوفتوگرامتري را ارائه کرد، راه را براي مخترع با ذوقي به نام اورلز (Orels) که دستگاه استريواتوگراف را در سال 1909 اختراع کرد، هموار ساخت .

 

فتوگرامتري چيست؟

 

 فتوگرامتري به معناي عمليات اندازه گيري روي عكس مي‌باشد كه شامل عكسبرداري از اشيا، اندازه گيري تصاوير اشيا روي عكس ظاهر شده و تبديل اين اندازه‌ها به شكلي قابل استفاده(مثلا نقشه‌هاي توپوگرافي) مي‌شود. امروزه فتوگرامتري به دو شكل استفاده مي‌شود .

 

1 )  شكل كلاسيك آن عبارت است از اندازه گيري‌هاي كمي روي عكس كه حاصل آن تعيين موقعيت مسطحاتي و ارتفاعي نقاط، مساحات و احجام بوده و در نتيجه آن، نقشه‌هاي مسطحاتي و توپوگرافي به دست مي‌آيد.   

2) دومين شكل استفاده از فتوگرامتري، تفسير عكس است كه در آن عكس‌ها به صورت كيفي بررسي و از آن‌ها به عنوان مثال در زمين‌شناسي، خاك‌شناسي، تخمين سطح زير كشت در كشاورزي، تشخيص آلودگي آب و بسياري موارد ديگر استفاده مي‌شود. در عمليات فتوگرامتري و تفسير عكس‌هاي هوايي، عكس مناسب چه از نظر مقياس و چه از نظر ساير مشخصات اهميت ويژه‌اي دارد. در واقع عكس‌هاي هوايي اساس كليه عمليات اجرايي است و به همين دليل براي انجام عكسبرداري هوايي، مطالعه كامل براي تعيين مشخصات عكس، از هر نظر لازم است. بعلاوه چون بيشتر اوقات علاوه بر تهيه نقشه‌هاي توپوگرافي، از عکس‌ها به منظورهاي مطالعاتي نيز استفاده مي شود، در تعيين مشخصات عكسبرداري هوايي علاوه بر ملاحظات فني نقشه برداري، ضوابط مربوط به تفسير عكس‌هاي هوايي نيز مدنظر قرار مي گيرد.

 

 اين عوامل عبارتند از :

 

 الف )  محدوده يا مسير عكسبرداري

ب)  مقياس عكس يا نقشه مورد تقاضا

ج ) مقدار پوشش طولي و عرضي هنگام تنظيم زاويه عدسي دوربين

 د ) نوع فيلم

ر ) تاريخ، فصل و يا ساعت عكسبرداري

 

درحال حاضر سازمان نقشه برداري كشور با در اختيار داشتن يك فروند هواپيماي جت فالكن(Falcon) و چهار فروند هواپيماي دورنير(Dornier)، توانايي تهيه عكس‌هاي هوايي را در هر نقطه از كشور دارد. اين هواپيماها با برد پروازي 5/6 ساعت و ارتفاع پرواز بين 500 الي 42000 پا، عكسبرداري از هر نقطه و با هر مقياس لازم را ممكن مي‌سازند.

سازمان نقشه برداري كشور علاوه بر تهيه عكس‌هاي پوششي(در مقياس 1:40000) براي توليد نقشه‌هاي بنيادي كشور و عكس‌هاي مطالعاتي و اجراي بسياري از پروژه هاي بزرگ عمراني بطور قائم در مقياس‌هاي متفاوت، تهيه عكس‌هاي مايل رنگي و سياه و سفيد از مكان‌هاي مقدس و مذهبي، بناهاي تاريخي، پروژه هاي عمراني، كارخانجات صنعتي و مراكز اقتصادي و بازرگاني در مقياس‌هاي بزرگ توانايي لازم را دارد.

 

فرآيندهاي فتوگرامتري :

 

نقشه برداري فتوگرامتري بواسطه 4 فرآيند کلي انجام ميشود. اين 4 فرآيند شامل

 

1) ثبت تصوير

2 ) ثبت اطلاعات ايستگاه هاي زميني

3 ) تطبيق دقيق تصوير با زمين

4) مجموعه عوارض حاصل از مراحل فوق عموما هر پروژه فتوگرامتري يک کار واحد است.

 

هر پروژه بوسيله مجموعه‌اي از داده‌هاي مکاني توصيف مي‌شود که اين داده‌ها مربوط به بخش واحدي از زمين، با نيازمندي‌هاي مجموعه عوارض ويژه مي‌باشند. نيازمندي‌هاي مجموعه تصاوير شامل انواع دقت‌ها و عوارض مي‌باشد. هر قسمت از فرايندهاي فوق شامل تعدادي زير مرحله پردازشي است که بر اساس نيازمندي‌هاي مجموعه عوارض براي هر پروژه مخصوص ميباشد

 

 ثبت تصاوير:

تصاويري که براي نقشه‌برداري فتوگرامتري استفاده مي‌شود مي‌تواند به دو سطح کلي تقسيم شود .

 

1) تصاوير مربوط به موقعيت افقي و عمودي عوارض و جزئيات اشکال که با استفاده از عکس‌هاي هوايي نزديک به عمود با رنگ طبيعي يا تک رنگ(سياه و سفيد) يا از تصاوير رقومي ماهواره‌اي بدست مي آيند.

2) ديگر انواع تصاوير از قبيل عکس‌هاي هوايي مادون قرمز، تصوير اسکنر حرارتي، تصاوير ريز موج‌ها، تصاوير ماهواره‌اي چند طيفي و فراطيفي عموما براي تعيين داده‌هاي عوارض تکي به غير از موقعيت و جزئيات تصوير استفاده مي‌شوند. اين نوع از تصاوير مي‌تواند وارد يک سيستم اطلاعات جغرافيايي شده و با ديگر اطلاعات زمين مرجع به كار رود .

 

 عکس‌هاي هوايي عمودي:

 

عکسبرداري هوايي نزديک به عمود که براي نقشه برداري پلانيمتري و توپوگرافي استفاده ميشود، عموما بصورت جفت عکس‌هاي برجسته نمايي(Stereo pair) جمع آوري ميشود. هر عکسي با عکس بعدي که در همان مسير پرواز برداشت ميشود، همپوشاني دارد. برداشتن عکس‌ها بصورتي است که هر عکس با عکس جلويي خود 60 درصد و با عکس پاييني خود 30 درصد همپوشاني داشته و اين پارامتر کمک مي‌کند که بتوان عکس‌ها را بصورت برجسته مشاهده کرد.

 

 عموما عوارض پلانيمتري(ساختمان‌ها، جاده‌ها و ...) و توپوگرافي(نقاط جرمي، خطوط شکسته و کانتورها) از عکسبرداري هوايي نزديک به عمود با رنگ طبيعي يا سياه و سفيد جمع آوري مي‌شوند. نقشه‌برداري پلانيمتري و توپوگرافي عموما دسته داده‌هاي نقشه‌اي پايه، براي يک سيستم GIS يا دسته داده‌هاي مهندسي مي‌باشد، زيرا درستي محاسبات و استعلامات بر اساس درستي و کامل بودن اين داده‌هاي پايه مي‌باشد.

 

تصوير طبقه بندي عوارض( Feature Classification Imagery )  :

 

تصوير طبقه بندي عوارض شامل عکسبرداري هوايي مادون قرمز، تصاوير ماهواره اي(چند طيفي و فرا طيفي) و اسکنرهاي رقومي(حرارتي، ريزموج‌ها و ...) مي‌باشد. اين نوع تصاوير ميتواند با ديگر تصاوير پايه يا مبنا تصحيح شده و در تحليل‌هاي GIS مورد استفاده قرار گيرد. استفاده اوليه از تصاوير مادون قرمز در تحليل سلامتي گياهان و تعيين استتار بوده است. اين تصاوير ميتوانند رنگي و يا سياه و سفيد بوده و نمي توانند تغييرات حرارتي را مشخص کنند. تصاوير مادون قرمز سياه و سفيد در مقايسه با مادون قرمز رنگي داراي تصاويري با توان تفکيک درشت هستند، بنابراين بطور مستمر مورد استفاده قرار نمي گيرند.

 

کنترل زميني :

 

کنترل زميني در فتوگرامتري جهت تصحيح تصاوير با زمين ضروري بنظر مي‌رسد. دقت‌هاي کنترل زميني بايد عموما خيلي بيشتر از دقت مورد نياز در نقشه برداري فتوگرامتري باشد. کنترل زميني بايد بر اساس روش اصلاح تصاوير که براي پروژه مورد استفاده قرار مي‌گيرد، برنامه‌ريزي شود. يک تيم ماهر مشتمل بر فتوگرامترها با ابزارهاي نقشه برداري و مهندسين مساح بايد بر اين برنامه نظارت داشته باشند. کنترل زميني بايد در اطراف منطقه مورد نقشه برداري باشد. نقاط کنترلي نيز در بخشهايي از عوارض زميني موجود که در عکس‌ها ديده خواهد شد، مستقر مي شوند و بقيه نقاط هم بر اساس نياز در مجاورت عوارض زميني موجود قرار مي‌گيرند. پيشرفت‌هاي امروز در زمينه فن آوري GPS هوابرد باعث شده که جمع آوري موقعيت‌هاي افقي و عمودي مرکز هر عکس که در حين عمليات عکسبرداري برداشت شده، ميسر شود. تعداد ايستگاه هاي زميني بر اساس روش‌هاي اصلاح تصاوير تعيين مي‌شوند. در پروژه‌هاي مناطق بسيار کوچک از روش‌هاي قراردادي براي اصلاحات استفاده مي‌شود. اين روش نياز به حداقل 3 نقطه کنترلي افقي و 4 نقطه کنترلي عمودي در هر جفت عکس برجسته نما(Stereo pair) دارد. مثلث‌بندي هوايي يک روش پردازش رياضي است.

 

تطبيق تصوير با زمين:

 

فرآيند تطبيق عکس هوايي با زمين براي دقت نقشه نهايي حياتي است. امروزه بيشتر پروژه ها با استفاده از روش مثلث‌بندي هوايي تطبيق داده مي‌شوند. اين روش به نقاط کنترل زميني کمتري نسبت به روش‌هاي تطبيق قراردادي نياز دارد. در روش مثلث بندي از نرم افزارهاي کامپيوتري براي کنترل کيفيت نقاط انتخاب شده در تمام طول پروژه استفاده مي‌شود. اين روش نيازمند آن است که تصاوير گرفته شده ابتدا بلوک بندي شوند، بنابراين براي اجراي پروژه در مناطق بزرگ، مي تواند مورد بررسي قرار گيرد. سرعت و کيفيت کنترلي بالاي اين روش باعث شده که براي پروژه هاي مناطق کوچک هم مورد استفاده قرار گيرد.

 

جمع آوري عوارض:

 

عوارض در نقشه برداري فتوگرامتري عموما شامل 4 دسته مي‌باشند:

 

 1) عوارض توپوگرافيکي

2)  عوارض پلانيمتري

3)  ارتوفتوگرافي

4) کاربري زمين اين نوع عوارض مي‌توانند با دقت از روي جفت تصاوير برجسته نما(Stereo pair) جمع آوري شوند

 

1) عوارض توپوگرافيک:

 

اين عوارض شامل دو دسته اند:

 

الف) نقاط جرمي Mass point: که شامل موقعيت افقي و عمودي نقاط ويژه روي زمين است.

 

ب) خطوط شکسته Breaklines: خطوطي هستند که بيانگر تغيير شديد در ارتفاع هستند مثل عوارض آبراهه‌اي و يا لبه جاده‌ها.

 

دو عارضه فوق در چندين نوع مدل ارتفاعي مورد استفاده قرار مي‌گيرند و بصورت مدل عوارض زمين رقومي(Digital Terrain Model) يا (DTM) براي ساختن مدل ارتفاعي رقومي که تنها به نقاط جرمي براي ساختن آن نياز است به كار مي‌روند. مدل TIN بصورت يک مدل سطحي ايجاد مي‌شود و توسط کامپيوتر مورد پردازش قرار گرفته و خطوط کانتور را ايجاد مي‌کند. همچنين از اين مدل براي طراحي و ايجاد داده‌هاي مقاطع عرضي در منطقه مورد مطالعه‌(مثل مسير رودخانه ها براي تحليل‌هاي هيدوليکي) استفاده مي‌شود

 

2) عوارض پلانيمتري:

 

عوارض پلانيمتري ساختمان‌ها، جاده ها، راه آهن و ... را شامل مي‌شود. اين عوارض معمولا بصورت چندضلعي‌هايي مبتي بر پيرامون عوارض، جمع آوري مي‌شوند. اين عوارض بايد در عکسبرداري هوايي ديده شوند. عوارض زيرزميني بطور فتوگرامتريکي جمع آوري نمي‌شوند. ميزان جزئيات پلانيمتري عموما توسط مقياس عکسبرداري جمع آوري ميشود، مثلا نقشه برداري با مقياس 1:600 عموما مسير پياده روها، تيرهاي چراغ برق، پرچينها، جاده ها، جدول‌ها، مسيرهاي فاضلاب، آبگيرها و شکل ساختارهاي مجزا را در اختيار قرار مي‌دهد. ولي در نقشه‌اي با مقياس 1:16800 موارد ذکر شده فوق ديده نخواهند شد و ساختمان‌ها با سمبول‌هاي خاص نشان داده مي‌شوند. هر چه مقياس نقشه‌برداري فتوگرامتري بزرگ‌تر باشد به عکس‌هاي هوايي بيشتري با مقياس بزرگتر نياز است. زيرا جزئيات بيشتري از عوارض پلانيمتري که قابل ديد و چاپ هستند بايد جمع آوري شود

 

3) ارتوفتوگرافي:

 

جمع آوري عوارض پلانيمتري زمان‌بر و پرهزينه است. ارتو فتوگرافي يک بستر اقتصادي را براي بيشتر پروژه ها فراهم مي‌کند. ارتوفتوگرافي فرآيندي است که توسط آن انحراف‌هاي حاصل در سيستم دوربين و انحراف‌هاي حاصل از تغييرات ارتفاع را در عکس‌هاي هوايي اوليه از بين مي‌رود. مقياس عکس‌هاي هوايي بايد با مقياس افقي ارتوفتو نهايي و دقت و قدرت تفکيک پيکسل زميني نهايي متناسب باشد. بنابراين اسکن عکس‌هاي هوايي بايد با قدرت تفکيک بسيار بالا انجام شود. مدل ارتفاعي رقومي بدست آمده از عکس‌هاي هوايي نيز بايد اسکن شود. اين مدل براي ايجاد خطوط کانتور يا مدل‌سازي سطح زمين مورد استفاده قرار مي‌گيرد. نرم‌افزارهاي کامپيوتري، DEM و تصاوير اسکن شده را ادغام نموده و فايل‌هايي با تصاوير ارتوفتو را ايجاد مي‌کنند. اين فايل‌هاي تصويري دوباره مورد بازبيني قرار گرفته و تصحيحات مربوط به ناهنجاريهاي راديومتريک روي آن‌ها انجام مي‌شود. از ديگر تصحيحات انجام شده، مي‌توان به تصحيح مربوط به تغييرات ارتفاع پل‌ها و روگذرها با زمين اشاره کرد. تغييرات ارتفاعي مربوط به ساختمان‌هاي بلند معمولا انجام نمي‌شود مگر اينکه بطور ويژه در پروژه مطرح شده باشد .