Fotogrametria [gr.], dziedzina nauk techn. zajmująca się pozyskiwaniem, przekształcaniem, prezentacją i gromadzeniem informacji (ilościowych i jakościowych) dotyczących danego terenu lub obiektu na podstawie zdjęć fotogrametrycznych (tzw. fotogramów) lub ich reprezentacji cyfrowych.

Metody opracowania zdjęć obrazów: 1.graficzne, 2. analityczne, 3. analogowe, 4. ortofotograficzne, 5.cyfrowe.

Aparat fotograficzny:

1. ciemnia optyczna, 2. obiektyw, 3. urządzenia do dozowania światła (migawka, przesłona), 4. material światłoczuły
A1. rodzaje konstrukcji ciemni optycznej:

- ciemnia sztywna,
- ciemnia półsztywna,
- ciemnia składana,
A2. obiektyw jest to układ wielosoczewkowy (zestaw soczewek) a) ogniskowa „f „- stała kamery- odległość płaszczyzny głównej do materiału światłoczułego (płaszczyzna w której powstaje obraz), b) otwór względny - f/d - stosunek średnicy źrenicy wejściowej do ogniskowej, c) jasność obiektywu - d²/f , d) kąt rozwarcia obiektywu - kąt pod którym wpadają do wnętrza aparatu skrajne promienie.

2 α ≥ 110˚ - o. nadszerokokątny

110˚ ≥ 2 α ≤ 75˚ o. szerokokątny,

75˚ ≥ 2 α ≤ 45˚ o. normalnokątny

45˚ ≥ 2 α ≤ 15˚ o. wąskokątny

15˚ ≥ 2 α teleobiektyw

1/m = f/D = l/L = f/W

f - ogniskowa, D - skala obrazu, l - obraz w obiektywie, L - obraz w terenie, W - wysokość fotografowania.

Im większy kąt rozwarcia tym mniejsza skala, im mniejszy kąt rozwarcia tym większa skala.
e) rozdzielczość obiektywu.

R_o = ½ g (l/mm) g - ilość linii

Przesłona - źrenica do której wpada światło. Ciąg liczb przesłon - 1; 1,4; 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16

Im mniejsza liczba tym większy otwór w stosunku do otworu największego.

Fotograficzna głębia ostrości to przestrzeń w której wszystkie punkty odwzorowują się ostro.

Odległość hiperfokalna

h = f² / n * k

n - liczba przesłon, k - średnica krążka rozproszenia Φ = f/3000

Głębia ostrości -

½ h - wszystko odwzorowuje się ostro przy obliczonej odległości

Migawka -

Δt - interwał czasu w którym światło wpada do aparatu.

Δt |T, B, l, ½ , 1/5, 1/10, 1/25| - czas ekspozycji.

Różnica pomiędzy geodezyjnymi pomiarami a fotogrametrycznymi:

- fotogram. są metodami pośrednimi bo nie mierzymy obiektu tylko obraz.

- przemieszczenie ciężaru prac w warunki kameralne,

- obsada jednoosobowa,

- POM.fotogram. są b.obiektywne niż geodezyjne,

- zdjęcia są dokumentami - charakter dokumentalny,

- dokładność pomiaru

F - pkt (fotopunkt) - jest to punkt o współrzędnych geodezyjnych, jest jednocześnie identyfikowalny na zdjęciu ( pkt osnowy geodezyjnej)

Zdjęcia pomiarowe -

Różnica między zd. Pomiarowym a zd. Fotogrametrycznym

1. układ tłowy - układ znaków tłowych, który wyznacza ortogonalny układ współrzędnych tłowych ( w kam.pomiarowej)

2. f → f_k - ogniskowa kamery pomiarowej przechodzi w stałą kamery. Płaszczyzna pierwotna jest przesunięta o tyle do środka rzutu by wyeliminować zniekształcenie obrazu ( aberacje dodatnie i ujemne).

3. elem. orientacji wew. Zdjęcia pomiarowego o (x₀,y₀,f_k) - to elementy, które służą do rekonstrukcji wiązki promienia.

x_{0 ,} y₀ - współrzędne punktu w którym oś optyczna przebija płaszczyznę tlową. .

4. aberracja optyczna - uwzględnia dystorsję i krzywiznę pola obrazu.

5. możliwość orientacji osi optycznej i rejestracji tej orientacji oś optyczna powinna być prostopadłą do fotografowanego obrazu

1/m = l/L =f /D = 1/W

Te zależności są tylko gdy l║ L .

Aberracje: sferyczna, chromatyczna, astygmatyczna, komatyczna, dystorsja, krzywizna pola obrazu.

Pierwsze 4 cechy są eliminowane,

Powody występowania dystorsji:

1. niedoskonała współosiowość obiektywu,

2. przesłona powinna być umieszczona symetrycznie do wszystkich soczewek, co jest niemożliwe.

3. siatka kwadratowa → dystorsja poduszkowa r+ dr

siatka kwadratowa → dystorsja beczkowata

r - dr

r - odległość od środka

w środku pola obrazu dystorsja jest minimalna, skrajne promienie są bardzo zniekształcone szczątkowe wartości dystorsji ± dr = 3 - 8 μm

Przekształcenie obrazu w różnej skali do obrazu w skali jednolitej - skala obrazu

f_k = 100 mm, D=100m 1/m = 1/10000

f_{k =} ogniskowa, D - odległość fotografowania

Różnica między kamerą a aparatem:

1. kamera ma układ znaków tłowych który wyznacza ortogonalny układ współrzędnych tłowych by można było wyznaczyć współrzędne każdego pktu.

2. powinna być usunięta wartość krzywizny pola obrazu, przesunięta ogniskowa do wartości f_k

3. kamera ma znane elementy orientacji wew służące do rekonstrukcji promienia.

4. aberracje optyczne - 4 pierwsze wyeliminowane 2 pozostałe występują

5. orientacja osi optycznej i rejestracja tej orientacji.

Ekspozycja to iloczyn oświetlenia i interwału czasu.

E = H * Δt

H - oświetlenie mat.światłocz.

Δt - czas oświetlenia

Czas ustawienia migawki ustawione w sekundach:

T; B; 1; ½; 1/5; 1/10; 1/25; 1/50; 1/100; 1/200; 1/400

Materiał światłoczuły - warstwy - podłoże, warstwa przeciwodblaskowa, ziarenka światłoczułe o śr. 0,01-1,0 mikrometra, warstwa ochronna, emulsja jednowarstwowa.

Rozdzielczo obiektywu

Re = ½ g (l/mm)

Rozdzielczość obiektywu wypadkowa

1/R = 1/R_o + 1/R_e
R₀ - rozdzielczość obiektywu,

R_e - rozdzielczość emulsji

Właściwości emulsji światłoczułej

I. rezorwometria - ziarnistość materiału światłoczułego, ostrość, rozdzielczość, im mniejsze ziarno tym ostrzejszy obraz, ale dłuższa ekspozycja.

II. sensynomertyczne - cechy jakościowe - określa się przy pomocy krzywej charakterystycznej materiałów światłoczułych - cechy:

Światłoczułość - badanie za pomocą materii światłoczułej, szerokość fotograficzna - obszar właściwych ekspozycji
szf = ΔE/ΔD = E₂ -E₁ / D₂ -D₁ kontrastowość - zdolność materiału do oddania kontrastu
γ=tgα α=45˚ γ= 1 1,3 ≥ γ ≤ 0,8; gęstość optyczna - stosunek pochłoniętego o odbitego światła do jakości padania tego światła - min i max, barwoczułość - zdolność do oddania na tych materiałach barw obiektywu, w przypadku materiałów czarnobiałych stopnia szarości.

Elementy orientacji zewnętrznej - pozwalają na jednoznaczne umiejscowienie zdjęcia w terenie

Xs, Ys, Zs ν, A, χ - teoria

X,Y,Z ω,ϕ, χ - praktyka

Określenie położenia punktów szczegółowych
os = f, on = tgν, oi = f tgν/2, oz =f ctgν

Punkt nadirowy - punkt zbiegu wszystkich pktów pionowych w ternie.

Przesunięcie położenia pktu ze względu na kąt nachylenia -

δν =- r²/f * sinν sinγ

Zniekształcenie ze względu na topografię terenu

Wysokość lotu

δh = Δh*r/m*f = Δh*r/W

Δh = δh*m*f/r = δh*W/r (można ob. Wysokość komina)

Błąd średni:

mΔh = ±√ [W/r*m_δh)² + (δh*W/r²*m_r)²]

mδh = ±√ [W/r*m_Δh)² + (Δh*W/r²*m_r)²]

6 czynników geometrycznych 4 fizyczne:

ν - kąt nachylenia zdjęcia

Δh - topograficzne powierzchnie terenu

x,y, - polożenie pktu na zdjęciu, współrzędne ortogonalne

r,γ - współrzędne biegunowe

dr - zniekształcenia przesunięcia ze względu na dystorsję , niepłaskość powierzchni obrazowej.

Siatka Roseau - płytka szklana z krzyżem przylegającym do płaszczyzny tłowej, sieć krzyży określona jest z dokł. 1 μm

- nie przyleganie materiału światłoczułego do ramki tłowej i w ten sposób zmienia się skala.

δ_R,f - przesunięcie ze względu na refrakcję i krzywiznę Ziemi

δ_R,f=0,42 * r³W/f²R

f- ogniskowa, R-promień Ziemi 6371km, r- położenie pktu na zdjęciu.

Kamera lotnicza składa się z 5 elementów:

1. korpus kamery (ciemnia optyczna, obiektyw, urządzenie do dozowania światła)

2. podwieszenie czyli przymocowanie korpusu kamery do samolotu

3. wymienny ładownik przypinany do korpusu kamery ( zawiera ok. 70m błony)

4. urządzenie sterujące - przesuwające błonę

5. teleskop optyczny urządzenie pozwalające widzieć operatorowi kamery lot samolotu.

Cykl pracy kamery:

- otwarcie migawki, zamknięcie migawki, odessanie błon od ramki tłowej, przesunięcie błony, ponowne przyssanie błony do ramki tłowej.

Interwał między ekspozycjami -

Odcinek czasu w którym następuje jedno otwarcie migawki.

Przekładnia skalowa:

K=m/M

m= K*M

m-skala zaprojektowanych zdjęć,

M - skala projektowanej mapy

1/m = f/W

Występują trzy wysokości lotu:

Bezwzględna (nad poziomem morza)

Średnia (najwyższy i najniższy punkt)

Nad danym punktem.

---