Fotogrammetria 1

Embed Size (px)

Citation preview

  • 1

    C U P R I N S

    Pag

    Introducere (definiia, obiectul i scopul fotogrammetriei) 2 Capitolul 1 Istoricul dezvoltrii fotogrammetriei 9 Capitolul 2 Elemente de fotogrammetrie 26

    2.1 Baze optice i fotografice 36 2.2 Materiale fotosensibile i elemente de sensitometrie 38 2.3 Fotograma 47 2.3.1 Elemente de orientare interioar 50 2.3.2 Elemente de orientare exterioar 53 2.3.3 Clasificarea fotogramelor 56 2.3.4 Procedee de determinare a scrii fotogramelor 60 2.3.5 Deformri pe fotogram 61

    Capitolul 3 - Fotointerpretarea 64 3.1 Noiuni i principii de fotointerpretare 64 3.2 Aparatura i metodele de fotointerpretare 74

    Capitolul 4 Ridicri fotogrammetrice 83 4.1 Proiectul de aerofotografiere 91 4.1.1 Condiiile metereologice i optico-atmosferice ale aerofotografierii 93 4.1.2. Hrile pentru ridicare fotoaerian 95 4.1.3. Calculele principale necesare proiectului de nregistrare fotogrammetric 99 4.1.4. Influena elementelor de aeronavigaie i a reliefului asupra preciziei nregistrrilor

    106

    4.2 Reperajul fotogrammetric 116 4.3 Sistemul de aerofotografiere ASCOT 122

    Capitolul 5 - Fotogrammetria planimetric 137 5.1 Restituia planimetric / Aparate de restituie planimetric 137 5.2 Efectul reliefului terenului asupra redresrii 139 5.3 Redresarea diferenial. Ortofotoplanul 141

    Capitolul 6 - Stereofotogrammetria 143 6.1 Generaliti 143 6.2 Baza de fotografiere 143 6.3 Orientarea stereogramelor 154 6.4 Aerotriangulaia 160 6.5 Stereorestituia / aparate de stereorestituie 163

    Capitolul 7 - Modelul digital al terenului obinut prin metode fotogrammetrice

    179

    Bibliografie 190

  • 2

    INTRODUCERE

    (definiia, obiectul i scopul fotogrammetriei)

    O prezentare sintetica a stadiului actual de dezvoltare a

    fotogrametriei i teledetectiei, pe baza realizarilor cunoscute

    pna n prezent, permite aprecierea realist a posibilitilor i

    limitelor acestui mijloc de investigare. Revista americana de

    specialitate "Photogrammetric Engineering and Remote

    Sensing" defineste fotogrametria astfel : "Fotogrametria este

    arta, stiinta i tehnologia de obtinere a informatiilor sigure

    despre obiectele fizice i mediul inconjurator prin prelucrarea

    inregistrarilor, msurarea i interpretarea imaginilor

    fotografice, a modelelor de energie radiant electromagnetic i

    alte fenomene".

    Fotogrammetria este tiina i tehnica ce se ocup cu

    obinerea datelor de baz sub forma fotogramelor, recunoaterea

    i identificarea nregistrrilor obiectelor, determinarea formei i

    dimensiunilor acestora i materializarea rezultatelor sub form

    analogic i/sau digital.

    Denumirea de fotogrammetrie provine de la cuvintele

    greceti: pi (photos=lumin), (gramma = a

    nregistra) i {metro=a msura).

    Obiectivul fotogrammetriei const n studiul proprietilor

    geometrice i fizice ale reprezentrilor metrice, folosind

  • 3

    fotogramele exploatate separat sau n cuple stereoscopice

    (stereograme).

    Scopul fotogrammetriei este efectuarea determinrilor

    metrice riguroase, n plan i spaiu, asupra unui obiect oarecare,

    cum ar fi: suprafaa Pmntului i a altor corpuri cereti, un

    fenomen meteorologic sau morfologic, o construcie sau un

    element al construciei supus deformrii, o plant, un nor, etc. ,

    folosind nregistrrile acestora.

    Apariia fotogrammetriei a fost impus la nceputul

    acesteia de nevoia obinerii rapide i precise a planurilor i

    hrilor topografice pe zone geografice ct mai mari. Astfel, n

    aproape un secol de evoluie, fotogrammetria general

    contemporan numr foarte multe ramuri de aplicare, fiecare la

    fel de important n domeniul ei de folosire. n domeniul

    cartografierii terestre, marea majoritate a planurilor i hrilor

    sunt realizate pe cale fotogrammetric (90% pe plan mondial i

    95% n ara noastr). Merit, de asemenea, s fie menionat

    utilizarea fotogrammetriei n spaiul circumterestru i pe alte

    corpuri cereti.

    O aplicaie conventionala a fotogrametriei este elaborarea

    de harti topografice cu curbe de nivel, bazate pe masuratori i

    informatii obtinute de pe fotografii aeriene i spatiale cu

    instrumente analogice optice i/sau calculatoare analitice. n

    mod similar, principiile topografice de masurtori de precizie

  • 4

    sunt aplicate in fotogrammetria la mic distant pentru

    reprezentarea obiectelor a cror studiere pe alte ci ntmpin

    dificulti pentru nregistrarea deformaiilor msurabile n

    modelele inginereti, pentru studierea medical a formelor de

    viat, etc.

    O alta aplicatie importanta a fotogrammetriei, de mare

    actualitate i mai ales de mare viitor, este utilizarea laser

    scannerului, n care imaginile sunt obinute cu un alt sensor dect

    (sau pe lnga) camera fotogrammetric convenional, n care o

    imagine este nregistrat ca o baleiere electronic n vizibil sau

    folosind radiaii din afara domeniului vizibil pe film, cu

    microunde, radar, n infrarosul termic sau ultraviolet.

    O imagine reprezint n sens larg o distribuie

    bidimensional de cmp luminos. n aceast clas intr att

    imaginile fotografice ct i orice alte inregistrari de funcii

    bidimensionale sau monodimensionale multicanal. Distribuia

    de cmp poate fi abinut prin iluminarea unei pelicule

    fotografice pe care este nregistrat aceast imagine, dar acest

    procedeu nu este restrictiv. Prelucrarea unei imagini este o

    operatie efectuat asupra funciei bidimensionale reale f(x,y)

    ce reprezinta imaginea in scopul:

    - reconstituirii imaginii initiale;

    - scoaterea sau accentuarea unor caracteristici particulare;

    - codificarea imaginii in scopul transmiterii sau stocarii ei in

    mod eficient.

  • 5

    In procesul de transmitere i inregistrare a imaginilor,

    acestea sufera degradari determinate de imperfectiunile inerente

    sistemelor respective. Astfel, imaginea originala poate suferii

    transformari in procesul de propagare prin atmosfera, in sistemul

    optic de formare a unei imagini secundare, in procesul de

    expunere i prelucrare a placii fotografice, etc. Se consider c

    cele mai importante surse ce contribuie la degradarea imaginii

    sunt limitarea benzii sistemului de formare i transmitere a

    imaginii, aberaiile lentilelor, micarea relativ a sistemului optic

    fat de obiect, turbulena atmosferei, etc.

    Dac f(x,y) reprezint imaginea original i g(x,y) imaginea

    degradat de una sau mai multe din cauzele enumerate,

    problema care se pune n fata sistemului de reconstituire este

    aceea de a forma o imagine f^(x,y) "cit mai apropiat" de

    imaginea original.

    n cazul n care sistemul ce a produs degradarea imaginei

    este descris de o functie de pondere h(x,y), raspunsul la o intrare

    f(x,y) este dat de relatia:

    g(x,y) = f(x,y)*h(x,y) = { F(u,v)*H(u,v) }

    n care H(u,v)= { h(x,y) } este funcia de transfer a

    sistemului prin care s-a format imaginea.

    n consecin prelucrarea printr-un sistem avnd o

    funcie de transfer H (u,v) va reconstitui imaginea original.

  • 6

    f^(x,y) = { F^(u,v) } = { [ F(u,v)*H(u,v) ]*H (u,v) } = f(x,y)

    Aceast prelucrare, experimentat in mod intensiv de fizicianul

    Stroke, a fost denumita convolutie. Convoluia i corelaia sunt

    operaii de baz in calculatoarele optice, derivate din dou

    transformri Fourier, ele fiind folosite n special n

    prelucrarea video-informatiilor (de televiziune) obtinute prin

    metode de teledetectie.

    Fotogrammetria este o disciplin a tiinei msurtorilor

    terestre. Fotogrammetria cuprinde un ansamblu de metode

    matematice, tehnici i tehnologii de utilizare a fotografiei n

    domeniul msurtorilor terestre.

    Pe lng aplicaiile n domeniul msurtorilor terestre,

    fotogrammetria poate fi aplicat i n alte domenii: arhitectur,

    construcii, geologie, geofizic, transporturi, meteorologie,

    agricultur, mbuntiri funciare, ingineria mediului, .a.

    Din punct de vedere tehnologic, procesul fotogrammetriei

    i teledeteciei se desfoar conform etapelor cunoscute. Astfel,

    prima etapa a procesului tehnologic o reprezint ansamblul

    operaiunilor de captare i nregistrare a datelor. Pentru

    inregistrari se folosesc camere speciale terestre sau aeriene

    montate pe platforme aeriene sau spatiale purtatoare ale

    sensorilor de nregistrare.

    Pornind de la schema spectrului electromagnetic al luminii

    naturale, prezentat n figura de mai jos, n principiu, categoriile

  • 7

    de sensori care se folosesc sunt aceleasi i anume sensori care

    inregistreaza n diferite zone ale spectrului electromagnetic dar

    ei difera din punctul de vedere al conceptiei de construcie,

    corespunztor specificului inregistrarilor la diferite distante sau

    inaltimi, n diferite conditii aeriene i spatiale. Se folosesc

    camere fotografice normale, metrice, multispectrale, sensori de

    baleiere cu nregistrare simultana n diferite benzi spectrale n

    domeniul vizibil i infrarosu, sensori de nregistrare cu

    microunde, n sistem de televiziune, radar i altele.

    Putem clasifica fotogrammetria propriu-zis dup urmtoare-

    le dou criterii: dup modul de obinere a fotogramelor i dup

    modul de exploatare a fotogramelor.

  • 8

    Dup modul de obinere a fotogramelor, fotogrammetria se

    mparte n:

    fotogrammetria terestr sau geofotogrammetria, care se

    ocup cu tehnica obinerii i exploatrii fotogramelor terestre,

    adic a fotogramelor obinute cu ajutorul fototeodolitului sau cu

    stereo-camere (camere duble), din staii terestre marcate n teren

    ale cror coordonate spaiale pot fi determinate riguros prin

    metode topo-geodezice.

    fotogrammetria aerian sau aerofotogrammetria, care se

    ocup cu tehnica obinerii i exploatrii fotogramelor aeriene,

    adic a fotogramelor obinute cu o camer aero-fotogrammetric

    ce se instaleaz pe un vehicul aerian (avion, elicopter, balon etc).

    n acest caz, pn la dotarea avioanelor cu sisteme moderne

    DGPS, punctele de staie din care se execut fotografierea nu pot

    fi materializate i determinate n prealabil.

    fotogrammetria cosmic, care a aprut ca urmare a

    problemelor specifice n prelucrarea fotogramelor cosmice

    obinute din spaiul cosmic.

    Exist preocupri de abordare general a problemelor

    fotogrammetriei la nivel global. Tratarea la nivel general permite

    particularizarea din diverse puncte de vedere i obinerea

    relaiilor specifice fotogrammetriei cosmice, aeriene i terestre.

    Dup modul de exploatare a fotogramelor, fotogrammetria se

    mparte n:

  • 9

    Fotogrammetria planimetric, n care exploatarea

    fotogramelor se face independent (fotogram cu fotogram).

    Msurtorile se execut n plan obinndu-se poziia planimetric

    a elementelor prin coordonatele X i Y. Rezultatul principal al

    fotogrammetriei planimetrice l constituie fotograma redresat -

    sub form analogic sau digital.

    Stereofotogrammetria (fotogrammetria spaial), n care

    exploatarea fotogramelor se face n cuple stereoscopice

    (stereograme). n acest caz, msurtorile se execut n trei

    dimensiuni (X, Y, Z). Rezultatul principal al msurtorilor

    spaiale l constituie harta topografic, avnd reprezentate att

    detaliile de planimetrie, ct i relieful terenului prin curbe de

    nivel. Este domeniul cel mai rspndit al fotogrammetriei

    topografice.

    Capitolul 1 Istoricul dezvoltrii fotogrammetriei

    ntre anii 1480 1492, Leonardo da Vinci a introdus

    noiunile de proiecie i perspectiv central. n 1525, Albrecht

    Durer i mai trziu n 1759 Johan Heinrich Lambert au continuat

    munca lui Leonardo dezvoltnd principiile matematice ale

    imaginii perspective preluate dintr-un punct din spatiu.

    Primele ridicri fotogrammetrice dateaz de la mijlocul

    secolului trecut, fiind condiionate de apariia i dezvoltarea

    fotografiei. Odat cu publicarea, n 1851, de ctre Skott Archer a

  • 10

    modului de obinere a imaginii fotografice prin procedeul

    coloidului umed (stratul fotosensibil se prepar i se ntinde pe

    placa de sticl nainte de fotografiere, iar expunerea i

    developarea se face n timpul ct stratul sensibil este umed) s-a

    deschis posibilitatea de aplicare a fotografiei n numeroase

    ramuri ale tiinei i tehnicii, inclusiv n domeniul msurtorilor

    terestre.

    Relaia dintre geometria proiectiv i fotogrammetrie a fost

    dezvoltat de R. Sturms i Guido Hauck n anul 1883 n

    Germania. Legile perspectivei fotogrammetrice ale lui Hauck

    sunt prezentate n imaginea urmtoare.

  • 11

    La nceput s-au fcut experiene pentru aplicarea

    fotografiei la ridicri terestre cu fototeodolitul, iar dup aceea la

    ridicri fotoaeriene.

    Inginerul militar francez Aim Laussedat este primul care

    n 1851 a folosit un aparat fotografic anume construit

    (fototeodolit), fcnd experiene de folosire a fotografiei n

    scopuri topografice, folosind o nou metod de ridicare terestr

    pe care a denunit-o "metrofotografie". Aim Laussedat este

    considerat printele fotogrammetriei, existnd i o medalie care-i

    poart numele.

    Folosirea acestui procedeu n aer s-a dovedit mai

    complicat dect pe pmnt i de aceea dezvoltarea

    aerofotogrammetriei s-a produs abia dup o jumtate de secol.

  • 12

    n timp se dezvolt tehnicile i tehnologiile fotografice att

    pe linia fixrii imaginii ct i a opticii fotografice.

    n 1871 se descoper metoda de fabricaie a emulsiei

    sensibile cu strat uscat de bromur de argint i gelatin. Aceasta

    putea fi folosit pentru fotografii instantanee i nu necesita o

    expunere ndelungat, lucru important n cazul fotografiei

    aeriene.

    n 1887 - 1889 s-au crerat posibiliti ca suportul emulsiei

    s nu mai fie sticla ci peliculele de celuloid, cu impact direct

    asupra dezvoltrii fotografiei aeriene i a aerofotogrammetriei.

    La sfritul secolului XIX s-au construit camere

    fotografice multiple de preluare a fotografiilor aeriene din

    baloane dirijabile denumite panoramograf printre care cele

    construite de Thiele, Cailletet i Tribaule, Scheimpflung,

    Templer etc.

    nceputul fotogrammetriei este marcat prin descoperirea

    legilor perspectivei i utilizarea lor n pictur. Primul care a

    folosit imaginile perspective n scopuri topografice a fost

    elveianul M.A.Kappler n anul 1726 la ntocmirea hrii

    masivului muntos Pilatus dup imagini desenate ale terenului. n

    cartea Perspectiva liber a matematicianului I.H. Lambert

    aprut n 1759 la Zurich, sunt expuse soluii geometrice privind

    reconstituirea perspectivei centrale.Folosirea pentru msurtori a

    imaginilor desenate din vedere nu puteau gsi o larg rspndire.

  • 13

    Ideea folosirii fotografiei n tehnica msurtorilor terestre

    aparine fizicianului Arago care n anul 1839 descoper metoda

    de fixare a imaginii fotografice i stabilete primele elemente

    teoretice de aplicare.

    Prima camer fotografic metric a fost construit de

    inginerul militar francez Aim Laussedat n anul 1851 i folosit

    n cadrul procedeului de ridicare denumit de el metrofotografia

    (Figura 1.1). Lucrrile lui au fost recunoscute la timpul lor i

    sunt considerate ca primele aplicaii ale fotografiei n scopuri de

    cartografiere.

    Figura 1.1 Primele fototeodolite

    Ideea folosirii fotografiilor aeriene ale suprafeei terestre n

    scopuri topografice aparine fotografului francez Gaspar Felix

    Tauranchon cunoscut i sub numele de Nadar care n anul 1858

    obine prima fotografie aerian de la nlimea de 80 m deasupra

    Parisului, folosind pentru aceasta un balon captiv (figura 1.2).

    Prima fotografie din avion se obine n anul 1909 tot n Frana.

  • 14

    Figura 1.2. Obinerea primei fotografii aeriene.

    Relativ la aparatura de exploatare a fotogramelor ,la

    nceputul secolului nostru prin construirea stereocomparatorului

    n anul 1901 de ctre C.Pulfrich apare noul principiu de msurare

    care folosete numai imaginea fotografic,fr a face apel la

    msurri de direcii cu teodolitul.Acest principiu de msurare

    stereoscopic este folosit i n prezent.

    n continuare un pas important l-a constituit construirea de

    ctre uzinele Zeiss din Jena n anul 1911 a stereoautografului, la

    propunerea austriacului Orel. Acest aparat a aprut ca o

    perfecionare a stereocomparatorului asigurnd o dat cu

    msurtorile stereoscopice, obinerea automat a cotelor precum

    i desenarea planului topografic.

    Datorit posibilitilor limitate de folosire a

    fotogrammetriei terestre n scopuri topografice, dezvoltarea

  • 15

    fotogrammetriei i folosirea ei pe scar larg ncepe o dat cu

    dezvoltarea aviaiei.

    Construirea primei camere aerofotogrammetrice automate

    (figura1.3) de ctre O. Messter n anul 1915 a permis executarea

    aerofotografierii pe benzi.

    Figura 1.3 Camera aerofotogrammetric

    Cu toate experienele izolate, mai mult sau mai puin

    reuite, aerofotografierea nu s-a dezvoltat pn la apariia

    avionului, care a permis transportul rapid, comod i ieftin a

    camerei fotoaeriene deasupra suprafeei de ridicat.

    Dezvoltarea aviaiei n al doilea deceniu al secolului XX a

    dus la succese n aerofotogrammetrie. Experimentrile n

    folosirea avionului la ridicri fotoaeriene ncep nainte de primul

    rzboi mondial, cnd este folosit fotografia aerian n

    operaiunile militare de recunoatere.

  • 16

    Dup primul rzboi mondial metodele de ridicare

    fotoaerian se extind continuu. Folosirea avionului a impus

    folosirea unui timp de expunere mic. Aceasta a impus la rndul

    su construirea unor obiectivi cu luminozitate mare, lipsii pe ct

    posibil de distorsie, cu obturatoare care s funcioneze rapid i

    sigur, precum i a unor dispozitive mecanice de acionare a

    camerei n timpul lucrului.

    ntr-o perioad scurt, aerofotogrammetria devine

    principala ramur a fotogrammetriei n domeniul msurtorilor

    terestre. Prin construirea dublu proiectorului de ctre M.Gasser

    n anul 1915 dup principii stabilite de Scheimpflug, apare

    primul aparat de stereorestituie, precum i primele procedee de

    orientare i exploatare a fotogramelor preluate cu camerele

    aerofotogrammetrice. Prin aceast descoperire a fost deschis

    calea dezvoltrii n continuare a fotogrammetriei.

    Dintre principalele camere aeriene construite i folosite,

    cele mai importante sunt RMK, MRB (Germania), RC-5

    (Elveia), AFA (U.R.S.S.), Santoni (Italia), T 11 (S.U.A.) i SOM

    (Frana). Aceste aparate construite n prezent n variante

    moderne, reflect orientarea ctre folosirea tehnicilor i

    tehnologiilor moderne digitale pentru determinarea pe cale

    automat a datelor necesare prelucrrii fotogramelor, precum i

    realizarea unor mecanisme automate de transmisie i comand.

    Printre pionierii fotogrametriei analitice, cu contribuii

    eseniale n dezvoltarea acestui domeniu, i putem meniona:

  • 17

    Otto von Gruber (18841942), Prof. Earl Churh (18901956),

    Dr. Hellmut Schmid Prof. Mahmoud (Sam) Karara

    (1928-1992)

    Uuvo (Uki) Vilho Helava (1923-1994)

    n anul 1923, firma Cal Zeiss Jena a construit primul

    aparat universal de stereorestituie dup proiectul lui

    W.Bauersfeld folosind principiul proieciei optice. Pornind de la

    principiul de reconstruire pe cale optic, optico-mecanic i

    mecanic a fasciculului fotogrammetric existent n momentul

    fotografierii ncep s se construiasc tot mai multe tipuri de

  • 18

    aparate de restituie stereoscopic. Realizri deosebite n acest

    domeniu au avut constructorii de aparate cunoscui pe plan

    mondial: U. Nistri, E. Santori, H. Wild i G. Poivilliers.

    Lucrrile teoretice ale lui O. Gruber, Th. Scheimpflug i S.

    Finsterwalder au constituit un aport important la fundamentarea

    metodelor de restituie fotogrammetric i la dezvoltarea

    metodelor de aerotriangulaie instrumental.

    n ultimul deceniu, pentru toate domeniile stiinei i

    tehnicii au fost create posibiliti nebnuite prin prelucrarea

    automat a datelor cu ajutorul calculatoarelor electronice.n

    fotogrammetrie, acest procedeu a deschis calea dezvoltrii

    metodelor analitice de exploatare a fotogramelor, iar cuplarea

    stereocomparatorului cu un calculator electronic a dus la apariia

    aparatelor de restituie analitic de tip Helava, care sunt

    construite pe principiul proieciei matematice. Este pentru prima

    dat cnd se prsete principiul de simulare n construcia

    aparatelor fotogrammetrice. Ultima realizare n folosirea

    sistemelor electronice o reprezint automatizarea complet a

    procesului de exploatare fotogrammetric de la fotogram la

    hart, la inventarul de coordonate ale punctelor sau la modelul

    digital al terenului. Drumul n aceast direcie a fost deschis de

    specialitii S.U.A. i Canada, iar primul aparat, stereomatul

    realizat n anul 1958 de ctre G. L. Hobrough marcheaz

    nceputul exploatrii automate a fotogramelor.

  • 19

    n ara noastr, primele ncercri de folosire a fotografiilor

    terestre pentru ntocmirea unor schie topografice s-au fcut n

    timpul rzboiului de independen din anul 1877. Realizrile n

    domeniul mijloacelor de zbor au permis obinerea primelor

    fotografii din balon executate de ctre Vitoianu n anul 1889 i

    din avion de ctre Aurel Vlaicu,n anul 1911 (figura 1.4).

    Figura 1.4 Primele fotografii aeriene n Romnia

    n ara noastr, dezvoltarea ridicrilor aerofotogrammetrice

    este legat de apariia aviaiei. ntre anii 1910 - 1914 s-au fcut

  • 20

    experimentri ale fotografiei din avion folosind avioanele

    construite n ara noastr i cele cumprate din strintate.

    Pregtirile pentru primul rzboi mondial orienteaz i fotografia

    aerian pentru folosirea n scopuri militare.

    Astfel primele lucrri de ridicare fotoaerian din avion

    s-au fcut n aprilie 1916, de ctre serviciul fotoaerian creat n

    cadrul flotilei de aviaie de la Cotroceni, utiliznd la nceput

    camere fotoaeriene simple, construite din lemn, de formatul 9x12

    cm.

    n august 1916 acest serviciu s-a dezvoltat prin nfiinarea

    a 6 secii fotoaeriene afectate escadrilelor de aviaie care erau

    dislocate la Tlmaci, Braov, Murfatlar, Piatra Neam, Cotroceni

    i una mobil. La nceput nu s-au obinut rezultate notabile

    datorit lipsei de experien. Ulterior, n timpul refacerii trupelor

    din Moldova, s-au adus aparate i materiale fotografice noi,

    precum i un laborator cu care au fost nzestrate seciile

    fotoaeriene.

    S-a nceput o activitate intens al crei randament a fost

    apreciat n luptele de la Mreti, cnd s-au cunoscut nainte de

    nceperea luptelor tipul i felul organizrii inamice.

    n timpul primului rzboi mondial, Serviciul Geografic al

    Armatei i celelalte secii fotoaeriene trimiteau pe front hrile

    topografice completate cu date despre inamic folosind n acest

    scop fotografiile aeriene. n perioada primului rzboi mondial,

    s-au executat de ctre cele ase seciuni fotoaeriene ale aviaiei

  • 21

    militare, fotografii aeriene n scopuri de recunoatere i de

    actualizare a hrilor prin metode expeditive. n mod sporadic i

    pe poriuni mici s-au efectuat ncercri de aplicare a ridicrilor

    fotogrammetrice i n scopuri civile.

    n urma experienei cptate, ofierii ingineri silvici n

    rezerv Aurel Cerntescu i Victor Ivnceanu ntocmesc n 1918

    un "Studiu asupra restituirii fotografiilor aeriene" n care se

    prezentau mijloacele folosite n exploatarea coninutului

    fotografiilor aeriene.

    Astfel, n anul 1924 a fost creat serviciu de cadastru aerian

    pe lng Direcia Aviaiei Civile, care a folosit, pentru prima dat

    n ara noastr fotogrammetria n lucrri de msurtori terestre.

    Din primele lucrri se menioneaz aerofotografierea oraelor

    Bacu i Curtea de Arge de ctre cpitan aviator Constantin

    Gona i ntocmirea unor fotoscheme. Rezultatele foarte bune

    date de fotoplanul la scara 1:5000 a oraului Bucureti ntocmit

    de o companie aerian francez au contribuit la aplicarea

    metodelor fotogrammetrice n lucrri de sistematizare a

    localitilor.

    Tot n anul 1924 a luat fiin o secie fotogrammetric la

    Serviciul Geografic al Armatei, care era dotat cu un aerocartograf

    i alte aparate de laborator de strict necesitate, ce au executat

    lucrri de ntocmire a hrilor topografice militare. Prin

    conferine i publicaii este propagat ideea aplicrii ridicrilor

  • 22

    fotoaeriene n ntocmirea de planuri i hri. n unele instituii de

    nvmnt superior sunt introduse noiuni de fotografie aerian.

    n anul 1929, a luat fiin un serviciu fotogrammetric n

    cadrul Direciei Cadastrului Minier. ncepnd cu anul 1933 i

    pn la cel de al doilea rzboi mondial,serviciile fotogrammetrice

    existente au fost unificate sub denumirea Oficiul Hidrografic i

    Aerogrammetric, dotat cu stereoplanigrafe C5, fotoredresoaere

    SEG IV, aeroproiectoare multiplex, camere aero-

    fotogrammetrice, ct i avioane amenajate n scopul ridicrilor

    aerofotogrammetrice.

    n paralel cu aceste realizri tehnice, au existat preocupri

    de elaborare a unor lucrri tiinifice de ctre C. Gon, Gh.

    Iacobescu, I. Gh. Vidracu, V. Ivnceanu, Anton Marin, Gh. V.

    Nicolau-Brlad .a. Dintre lucrrile de baz care i pstreaz i

    astzi valoarea lor tiinific se menioneaz:

    Fotogrammetria(1925) de I. Vidracu, Fotografia aerian

    (1931) de Anton Marin, Curs de fotogrammetrie i fotografie

    aerian (1940), Fotogrammetria volumul I, Fotogrammetria

    matematic (1945) de Gh. V. Nicolau Brlad.

    Dup cel de al doilea rzboi mondial, dezvoltarea

    diferitelor ramuri ale economiei naionale a impus executarea

    unui mare volum de msurtori terestre ntr-o perioad scurt de

    timp. Pentru satisfacerea cerinelor n acest domeniu au fost

    create uniti fotogrammetrice moderne i a fost organizat

    nvmntul de specialitate pentru pregtirea cadrelor necesare.

  • 23

    Preocuprile n aplicarea ridicrilor fotogrammetrice cresc,

    iar specialiti din domeniul msurtorilor terestre ncep s i dea

    seama c avantajele folosirii fotografiei aeriene sunt de

    necontestat.

    Totodat, n anul 1949 ia fiin o secie fotogrammetric n

    cadrul "Comitetului geologic" dotat cu camere fotoaeriene i

    aparatur modern de exploatare a fotogramelor. Cu acest

    ocazie apar noi preocupri legate de aplicaia fotografiilor aeriene

    i terestre n geologie, sistematizri urbane etc.

    Cooperativizarea agriculturii, mai mult dect celelalte

    sectoare ale economiei a ridicat problema reorganizrii

    procesului tehnologic de ntocmire a bazei topografice din

    unitile de producie ale Direciei Generale Geotopografice i

    Organizarea Teritoriului din Ministerul Agriculturii. n cadrul

    acestei Direcii ia fiin n anul 1958 o ntreprindere

    fotogrammetric de mare capacitate numit Institutul de

    Geodezie, Fotogrammetrie, Cartografie i Organizarea

    Teritoriului (IGFCOT) care are ca obiectiv ntocmirea planurilor

    topografice i cadastrale la scara 1:10.000, 1:5.000 i 1:2.000

    pentru ntreg teritoriul Romniei, necesare ntocmirii i inerii la

    zi a evidenei funciare, organizrii teritoriului, a lucrrilor de

    mbuntiri funciare etc.

    De asemenea n 1960 s-a nfiinat un serviciu

    fotogrammetric la Institutul de Studii i Proiectri Forestiere, iar

    n 1970 i la alte institute printre care menionm Institutul de

  • 24

    Studii i Proiectri pentru mbuntiri Funciare (ISPIF),

    Institutul de Proiectri Transporturi Auto, Navale i Aeriene

    (IPTANA), Institutul de Studii i Proiectri Ci Ferate (ISPCF),

    dotate cu aparatur de prelucrare a fotografiilor aeriene i

    terestre.

    Odat cu crearea acestor uniti de specialitate,

    fotogrammetria a devenit principala metod de ridicare

    topografic i de realizare a planurilor i hrilor topografice sau

    tematice n principalele sectoare ale economiei naionale.

    Dup 1950, cerinele impuse iniial de aderarea la Tratatul

    de la Varovia i apoi de cooperativizarea agriculturii i ulterior

    de industrializarea socialist au impus ntocmirea n scurt timp a

    unui mare volum de ridicri topografice.

    Aceast situaie a ridicat n mod serios problema crerii de

    noi sectoare fotogrammetrice i nzestrarea acestora cu aparatur

    modern de nalt productivitate.

    Fostul Institut Geografic Militar s-a transformat n

    Direcia Topografic Militar n cadrul creia a luat fiin o

    unitate aerofotogrammetric. Pentru zbor s-a nfiinat

    detaamentul aerofotogrammetric, care a reuit n scurt timp s

    execute aerofotografierea ntregului teritoriu al rii la diferite

    scri, pentru realizarea hrilor i planurilor de localiti i

    ulterior pentru actualizarea periodic a acestora. De remarcat

    aerofotografierile executate n perioada 1950-1952 pentru

    ntocmirea i actualizarea hrii rii la scara 1:25 000,din

  • 25

    perioada 1959-1962 pentru ntocmirea hrii de baz la scara 1:50

    000,i din perioada 1970-1974 pentru ntocmirea hrii de baz la

    scara 1:25 000.

    Dintre lucrrile de baz cu valoare tiinific putem

    meniona crile scrise de: Nicolae Oprescu .a., Manualul

    inginerului geodez Volumul III, (1974), Gherasim Marton i

    Nicolae Zegheru Fotogrammetrie (1972), Lucian Turdeanu,

    Fotogrammetrie analitic (1997) i altele mai recente.

    ncepnd cu 1980 s-au executat aerofotografieri pentru

    realizarea planurilor localitilor la scara 1:5 000 i 1:10 000 i

    din 1985 pentru actualizarea periodic, la interval de 5 ani, a

    hrilor de baza la scara 1:50 000 pe ntreg teritoriul rii.

    Rezultatele obinute au confirmat avantajele mari pe care

    le prezint folosirea fotogrammetriei n msurtorile terestre

    perspectivele deosebite care se deschid aplicrii sale n alte

    domenii netopografice ale tiinei i tehnicii.

    Dup 1990, lipsa unei instituii responsabile de organizare

    la nivel naional i a unei politici i strategii unitare de utilizare a

    tehnicilor i tehnologiilor de aerofotografiere i a tehnicilor de

    teledetecie n domeniul msurtorilor terestre i n alte domenii

    (agricultur, ingineria mediului) a determinat aceeai ineficien

    economic n folosirea resurselor disponibile, suprapunerea

    eforturilor i programelor diverselor instituii de specialitate i n

    final imposibilitatea utilizrii pe scar larg a acestor metode n

  • 26

    cadrul unor programe sectoriale, cu responsabiliti precis

    delimitate i finanare extern.

    n anul 1997, n conformitate cu prevederile Legii

    cadastrului i publicitii imobiliare nr.7/1996, s-a nfiinat

    Oficiul Naional de Cadastru, Geodezie i Cartografie (ONCGC),

    instituie public n sub-ordinea Guvernului Romniei, sub

    directa coordonare a primului ministru, care ndruma i controla

    activitatea de geodezie, fotogrammetrie, teledetecie, cartografie

    i cadastru la nivelul ntregii ri. n sub-ordinea Oficiului

    Naional de Cadastru, Geodezie i Cartografie funcioneaz

    Institutul de Geodezie, Fotogrammetrie, Cartografie i Cadastru

    (transformat mai trziu n Centrul Naional de Geodezie,

    Cartografie, Fotogrammetrie i Teledetecie) precum i 41 Oficii

    de Cadastru, Geodezie i Cartografie judeene i cel al

    municipiului Bucureti (transformate mai trziu n Oficii de

    cadastru i publicitate imobiliar).

    n anul 2002 - ONCGC trece in sub-ordinea Ministerului

    Administraiei i Internelor iar din 2004 se nfiineaz Agenia

    Naional de Cadastru i Publicitate Imobiliar (ANCPI) prin

    reorganizarea ONCGC i preluarea activitii de publicitate

    imobiliara de la Ministerul Justiiei.

    Capitolul 2 Elemente de fotogrammetrie

  • 27

    Indiferent de domeniul de aplicare, privit din punct de

    vedere geometric, problema de baz a fotogrammetriei const n

    reconstituirea unui obiect pe baza perspectivelor plane, a nregistrrilor

    fotografice i digitale ale acestuia, denumite fotograme.

    Rezolvarea matematic a acestei probleme, precum i

    luarea n consideraie a diferenelor ce apar ntre modelul

    matematic i realizarea lui fizic genereaz procedeele numerice i

    geometrice ale fotogrammetriei.

    nregistrarea fotografic i numeric a terenului constituie o

    surs de informaii cu un volum imens de date. Prelucrarea

    automat a acestor informaii a constituit o preocupare nc de la

    apariia fotogrammetriei, iar n prezent, prin crearea aparatelor i a

    sistemelor automate de exploatare a nregistrrilor, fotogrammetria

    se include de la sine n domeniul teoriei informaiilor.

    Fotogrammetria, privit din punctul de vedere al teoriei informaiei,

    ct i n ceea ce privete aplicaiile sale n diferite domenii de

    activitate, are posibiliti nelimitate de a nregistra progrese

    importante n viitor.

    Imaginea fotografic a unui obiect sau a unei suprafee de

    teren este o pies de mare valoare deoarece este o nregistrare

    obiectiv a imaginii respective.

    Pentru ca fotografia s fie un element de plecare n

    msurtori i reprezentri exacte este necesar ca ea s

    ndeplineasc nite condiii speciale metrice. O astfel de

  • 28

    fotografie este fotograma, care sub raport matematic este o

    proiecie central.

    Deci primul principiu i prima condiie n msurtorile

    fotogrammetrice propriu-zise este aceea ca fotografiile s fie

    proiecii centrale cu caracteristici perfect cunoscute, adic s fie

    fotograme.

    Fcnd referire la ridicri, se nelege c fotogrammetria

    trebuie s se supun legilor de baz ale topografiei, de unde

    rezult c plecnd de la proiecii centrale (fotograme) trebuie s

    se ajung la proiecii paralele (planuri, hri). ntr-adevr,

    fotograma i harta sunt proiecii plane ale suprafeelor de teren

    ns pe ct vreme fotograma este o proiecie central, harta este

    o proiecie paralel ortogonal.

    Dac imaginile fotografice B1 i C1 ale punctelor din teren

    B i C sunt simetrice cu imaginea A1 a punctului axial A, se

    observ c deprtrile pe hart a proieciilor B0 i C0 de A0

    depind nu numai de nclinarea axului de fotografiere ci i de

    relieful terenului (figura 2.1). Problema raportului dintre

    dimensiunile de pe fotogram i corespondentele lor de pe hart

    este o problem complex.

    Problema de baz a fotogrammetriei este aadar aceea de a

    stabili metodele matematice i tehnicile dup care se poate

    transforma o proiecie central, sau mai multe, ntr-una sau mai

    multe proiecii paralele.

  • 29

    Dac se consider o singur fotogram aerian n cazul

    particular al unui teren orizontal (figura 2.2), dat fiind

    reversibilitatea fenomenelor n optica geometric, harta terenului

    poate fi obinut printr-o simpl proiectare a fotogramei pe o

    planet, cu condiia ca fotograma s aib aceeai poziie,

    (nclinare) fa de planet pe care a avut-o n momentul de priz

    fa de teren, adic fotograma s fie redresat (ntreaga proiecie

    s fie adus la o anumit scar). Dup asemenea fotograme,

    harta/planul se pot obine i prin construcii grafice. n acest caz

    particular se obine de-a dreptul proiecia ortogonal necesar

    dup proiecia central. Metoda se numete a simplei intersecii,

    deoarece razele proiectate se intersecteaz fiecare n parte

    simplu, cu planeta.

    Figura 2.1 Proiectarea terenului pe fotogram i pe plan

    Figura 2.2 Proiectarea pe fotogram a unui teren orizontal

  • 30

    Problema e simpl chiar atunci cnd terenul este nclinat,

    ns de pant continu, cnd proiecia ortogonal se obine uor,

    printr-o transformare afin (dilatare). Totodat se nelege c

    practica admite i mici denivelri. Relieful nu poate fi redat

    pentru c nu exist elemente de difereniere perpendiculare pe

    planul fotogramei.

    Privitor la transformarea unei proiecii centrale ntr-o

    proiecie paralel se poate conchide c metoda este limitat la

    terenurile plane i uor denivelate, c pe msur ce crete

    accidentaia terenului scade precizia i c pe aceast cale nu se

    poate obine relieful. Aceasta este fotogrammetria planimetric i

    corespunde simplei intersecii n plan.

    Dac se iau n considerare dou fotograme luate din puncte

    diferite, n aa fel nct s aib o acoperire, adic o important

    poriune de teren s fie prins n ambele fotograme (figurile 2.3 i

    2,4), exist posibilitatea de a utiliza simultan ambele imagini.

    Cele dou imagini ale poriunii comune pot fi considerate dou

    proiecii ale aceluiai subiect i potrivit principiilor geometriei

    proiective se poate obine o a treia proiecie sau mai multe.

    n cazul reprezentrii teritoriilor, proieciile ce intereseaz

    a se obine i care pot fi obinute pe baza celor dou proiecii

    centrale, sunt cele specifice topografiei generale, adic o

    proiecie paralel ortogonal pentru obinerea planimetriei i o

    proiecie paralel orizontal (perpendicular pe prima) pentru

    obinerea altimetriei.

  • 31

    Figura 2.3 Zona de acoperire a dou fotograme aeriene

    Figura 2.4 Zona de acoperire a dou fotograme terestre folosind o stereocamer terestr cu baz fix

  • 32

    Matematic pot fi determinate poziiile n x, y, z ale tuturor

    punctelor ce dau imagini pe cte dou fotograme cu acoperire

    ntre ele.

    Poziiile spaiale ale punctelor pot fi obinute prin

    construcii grafice, pe cale analogic sau pe cale analitic

    (exemplu relaiile de mai jos, n cazul fotogrammetriei terestre).

    Construciile grafice sunt greoaie, nu asigur precizie i

    nici randament satisfctor ns reprezint o posibilitate de

    determinare de puncte izolate atunci cnd nu se dispune de

    aparataj fotogrammetric.

    Calea analogic presupune utilaj fotogrammetric

    specializat cu ajutorul cruia se red terenul sub form grafic

  • 33

    convenional (planimetric i altimetric) prin restituia modelului

    optic punct cu punct, linie cu linie, direct, fr interpolri.

    Prin model optic (stereomodel) se nelege imaginea

    spaial (n relief) proprie vederii binoculare, ce se obine atunci

    cnd cele dou fotograme ale cuplului sunt privite separat i

    anume cea din stnga cu ochiul stng iar cea din dreapta cu

    ochiul drept.

    Pentru ca imaginea n relief (numit i stereoscopic) s

    reprezinte efectiv modelul optic propriu-zis este necesar ca

    fotogramele s se gseasc una fa de cealalt n poziii relative

    practic identice cu cele din momentul prelurii (de priz). n

    acest caz, la intersecia razelor omoloage se obine efectiv

    modelul optic i se spune c fotogramele sunt orientate relativ.

    Pentru ca modelul optic s poat fi restituit este necesar ca el s

    fie orientat i absolut, adic s fie adus la o anumit scar i ntr-

    o astfel de poziie nct prin restituia lui s se obin direct

    planimetria i altimetria terenului.

    Calea analogic este specific fotogrammetric asigurnd o

    precizie satisfctoare i fiind de mare randament. n figura 2.5

    se prezint formarea modelului optic la intersecia razelor

    omoloage i restituia modelului optic cu ajutorul unui punct

    marc fixat pe o msu deplasabil i de nlime variabil.

    La verticala mrcii se gsete un creion care deseneaz

    traseele urmate cu marca.

  • 34

    Calea analitic presupune msurarea pe fotograme a

    poziiilor punctelor (coordonate fotogammetrice plane) funcie de

    care se ajunge la poziia lor spaial prin calcule. Dac se

    folosesc mijloace specializate, precise de msurare, se pot obine

    rezultate de mare precizie.

    Aceast cale este folosit n lucrri specializate pentru a se

    determina cu precizie sporit reele de puncte precum i n unele

    ridicri la lucrri mari sau n determinri cu caracter special i

    presupun n general programe i mijloace moderne de calcul.

    Se concluzioneaz c dup dou proiecii centrale ale

    aceluiai obiect (teren) se pot obine riguros proiecii paralele

    cerute de pricipiile reprezentrii teritoriilor, oricare ar fi relieful,

    att n ceea ce privete planimetria ct i n ceea ce privete

    Figura 2.5 a schem n seciune b vedere n perspectiv

  • 35

    altimetria. Aceasta este fotogrammetria stereografic i

    corespunde dublei intersecii spaiale.

    Msurtorile fotogrammetrice de precizie necesit

    ntotdeauna o legtur topografic cu terenul de ridicat pentru a

    se putea determina cu precizie scara. Acest lucru este valabil att

    pentru fotogrammetria planimetric ct i pentru cea

    stereografic, att n fotogrammetria terestr ct i n

    aerofotogrammetrie.

    n cazul fotogrammetriei terestre legtura se face de obicei

    prin cunoaterea sau determinarea poziiilor absolute ale

    punctelor de priz, determinare ce se face prin metode

    topografice n cadrul reelei geodezice.

    n aerofotogrammetrie, fie c este cazul fotogrammetriei

    planimetrice fie al fotogrammetriei stereografice, este necesar s

    fie determinat pe cale topografic n X, Y, Z, un numr minim de

    puncte denumite puncte de reper. Numrul i poziia acestora

    sunt diferite funcie de metodele de aerotriangulaie folosite.

    Privitor la aplicaiile fotogrammetriei n alte domenii,

    metodele matematice i tehnice n ceeace privete determinarea

    unor mrimi fizice (lungimi, suprafee, volume, forme, poziii

    etc.) i a reprezentrilor acestora sunt comune sau deriv din

    acestea. Metodele, tehnicile i tehnologiile pot fi uneori cu totul

    specifice pentru a deservi ct mai bine aplicaia respectiv.

    Trebuie observat c unele din aplicaiile fotogrammetriei n

    aceste domenii nu sunt propriu-zis fotogrammetrice deoarece nu

  • 36

    necesit msurtori i determinri precise i prin urmare nu

    necesit nici fotograme ci doar fotografii.

    Aplicaiile netopografice implic, fiecare n parte, pe lng

    anumite cunotine de fotogrammetrie, care uneori pot fi mai

    aprofundate, alteori mai sumare, o specializare n domeniul

    respectiv.

    2.1 Baze optice i fotografice

    Potrivit celor prezentate, fotograma trebuie s fie o

    proiecie central a regiunii fotografiate. Practic o astfel de

    proiecie se realizeaz cu att mai greu cu ct mai riguros se cere

    ndeplinit condiia de centricitate a proieciei.

    Cauzele generale care produc abateri ale imaginii de la

    perspectiva matematic sunt: eroarea de formare a imaginii

    produs de obiectiv, refracia atmosferic, construcia neregulat

    a filmului fotografic i rezoluia emulsiei fotografice.

    Imaginea format de obiectivi fotogrammetrici trebuie s

    fie clar, metric i cu o distribuie a luminii egal n planul

    imaginii.

    Principalele erori de claritate, numite i aberaii ale

    imaginii, cum sunt: aberaia de sfericitate, aberaiile cromatice,

    coma, astigmatismul i erorile de curbur ale imaginii, sunt astzi

    controlate. Prin asocierea mai multor lentile de curburi diferite i

  • 37

    de indici de refracie diferii s-a reuit s se obin obiectivi care

    dau imagini clare i precise.

    Prin cmp se nelege unghiul conului de proiecie, adic

    unghiul pe care l fac razele limit diametral opuse. Obiectivii

    fotogrammetrici pot fi grupai dup mrimea cmpului astfel:

    normal unghiulari (50g - 70g), mari unghiulari (100g) i super

    mari unghiulari (> 130g).

    Sunt dou categorii de obiectivi fotogrammetrici: pentru

    camerele terestre i pentru camerele aeriene.

    Deoarece n fotogrammetria terestr obinerea

    fotogramelor se face din puncte fixe (la sol), timpul de expunere

    poate fi mai mare i n consecin luminozitatea obiectivilor

    poate fi mai mic.

    n cazul camerelor aeriene, datorit deplasrii, expunerea

    este foarte scurt i n consecin obiectivii trebuie s fie foarte

    luminoi. Numai aa imaginea obinut n timpul scurt ct are loc

    expunerea poate fi netrenat, suficient de luminat i poate fi

    perspectiv central.

    Totodat, pentru a mri precizia ridicrilor aerofoto-

    grammetrice i a crete eficiena lor se cere utilizarea unor

    obiectivi cu unghi de cmp mare. Astfel de obiectivi permit

    nregistrarea unor suprafee mai mari, de la aceeai nlime de

    zbor i micoreaz astfel efectul erorilor de refracie atmosferic.

  • 38

    n prezent se construiesc obiectivi foarte luminoi, cu

    unghi de cmp foarte mare, care asigur imagini clare, cu

    distorsiuni foarte mici.

    n general se utilizeaz obiectivi cu distana focal de 115

    mm, cu unghiuri de cmp cupinse ntre 100g - 130g , cu egal

    distribuie a luminii.

    2.2 Materiale fotosensibile i elemente de sensitometrie

    Materialele fotografice permit obinerea de imagini

    pozitive pe acelai material pe care s-a fcut fotografierea. Aceste

    materiale fotografice se clasific n: materiale pozitive, negative

    i reversibile.

    n funcie de sensibilitatea spectral se disting urmtoarele

    categorii de materiale fotosensibile:

    Nesensibilizate pentru fotografieri alb-negru a obiectelor alb-negru i albastre;

    Izoortocromatice utilizate pentru fotografierea oricror obiecte cu excepia celor cu nuane de rou;

    Izocromatice sensibile pentru orice zon a spectrului vizibil; Pancromatice sensibile pentru toate radiaiile spectrului vizibil, cu excepia celor verzi pentru care au o sensibilitate mic;

  • 39

    Infracromatice (infrarou) posed o sensibilitate n afara domeniului razelor vizibile: 680-860nm;

    Tricromatice sensibile la culorile de baz ale spectrului vizibil: albastru, rou, verde, folosite la fotografierea n culori;

    Spectrozonale avnd dou straturi sensibile pancromatice si infracromatice folosite n fotografia spectrozonal.

    Materialele fotografice se produc sub form de plci

    fotografice, filme fotografice si hrtie fotografic.

    Filmele fotografice au suportul de baz din celuloid pe

    care este aplicat emulsia fotosensibil i se pot grupa n:

    filme pentru scopuri generale; filme pentru fotografia aerian i terestr; filme pentru poligrafie; filme dentare i medicinale.

    Filmele pentru fotografierea aerian pot fi:

    pancromatice; izocromatice; infracromatice;

  • 40

    sub form de role cu limi de 19, 24 si 32cm si lungimi de 9, 35

    si 60m, perforate sau neperforate pe margine.

    Bobinele de film se introduc n cutii nchise ermetic, pentru a se

    evita impresionarea stratului nainte de utilizare.

    Caracteristicile principale ale filmelor aeriene:

    Filmul pancromatic tip 10:

    sensibilitatea general 700-1200 GOST, D0=0,3;

    coeficientul de contrast = 1,7-2; puterea separatoare: 60-80 linii/mm, granulaia 20;

    factorul filtrelor de lumin: 2 pentru galben, 3,3 pentru

    oranj si 7,7 pentru rou.

    Filmul pancromatic tip 11:

    sensibilitatea general 700-1200 GOST, D0=0,3;

    coeficientul de contrast = 1,7-2; puterea separatoare: 120-130 linii/mm; granulaia mai

    fin;

    Filmul izocromatic:

    sensibilitate general inferioar celui pancromatic;

    puterea separatoare: 65-80-linii/mm;

    sensibilitate la culori: ntre ortocromatic si pancromatic;

    factorul filtrelor: 2,4 pentru galben si 8,5 pentru rou.

    Filmul infracromatic aerian:

    sensibilitate maxim pentru = 760nm;

  • 41

    coeficientul de contrast aproape 2; sensibilitatea general: 20-25% din sensibilitatea filmului

    pancromatic;

    folosete filtrul oranj.

    Hrtia fotografic se folosete pentru copierea prin

    contact si prin proiecie a fotogramelor originale. Scrile de

    nuan ale hrtiei fotografice i sensibilitatea sunt mai sczute

    dect la filme, ntruct timpul de expunere poate fi mult mrit,

    deoarece se lucreaz n condiii statice, fr s intervin factori

    exteriori perturbatori n procesul de copiere.

    Suprafaa hrtiei poate fi:

    - lucioas,

    - semimat,

    - mat,

    - foarte mat,

    - neted,

    - granulat

    - cu raster.

    Claritatea imaginii depinde nu numai de calitatea imaginii

    proiectate ci i de calitile emulsiei fotografice i de condiiile

    fotografierii i copierii (n cazul pozitivrii).

    Caracteristici cum sunt granulaia, claritatea i contrastul

    determin microcalitatea i posibilitatea de a lucra la scri mici.

  • 42

    Principalele caracteristici ale emulsiei fotografice sunt

    sensibilitatea i puterea de rezoluie.

    Iluminarea imagini = E t

    (E - intensitatea fluxului luminos, t - timpul de expunere).

    Pe curba de nnegrire a unei imagini se disting trei

    intervale (figura 2.6): AB - subexpunerea, BC - expunerea

    normal, CD - supraexpunerea.

    Puterea de rezoluie cea mai mare se gsete la mijlocul

    intervalului BC.

    Figura 2.6

    = 45O - se obine un negativ normal < 45O - se obine un negativ cu contraste Dac atenuate > 45O - se obine un negativ cu contraste exagerate

  • 43

    Pe o fotografie normal expus pot aprea zone cu pri

    subexpuse sau supraexpuse, funcie de remisia (reflectana)

    obiectelor terenului. Terenurile nisipoase i calcaroase cu mare

    remisie vor apare supraexpuse, obiectele ntunecate, cu slab

    remisie, vor apare subexpuse.

    S-au pus la punct procedee (inclusiv electronice) care s

    permit filtrarea imaginilor la copiere astfel nct s se micoreze

    efectul vlului atmosferic, s se egalizeze contrastele, s se

    elimine efectele reflectanei obiectelor. Aceste procedee

    presupun aparatur suplimentar ct i timp i materiale

    suplimentare.

    Sensibilitatea emulsiilor fa de culori.

    Emulsiile fotografice redau culorile n alb-negru sau color.

    n timp ce vederea uman se ntinde asupra radiaiilor n

    intervalul 400 - 750 nm lungime de und, emulsiile fotografice

    obinuite nu sunt sensibile dect pentru radiaiile din intervalul

    300 - 500 nm. De aceea a fost necesar s se produc emulsii cu

    alte sensibiliti spectrale.

    Emulsiile ortocromatice au sensibilitate extins asupra

    culorilor verde i galben, iar emulsiile pancromatice sunt

    sensibile la toate culorile. n scopuri metrice se folosesc n

    general emulsiile pancromatice.

    Un loc important l ocup emulsiile infracromatice,

    sensibile la spectrul infrarou. Ele sunt indicate pentru fotografii

  • 44

    pe timp de noapte i la mare distan, precum i n cazul

    vizibilitii reduse din cauza suspensiilor atmosferice.

    Pentru a atenua aciunea diverilor factori atmosferici (raze

    violete, ultraviolete etc.) asupra emulsiilor fotografice se folosesc

    filtre de lumin. Acestea rein lungimile de und mai mici dect

    culoarea lor i las s treac raze de anumite lungimi de und.

    Filtrele pot fi monocromatice, cnd permit trecerea razelor

    unei singure culori, selective, cnd permit trecerea razelor de

    anumite culori cu absorbia celorlalte i de compensaie, care

    combin culorile din anumite zone ale spectrului.

    Puterea de rezoluie este un indicator al emulsiei care se

    mai numete i puterea de separare. Ea condiioneaz

    reproducerea celor mai mici detalii i claritatea imaginii.

    Este limitat de fineea granulaiei emulsiei i este

    condiionat direct i de sensibilitatea emulsiei. Cele dou

    caracteristici sunt divergente deci problema nu este uor de

    rezolvat.

    n prezent exist filme aeriene cu o rezoluie de 250

    linii/mm, ceea ce practic poate duce la o rezoluie de 400

    linii/mm - foarte bun.

    Funcia de transfer a contrastului

    Date fiind multiplele cauze de erori ce afecteaz calitatea

    imaginii fotografice s-a introdus un nou criteriu de apreciere care

    s nlocuiasc sau s completeze criteriul clasic al puterii de

  • 45

    rezoluie. Puterea de rezoluie se refer la redarea detaliilor

    imaginii la limita puterii de identificare i recunoatere, dar nu se

    refer la reducerea contrastului.

    Astfel s-a ajuns s se introduc, oarecum artificial, ideile

    lui Fourier i teoria informaiei pentru a se analiza performanele

    sistemului obiectiv-camer-emulsie-condiii atmosferice i de

    prelucrare a fotogramelor n totalitatea lor sau pe canale.

    n fond este vorba de transformarea imaginilor n frecvene

    spaiale i analiza undelor sinusoidale.

    Metoda concretizat sub denumirea de funcie de transfer a

    contrastului (analog cu funcia de transfer a informaiei folosit

    n tehnica transmisiunilor) permite cercetarea i caracterizarea

    efectului de reducere a contrastului datorat fiecrui canal de

    transmisie a imaginii fotografice ca: atmosfera, trenarea,

    suspensia camerei, expunerea, obiectivii, emulsia. Metoda

    prezint avantajul c prin simpla nmulire a transferurilor tuturor

    canalelor rezult transferul total. n figura 2.7 se arat schema

    redrii imaginii unui obiect cu contraste n unghiuri drepte.

    Figura 2.7

  • 46

    Funcia de transfer a contrastului C n ordonat este egal

    cu raportul dintre contrastul imaginii i contrastul obiectului,

    fiind funcie de frecvena local (fineea structurilor regulate ale

    obiectului, msurate n linii/mm) care se d pe abscis.

    C = KK ' = f(F)

    Prin metoda transferului de contrast a fost posibil s se

    stabileasc mai precis raportul dintre nsuirile obiectivului i ale

    emulsiei pentru asigurarea unei imagini de calitate i pierderile

    de contrast pe fiecare canal de transmisie.

    Filmele i plcile fotografice dau erori de deformaie

    neuniform i de planeitate.

    Planeitatea filmului se realizeaz de obicei prin vacuum n

    spatele filmului. Se pot determina erorile printr-un cristal de

    presiune dotat cu o reea (gril) de control.

    Erori pot aprea i datorit variaiei de grosime a filmelor.

    n mod obinuit controlul filmelor se poate face prin

    introducerea lor (a unor capete) n aparatele de restituie de

    ordinul I, cnd eliminarea paralaxelor trebuie s se fac foarte

    bine.

    Tendina n privina metricitii este ca fiecare eroare s fie

    redus direct sau indirect la 2 m astfel nct pe ansamblu erorile

    de poziie s se nscrie n maximum 5 m.

    S-ar putea chiar afirma c erorile ce se refer la

    metricitatea imaginii i la distribuia luminii n planul imaginii

  • 47

    sunt practic eliminate de camerele moderne. Unele aspecte legate

    de calitatea imaginii nc nu sunt rezolvate direct ci numai

    indirect (contrastul). Dac granulaia emulsiilor filmelor aeriene

    este redus n aa fel nct n procesul de restituie i

    fotointerpretare imaginile s poat fi mrite de 16 - 20 - 30 de ori,

    dup nevoi, nseamn c au fost puse de acord, la acelai nivel,

    condiiile pe care trebuie s le ndeplineasc fotogramele cu

    cerinele actuale.

    2.3 Fotograma

    Fotograma este o nregistrare fotografic metric ce conine

    imaginile unor obiecte spaiale, obinut dintr-un punct de staie

    cunoscut sau determinabil. Din punct de vedere matematic, la

    baza fotogramei i a fotogrammetriei st perspectiva

    central. n proiecia central, punctele spaiului obiect sunt

    reprezentate pe un plan de proiecie (F), cu ajutorul razelor de

    proiecie. Razele de proiecie trec printr-un punct comun (O),

    situat n afara planului de proiecie, care se

    numete centrul de perspectiv sau centrul de

    proiecie (Figura 2.8).

  • 48

    Figura 2.8 - Proiecia central

    n proiecia central, fiecrui punct P al spaiului obiect i

    corespunde un singur punct p' n planul imaginii. Dreptelor (d)

    din spaiul obiect, cu excepia celor care trec prin centrul de

    proiecie O, le corespund dreptele imaginii (d').

    Razele de proiecie se reprezint n planul imaginii prin puncte.

    Imaginile dreptelor paralele din spaiul obiect se intersecteaz n

    punctul de fug F', care reprezint imaginea punctului de la

    infinit al dreptelor paralele. Birapoartele pe drepte i n

    fasciculele de drepte ale spaiului obiect rmn invariante n

    planul proieciei. n cazul folosirii perspectivei centrale n

    fotogrammetrie, cnd spaiul obiect este suprafaa

    terestr, deosebim urmtoarele plane, linii i puncte caracteristice

    ale proieciei centrale (Figura 2.9):

  • 49

    Figura 2.9 - Elementele proieciei centrale

    - planul orizontal (T) al terenului, ales la o nlime oarecare h;

    - planul tabloului (fotogramei) (F) care este nclinat cu un

    unghi v fa de planul terenului;

    - planul vertical principal (V) care trece prin centrul de

    proiecie i este perpendicular pe planul terenului i

    al fotogramei;

    - linia verticalei principale vv, care este urma planului vertical

    n planul tabloului (F);

    - linia orizontalei principale hh, care trece prin punctul H';

    - raza principal OH' - este dreapta care trece prin centrul de

    proiecie i este perpendicular pe planul tabloului

    (fotogramei);

    - distana principal OH' - este distana pe perpendicular

    ntre centrul de perspectiv i planul tabloului (F);

  • 50

    - nlimea centrului de perspectiv sau a punctului de vedere,

    h;

    - punctul principal al tabloului H' - este intersecia razei

    principale cu planul tabloului(fotogramei);

    - punctul de fug F' - este imaginea punctului de la infinit al

    dreptelor paralele cu planele (V) i (T);

    - punctul de dispariie D - este urma n planul (T) a razei de

    proiecie care trece prin punctul O i este paralel cu linia vv.

    n fotogrammetrie, cnd terenul fotografiat este plan, apare

    un caz special al proieciei centrale, deoarece ntre punctele

    terenului i ale fotogramei exist o coresponden biunivoc,

    adic procesul este univoc reversibil.

    n cazul terenului accidentat, nu se poate reconstitui univoc

    obiectul pe baza unei singure nregistrri, deoarece fiecrui punct

    imagine p' i corespunde o dreapt (p'O) i fiecrei drepte d' i

    corespunde un plan (d'O) n spaiul obiect.

    Obiectul spaial se poate reconstitui numai pe baza a dou

    perspective, obinute din dou centre de perspectiv distincte.

    2.3.1 Elemente de orientare interioar a fotogramei

    Fotograma este o fotografie special (metric) pe care se

    pot executa msurtori de precizie. Ea este apt pentru msurtori

    i reconstituiri, atunci cnd se cunosc elementele funcie de care

  • 51

    se poate reconstitui fasciculul de raze (din spaiul obiect) ce a dat

    imaginea.

    Aceste elemente ce definesc poziia fotogramei fa de

    centrul ei de perspectiv, se numesc elemente de orientare

    interioar. Ele sunt:

    - distana principal, numit i constanta camerei, adic

    distana de la centrul de proiecie O la planul imaginii

    (fotogramei);

    - punctul principal H, adic proiecia centrului de perspectiv O pe

    planul fotogramei.

    Pentru o perfect cunoatere a perspectivei este necesar s

    se cunoasc i distorsiunile (curba), ns din punct de vedere

    practic acestea sunt eliminate n procesul de prelucrare a

    imaginilor fotogrammetrice.

    Din punct de vedere practic, distana principal se

    asimileaz cu distana focal F, iar punctul principal cu punctul

    mijlociu M ce se gsete la intersecia indicilor de referin

    (simetrici) hh' i vv' ai fotogramei ce se pot gsi la mijlocul

    laturilor (figura 2.10) sau la coluri (figura 2.11).

  • 52

    Elementele de orientare interioar sunt elemente ca:

    numrul nregistrate ntotdeauna pe fotogram mpreun cu alte

    de ordine, eventual imaginea cadranului unui ceas i eventual

    imaginea unei nivele sferice care s dea indicaii asupra

    orizontalitii fotogramei n momentul fotografierii.

    n fotogrammetria analitic pentru a fi exprimate n

    sistemul de coordonate al fotogramei, coordonatele msurate la

    un aparat de tip comparator, trebuie reduse la punctul principal H

    notat cu P n figurile 2.11 i 2.12).

    Figura 2.10 Schema fotogramei a elevaie; b vedere n plan; c vedere n perspectiv

  • 53

    2.3.2 Elemente de orientare exterioar a fotogramei

    Din punct de vedere geometric, fotograma este o

    perspectiv central, ea putnd fi considerat ca o nregistrare a

    unui fascicul de raze venind din spaiul-obiect.

    Figura 2.11 Definirea sistemului de referin (n planul fotogramei) cu indicii de referin la colurile fotogramei (camere Wild / Leica)

    Figura 2.12 Reducerea coordonatelor la punctul principal al fotogramei

  • 54

    Pentru a putea utiliza fotogramele n scopuri geomatice de

    msurare, este necesar orientarea acestora n raport cu obiectul

    fotografiat, care va putea fi astfel reconstituit i reprezentat sub

    form grafic sau numeric. n fotogrammetria analitic, traseul

    fiecrei raze poate fi descris printr-o expresie matematic n

    funcie de poziia punctului din teren, a imaginii sale pe

    fotogram i a centrului de perspectiv.

    Elementele care definesc fasciculul de raze i deci

    fotograma n spaiu, de exemplu fa de un sistem de referin

    spaial care poate fi cel geodezic, se numesc elemente de

    orientare exterioar.

    Figura 2.13 Elementele de orientare interioar (piramida mic) i exterioar (piramida mare) ale unei fotograme.

  • 55

    Ele sunt n numr de ase i anume:

    - coordonatele Xo, Yo, Zo ale centrului de proiecie O

    fa de sistemul de referin (X,Y,Z) i unghiurile k, i pe

    care le face axa de fotografiere. k este unghiul de rsucire a axei

    de fotografiere, adic a fotogramei n planul ei fa de direcia de

    zbor; este unghiul de nclinare longitudinal tot fa de direcia

    de zbor, iar unghiul de nclinare transversal.

    n cazul aerofotografierii elementele de orientare exterioar nu se

    cunosc n prealabil.

    Formatul fotogramei este de obicei ptratic de dimensiuni

    18 x 18 cm., 24 x 24 cm. sau 30 x 30cm. Distanele focale cele

    mai obinuite sunt de 105 mm. i 210 mm., dar pot fi mai mici

    sau mai mari.

    ntre elementele geometrice ale unei fotograme i teren

    exist relaia:

  • 56

    Nsc

    L

    l

    D

    d

    h

    f 1====

    unde:

    f -distan focal;

    h - nlimea de zbor deasupra terenului (relativ);

    d i D - distana pe fotogram i teren;

    l i L - latura fotogramei cu corespondentul ei pe teren;

    sc - scara fotogramei

    Scara fotogramei este variabil funcie de nclinarea axei

    de fotografiere i de gradul de accidentare a terenului.

    2.3.3 Clasificarea fotogramelor

    Din punct de vedere al necesitilor de folosire i de locul

    pe care trebuie s-1 ocupe nregistrrile n tehnologiile de

    prelucrare fotogrammetric, fotogrammetria face o clasificare a

    fotogramelor, n funcie de o serie de parametri care rezult din

    procedeele de obinere, materialele folosite, forma de prezentare,

    destinaie i scop.

    Criteriile cele mai uzuale de clasificare sunt urmtoarele:

    1. Dup locul unde se afl sistemul de nregistrare:

    fotograme terestre - obinute cu ajutorul aparatelor

    de nregistrare fotografice, denumite fototeodolite, instalate pe

    suprafaa terestr sau n subteran;

  • 57

    fotograme aeriene - obinute cu ajutorul camerelor

    aerofotogrammetrice, instalate pe avioane sau elicoptere;

    fotograme cosmice - obinute cu ajutorul camerelor

    fotogrammetrice, instalate pe satelii de cercetare i de

    teledetectie;

    2. Dup poziia axei de fotografiere fa de suprafaa de

    nregistrare:

    fotograme nadirale sau orizontale - cnd axa de

    fotografiere este perpendicular pe suprafaa de nregistrat, cu

    o abatere de cteva grade. n cazul cnd v = 0, fotograma

    este riguros nadiral, iar cnd v = 3, fotograma este

    aproximativ nadirala. Scara fotogramei nadirale este constant

    n cazul terenului plan;

    fotograme nclinate - cnd axa de fotografiere are o

    nclinare fa de vertical v > 10 . n cazul cnd pe imagine

    se nregistreaz i linia orizontului, acestea se numesc

    fotograme panoramice. Fotogramele nclinate se obin din

    avioane, elicoptere, satelii i, n mod obinuit, prin mijloace

    terestre. La aceste fotograme, dezavantajul scrii variabile i

    al metodelor complexe de prelucrat este compensat parial de

    avantajul cuprinderii unei suprafee nregistrate mult mai mari

    dect n cazul fotogramelor nadirale.

    3. n funcie de scara de fotografiere:

  • 58

    fotograme la scar mare - cu scara de fotografiere mai

    mare de 1:10.000;

    fotograme la scar medie - cu scara cuprins ntre 1:10.000

    i 1:30.000;

    fotograme la scar mic - cu scara mai mic de 1:30.000.

    n ultima perioad, ca urmare a perfecionrii sistemelor i

    materialelor de nregistrare, au aprut noi criterii de clasificare,

    n legtura cu principiul de nregistrare i caracteristicile

    spectrale ale materialelor fotosensibile.

    Astfel, n funcie de principiul de nregistrare deosebim:

    nregistrri analogice (pe bobine de film sau plci);

    nregistrri digitale (pe hard-discuri i benzi magnetice

    compatibile cu calculatoarele electronice).

    Dup caracteristicile materialului fotosensibil folosit pentru

    nregistrarea imaginilor deosebim:

    fotograme convenionale alb-negru i color;

    fotograme neconvenionale - fotograme spectrozonale,

    multispectrale, fals color i color compus.

    Att fotogramele alb-negru ct i cele color pot fi obinute

    att n spectrul luminii vizibile ct i n spectrul invizibil. Din

    spectrul invizibil sunt folosite de regul, ultravioletul i infraroul

    apropiat.

    De asemenea se pot folosi culori false, mult diferite fa de

    cele reale, aa numitele fotograme fals-color, care folosesc

  • 59

    emulsii color sensibile la o parte din spectrul vizibil i din

    infrarou. Cum n spectrul infrarou ochiul uman nu vede, se

    translateaz culorile n vizibil n aa fel ca reflectana din

    infrarou s redea culori pe care nu le au obiectele reprezentate.

    Pe lng nregistrri fotografice direct pe film, se folosesc

    n prezent i nregistrri ale imaginilor terenului prin baleiaj

    electronic. Aceste nregistrri pot fi fcute n spectrul vizibil cu

    ajutorul unor camere digitale sau video i transmise la sol prin

    intermediul calculatoarelor sau al televiziunii sau n spectrul

    infrarou cu ajutorul unor camere de termoviziune.

    nregistrrile, att n spectrul vizibil ct i n cel invizibil,

    se fac cu ajutorul unor sisteme de baleiaj optico-mecanic

    multispectral.

    Aceste nregistrri se depun pe benzi sau discuri

    magnetice, optice, dup care se pot converti n imagini vizibile,

    putnd fi prelucrate cu ajutorul calculatorului sau nregistrate

    fotografic.

    Se folosesc i zone mai ndeprtate ale spectrului, cum sunt

    cele ale microundelor RADAR. i n acest caz radiaiile

    invizibile emise i ulterior recepionate sunt convertite n imagini

    vizibile.

    n funcie de mrimea obiectului sau terenului de

    fotografiat se pot obine:

    a) fotograme izolate sau de "punct" pentru studierea unui

    anumit obiectiv;

  • 60

    b) benzi de fotograme aeriene constituite din iruri de

    fotograme succesive avnd ntre ele o anumit acoprire numit

    "longitudinal", care este de regul 66%. O atfel de band se

    poate executa n lungul unei oele, al unei ci ferate, al unui curs

    de ap etc.

    c) bloc de benzi care acoper o suprafa mare de teren,

    dreptunghiular sau ptrat. Benzile au o acoperire ntre ele, zis

    "transversal", de aproximativ 30 %.

    Cu ajutorul fotogramelor aeriene se pot realiza

    fotodocumente topogeodezice n scopul obinerii imaginii

    fotografice a unei poriuni ct mai mari de teren, prelucrat

    pentru a asigura redarea unui volum ct mai mare de informaii.

    2.3.4 Procedee de determinare a scrii fotogramelor

    n cadrul aceleiai fotograme sau al unui grup de

    fotograme din aceeai zon, scara de fotografiere poate s varieze

    datorit diferenelor de nivel ale terenului sau nclinrilor axei de

    fotografiere.

    Pentru a mri precizia determinrii scri fotogramelor, este

    necesar s se respecte urmtoarele reguli:

    - determinarea scrii s se fac pe dou sau mai multe

    direcii, lundu-se ca valoare final media valorilor obinute din

    fiecare combinaie;

    - punctele alese s fie de nlimi egale;

  • 61

    - punctele s fie bine indentificate i situate la distane mai

    mari dect jumtatea laturii fotogramei;

    - eroarea de msurare grafic a distanelor pe fotogram sau

    pe hart s fie maximum 0,2 mm.

    Determinarea scrii se face dup unul din urmtoarele

    procedee:

    a) Cunoaterea coordonatelor geodezice a dou

    puncte din teren (A i B) , identificate pe fotogram (a i b).

    A(X,Y) i B(X,Y) - puncte geodezice din teren

    D = 22 YX +

    - se msoar pe fotogram d ntre a i b

    - se calculeaz scara

    b) Msurnd distane Di pe teren i corespondentele

    acestora pe fotograme di

    c) Msurnd distane pe hart i corespondentele

    acestora pe fotogram

    D

    d

    mf=

    1

    D

    d

    mhmf=

    11

    D

    d

    mf=

    1

  • 62

    d) Cunoscnd distana focal (f) a camerei fotoaeriene

    i nlimea medie de zbor H fa de suprafaa terenului

    fotografiat

    2.3.5 Deformri pe fotogram

    Cele mai mari deformri n poziia punctelor pe fotograma

    aerian se datoresc nclinrii axei de fotografiere fa de verticala

    locului i diferenelor mari de nivel ale terenului.

    Fotogramele nadirale ale unui teren es pot fi considerate

    c au aceeai precizie de reprezentare ca i harta topografic.

    Eliminarea deformrilor datorit nclinrii axei de fotografiere i

    aducerea la o anumit scar se face prin operaiunea

    fotogrammetric numit fotoredresare.

    De regul se redreseaz fotogramele din zonele de es sau

    zonele mai puin accidentate, pentru care deformarea datorit

    diferenelor de nivel este mic. Deformarea datorit reliefului

    rezult din faptul c punctele din teren sunt la nlime diferit

    fa de planul mediu de aerofotografiere (figura 2.14).

    H

    f

    mf=

    1

  • 63

    Calculul deplasrii (rh) se face cu relaia rh = r(h/H). n tabelul de mai jos sunt calculate coreciile rh pentru

    diferite diferene de nivel (h= 50, 100, 300 m.), diferite

    deprtri ale punctului considerat fa de centrul fotogramei (r =

    10, 20, 50, 90, 115, 150 mm) i diferite nlimi de

    aerofotografiere deasupra planului mediu (H = 1000, 2000, 4000,

    6000 m.).

    Figura 2.14 Deplasarea punctelor pe fotogram datorit diferenelor de nivel ale terenului

  • 64

    H (m)

    r (mm)

    r (mm) pentru: H= 50 m. H= 100 m. H= 300 m.

    1000

    10 20 50 90 115

    0,5 1,0 2,5 4,5 5,8

    1,0 2,0 5,0 9,0 11,5

    3,0 6,0 15,0 27,0 34,5

    2000

    10 20 50 90 115

    0,2 0,5 1.2 2,2 2,9

    0,5 1,0 2,5 4,5 5,8

    1,5 3,0 7,5 13,5 17,3

    4000

    10 20 50 90 115

    0,1 0,2 0,6 1,1 1,4

    0,2 0,5 1.2 2,2 2,9

    0,5 1,0 2,5 4,5 8,6

    6000

    10 20 50 90 115

    0,1 0,2 0,4 0,8 1,0

    0,2 0,3 0,8 1,5 1,9

    0,5 1,0 2,5 4,5 5,8

    Capitolul 3 Fotointerpretarea

    3.1 Noiuni i principii de fotointerpretare

    Fotointerpretarea este metodologia de extragere i

    clasificare a informaiei tematice coninute de fotograme sau de

    perechile de fotograme care alctuiesc cuplul stereoscopic.

    Fotointerpretarea const n indentificarea pe fotodocumente a

    elementelor i fenomenelor referitoare la elementele topografice

    ale terenului natural (de relief, planimetrie vegetaie, hidrografie,

    etc.) i a obiectelor artificiale existente pe teren. Procesul de

    Tabel - Calculul deformrii imaginii pe fotogram datorit diferenelor de nivel ale terenului

  • 65

    studiere i de culegere a informaiilor necesare, identificnd

    diferitele caracteristici artificiale i naturale din spaiul-imagine,

    este numit fotointerpretare.

    Fotointerpretarea este tiina localizrii, descrierii i

    determinrii obiectelor i fenomenelor dintr-o imagine

    fotografic. Spre deosebire de o hart, trsturile de pe o

    fotografie aerian nu sunt generalizate sau reprezentate prin

    simboluri. Aerofotogramele nregistreaz toate caracteristicile

    vizibile pe suprafaa Pmntului dintr-o perspectiv central i

    global.

    Dei caracteristicile spaiului obiect sunt vizibile, ele nu

    sunt ntotdeauna uor de identificat. Cu o interpretare atent,

    aerofotogramele sunt o excelent surs de date spaiale pentru

    studiul mediului nconjurtor.

    n plan calitativ imaginea fotografic poate fi interpretat

    cu scopul evidenierii diverselor caracteristici ale mediului de

    ctre specialiti din diverse ramuri ale tiinelor naturii sau

    inginereti.

    n plan cantitativ, fotografia aerian i tehnicile

    fotogrammetrice multispectrale n vizibil i infrarou permit

    msurarea formelor si dimensiunilor terenului cu ajutorul unor

    instrumente clasice, n vederea elaborrii hrilor i planurilor.

    Primul obiectiv al fotointerpretrii este utilizarea intensiv

    a documentelor fotografice sau a imaginilor multispectrale

    pentru obinerea i exploatarea informaiei necesare studiilor

  • 66

    specifice unor domenii tematice. Fotointerpretarea este

    condiionat de acumularea prealabil a unor cunotine

    referitoare la realitatea socio-economic i fizic, tipurile

    morfologice i condiiile specifice unui areal considerat subiect al

    studiului.

    Avantajele utilizrii fotogramelor sunt urmtoarele:

    - Imaginea este un mijloc de percepie relativ obiectiv al

    realitii la un moment dat,

    - Imaginea conine o reprezentare complet a unui obiect (cu

    excepia prilor ascunse sau mascate),

    - Este un document foarte unor de manipulat, cu o mare

    fiabilitate n timp (atunci cnd sunt luate msuri de arhivare

    speciale),

    - Prin aerofotografiere sau prelevri de fotograme terestre se

    realizeaz corespondena dintre obiectul real din teren i

    imaginea sa (mai mult sau mai puin obiectiv ) de pe fotogram,

    - Este posibil studiul obiectelor deformabile, fragile, sensibile,

    fr a intra n contact direct cu acestea i fr a le deteriora,

    - Prin fotointerpretare se realizeaz operaiunea invers

    aerofotografierii prin care se ncearc reconstituirea realiti din

    teren pe baza unor criterii de analiz specifice.

    Factorii importani la identificarea unor trsturi sunt:

    forma, modelul (pattern), mrimea, culoarea sau tonul,

    umbra, textura, asocierea, timpul i perspectiva

    stereoscopic.

  • 67

    Forma (configuraia) se refer la aspectul imaginii

    obiectului reprezentat pe imagine. Este unul din cele mai

    importante criterii de fotointerpretare, precum i de identificare a

    obiectelor reale prin observaia direct. Operatorul recunoate

    obiectul dup conturul su. n aerofotointerpretare aplicarea

    acestui criteriu cere un anumit efort i pregtire special a

    interpretatorului deoarece forma obiectelor vazute de sus difera

    mult de forma lor vazuta de la sol, in perspectiva.

    Este nevoie de un efort de imaginaie din partea

    fotointerpretului pentru a intui cum apare forma unui obiect pe

    aerofotogram.

    Mrimea obiectelor i respectiv a imaginilor lor constituie

    un alt criteriu important pentru fotointerpretare. ntruct

    aerofotogramele ofer imagini reduse la scar, drept criteriu de

    identificare nu mai servete att mrimea real a obiectelor i nici

    marimea redus la scar, ct mai ales mrimea relativ a

    obiectelor adic dimensiunile unui obiect (mai corect spus, ale

    imaginii lui), n raport cu dimensiunile altor obiecte.

    Dei mrimea imaginii nu permite, singur, identificarea

    obiectelor, mpreun cu forma sa poate duce la identificare. De

    exemplu imaginea casei i cea a cutii cinelui apar asemntor

    ca form, dar dimensiunile diferite arat evident deosebirea

    dintre cele doua obiecte i judecate n raport i cu dimensiunile

    altor obiecte din jur (garduri, copaci, arbusti), duc la identificarea

    facil a celor dou obiecte.

  • 68

    Culoarea n cazul fotogramelor color, i tonul, n cazul

    fotogramelor alb-negru, reprezint alte criterii directe de

    identificare, dar care capt valoare doar n combinaie cu

    parametrii de form i mrime.

    Culoarea este un criteriu mai sigur i mai uor de utilizat

    deoarece, din experiena, fotointerpretului i sunt familiare

    culorile diverselor categorii de obiecte. Desigur c se impune ca

    redarea culorilor s fie ct mai fidel i s se cunoasc data

    aerofotografierii cci unele obiecte, de exemplu vegetatia, i

    modific culoarea dup sezon.

    Tonul constituie criteriul de fotointerpretare n cazul

    fotogramelor alb-negru, dar el are o valoare relativ, cci depinde

    de mai multe variabile, nu numai de proprietile obiectelor.

    De altfel, diferite parti ale aceluiasi obiect pot sa apara n

    tonuri diferite, n functie de gradul de iluminare i de directia n

    care se reflecta lumina. De exemplu, feele unui acoperis apar cu

    tonuri diferite i acest fapt i are valoarea lui intrucat tocmai

    diferentierile de ton sugereaza forma obiectului.

    Diferenele de ton sunt criterii foarte importante pentru

    identificarea vegetatiei, a fazelor fenologice ale plantelor, a

    modului de utilizare a terenului, a diferenierii tipurilor de sol sau

    a suprafeelor acvatice de uscatul din jur, etc.

    Umbra reprezint un criteriu indirect de mare importan,

    ea rednd destul de bine forma unor obiecte izolate. Forma

    umbrei se aseamana, adesea, cu forma siluetei obiectului care o

  • 69

    genereaza, de exemplu n cazul arborilor, al stalpilor, turnurilor,

    caselor, etc.

    Dupa forma umbrei proiectate, se pot identifica unele

    genuri i chiar specii de arbori. Astfel, se identific uor

    coniferele fa de foioase, molidul fa de pin sau brad, fagul fa

    de stejar, plopul piramidal fa de plopul alb, sau de cel

    tremurator, etc.

    Lungimea umbrei indic nlimea obiectului, iar

    orientarea ei permite stabilirea punctelor cardinale sau a orei de

    fotografiere.

    Densitatea imaginilor unei categorii de obiecte poate servi

    drept criteriu de interpretare i identificare a acestora. De

    exemplu, densitatea arborilor dintr-o plantaie este mai mic

    dect ntr-o pdure natural aparinnd aceleai specii.

    Densitatea reelei hidrografice poate exprima gradul de

    permeabilitate al rocilor care alctuiesc regiunea, dar i

    informaii climatice.

    Dispersia, adic gradul i modul de imprastiere a

    obiectelor pe o anumita suprafata, poate constitui un criteriu de

    fotointerpretare, care se foloseste combinat cu alte criterii. De

    exemplu, existenta unor bolovani mari, dispersai pe un relief

    uor ondulat, permite s se trag concluzia c este vorba de

    blocuri eratice; copaci dispersai pe o pune sau pe terenuri

    cultivate permit reconstituirea extinderii anterioare a pdurii.

  • 70

    Textura reprezint mrimea punctelor care redau obiectele

    prea mici pentru a apare cu imagini distincte la scara de

    reprezentare. Deci, ea depinde de mrimea obiectelor i de scara

    imaginii i poate constitui un criteriu de fotointerpretare.

    Se pot stabili scri de textur, deosebindu-se texturi foarte

    fine, fine, mijlocii, grosiere, foarte grosiere, eventual cu grade

    intermediare.

    Textura permite s se deosebeasc ntre ele culturile

    agricole, deoarece cerealele pioase i plantele furajere apar cu

    textura fin sau foarte fin, culturile de plante pritoare

    (porumb, floarea soarelui) apar cu textura mijlocie, cartofii i

    sfecla de zahar apar cu textura grosier iar via-de vie d textura

    foarte grosier.

    n fotointerpretarea alctuirii litologice se poate utiliza

    textura, ntrucat nisipurile, argilele, marnele dau o textura foarte

    fin, iar bolovanisurile, prundiurile, grohotiurile dau texturi

    mijlocii sau grosiere.

    Structura reprezint modul de aranjare spaial a

    imaginilor obiectelor i proceselor de pe o imagine. Ea se

    manifest att n cazul obiectelor suficient de mari pentru a apare

    prin imagini distincte, ct i n cazul obiectelor mici cu

    reprezentare punctiform.

    Astfel, se poate vorbi de structura reelei hidrografice, a

    aezrilor (modul de dispunere al strazilor i al caselor), a

    pdurilor, plantaiilor, a cailor de transport, etc. Dar i punctele

  • 71

    de pe un cmp de cereale pot prezenta o structur de obicei

    liniar.

    Structura poate servi la identificarea unor categorii de

    obiecte sau procese geografice. De exemplu, structura divergent

    a reelei hidrografice poate indica o miscare de ridicare a scoarei

    terestre; o structura radiar centrifug poate trda existena,

    odinioar, a unui con vulcanic, astazi erodat; structura liniar

    dintr-o pdure poate arta c este vorba de o plantaie forestier,

    dac apar numai unele aliniamente, acestea pot trda anumite

    strate de roci, care favorizeaz dezvoltarea unor specii de arbori.

    n multe cazuri, la identificarea obiectelor individuale sau

    a gruparilor de obiecte este suficient un singur criteriu, dar mult

    mai facil i mai exact devine identificarea prin utilizarea mai

    multor criterii deodat.

    n felul acesta se poate ajunge nu numai la identificarea

    imaginilor care apar pe fotograme dar i la deducia unor

    informaii care nu apar vizibile direct.

    Se intelege c utilizarea corect a criteriilor de

    fotointerpretare depinde n mare msur, de gradul de pregtire

    tehnic i de profil a fotointerpretului.

    Cheile de fotointerpretare pot diferi n funcie de calitatea

    fotogramei i de scara de vizualizare. Dac textura este mai

    stabil de la o imagine la alta, tonalitatea depinde att de

    anotimpul efecturii zborului ct i de calitatea radiometric a

    imaginii.

  • 72

    Spre exemplu, n cele dou imagini de mai jos, ale

    aceleiai zone preluate la date diferite, se pot observa toate aceste

    elemente menionate mai sus. Forma unui obiect pe o fotografie

    aerian, ajut la identificarea obiectului. Formele uniforme

    regulate adesea indic o intervenie uman. Modelul este similar

    cu forma, aranjarea spaial a obiectelor (de exemplu rndul de

    culturi fa de pune) este de asemenea util pentru identificarea

    unui obiect i a utilizrii lui. Mrimea este o msur a suprafeei

    obiectului. Caracteristicile culorii unui obiect fa de alte obiecte

    pe fotogram (spre exemplu nisipul are un ton deschis strlucitor,

    n timp ce apa, de obicei, are un ton nchis). O umbr furnizeaz

    informaii despre nlimea obiectului, forma i orientarea lui.

    Textura furnizeaz informaii despre caracteristicile fizice ale

    obiectului, etc.

  • 73

    Fotointerpretarea ce se efectueaz n procesul de

    stereorestituie i se refer la detaliile ce trebuie s figureze pe

    planurile de cea mai mare generalitate se numete

    fotointerpretare topografic.

    Fotointerpretarea ce se refer la domenii de specialitate

    poart denumirea domenilui respectiv ca: fotointerpretare

    geologic, fotointerpretare forestier. n raport cu cerinele,

    fotointerpretarea poate fi simpl i sigur sau complex i

    ndoielnic. Astfel, pdurile, apele, construciile, drumurile etc.

    se identific foarte uor i sigur pe fotograme pe cnd speciile de

    arbori dintr-o pdure, gradul de eroziune a solului, natura unor

    roci, culturi, gradul de umiditate a solului, natura unor construcii

    sau lucrri din teren, camuflajele, se indentific cu dificultate i

    deseori cu incertitudine iar alteori nu se poate face.

    Fotointerpretarea se intemeiaz pe studiul caractersticilor

    imaginii fotografice. n mod curent acestea sunt cuprinse n dou

    mari grupe: caracteristici calitative i caracteristici cantitative.

    Cele calitative sunt acelea care nu se masoar n sens uzual al

    cuvantului, dar pot fi evaluate subiectiv: textura, modelul, tonul

    i forma. Fotointerpretarea calitativ poate fi ajutat cu chei,

    teste, i ghizi. Caracteristicile cantitative sunt acelea care pot fi

    msurate n accepiunea larg a cuvntului ca: suprafee, distane,

    unghiuri verticale sau orizontale, nlimi i diametre de coroane

    ca i gradul de acoperire al terenului. Aceste caracteristici pot fi

    bine valorificate n procesul de fotointerpretare dac se cunosc

  • 74

    foarte bine obiectele de fotointerpretat i nsuirile lor, felul cum

    apar n imagine, dac imaginea este redat la o scar convenabil

    i este de bun calitate (pot fi sesizate i detaliile, eventual i

    culorile) i dac imaginile se examineaz i stereoscopic, cnd

    perceptia formelor poate fi hotrtoare.

    3.2 Aparatura i metodele de fotointerpretare

    Executarea fotointerpretrii necesit aparatur de la cea mai

    sim