Upload
oanapetcu2
View
61
Download
2
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