گروه مهندسی هوافضا

سيستمهاي برجسته بيني:

1-آناگليف (Anagliph):
در اين سيستم، دو عکس از يک منظره با دو رنگ مکمل که معمولاً قرمز و آبي هستند، بر روي هم چاپ و يا روي صفحه اي تصوير مي شوند. سپس با نگرش از درون دو ***** به همان رنگها که ممکن است مانند عينک به چشم بزنند، دو تصوير از هم جدا شده و با هر چشم يک تصوير مستقل به مغز منتقل و از آنجا، با توجه به اصول برجسته بيني، تصوير سه بعدي مشاهده مي شود. از مشکلات اين روش پايين بودن کيفيت و روشني تصوير مي باشد.

2- وکتوگراف (Vectograph):

در اين سيستم از نور پلاريزه استفاده مي شود. اين روش نيز مشابه روش فوق است با اين تفاوت که تفکيک دو تصوير بوسيله عمل پلاريزه انجام مي شود. يکي از تصاوير با 45 درجه زاويه نسبت به افق پلاريزه مي شود و فقط مي تواند با عدسي مشاهده گردد که داراي نور پلاريزه 45 درجه اي ولي برعکس باشد و ديگري داراي زاويه 90 درجه نسبت به اولي است که مي تواند از درون عدسي برعکس عدسي اول ديده شود. لذا با ايجاد دو تصوير جداگانه از يک صحنه و استفاده از اين روش در مرکز بينايي، باعث عمق سه بعدي مي گردد. اين سيستم در مسائل مربوط به تهيه نقشه جايي نداشته و فقط آساني مشاهده آن بوسيله هر فردي، از مزاياي اين روش مي باشد.
3-تري ويژن (Trivision):
اين عکسها بدون کمک هر وسيله اي مي توانند بصورت برجسته ديده شوند. جدايي تصوير بصورت مکانيکي و استفاده از کاغذهاي مخصوص که روي آنها را سطح نازک و موجداري پوشانيده، انجام ميگردد. اين تصاوير را معمولاً از فواصل کم و با دوربينهايي با زاويه خيلي باز و فيلم مخصوص مي گيرند. اين سيستم در تهيه نقشه مصرفي ندارد و فقط به لحاظ تبليغاتي يا تهيه مناظر زيبا براي دکور بکار مي رود.

4- سيستم هولوگرافي (Holographic System):
در اين نوع بازسازي مدلهاي برجسته، از اشعه ليزر استفاده مي گردد و مشاهده تصوير سه بعدي نيز به سادگي انجام مي شود.

عناصر اصلي در تفسير عکسهاي هوايي:
مفسران تازه کار اغلب در مواجه با اولين عکس هوايي با اشکال مواجه مي شوند. کلاً عکسهاي هوايي داراي سه تفاوت عمده با ديگر عکسها ميباشند:
1-عکسها از يک موقعيت هوايي (و ناآشنا) به تصوير کشيده شده اند.
2-بيشتر مواقع، طول موجهاي مادون قرمز ثبت ميشوند.
3-عکسها با مقياسي گرفته ميشوند که براي بيشتر مردم غير عادي است.
عناصر پايه اي که به تشخيص اشياء روي عکسهاي هوايي ميتوانند کمک نمايند، عبارتند از:
تن (Tone):
تن عکس که همان ظاهر يا رنگ نيز ناميده ميشود، اشاره به درخشندگي نسبي يا رنگ عناصر روي عکس دارد. شايد اين مهمترين قسمت تفسير عناصر موجود روي يک عکس باشد زيرا بدون تفاوت در تن ها هيچ عنصري قابل تشخيص نيست.
اندازه (Size):
اندازه اشياء بايد در مقياس عکس در نظر گرفته شود. به عنوان مثال، مقياس به ما کمک مي کند تا يک تالاب ذخيره آب با يک درياچه روي عکس متمايز شود.


شکل (Shape):
اشاره به نماي ظاهري و عمومي اشياء دارد. اشکال با شکل هندسي منظم معمولا نشانگر حضور و استفاده انسان ميباشد. بعضي از اشياء تقريباً فقط براساس شکل آنها قابل شناسايي هستند. مثل: ساختمان پنتاگون، ميدانهاي فوتبال، تقاطع بزرگراه هاي هم ارز.
بافت (Texture):
درک همواري يا ناهمواري سيماي تصاوير بعلت فراواني تغيير در تن عکسها است که بوسيله يکسري اشکال ريز که قابل تفکيک نيستند، ايجاد ميشوند. علفها، سيمانها و آب معمولا بصورت هموار، در حالي که پوشش جنگلي بصورت ناهموار ظاهر ميشوند.
الگو (Pattern):
الگو يا آرايش مکاني بوسيله اشياء در عکسها قابل تشخيص هستند. مثلاً: الگوي تصادفي که توسط قرار گرفتن نامنظم درختان در يک ناحيه بوجود آمده و يا يک باغي که در آن درختان در فواصل منظم در رديفهاي مختلف قرار گرفته اند.
سايه (Shadow):
سايه ها در زمينه تعيين ارتفاع اشياء در عکسهاي هوايي به مفسران کمک مي کنند، هرچند که اشياء تيره در تصاوير گول زننده هستند.
جايگاه (Site):
اشاره به موقعيت توپوگرافي و جغرافيايي دارد. اين خصوصيت در عکسها اهميت ويژه اي در تشخيص انواع پوشش گياهي و ريخت زمين دارد. به عنوان مثال، فرورفتگيهاي بزرگ دايره اي در زمين به آساني بصورت يک گودال مثلاً در مرکز فلوريدا، جاييکه سنگ بستر آن ماسه سنگي است، در نظر گرفته ميشود. هرچند در جاهاييکه پوشش زمين گرانيتي است، تشخيص مشکل ميشود.
تجمع (Association):
بعضي از اشياء در اجتماع با ديگر اشياء يافت ميشوند. زمينه يک شيء بيانگر آن است که آن شيء چه چيزي ميباشد. مثلاً معمولاً تأسيسات انرژي هسته اي در کنار و يا در ميان محوطه هاي مسکوني قرار ندارد.




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

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




انواع عکسبرداري هوايي:
بطور کلي، عکسهاي هوايي بر حسب اينکه محور دوربين عکسبرداري نسبت به سطح زمين عمود يا مايل باشد، به چند دسته تقسيم بندي مي شون:
الف) عکسهاي هوايي قائم (Vertical photographs): محور دوربين عمود بر سطح زمين است يا به عبارت ديگر، صفحه فيلم حالت افقي دارد.



عکسهاي هوايي کمي مايل (low oblique photographs): محور دوربين عکسبرداري با خط قائم بر سطح زمين تشکيل زاويه داده ولي افق در اين عکسها ديده نمي شود.

عکسهاي هوايي خيلي مايل (photographs High oblique): تمايل محور دوربين عکسبرداري زياد بوده بطوريکه افق در اين گونه عکسها تصوير مي گردد


اطلاعات حاشيه اي عکسهاي هوايي:
شماره عکس.
فاصله کانوني برحسب ميليمتر تا صدم آن.

علائم کناري عکس: بصورت ضربدر در گوشه عکسهاي هوايي يا شکاف مثلثي شکل در وسط اظلاع.

ارتفاع سنج (آلتيمتر): نشانگر ارتفاع هواپيما تا سطح مبدأ بر حسب پايامتر.
ساعت: جهت اطلاع از زمان دقيق عکسبرداري و تحليل سايه.
تراز: جهت تعيين ميزان تقريبي انحراف دوربين (Tilt).
شماره دوربين: همراه با شماره کنتور دوربين نشانگر تعداد عکسهاي گرفته شده است
پاره اي تعاريف مورد استفاده در عکسهاي هوايي:
1-نقطه اصلي (Principle point): تصوير عمودي مرکز تصوير يا پرسپکتيو روي سطح فيلم و با حروف PP مشخص مي شود.
2- نقطه شاقولي يا نادير (Nadir): خط شاقولي که از مرکز پرسپکتيو بگذرد، سطح فيلم را در يک نقطه قطع مي کند و با حروف N.P روي عکس مشخص مي شود.
3-نقطه مابين (Isocenter): وقتي صفحه فيلم کاملاً افقي نباشد، نقطه اصلي و نقطه شاقولي بر يکديگر منطبق نبوده و از هم فاصله دارند. نقطه مابين از محل برخورد نيمساز دو خط تشکيل دهنده نقطه شاقولي و نقطه اصلي با صفحه فيلم حاصل مي گردد و با IS يا I نشان داده مي شود.

4- نقطه نظير يا قرينه (Conjugate point): عبارت از نقطه نظير هر نقطه از عکس است که در دو يا چند عکس مجاورنيز تکرار مي شود و اين نقطه معمولاً براي مرکز عکس که به عکس مجاور انتقال مي يابد، بکار مي رود.
5-فاصله کانوني (Focal length): فاصله بين نقطه نودال پشتي هر عدسي در امتداد محور فرضي همان عدسي تا محلي که شعاعهاي نوراني ساطع از بينهايت در آنجا جمع مي شوند.
6-فاصله اصلي (Principle distance): فاصله اصلي عبارتست از فاصله بين مرکز پرسپکتيو عدسي دوربين تا صفحه فيلم.
7- خط پرواز: عبارت از خطي است که بر روي نقشه ترسيم شده و نماينده مسيري است که هواپيما بايد از روي آن پرواز نمايد. ضمناً ممکن است روي نقشه پرواز موقعيت مراکز عکسهاي هوايي نيز نشان داده شود.
8- نقشه پرواز: نقشه اي را گويند که روي آن، خطوط پرواز، قبل از پرواز يا بعد از آن، ترسيممي شوند. اطلاعات پرواز بايد هميشه روي بهترين نقشه موجود که عموماً کوچک مقياس است ترسيم گردد.
9- گروه پرواز: در عکسبرداري هوايي معمولي که به منظور عمليات غير نظامي انجام مي شود، گروه پرواز شامل يک خلبان، يک عکاس و يک ناوبر مي باشد.
10-نقشه اندکس: نقشه هايي هستند که عموماً کوچک مقياس بوده و روي آنها اطلاعات لازم بطور خلاصه نشان داده شده است.
11-فتواندکس: مجموعه ساخته شده از عکسهاي هوايي که به طور نسبتاً دقيق با توجه به موقعيت آنها در کنار يکديگر گذاشته شده و سپس از آن مجموعه، عکسبرداري با مقياس کوچکتر انجام مي گردد. علاوه بر آن فتواندکس معرف طرز قرار گرفتن نوارها و شماره هاي مربوطه نيز هست.
12-موزاييک عکسهاي هوايي: مجموعه عکسهاي هوايي که معمولاً فصل مشترک آنهاقطع و بريده شده و سپس، سطوح موثر عکسها به يکديگر متصل گرديده و مي تواند نمايانگر عکس هاي هوايي يک منطقه باشد.
13- گپ (Gap): هر گونه فضاي خالي بين عکسهاي هوايي که باعث گردد عکسها داراي حداقل فصل مشترک تعيين شده، نباشد و يا کلاً پوششي نداشته باشند، گويند.
14-کرب و دريفت (Crab, Drift): چنانچه در موقع پرواز براي عکسبرداري، طوفان در جهت عمود بر خط پرواز بوزد ممکن است هواپيما از مسير خارج شود و باعث انحراف در مسير عکسبرداري گردد آن را Drift گويند و علامت وجود آن لبه هاي عکس با هم موازي ولي پله پله است. خلبان مي تواند جبران اين عيب را با تغيير جزئي در مسير پرواز بنمايد و سر هواپيما را به طرف طوفان بچرخاند. چنانچه در اين حالت، عکاس هواپيما دوربين را، با توجه به زاويه چرخش، اصلاح ننمايد، عکسهاي حاصل انحراف داشته که آن را Crap گويند و علامت وجود آن عدم موازي بودن لبه هاي عکس با خط پرواز مي باشد.
15-تيلت (Tilt): تيلت يا کجي عبارتست از زاويه بين محور اپتيکي عکس و خط قائم بر زمين که از مرکز پرسپکتيو گذشته و صفحه فيلم را قطع مي نمايد. اين زاويه حاصل عدم ثبات کامل هواپيما در جهت محورهاي تئوري در لحظه عکسبرداري مي باشد. اين زاويه تا حد 3 درجه قابل قبول است
تفسير عکسهاي هوايي:
منظور از تفسير عکسهاي هوايي، شناسايي عوارض و تعيين حدود و استخراج ويژگيهاي آنها بر روي عکسهاي هوايي مي باشد.
اندازه گيري ويژگيهاي هندسي عوارض مانند طول، مساحت و ارتفاع و همچنين شناخت خود عارضه و استنباط بعضي ويژگيهاي آن مانند رطوبت خاک، ناخالصيهاي درون آب، جنس سنگها، نوع محصولات کشاورزي، کيفيت ساختمانهاي شهري و غيره بسيار مهم مي باشد. مثلاً در ارزيابي توان کشاورزي يک منطقه دانستن بافت، رطوبت و حاصلخيزي خاک مزارع بسيار مهمتر از اندازه خود منطقه مي باشد. يا در بررسي شهرها علاوه بر اندازه ساختمانها و خيابانها، کيفيت آنها هم از نظر جنس مصالح بکار رفته شده، آرايش مکاني و شکل هر کدام در نظام کلي شهر، اهميت خاصي دارد. بنابراين متخصص عکسهاي هوايي بايستي اطلاعات کافي درباره اندازه گيري ابعاد، تشخيص نام و شناسايي ويژگيهاي عوارض روي عکسهاي هوايي کسب کند.
قبل از شروع به شناسايي عوارض روي عکسهاي هوايي موارد زير را بايستي در نظر گرفت:
1-باند عکسبرداري، عکسهاي هوايي معمولي بر اساس ميزان انعکاس عوارض تهيه مي شوند. مثلاً در باند آبي گياهان روشن تر از خاک اند ولي در باند قرمز خاک روشن تر از گياه ديده مي شود.
2-مقياس عکس، بر روي اندازه عوارض تأثير مي گذارد. مثلاً ممکن است يک مدرسه در عکس با مقياس 1:20000 بصورت يک خانه معمولي ديده شود و براي تشخيص آن از منازل اطراف بايستي از عکسهاي 1:5000 استفاده کنيم.
3-زمان عکسبرداري، شامل فصول و ساعت عکسبرداري مي شود. مثلاً براي تشخيص انواع گياهان در تابستان وبراي تشخيص رطوبت خاک در بهار عکسبرداري مي شود.
براي شناسايي عارضه اي معين، بايستي از نشانه ها و يا معيارهايي استفاده کرد. به عبارت ديگر هر عارضه اي با توجه به ويژگيهايي خاص از ديگران شناخته مي شود
کاربرد عکسهاي هوايي در شناسايي اشکال ناهمواريها:
سطح زمين بستر تمام فعاليتها و پديده هاي جغرافيايي انسان و تأمين کننده تمام نيازهاي اوست و در اصل سطح زمين محل زندگي انسان است. مطالعه زمين توسط علومي مانند ژئومورفولوژي و زمين شناسي انجام مي گيرد. هدف عمده يک متخصص جغرافي، شناخت وضع ظاهري زمين و اشکال ناهمواريهاي آن است که توسط علم ژئومورفولوژي توجيه مي شوند. جغرافي دان، براي اجراي هر نوع پروژه و يا رسيدن به هر درجه اي از شناخت، بايد اطلاعات کاملي از شکل، جنس و وضع قرار گيري ناهمواريها به دست آورد. در نقاط معدودي از سطح زمين لايه هاي تشکيل دهنده سطح زمين، سنگ مادر، بدون پوشش مي باشد و در بيشتر نقاط توسط خاک پوشيده شده است.
در بعضي مناطق به علت مساعد بودن شرايط، روي زمين از گياه پوشيده مي شود و پوشش گياهي طبيعي را ايجاد مي کند. نوع و تراکم پوشش گياهي منعکس کننده خاک و در نتيجه ويژگيهاي سنگ مادر است. شيب طبقات زمين همراه با جنس آنها توان ذخيره آبي آنها را معلوم مي کند که خود منجر به ايجاد شبکه هاي زهکشي رودها بر روي زمين مي گردد.
در مجموع، براي شناسايي درست و نسبتاً کامل ناهمواريها از روي عکسهاي هوايي، بايستي از معيارهايي چون توپوگرافي، شبکه زهکشي و بافت آن نوع و درجه فرسايش، زمينه خاکستري و يا رنگ خاک و لايه هاي زمين و پوشش گياهي استفاده شود.