Аерофотозйомка (I)
АЕРОФОТОЗЙОМКА, фотографування з аероплана або аеростату земної поверхні, що замінює собою процес зйомки прийомами наземної геодезії. За характером завдання аерофотозйомка може застосовуватися або для військових цілей як матеріали для фоторозвідки, або для топографічних, картографічних або для наукових досліджень. За класифікацією аерофотозйомка може бути планова , при якій фотопластинка або фотоплівка перпендикулярна до оптичної осі і паралельна поверхні землі, і перспективна , коли оптична вісь фотоапарата становить з горизонтальною поверхнею землі деякий кут, менший за прямий, наслідком чого є спотворення зображення місцевості, що знімається. Залежно від розмірів площі, що знімається, і специфічності завдання, аерофотозйомка може проводитися за такими трьома методами: 1) ординарна аерофотозйомка - зйомка окремих пунктів, без зведення в одну загальну площу. Такий аерознімок, що охоплює всю необхідну для вирішення цього завдання ділянку, розглядається як закінчене ціле; 2) маршрутна аерофотозйомка - фотографування певної смуги місцевості; представляє ряд послідовних знімків, пов'язаних між собою та перекривають один одного.
Для правильності аерофотозйомки необхідно, щоб сторони послідовних знімків були паралельними і перекриття знімків не перевищувало 25%; 3) майданна аерофотозйомка - зведення декількох прямолінійних маршрутних аерофотозйомок в одну площу шляхом бічної ув'язки суміжних маршрутів.
Процес аерофотозйомки складається з низки дій: попередніх і підготовчих землі, виконавчих - повітря і остаточної обробки отриманих матеріалів землі. Залежно від мети завдання цей процес м. б. більш-меншскладним. Попередні роботи полягають у виборі та підготовці аероплана, обладнанні його приладами, необхідними при аерофотозйомці, виборі фотоапарата, визначенні висоти польоту, часу експонування фотоплівки або швидкості затвора, визначенні проміжків часу між двома суміжними знімками і, нарешті, у підрахунку кількості знімків, необхідні цього завдання. Аероплани, що застосовуються для аерофотозйомки, повинні задовольняти наступним вимогам: 1) розташування льотчика та наймача на літаку має забезпечувати їм гарний огляд місцевості; 2) фюзеляж аероплана повинен наближатися формою до трапеції, що вигідно спостереження поверхні землі під аеропланом і з боків; 3) у кабіні підлога має бути з прозорим вікном, що створює відому зручність спостереження; 4) кабіна льотчика та наймача повинна бути обладнана переговорними приладами; 5) швидкість аероплана повинна відповідати фотоапаратурі, тривалість експозиції – швидкості роботи затвора. Нормальна швидкість практично приймається від 100 до 150 км/год; 6) підйомне корисне навантаження д. б. розрахована на 2 особи. для аерофоторозвідок у військових умовах та на 2-3 чол. для цивільних зйомок плюс вага фотоапаратури; 7) запасом пального літак д. б. забезпечений на 4-5 ч. Аероплани, призначені для цілей аерофотозйомки, д. б. обладнані спеціальним пристроєм для встановлення фотоапарата, званим аерофотоустановкою. За типом установки м. б. трьох видів: для перспективної, планової та стереоскопічної зйомок; роблять фотоустановки з дерева або металу, розміщують або поза кабіною аероплана або всередині. Для зменшення вібрації аерофотоапарата під час польоту фотоустановка підвішується за допомогою гумових амортизаторів або встановлюється на гумових м'ячах, гумових губках, дерев'яних.ресорах та масляних гідравлічних камерах. Аерофотоустановка повинна допускати обертання фотоапарата навколо вертикальної осі, сприяти збереженню цієї вертикальності та поглинати вібрації від двигуна. Фотоапарати, що застосовуються при аерофотозйомці, в основному не відрізняються від звичайних фотографічних апаратів та м. б. розділені на два види - автомати та напівавтомати. Автомат - пристрій, що дозволяє на підставі даних режиму польоту встановлювати автоматичний прилад, який сам відкриває та закриває затвор аерофотоапарата, заводить цей затвор і перемотує аерофотоплівку; при цьому двигуном служить вітрянка, що встановлюється на крилі літака, або електромотор.
У напівавтоматі експонування проводиться знімачем, а перемотування фотоплівки походить від годинникового механізму (тип Потте). З застосовуваних для аерофотозйомки фотоапаратів більшість має розмір 13x18 см, меншість - 18х24; кількість знімків у магазинній касеті коливається від 50 до 750. Об'єктив фотоапарата повинен давати максимальну різкість, мати велику світлосилу і не спотворювати зображення. Найбільш уживаними для аерофотозйомки є об'єктиви Цейса, Герца та Крауса. Підготовка карт для польотів одна із головних умов успішного виконання завдань. Карта д. б. зручна для читання та проста у користуванні під час польоту. Для цього д. б. виділено лише ті орієнтири, які на території різкіше за інших помітні, - річкові системи, лісові масиви, шляхи сполучення та населені пункти. Для більшої наочності карта буд. ілюмінована різними фарбами («піднята»). На ній наносяться маршрути зйомки із зазначенням початку та кінця лінії польоту. Після закінчення попередніх робіт, перевірки механізмів аерофотоапарата та необхідних для аерофотозйомки приладів, підготовча частинавважається закінченою і подальша робота протікає в умовах польоту на аероплані. При виробництві фотографування з аероплана і льотчик і знімач беруть участь у процесі орієнтування аероплана та його водіння по заданому маршруту. Льотчик повинен так само добре, як і наймач, знати мету завдання, маршрут зйомки, характер зйомки, її призначення. На наймачі в повітрі лежить обов'язок стежити за контрольними приладами під час зйомки, спостерігати за землею, дивитися по візиру, як зйомка протікає. Для отримання знімків у необхідному масштабі аерофотозйомка повинна проводитися в ясну безвітряну погоду на певній висоті. Для апарату Цейса з фокусною відстанню f = 18 см дійсна таблиця висот:
Для усунення впливу непрозорості повітря та «димки» застосовують світлофільтри жовті та помаранчеві. Крім природних негативних для фотографування властивостей повітряного середовища, значною мірою на зйомку впливають т.з. механічні забруднювачі повітря - пил, дим, кіптяву. Після закінчення аерофотозйомки фільми передаються у фотолабораторію для прояву, друкування та монтування. Щоб отримати по аерофотознімках можливо точний план, потрібно на місцевості зробити відповідну геодезичну підготовку, скласти мережу опорних точок і по них провести трансформування. Для геодезичної підготовки необхідно заздалегідь зібрати і досліджувати весь плановий, картографічний і нівелірний матеріал цієї території; Тільки після цього проводиться рекогносцировка в натурі і план план корисних геодезичних робіт. Геодезичні роботи дають мережу опорних точок для складання за аерофотознімками досить точного плану або карти; точність геодезичних робіт, прийоми вимірювань, пристрій на місці опорних точок залежать від обсягу роботи: чим вона більша, тимточніше д. б. геодезична основа. У деяких місцях опорні точки позначаються на місці так, щоб вони вийшли на фотографії; такі точки звуться розпізнавальних пунктів; їх позначають білими сигналами у вигляді букв Т, П або хреста, які намічаються на земній поверхні в таких розмірах, щоб на знімках такі розміри вийшли в 0,2-0,4 мм.
Крім загальної геодезичної основи, що охоплює всю площу зйомки, необхідно мати низку геодезичних точок, за якими можна було б проводити трансформування кожного знімка. Ця остання геодезична робота виконується після того, як отримані знімки; за ними намічають на місці точки, якими буде проводитися трансформування і які зв'язуються між собою і з геодезичною основою відповідними промірами. Одночасно проводиться і нівелювання місцевості для визначення впливу рельєфу на фотознімки. Якщо з аероплана знімаються точки різних висот, то на аерознімку будуть частини з різними масштабами, оскільки масштаб m = f/H. Вплив рельєфу буде тим більшим, чим далі точка лежить від центру знімка r, чим більша різниця висот біля h; ця помилка зменшується із збільшенням висоти польоту Н, тобто Δr = r·h/H. Спотворення від рельєфу виправляються при трансформуванні геодезичною основою. Отримати рельєфні плани та карти по аероснімках в даний час можна, застосовуючи метод знімків, які виходять перекриттям одного знімка іншим; при розгляді таких знімків стереоскоп виходить яскраво виражений рельєф місцевості. Чим більше базис, з кінців якого проводилася зйомка, що менше висота польоту, то сильніше виражений рельєф; наприклад, для розгляду незначного рельєфу, при фокусній відстані 30 см і при висоті польоту 2000 м, базис повинен дорівнювати 470 м.карт або плану за двома фотографіями механічно може виконуватися за допомогою стереоавтографів Орель-Цейсу та автокартографа Гугерсгофа (див. Аерофотограмметрія та Фототопографія). Після трансформування знімків складаються планшети з геодезичною основою і на них переносяться пантографом або фотографічним шляхом всі подробиці трансформованих знімків. Застосування аерофотозйомки дає можливість у короткий час отримати план місцевості та потребує невеликої кількості технічних сил. Аерофотозйомка дозволяє знімати недоступні гірські простори, лісові масиви та значно дешевше наземної зйомки.
Практично аерофотозйомка застосовна при земле- та лісоупорядкових роботах, колонізації, дослідженнях гідротехнічних споруд, меліоративних роботах, міському благоустрої, ж.-д. будівництві та ін.
Джерело: Мартенс. Технічна енциклопедія. Том 2 – 1928 р.