Características de las fotografías aéreas
(1) Tipos de fotografías
Según la relación entre el eje óptico principal de la cámara aérea y la línea vertical, la fotografía aérea se puede dividir en fotografía vertical y fotografía oblicua. Fotografía vertical significa que el eje óptico principal de la cámara aérea se mantiene en dirección vertical, y el ángulo máximo con la línea vertical no supera los 3°. Las fotografías obtenidas se denominan fotografías aéreas horizontales, si el ángulo supera los 3°; es fotografía oblicua, y el resultado es Las fotografías aéreas se llaman fotografías aéreas oblicuas.
Según la tarea y finalidad, la fotografía aérea se puede dividir en fotografía de una sola fotografía, fotografía aérea de franja y fotografía aérea regional.
Según la altura de la plataforma aérea de teledetección, se puede dividir en: fotografía aérea a gran altitud (altura de la plataforma superior a 9 km); fotografía aérea (altura de 6 a 9 km); altura inferior a 6 kilómetros). La teledetección aérea de baja y gran altitud tiene una escala de imágenes pequeña y una gran cobertura, y es adecuada para censos a gran escala. La teledetección aérea de baja altitud puede obtener una amplia gama de imágenes y actualmente es el método de teledetección más utilizado.
Según los diferentes materiales fotosensibles, se puede dividir en fotografía en blanco y negro a todo color, fotografía infrarroja en blanco y negro, fotografía en color, fotografía infrarroja en color y fotografía multiespectral.
(B) Cobertura del terreno y superposición de imágenes
Para garantizar una cobertura continua y una observación estereoscópica de la fotografía aérea, existe una superposición parcial de imágenes entre fotografías adyacentes (Figura 3-29), a lo largo de la ruta Si la dirección es simétrica y el curso se superpone, se requiere que la tasa de superposición alcance 60 o no menos de 53. Dos fotografías adyacentes con esta relación superpuesta se denominan par estéreo. La superposición de imágenes entre dos rutas adyacentes se denomina superposición lateral y la relación de superposición suele ser de 20 a 30. El terreno es ondulado y la tasa de superposición debe aumentarse en consecuencia.
Figura 3-29 Cobertura terrestre de fotografía aérea
(3) Características espaciales
1. Atributos y escala de proyección
Aviación La La foto es una proyección central del suelo. Debido a las ondulaciones del suelo y la inclinación de la foto, las proporciones de la imagen en la foto serán inconsistentes. Para fotografía aérea horizontal en terreno plano, la escala de la imagen es consistente en todas partes Independientemente de la longitud del segmento de línea, es 1/m = f/H. Cuando la altura permanece constante, cuanto mayor sea la distancia focal, mayor será la escala de la imagen y menor será la cobertura del terreno (Figura 3-30). Cuando la distancia focal es fija, cuanto mayor es la altitud, menor es la escala de la imagen y mayor es la escala de cobertura del terreno (Figura 3-31). En áreas con grandes ondulaciones del terreno, debido a la elevación relativa inconsistente de cada punto de la imagen, las escalas de imagen de los objetos terrestres en diferentes elevaciones son diferentes (Figura 3-32). Cuanto mayor es la diferencia de altura, mayor es la diferencia de altura relativa y mayor es la diferencia de escala. Sólo los objetos terrestres de la misma elevación tienen la misma escala de imagen. Por lo tanto, la escala de la fotografía aérea de zonas montañosas sólo puede representarse de forma aproximada. La altitud proporcionada en el certificado de valoración técnica de fotografía aérea es la altitud del punto inferior de la imagen registrada por el altímetro aéreo. La escala calculada a partir de esta altitud es la escala principal. Normalmente la escala principal representa la escala de la foto.
2. Desplazamiento del punto de imagen y distorsión de la imagen causada por fluctuaciones del terreno.
Según el principio de proyección central, debido a las ondulaciones del terreno, cualquier punto de la imagen proyectada en la foto horizontal desde un punto del suelo por encima o por debajo del plano de referencia tiene una posición relativa al punto de la imagen proyectada. verticalmente en el plano de referencia. Debido a la proyección central, los puntos con las mismas coordenadas planas pero diferentes elevaciones del terreno tienen diferentes coordenadas de puntos de imagen en el plano de la imagen. Este movimiento de la posición del punto de la imagen se denomina desplazamiento del punto de la imagen (diferencia de proyección).
Como se muestra en la Figura 3-33, T0 es el plano de referencia (el plano horizontal donde se encuentra el punto subterráneo N), el punto A es más alto que T0, la diferencia de altura es δh, a0 es la proyección vertical de A en T0, A, A0 es el punto de imagen de A y A0 en la foto. El segmento de línea a a0 es el desplazamiento del punto de imagen (δh) de la diferencia de altura entre el punto A y T0 en el plano de la imagen. De esta manera, b b0 es que el punto B es inferior a T0 en el plano de la imagen. El desplazamiento del punto de la imagen (-δ).
De acuerdo con la proporción de los lados correspondientes de triángulos similares, se deriva la fórmula de cálculo del desplazamiento del punto de la imagen (δh):
Figura 3-30 El efecto de la distancia focal en la cobertura del suelo
Figura 3-31 El efecto de la altura sobre el efecto de la cobertura del suelo
Figura 3-32 Efecto del relieve del terreno en escala fotográfica (basado en Zhu, 1981)
δH =δH r /H
Donde: r es la distancia radial desde el punto de la imagen hasta la base de la imagen (punto principal), h es la altura de vuelo, δh es la diferencia de altura desde el punto del suelo hasta T0, por encima de T0 es " ", y debajo de T0 es "-".
Según la fórmula anterior, la ley del desplazamiento del punto de la imagen es: ① δh es proporcional a r. Cuanto más lejos esté el punto de la imagen de la base de la imagen (punto principal), mayor será el desplazamiento del punto de la imagen. El punto de la imagen en el centro del marco de la imagen Cuanto menor sea el desplazamiento. En la base de la imagen (punto principal), r = 0 es el único punto sin desplazamiento del punto de la imagen; ② δh es proporcional a δh. Cuanto mayor es la diferencia de altura, mayor es el desplazamiento del punto de la imagen, que ocurre en la base de la imagen (punto principal). ) como centro. La línea de radiación es la línea que conecta el punto de la imagen y la base de la imagen (punto principal). Cuando δh es positivo, el punto de la imagen se aleja de la base de la imagen (punto principal) (de a0 a A). Cuando δh es negativo, δh③δh es inversamente proporcional a h. Cuanto mayor es la altura de vuelo, menor es el desplazamiento del punto de la imagen. .
Figura 3-33 Desplazamiento del punto de imagen causado por fluctuaciones del terreno
3. Resolución espacial
La resolución de la fotografía aérea se refiere a la resolución de dos imágenes en una. photo La capacidad de detectar objetos adyacentes se suele dividir en dos tipos: resolución de imagen y resolución terrestre. La resolución de la imagen se refiere al número de líneas que se pueden distinguir dentro de una distancia de 1 mm en una fotografía o película. La resolución de la imagen está restringida por la calidad del sistema de imágenes (resolución) y la calidad del material fotosensible. La resolución terrestre se refiere al tamaño del objeto más pequeño en el suelo que se puede observar después de que los datos de imágenes obtenidos en el aire a una cierta altura sobre el suelo se amplifiquen mediante instrumentos de fotografía aérea (grupos de lentes) u otros instrumentos electrónicos. La resolución de las fotografías aéreas es generalmente de 25 ~ 100 pares de líneas/mm. La resolución terrestre está relacionada con la resolución y la escala de la imagen. La relación entre ellas es la siguiente
Geología de detección remota
La resolución de las fotografías aéreas no sólo se ve afectada por la lente y el material fotosensible, sino también por factores como la forma del objeto, el contraste entre objetos, las condiciones de iluminación, la fotografía y la tecnología de revelado de películas fotosensibles.
(4) Características espectrales de las fotografías aéreas
Varias fotografías aéreas utilizan el tono o el color y sus características morfológicas combinadas para reflejar la información de las ondas electromagnéticas reflejadas por los objetos terrestres, por lo que el tono de la imagen o el color es una muestra de las características del espectro de reflexión de los objetos terrestres y es una marca de interpretación importante para identificar objetos terrestres del espectro.
El tono se refiere a la profundidad en blanco y negro de una imagen en una fotografía en blanco y negro. Es un registro de la reacción fotoquímica entre las ondas electromagnéticas reflejadas por los objetos terrestres y la película fotosensible. Los diferentes objetos terrestres tienen diferentes características espectrales de reflexión y los tonos que aparecen en las fotografías también son diferentes. Generalmente, en la zona fotosensible de la película o el canal correspondiente a la multibanda, los objetos con alta reflectividad tienen tonos claros y los objetos con baja reflectividad tienen tonos oscuros. Es decir, la profundidad de los tonos de las imágenes de los objetos terrestres está relacionada con la sensibilidad. de la película. Las diferencias de tono están representadas por escala de grises (o escala de grises). Del blanco al negro, se divide en blanco, gris, gris claro, gris claro, gris, gris oscuro, gris oscuro, negro claro, negro claro y negro.
En fotografías en blanco y negro a todo color, el tono de las imágenes de objetos acromáticos es el mismo o cercano al color verdadero del objeto, y el color de las imágenes de objetos en color tiene una cierta correspondencia con el original. color del objeto (Tabla 3-18).
El tono de las fotografías infrarrojas en blanco y negro depende de la intensidad de reflexión de las ondas del infrarrojo cercano por los objetos terrestres y no tiene nada que ver con la percepción de los objetos por parte del ojo humano. Las plantas sanas, especialmente los árboles de hoja ancha, tienen un fuerte reflejo de las ondas del infrarrojo cercano y aparecen de colores claros y brillantes, mientras que los cuerpos de agua tienen una fuerte absorción de las ondas del infrarrojo cercano y aparecen de color oscuro (negro).
El tono de color de las fotografías multibanda en blanco y negro depende principalmente de la intensidad de reflexión de los objetos terrestres sobre las ondas electromagnéticas de las bandas correspondientes de cada canal de la cámara aérea multibanda. Esto es especialmente importante para objetos coloreados. Por ejemplo, a 0,6 y 0,7 micrones, el suelo o la roca granate refleja principalmente 0. Seis a cero.
7 micras, la imagen es de color claro, mientras que el reflejo de la luz de las plantas en esta banda es muy débil y la imagen es de color oscuro.
Las fotografías en color natural registran la luz visible reflejada selectivamente por los objetos terrestres. El color de la imagen es básicamente el mismo que el color original de los objetos terrestres, por lo que también se denomina fotografía en color verdadero. Las imágenes son ricas en color y tienen un fuerte efecto tridimensional, y los objetos de diferentes colores son claros de un vistazo.
Tabla 3-18 Correspondencia entre los colores primarios de las características de color y los tonos de la imagen en fotografías a todo color en blanco y negro
Los colores de la imagen de las fotografías infrarrojas en color son simbólicos. Según su estructura de película, no registra la luz azul, pero registra la luz verde, la luz roja y las ondas del infrarrojo cercano reflejadas por los objetos terrestres como azul, verde y rojo respectivamente. Por lo tanto, es una fotografía en color falso y la imagen. El color es diferente del color original de los objetos terrestres. Por ejemplo, las plantas verdes que reflejan la luz verde y reflejan fuertemente las ondas del infrarrojo cercano tienen imágenes en el infrarrojo magenta. La comparación entre la imagen infrarroja en color y el color original de los objetos terrestres se muestra en la Tabla 3-19. En comparación con las imágenes en color natural, se ve menos afectada por la atmósfera, tiene una mayor saturación de color, colores más brillantes y capas más claras, porque el espectro de los objetos terrestres que registra se desplaza hacia la dirección de onda larga.
Tabla 3-19 Comparación de colores entre imágenes infrarrojas en color y objetos terrestres