FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN IOAN STOIAN FOTOGRAMMETRIE NOTE DE CURS PENTRU UZUL STUDENILOR -2OO7- FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN CUPRINS I. NOIUNI INTRODUCTIVE I.1. Obiectul ,scopul , legatura fotogrammetriei cu alte stiinte. Clasificri I.2. Notiuni de optic utilizate n fotogrammetrie I.3. Procesul tehnologic n tehnica fotografic II. BAZELE GEOMETRICE ALE FOTOGRAMMETRIEI II.1. Transformri de coordonate n plan II.2. Transformri de coordonate n spatiul tridimensional II.3. Propriettile geometrice ale aerofotogramelor. II.4. Factorii care influienteaz asupra pozitiei punctelor imagine si directiilor pe fotograme III. AEROFOTOGRAFIEREA III.1. Camere fotoaeriene III.1.1. Clasificare III.1.2. Anexele camerelor fotoaeriene III.1.3. Tipuri de camere fotoaeriene III.1.4. Camere fotoaeriene digitale III.1.5. Avioane utilizate n aerofotografiere III.2. Metode de aerofotografiere III.3. Pregatirea zborului de aerofotografiere III.3.1. Proiectul de zbor III.3.2. Aprecierea calitii zborului de aerofotografiere III.4. Elementele de orientare ale fotogramelor III.5. Relatii matematice ntre punctele de pe teren si directiile de pe fotograme III.6. Scara aerofotogramelor III.7. Deformatii pe fotograme-factorii care influienteaz pozitia punctelor imagine si a directiilor pe fotogrameIII.8. Suprafata util a fotogrammelor FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN IV. EXPLOATAREA FOTOGRAMELOR NEREDRESATE IV.1. Msurtori executate pe fotograme IV.1.1. Raportarea punctelor de pe fotogram pe hart IV.1.2. Raportarea punctelor de pe hart pe fotogram IV.1.3. Masurarea suprafeelor pe fotogram IV.1.4. Trasarea reelelor de coordonate pe fotograme IV.2. Orientarea pe teren a fotogramelor IV.3. Fotodocumente ntocmite cu ajutorul fotogramelor neredresate IV.3.1. Fotoasamblajul IV.3.2. Fotoschema V. LUCRRI DE TEREN N FOTOGRAMMETRIE V.1. Descifrarea fotogrammetric V.1.1. Criterii pentru descifrare V.1.2. Descifrarea detaliilor V.1.3. Organizarea lucrrilor de descifrare V.2. Reperajul fotogrammetric V.2.1. Scopul reperajului V.2.2. Proiectarea i execuia reperajului fotogrammetric VI. REDRESAREA FOTOGRAMELOR VI.1. Principiile fotoredresrii VI.2. Aparate de fotoredresare VI.3. Metode de fotoredresare. VI.4. Executarea fotoredresrii VI.5. Produse fotogrammetrice fotoredresate VI.5.1. Fotoplanul VI.5.2. Ortofotoplanul VI.5.3. Modelul Digital al Terenului -DTM VI.5.4. Tru-ortofotoplanul FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN VII. STEREOFOTOGRAMMETRIA VII.1. Bazele stereofotogrammetriei VII.1.1. Ochiul i vederea stereoscopic VII.1.2. Procesul perceperii poziiei spaiale a obiectelor VII.2. Observarea si msurarea stereoscopic VII.2.1. Stereograma VII.2.2. Aparate simple pentru observarea i msurareastereogramelelor -stereoscopul cu oglinzi- VII.2.3. Msurarea stereomodelului VII.3. Construirea stereomodelului VII.3,1. Orientarea relativ VII.3.2. Orientarea absolut VII.4. Aparate de stereorestitutie VII.4,1. Principii constructive -clasificarea VII.4.2. Stereocoparatarul VII.4,3. Aeroproiectul multiplex VII.4.4, Stereoplanigraful VII.4,5. Stereometrograful VII.5.6. Aparate pentru prelucrarea automat VIII. AEROTRIANGULAIA VIII.1. Principii si metode de aerotriangulatie VIII.2. Fototriangulatia VIII.3. Scopul efecturii fototriangulatiei VIII.4. Fototriangulatia grafic VIII.5. Fototriangulatia analitic VIII.6. Aerotriangulatia VIII.7. Metoda cuplelor independente VIII.8. Metoda conexiunii fotogramelor succesive VIII.9. Aerotriangulatia la aparatele de stereorestitutie cu camere proiectoareVIII.10. Fazele de lucru la aeropoligonatieVIII.11. Erorile n aerotriangulatie VIII.12. Metode numerice de aerotiangulatie VIII.13. Compensarea retelelor deaerotriangulatiei VIII.14. Precizia lucrrilor de aerotiangulatieFOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN IX. FOTOGRAMMETRIA TERESTR IX.1. Generalitti IX.2. Stereograma terestr IX.3. Bazele matematice ale fotogrammetriei terestre IX.4. Camere fotogrametrice terestre IX.5. Laserscanerul IX.6. Exploatarea stereogramelor terestre IX.7. Organizarea lucrrilor de aerofotogrammetrie terestr FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN I. NOIUNI INTRODUCTIVE I.1. Obiectul ,scopul , legatura fotogrammetriei cu alte tiine. Clasificri I.2. Noiuni de optic utilizate n fotogrammetrie I.3. Procesul tehnologic n tehnica fotografic I.1. Obiectul ,scopul , legatura fotogrammetriei cu alte tiine. Clasificri Fotogrammetriaestedefinitcastiintasitehnologiadeobtinereaunorformatiireferitoarela obiectelefizicesimediuluinconjurtordeladistant,frcontactfiziccuacestea,prinnregistrarea, msurarea si interpretarea unor imagini fotografice metrice, numite fotograme. Aspectulcalitativalobiectelorfizicesialmediuluinconjurtoresteobiectuldestudiual fotointerpretrii,lacares-aadugatnultimeledeceniiteledetectia.,mpreuncufotointerpretareasi teledeteetia, fotogrametria face rte din grupul geostiinteior. Progresul fotogrametriei a urmrit ndeaproape progresele tehnice nregistrate n domenii ce au strns legturacupreluarea,prelucrarea,interpretareasimoduldeprezentarealinformatiilorobtinute.Intre acestea pot fienumerate: Industria de mecanic fin - asigur camerele fotogrametrice necesare prelurii fotogramelor si aparatura necesar exploatrii acestora; industriaaeronauticispaial-oferplatformeaerienesispatiale,amenajatespecial,pecaresunt montatecamerefotograficemetrice,folositelapreluareafotogramelor.Astfeldeplatformepotfi avioanele, elicopterele, aeromodelele, satelitii artificiali, etc; fizica - n special optic, asigur realizarea unor dispozitive optice performante, cu distorsiuni minime ale imaginilor nregistrate; chimia - asigur fabricarea materialelor fotosensibile si a substantelor chimice necesare prelucrrii fotografice a acestora; electronicasitehnicadecalcul-asigurrealizareaunordispozitivepentrucontrolulnavigatiei platformelorsiamoduluidefunctionareacamerelorfotografice,pentrudeterminareaunorelementede orientareexterioarafotogramelor(GPS).Maialesnultimuldeceniu,calculatorulelectronicadevenit principala component a sistemelor fotogrametrice de preluare si exploatare a datelor; matematica-ofermodeleledeprelucraresiexploatareadatelor(modelelematematicefolositen aerotriangulatie, n restitutia analitic si digital, la realizarea modelului digital al terenului); geodeziasitopografia-asigurdeterminareacoordonatelorpunctelorderepernecesareexploatrii fotogramelor; cartografia-asigursuportulmatematicpentruredactareahrtilorsi planurilor. In evolutia sa, fotogrametria a parcurs mai multe etape, marcate fiecare de descoperiri importante n domeniile enumerate mai sus: Fotogrametriaplanimetric(1850-1900)-ncepeodatcudescoperireafotografieinFrantasicu primeleridicrifotogrametriceterestrerealizatedecolonelulAimeLaussedat,ncepndcu1850;este marcatdeaparitiaavionuluisiaprimelorcamereaerofotogrametrice.Primelefotogrameaerienen scopuri cartografice sunt realizate n 1913. Fotogrametriaanalogic(1901-1960)-ncepecuintroducereastereoscopieicaprincipiudebazn efectuareamsurtorilor(CariPulfrich-Germania)siesteimpulsionatdeperfectionareaavionuluicu motor (Fratii Wright - SUA). Cel de al doilea rzboi mondial conduce la perfectionarea echipamentelor depreluaresiexploatareafotogramelorattndomeniulpancromatic,ctsininfrarosu,datorit cerintelor sporite de hrti si planuri si necesittii zborurilor de recunoastere. FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Fotogrametriaanalitic(1961-1980)-aceastetapestemarcatdeperfectonareacalculatorului electronic (aprut nc din 1941 n Germania -Zuse - si 1943 n SUA), prin punerea la punct a circuitelor integrate si a cipurilor miniaturizate. La nceput s-a utilizat aparatur simpl. Dup 1975 sunt construite aparatedestereorestitutieanaliticperfectionate,cuplatecucalculatoareelectronice,oferindpreciziide msurare de ordinul micronilor si posibilitatea redactrii digitale a hrtilor si planurilor. Fotogrametriadigital(1980-prezent)-aparitiasidezvoltareaeiauca suportaparitiasiperfectionareaprimelorsistemeopto-eiectronicedepreluare aimaginilordigitalesidezvoltareafrprecedentatehniciidecalculsia softuluidespecialitatenecesarprelucrriiacestora.Suntconstruitesi perfectionate statiile fotogrametrice digitale . Nusepoatefaceosepararenetntrecelepatruperioadealeevolutieifotogrametriei.Intreacestea existperioadedetranzitie,ncarenouatehnologiecoexistcuceaveche,abandonareaacesteiadinurm fiind impus de indicatorii de eficient si pret de cost. In functie de anumite criterii putem distinge urmtoarele diviziuni ale fotogrametriei: a)din punctul de vedere al tipului de aplicatii realizate: Fotogrametria topografic - avnd drept scop principal realizarea de hrti si planuri; Fotogrametrianetopografic-cuprindeosferlargdeaplicatiincercetare,constructiidemasini, studiul comportrii constructiilor si utilajelor n exploatare, medicin, fizic, art, arheologie, etc. b)din punctul de vedere al modului de preluare al fotogramelor: Fotogrametria terestr -axa de fotografiere este orizontal, iar camerele fotogrametrice sunt amplasate pe sol; Fotogrametriaaerian-axadefotografiereesteverticalsaunclinat,iar camerele fotogrametrice sunt amplasate la bordul unor platforme aeriene. c) din punctul de vedere al modului de exploatare a fotogramelor: Fotogrametriaplanimetric-determindimensiunilesipozitiaplanimetriclj aobiectelor,prinexploatareaindividualafotogramelor.Produsedebazu fotoplanul si fotoschema. Fotogrametriastereoscopic(Stereofotogrametria)-permitemsurareasi" pozitionareatridimensionalaobiectelor,prinexploatareaunuimodel stereoscopicvirtual,realizatnprocesuldeexploatareauneistereograme(un cupludefotogramesuccesivecuacoperirelongitudinaldeaproximativ66%). Principaleleprodusesunt:planulrestituit,ortofotoplanul,modeluldigitalal terenului sau al obiectului studiat, etc. d) din punctulde vedere al modului de prezentare al fotogramelor si al tehnologiilor aplicate pentru exploatarea acestora: Fotogrametria analogic - exploateaz si prelucreaz imagini nregistrate sub form analogic, pe un suport material(sticl, hrtie,film) utiliznd! aparatur si tehnici de exploatare analogice. Fotogrametria digital -exploateazimagini digitale,nregistrate direct pe suportelectro-magneticcu sistemeopto-electronicesauobtinuteprinscanareaunorfotogrameanalogice.Prelucrareasiexploatarea fotogramelor se realizeaz digital, cu ajutorul statiilor fotogrametrice digitale. I.2. Notiuni de optic utilizate n fotogrammetrie Aparatele fotografice conventionale, folosite pentru preluarea imaginilor fotografice pot fi: aparate obisnuite (de mn, de laborator); speciale (pentru microfotografieri n diverse scopuri); fotogrametrice (utilizate pentru scopuri fotogrametrice). FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Aparatele fotogrametrice de preluare a fotogramelor cuprind dou grupe: *camere fotoaeriene - fig. la. camere terestre (fototeodolite, camere stereofotogrametrice) - fig. lb. Componentele principale ale unei camere fotoaeriene Camerafotoaerianesteunaparatdefotografiatspecial,metric,instalatlaborduluneiplatforme aeriene, destinat prelurii fotogramelor. In momentul fotografierii, axul obiectivului camerei trebuie s fie ctmaiapropiatdevertical.Infig.II.2suntprezentateschematic,prtilecomponentealeuneicamere fotoaeriene: 1-filtrul obiectivului; 2 -obiectivul; 3 -diafragma; 4-obtu- ratorul;5-sistemuldeprinderesideamortizareavibratiilor; 6-modululdeactionareamecanismelorcamerei;7-electromotor,8-sistemuldecomand(ncorporeazun microprocesor);9-casetacufilm;lQ-bobinecufilm;11- placa de presiune; 12 - filmul fotografic, aflat n planul focal al camerei; 13 - pompa de aer; 14 - corpul camerei. Schema de principia a formrii imaginii Formareaimaginiiprintr-unobiectividealserealizeaz conformlegiloropticii.Intr-unmediuomogenorazde luminsepropagrectiliniusiuniform,iarlainterfatantre doumediidiferite(deex.:aer,sticl)razadeluminse poate reflecta sau refracta.Obiectivul ideal trebuie s ndeplineasc urmtoarele conditii: . un fascicol punctiform (omocentric) trebuie s rmn tot omoceniric dupce strbate obiectivul; un plan perpendicular pe axul principal alobiectivuluisenregistreaznplanulimaginetotprintr-unplan perpendicular pe axul principal; imagineaunuiobiectdispusperpendicularpeaxulprincipalal obiectivului va fi o imagine asemenea cu obiectul. Infig.3esteprezentatschematicunobiectiv.Laacestasedistingurmtoarele:FF'-axuloptical obiectivului;F-punctfocalanterior;F'-punctfocalposterior;F0,F0'-planefocale(anteriorsiposterior) H,H'-planeprincipalale(anteriorsiposterior);Nj-punctnodalanterior(punctdeincident);N2-punct nodal posterior punct de emergent); f0, f0'- distante focale (anterioar si posterioar) FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Dinopticsestiecplaneleprincipalealeobiectivului,HsiH'suntconjugateoptic,iarmrimea liniar ntre ele este egal cu +1. Rezult c si punctul q din planul H este conjugat cu punctul q' din planul H'. Mrimeaunghiularntre punctelenodaleeste egalcu +1 => ai =m, cupru sau prin colorarea imaginii (sepia, verde, albastru) rirea se face n dou faze: albirea imaginii si ntrirea propriu-zisfiecare nat de splare; Prelucrarea fotografic a materialelor fotografice color Straturicomponente-materialelefotograficecolorseobtinprinasezareaai straturisuccesivede emulsii diferite,peacelassuport.Inceletreistraturisermeazimaginicolor(albastru-violet,verdesirosu).In realitatestraturiledinmponentaunuimaterialfotograficcolorsuntmultmainumeroasesisuntspuseasa cum se arat n fig.II.26. 1 - strat protector; 2 - emulsie nesensibilizat spectral 3 - filtru galben; 4 - emulsie ortocromatic; 5 - filtru rosu; 6 - emulsie pancromatic; 7 - suport; 8 - strat antihalou b)Moduldeformareaimaginiilatententr-unmaterialcolor-radiatiileluminoase ptrund prin stratul protector (1) si ntlnesc stratul de emulsie nesensibilizat spectral (2).Aceastaestesensibilnumailaradiatiilealbastru-violet,carevorforman interiorul su o lagine latent. Radiatiile albastru-violet care au strbtut acest strat si nu au rticipat la formarea imaginii latente n primul strat fotosensibil, sunt absorbite 3 filtrul galben (3). Radiatiile din spectrul vizibil rmase ptrund n stratul demulsie ortocromatic(4).Aceastaestesensibillaradiatiileverzi,carevor)rmaimaginea latent n acest strat. Radiatiile verzi care nu au participat la alizarea imaginii latente n stratul ortocromatic sunt retinute de filtrul rosu (5). FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Radiatiilerosii,singurelermasedinradiatiaincident,formeazoimaginelatentnstratuldeemulsie pancromatic (6). Prin developare, apar trei imagini colorate: penegativ-culorilecomplementareradiatiilorcareauformatceletreiimaginilatente:galben,purpuriu (magenta) si albastru (cian); pe diapozitiv - albastru, verde si rosu. Prin suprapunerea lor, n functie de densitatea culorilor din fiecare strat fotosensibil, este reprodus fie culoareafotografiat(diapozitiv),fieculoareacomplementar(negativ).Indiferentdefirmaproductoare, straturilefilmelornegativepstreazordineadinfig.n.26.Lahrtiafotografic,caresepoateprelucran general ia lumin artificial, straturile se pot inversa. Imaginile colorate rezult prin folosirea unor coloranti numiti formatori de culoare. In functie de acestia, procesele fotografice color pot fi de dou feluri: cu formatori de culoare ncorporati n straturile fotosensibile, nedizolvabili n solutii; cu formatori de culoare ncorporati n revelator. c)Developarea-materialelorfotograficecolorsefacen2-5bidedevelopare,nfunctiedetipul materialuluifotograficsialrevelatoruluifolosit.Bilesunttermostatate,iarstationareamaterialului fotografic n fiecare este riguros controlat. De exemplu, n cazul setului de developare Agfa-Gevaerf 82u85 procesuldedevelopareincludedoubidedevelopare(baiadedevelopare-regeneraresibaiadealbire-fixare) si o baie de stopare urmate de o splare obisnuit n curent de ap. Firmele productoare de materiale fotografice recomand seturile de developare, temperatura si timpii destationareamaterialuluifotograficnfiecarebaie.Seturilededevelopareconstaunsubstantegata preparate siambalate, care se dizolv ntr-o anumit cantitate de ap (1-5 litri). Developarea rolelor defilm (60-120m)sefaceninstalatiispeciale,automate,carecontroleazprinintermediulunuimicroprocesor temperatura, gradul de epuizare al solutiilor, deplasarea filmului si stationarea optim n fiecare baie. Materiale fotografice In functie de natura suportului pe care este fixat stratul fotosensibil, se obtin urmtoarele materiale fotografice: Plci fotografice - suportul l constituie plcile de sticl; prezint avantajul unor deformatii minime, fiind utilizatepentrufotografierispeciale.Emulsiilesuntdediferitetipuri(ngeneralA/N);augrosimicuprinse ntre 0,5 si 3,5 mm si diferite formate: 6,5 x 9 cm; 9 x 12 cm; 13 x 18 cm, 30 x 30 cm, etc. Filme fotografice - suportul l constituie un material pe baz de acetat de celu-ioz,destul de stabil n privinta deformatiilor. Emulsii diferite (A/N, color, infra-infrarosu). Modul de prezentare: bobine de film de 60 m sau 120 meu ltimea de 19 cm sau 24 cm destinate prelurii de fotograme cu formatul de 18 x 18 cm, respectiv 23 x 23 cm, suluri cu ltimea de 1,1 m si lungimea de 10 m sau planfilm cu dimensiunea de pn la 50 x 60 cm. Hrtiefotografic-suportullconstituietipurispecialedehrtiesubtiresaucarton.Prezint numeroase varietti:semicarton, carton, (fiecarenvariantele:normal,contrast, mat sau lucioas); raster,filigran, corectostat. Aceasta din urm,areinclusntrestratuldeemulsiesistratulsuport,un stratdematerialplastic,pentruaputeacontrolamaiusorcontractiaprodusnurmadevelopriisi uscriimaterialuluifotografic.Hrtiaseprezintsubformdesuluri(1,1mx10m)sauplicuricu formate de pn la 50 x 60 cm. Conservarea materialelor fotografice se face n piod diferentiat, n flin^b | de tipul materialului, la valori ale umidittii cuprinse ntre 40-50% , departe de surse de cldur sau de expunerea direct ia razele soarelui. Pstrarea se face la temperaturi de +10C - pentru filmele color; +12C - +14C - pentru filmele A/N si < +5C pentru filmele infrarosii Infunctiededestinatialor,fotogramelepotfirealizatepediferitetipuridematerialefotografice: aerofotografereaserealizeazpefilmfotograficA/N,color,pancromatic.Atuncicndestenecesar obtinerea unor informatii complexe, calitative, referitoare la obiectele din zona aerofotografiat sau despre mediulnconjurtorsefolosestefilmfotograficinfrarou;reperajulfotogrametrieseexecutpecarton FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN lucios (punctele de reper sunt ntepate si balustrate cu tus); pentru fotointerpretare se folosesc fotograme pozitive pe hrtie mat. Copiilepozitivesepotrealizaprincopieredupfotogramelenegativeoriginalendoumoduri: princontact-sesuprapunenegativulpestehrtie,rezultndocopielaaceeasscar;prinproiecie-se proiecteaz fotograma negativ pe un perete sau pe o mas pe care se afl materialul fotografic. Mrirea poate fi cuprins ntre 0,7-18X pentru diverse aparate de mrit.. Proprietti fizice ale imaginii deveiopate Supusunuiexamenmicroscopic,seobservcaimagineaobtinuteste alctuit din granule de argint metalic, deci are aspect granular. Granulozitatea depindededurataexpuneriisidemoduldedevelopare.Incontinuaresunt prezentatectevacaracteristicialeimaginiidevelopate:a)Granulozitateaunei emulsii(G)-sedeterminexecutndosensitogramntrepte,pstrnd constantunuldinurmtoriidoiparametri(timpdeexpuneresiintensitate luminoas).Sefolosesteunsensitometruacruipiesprincipalesteopan optic ( un sistem optic format din mai multe zone sau trepte cu densitti de gri diferite, cuprinse ntre o zon transparent si unaopacfig.II.27).Zonelesensitogrameisuntmritelaunmicroscop,pn cndgranuleleimaginiidevelopatedevinvizibile.GranulozitateaGse determin cu relatia: Q= 100/ n unde n - reprezint mrirea necesar a imaginii, pentru a face vizibile granulele fotografice. b) Puterea de separare (rezolvare)- capacitatea unui material fotografic de a reda separat detaliile foarte mici ale obiectelor fotografiate. Se exprim prin numrul de linii care se pot distinge separat pe un interval de 1 mm. Se stabileste cu ajutorul unor mire speciale, formate din grupuri de linii paralele si de grosime egal, de diferite mrimi, distanta ntre ele fiind egal cu grosimea liniei(fig.II.28). Se fotografiazmira, folosind materialul fotografic a crui putere de separare urmeaz a fi determinat. Dup developare, cu ajutorul unui microscop se determin grupul de linii de mrime minim ce pot fi distinse separat si n felul acesta numrul maxim de linii /mm care se pot distinge pe emulsia respectiv. c)Haloulfotografic-esteunfenomenperturbator,datoratradiatieiluminoasecaretraverseaz emulsianmomentulexpunerii,careafecteazimagineafotograficpreluatpematerialetransparente (filme, plci de sticl). In functie de modul cum se produce, haloul fotografic poate fi: d)* halou de difuzie -se datoreaz relexiei radiatiei incidente pegranulelefotograficedinstratulfotosensibil,careproduceun fenomen de difuzie a luminii n masa acestuia.Esteafectat nmoddirectclaritateaimaginiidevelopate(fig.II.29).haloude reflexie-estedatoratreflectriiradiatieiincidentepefatadorsala suportuluiemulsiei(fig.II.30).Reflexiileduclaoexpunere suplimentaraunor zonealeimaginii.Halouldereflexieestecu attmaiputernic,cuctgrosimeasuportuluiestemaimare.Lafilmele fotografice, cele dou tipuri de halouri sunt sensibil egale. Corectarea se faceprinplasareaunuistratdegelatinsibioxiddemanganntrestratul deemulsiefotograficsisuportsauadugareaunuistratinactinicpe parteadorsalasuportului.Claritateaimaginii(acutanta)-proprietatea stratuluifotosensibildearedaunobiectpunctiformsauliniardemici dimensiuninmodidenticpeimagineafotografic,laodensitatede nnegrire net diferit de a zonei nconjurtoare. Depinde de aceiasi factori ca si puterea de separare si haloul de difuzie. Emulsiile cu granulatie foarte FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN fin permit obtinerea unor imagini foarte clare. Claritatea imaginii mai depinde de valoarea densittii de gri a imaginii si de conditiile de developare. e)Elemente de sensitomerie Sensitometriaseocupcudeterminareapropriettilorfotograficealematerialelorfotosensibie.Cu ajutorulunuiaparatnumitsensitometrusepoatemsuradensitateaopticaunuimaterialfotosensibilpe suport transparent (fg.II.31). Cu ajutorul acestui aparat se construieste curba caracteristic a emulsiei, care exprim legtura ntre densitatea fotografic si iluminare. La o astfel de curb (fig.II.32) se disting urmtoarele zone: a-b -zona voalului- n aceast zon, desi iluminarea creste, densitatea rmne practic aceeas; b-c -zona subexpunerii- desi iluminarea creste, cresterea densittii este destul de mic; c-d -zona expunerii corecte- densitatea creste proportional cu cresterea iluminrii; d-e -zona supraexpunerii- densitatea creste (dar nu proportional) o dat cu cresterea iluminrii, pn la o densitate maxim. e - n continuare - zona solarizrii (inversiunii) desi iluminarea creste, densitatea scade. Punctul I se numeste punct de inversiune Observnd curba caracteristic a emulsiei se mai pot defini: -coeficientul de contrast: Valoarea lui %i pentru un material fotografic de calitate bun (corect expus si developat) este de 1,6 0,2. - latitudinea fotografic: fotosensibitttatea materialelor fotografice- cantitatea de lumin natural necesar pentru a produce o anumit nnegrire, care s depseasc densitatea voalului fotografic cu o anumit valoare, aleas conventional. Se exprim n unitti.GOST(sistemrusesc),gradeDIN(sistemgerman)sauindicideexpunere ASA(sistemamerican).Echivalentantreacestesistemeestedatntabelul alturat. Aparate i instalaii pentru prelucrarea fotografic a fotogramelor a) Aparate automate peatrsi developarea filmelor - Fiecare firm (Kodak, Agfa, Fuji, etc.) produce propriile tipuri de aparate. b) Aparate automate pentru uscare c)Aparate pentru copiere prin contact - de ex. ELCO'P B - aparat de copiere electronic, prin contact, cu compensarea contrastului. La acest aparat expunerea GOSTDINASA 2214-1525 4517-1850 9021100 18024200 350 27 400 FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN se face cu ajutorul unui spot electronic. Acesta strbate ambele materiale fotografice - original + copia, dup care trece printr-un circuit cu fotocelul electric. In momentul n care este sesizat o zonprea dens a originalului, intensitatea spotului creste si invers, scade n dreptuluneizone cudensitate de griprea sczut. In acest fel se pot corecta, prin copiere, cu compensarea contrastului, fotograme sau zone de pe fotograme,inutilizabile de obicei: de-detalii din zona umbrei proiectate pe sol de cldiri nalte , de nori mici, fotograme supraexpuse sau subexpuse, developate incorect, etc. d) Aparate de mrit -de ex. Wild VG (obiectiv Reprogon, f - 150 mm; rezolutie: 100 linii / mm n centrul imaginii si 60 linii / mm ctre margini; putere de mrire 0,75 - 7X. Pentru mentinerea clarittii pe masa de proiectie are n component un inversor de scar de tip paralelogram. Masa de proiectie are dimensiunea 104x104 cm si este prevzut cu o pomp cu vacuum pentru ntinderea perfect a materialelor fotografice. In componenta sistemului optic are un condensator Fresne, care asigur iluminarea uniform a negativului pentru orice deschidere a diafragmei. Iluminarea se face cu o lamp cu mercur. FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN II. BAZELE GEOMETRICE ALE FOTOGRAMMETRIEI II.1. Transformri de coordonate n plan II.2. Transformri de coordonate n spatiul tridimensional II.3. Propriettile geometrice ale aerofotogramelor. II.4. Factorii care influienteaz asupra pozitiei punctelor imagine si directiilor pe fotograme Fotogrametria, ca sti int care se ocup cu determinarea formei, dimensiunilor si pozitiei unor obiecte din spatiu pe baza imaginilor fotografice ale acestora. Aceste imagini, fiind obtinute prin intermediul unor obiectivi fotografici, reprezint proiectii conice (sau centrale) ale obiectelor de teren. De aceea, geometria proiectiv,care studiaz propriettile geometrice ale proiectiei conice reprezint principala baz matematic a fotogrametriei. Pe de alt parte, tratrile analitice ale diverselor probleme fotogrametrice au evidentiat si alte componente geometrice de baz, provenind din geometria analitic. n consecint, vor fi dezvoltate aici si diferitele aspecte privindtransformriledecoordonate planesispatiale precizndu-sesemnificatiile parametrilor ce le definesc. Este de remarcat c aceste transformri de coordonate, prin prezentarealor general si prin propriettile lor de baz (subliniate clar) sunt utile aplicatiilor din toate domeniile msurtorilor terestre. II.1. Transformri de coordonate n plan Considernd acum o diferent de scar ntre cele dou sisteme, relatia (1.1) devine: unde m este factorul de scar. Avnd n vedere posibilitatea notrii simplificate a vectorilor prin prima component, relatia (1.2) se mai poate scrie sub forma: X=mx(1.3) Dac se presupune sistemul arbitrar rotit a unui unghi pozitiv (de la X ctre Y) fat de sistemul de referint (fig. 1.2), Fig. 1.2. Sistemul arbitrar rotit fat de sistemul de referint legtura dintre coordonatele unui punct oarecare A n cele dou sisteme se poate exprima prin relatiile: sau, FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN sau, mai simplu, unde X si x sunt vectorii corespunztori coordonatelor n cele dou sisteme plane, iar R este matricea de rotatie n planul (X,Y). Pe de alt parte, translatiile sistemului arbitrar n raport cu cel de referint (fig. 1.3) se pot exprima prin relatiile: sau, unde X0 si Y0 sunt coordonatele originii sistemului arbitrar n raport cu cel de referint. Fig. 1.3 Translatiile sistemului arbitrar n raport cu cel de referint Sepoatedefiniacumtransformareaconformliniarnplancatransformarececontineatt modificarea scrii, ct si rotatia si translatia sistemului arbitrar (fig. 1.4) si care se poate exprima prin relatiile: Fig. 1.4. Transformarea conform liniar n plan Dac se noteaz a0 = X0 b0 = Y0(1-11) a1 = m cos bi =msin relatiile (1.9) devin Punnd nevident parametri transformrii (n vederea aplicatiilor practice), relatiile (1.13) se pot scrie sub forma: FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Aceast transformare (numit si transformare ortogonal plan) depinde de 4 parametri independenti (a0, b0, a1, b1) continnd factorul de scar m, rotatia si translatiile X0, Y0, pentru determinarea crora sunt necesare dou puncte avnd coordonatele cunoscute n cele dou sisteme. Pentru o bun solutie numeric, cele dou puncte vor trebui s fie ct mai departe (unul de altul). In cazul coordonatelor obtinute prin msurtori, la determinarea parametrilor se va utiliza metoda ptratelor minime (metoda celor mai mici ptrate) si n consecint, vor trebui cunoscute coordonatele (n cele dou sisteme) pentru un numr n>2 puncte (de asemenea, ct mai deprtate unul de altul). 1.2. Transformarea afin n plan Fat de transformarea conform, transformarea afin introduce dou tipuri de deformatii si anume: neortogonalitatea axelor si scar diferit pe cele dou directii. Se presupune astfel c fat de sistemul de referint (considerat ortogonal), sistemul (x, y) introduce o neortogonalitate c evidentiat fie pe directia y (fig. 1.5.a), fie pe directia x (fig. 1.5.b). Avnd n vedere c neortogonalitatea c are o valoare mic, se pot face aproximatiile: sin c - c (n radiani)cos c - 1 si prin urmare, relatiile (1.15) devin: Fig. 1.5 Neortogonalitatea sistemului arbitrar Din fig. 1.5.a se poate deduce Similar pentru cazul din fig. 1.5.b se obtin, relatiile FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Referitorlaacestcaz,sepoateremarcafaptulcrotindsistemulOxyastfelnctaxaOxsse suprapun peste OX, se obtine primui caz. Prin urmare, cele dou cazuri nu sunt distincte, dac transformarea contine si o rotatie. nceeaceprivestealdoileatipdedeformatii,sevapresupunectransformarease scar nu mai este uniform, ci difer pe cele dou directii. Fig. 1.6. Transformarea de scar neuniform Aceastasepoateexprimaprinrelatiile(1.18).Dupcumsepoateobservadinfig.1.6.,oastfelde transformare face ca un ptrat (reprezentat prin linii punctate) s devin un dreptunghi alungit pe directia x (ca n aceast figur), sau pe directia y. Dac ia aceste deformatii se adaug o rotatie plan (y) si translatia originii (Xo, Y0) se obtine transformarea afin n plan: Sepoateobservacs-aavutnvederedoarcazuladeneortogonalitate,deoarecetransformarea(1.19) continesirotatiaysiprinurmare(dupcums-amentionatanterior),naceastsituatieceledoucazuride neortogonalitate nu sunt distincte. Aceast transformare depinde de 6 parametri independenti: X0, Y0, , m*, my, y, care pot fi grupati prin dezvoltarea relatiilor (1.19) si introducerea notatiilor: Cu aceste notatii, transformarea afin n plan (1.19) se poate exprima prin forma simplificat: Desigur,numrulparametrilorestetot6(a0,a1a2,b0,b1,b2),darformaesteliniar,iarceledou relatiisuntindependente(privindparametriinecunoscuti)ceeacesepoateevidentianreprezentarea matriceal: FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Pentru determinarea celor 6 parametri sunt necesare 3 puncte avnd coordonatele cunoscute n cele dou sisteme, cu observatia c n cazul aplicrii metodei ptratelor minime numrul punctelor va trebui s fie n>3. Relatiile (1.23) si (1.24) evidentiaz un avantaj deosebit n acest caz si anume obtinerea aceleiasi matrice a coeficientilor sistemului de ecuatii normale att pentru X, ct si pentru Y, diferind doar termenii liberi. n particular, dac cele dou sisteme au aceeasi origine, se poate aplica transformarea centro-afin (n care nu mai apar translatiile): Aceste relatii se aplic la corectarea coordonatelor punctelor msurate pe fotograme. 1.3. Transformarea omografic ntre forme de ordinul II Transformarea omograficntre douplane se poate exprimaprin relatiile: deundesepoatededucecotransformareomograficntredouplaneestedefinitde8parametri independeni(a11,a12,a13,a21,a22,a23,a31,a32)pentrudeterminareacroraestenecesarcunoastereaa4 Determinantul se numeste determinantul omografiei mprtind relatiile (1.26) cu pF,= 0; F(n=0; pn=0 -fotograma este nadiral (axul perfect vertical) 3. Relatii ntre coordonatele punctelor din planul geometralului si planul tabloului Se alege un sistem de axe de coordonate n plnui tabloului, cu originea n l punctul de fug . Axa x este n lungul liniei fah, iar axa y n lungul verticalei w. In planul terenului se alege un sistem de coordonate cu originea n punctul de *j fug I\ Axa X este o linie paralel cu linia hh, iar axa Y corespunde axei de fotografiere. A este un punct din teren. Se uneste cu O. Proiectia sa n planul tabloului \ este a. Cobornd o perpendicular pe directia de aerofotografiere se obtine A0 Se uneste Ag cu O si rezult a0. - din triunghiurile asemenea Oaa0 si OAA0 se poate scrie relatia Exprimm proportia (IH.1) n functie de coordonatele punctelor: FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN II.4. Factorii care influienteaz asupra pozitiei punctelor imagine si directiilor pe fotogramelor Imaginilefotograficedepeaerofotogramepermitssestabileascnatura,caracteristicilesi destinatiaobiectelorexistentepesuprafatadeterenfotografiat,prinintermediuloperatiilorde fotointerpretare si descifrare. Factorii care determin calitatea fotointerpretrii aerofotogramelor snt: propriettile fiziologice aleochiuluiomenesc,putereadereflexiespectralaobiectelorcaresefotografiazsicalitatea imaginii fotografice a aerofotogramelor. Fotogram obtinut cuun strat de emulsie ortocromatic. .Fotogram obtinut cuun strat de emulsie infracromatic. FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN 1.PROPRIETTILE FIZIOLOGICE ALE OCHIULUI OMENESC Pentru a putea fi observate, imaginile obiectelor fotografiate trebuie sa. aib anumite dimensiuni minimesiunanumitcontrastfatdefondulpecareseafl.Tinndseamacdistantavederii normalelaexaminareafotogramelorestede250mm,dimensiunileimaginilorcareseobservcu ochiul liber As-: (fig. 49) trebuie s fie mai mari de 0,03 mm, n cazul liniilor, si 0,08 mm, n cazul punctelor. Deoarecenutoateobiectelecareauacestedimensiunipotfiobservatepefotograme,maieste necesarcaimaginealorsaibsiunanumitcontrastfatdefond.Imagineaunuiobiectseva deosebiclardefondnumaiatuncicnd.contrastuldepsesteoanumitvaloare,numitpragul sensibiliiaiilacontrastavederiis0.Pentruvedereanormal,pragulsensibilittiilacontrast variazdela0,01la1,00,nfunctiedemrimeaimaginilorobservatesideformalor(liniaresau compacte).Cuctcontrastulobiectelorestemairidicat,cuattsevorputeaobservadetaliide dimensiunimaimici.naerofotografiereacentrelorpopulateseimpuneaserealizauncontrastal detaliilor mici ct mat nareposibil.Mrimileminimealecontrastuluipentruimagini dediferitedimensiunisntdatentabela10.Imaginile obiectelorcompacte(cumsnt:cldiriizolate,guriiievizitare, fntni,gropi,copaciizolatietc.)nupotfiobservatepe fotograme,dacaudimensiunimaimicidect0,1mm,chiar dacaau un contrasttoartemare,aproape de unitate.Inschimb, imaginileobiectelorliniarepotfiobservatepefotograme,chiar cnd au grosimi de 0,03...0,05 mm. Ladescifraretrebuiesseapreciezesiformaobiectului fotografiat, si pentru .aceasta imaginea trebuie s aib dimensiuni de cel putin 0,4...0,5 mm. Con-trastul minim n acest caz are valorile: pentru obiectele compacte 0,15, iar pentru obiectele liniare 0,06. Mrimile minime ale contrastului pentru imagini de diferite dimensiuni Dimensiunile imaginilor de aerofotograme, In mm Categoria deobiecte 421 0,5 | 0,3 0,10,050,01 uCompacte Liniare 0,02 0,008 0,04 0,01 0,08 0,03 0,15 0,06 0,25 0,10 0,80 0,30 0,60 2. PUTEREADEREFLEXIE SPECTRALA OBIECTELOR Contrastulimaginilorobiectelorfatdefondsedatorestefaptuluicputereadereflexiea obiectelordinnaturestediferitdeaceeaafonduluipecareeleseafl.Oriceobiectarepropri-etatea de a absorbi o parte din fasciculul de raze incidente si de a reflecta o alt parte. Aceasta se exprim prin coeficientul de strlucire spectral r\, dat de relatia: n care :B este strlucirea obiectului, iarB0 strlucirea unei suprafetemate ideale (considerat ca fond unic pentru diferitele obiecte, spre a se putea compara coeficientii de reflexie). nfiguraurmtoaresepoateurmrivariatiacoeficientilordestrlucirespectralr%.Dup caracterul variatiei coeficientilor, obiectele de pe teren se grupeaz n trei categorii: categoria Isoluri descoperite; categoria II vegetatie; categoria III suprafete cu ap sau zpad. n timpul aerofotografierii, razele care pornesc de la obiectele de pe teren pierd din intensitatea lor, datoritvlului atmosferic(difuzia luminii n ptura de aer cuprins ntre avion si teren) si a difuziei luminii n interiorul aparatului fotoaerian a, astfel nct n planul focal se obtine contrastul rezultant: K' = C - K , Fig. 49. Conditia observrii obiectelor cu ochiul liber. FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN unde: K este contrastul dintre obiect si fond n imediata lor apropiere, iar C un coeficient functie de factorii care reduc contrastul. Pentru nltimi de 2 000 m si coeficientul r\ egal cu 0,07 rezult pentru C valoarea 0,65. Acest coeficient intr n relatia: n care: Teste raportul coeficientilor de strlucirespectral a obiectului r0 si fondului rj pe teren, iar ?' raportul ntre aceiasi coeficienti, dar n planul focal al obiectivuluiaparatului fotoaerian. Lund n formula 43 pentru imagini de 0,3 mm pe r' egal cu 1,20 si pe C egal cu 0,65 se obtine pentru x valoarea 1,35. Deci, n cazul ca se execut aerofotografierea de la o nltime de 2 000 m, pentrucaoimaginecudimensiuneade0,3mmspoatfidescifratpefotogram,trebuieca raportul coeficientilor de strlucire spectral T ale fondului si obiectului s fie mai mare de 1,35.' ntabelalisedauvalorileraportuluiTpentrudiferitenltimidezborH.Dintabelrezultc pentruagsipefotogramunobiectcompactcudimensiunea0,3mm,coeficientuldestrlucire spectralaobiectuluitrebuiesdiferedeacelaalfonduluicucelputin30%,pentrucazulcnd fotografierea se face de la 1 000 m nltime, si cel putin 46%, cnd nltimea este de 4 000 m. TABELA 11 Tabela variaiei raportului T al coeficienilor de strlucire spectral (pentrun = 0,07si a = 0,20) Categoria Dimensiuni!e imaginilor obiectelor, n mm T' sinltimea de zboru4,02,01,00,50,30,10,05 T'1,021,031,071,131,31 Compacte4 0001,031,061,141,221,46 1 0001,021,031,091,161,30 T' 1,011,011,031,051,091,291,62 Liniare4 0001,021,031,061,101,171,703,35 1 0001,011,011,031,071,121,432,10 Contrastulimaginiiunuiobiectfatdefondpefotogramestedeterminatdeurmtoriifactori: raportul T al coeficientilor de strlucire spectral, sensibilitatea spectral S>. a stratului fotosensibil si transparenta spectrajg. 7\ a filtrului folosit. Urmrindpecurbeledinfigura50,ncarezonaspectruluisntndeplinitenbuneconditii cerinteletabelei11,sealegeunastfeldefilm,caresfiesensibillarazelepentrucaretare valorile-celemai-mari(unde-curbele-coeficientilordestrlucire>xaobiectuluisifonduluisntct maid-deprtateunele de altele). Variatia coeficientilor de strlucire spectralaformatiunilornaturale: .1-1 soluri cu cernoziom si nisipoase, drumuri de care ~etc; 1-2 soluri podzolice, argiloase, sosele, unele tipuri de constructii; 1-3 nisipuri, unele roci n munti, diferite formatiuni din deserturi; 1-4 soluri calcaroase, argiloase, si alte formatiuni de culoare deschis; 11-1 panduri de conifere n perioada de iarn; 11-2 iarb rar n ton deschis si conifere vara; 11-3 pduri de foioase, suprafete cu iarb deas, vara; 11-4 pduri de rfoioase toamna, culturi agricole n perioada de seceris; .111-1 zpad acoperit cu gheat; 111-1 zpad -^proaspt czut; 111-3 FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Dimensiunile minime ale imaginilor obiectelor liniare pentru a putea fi observate si a li se stabili destinatia,n mm Contrastulimaginilor Scara de fotografieremare K > 0,7 normal 0,7 > K > 0,3 mic 0,3 > K > 0,1 1 : 5 000 1 : 10 000 0,02 0,02 0,02...0,05 0,02...0,05 0,05...0,10 0,05...0,10 n cazul obiectelor liniare se pot observa pe fotogramele la scara 1 : 5 000 obiectele care au ltimea de numai 0,25 ... 0,50 m. Astfel se poate explica de ce pe fotograme apar poteci care. au o ltime mic (de 30 ... 40 cm). III. AEROFOTOGRAFIEREA III.1. Camere fotoaeriene III.1.1. Clasificare III.1.2. Anexele camerelor fotoaeriene III.1.3. Tipuri de camere fotoaeriene III.1.4. Camere fotoaeriene digitale III.1.5. Avioane utilizate n aerofotografiere III.2. Metode de aerofotografiere III.3. Pregatirea zborului de aerofotografiere III.3.1. Proiectul de zbor III.3.2. Aprecierea calitii zborului de aerofotografiere III.4. Elementele de orientare ale fotogramelor III.5. Relatii matematice ntre punctele de pe teren si directiile de pe fotograme III.6. Scara aerofotogramelor III.7. Deformatii pe fotograme-factorii care influienteaz pozitia punctelor imagine si a directiilor pe fotogrameIII.8. Suprafata util a fotogrammelor FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN III. AEROFOTOGRAFIEREA III.1. Camere fotoaeriene III.1.1. Clasificare III.1.2. Anexele camerelor fotoaeriene III.1.3. Tipuri de camere fotoaeriene III.1.4. Camere fotoaeriene digitale III.1.5. Avioane utilizate n aerofotografiere Camere fotogrametrice aeriene Camerelefotogrametriceaerienesuntechipamentespecialedefotografiere,carepotlucranconditii deosebitedepresiune,temperatursiumiditate.Distantapn.laobiectelefotografiateestecuprinsntre cteva sute de metri si cteva zeci de mii de metri. Unele camere pot fi instalate pe vehicule spatiale (sateliti artificialisaustatiiorbitale)careevolueazlapeste200kmaltitudine(KVR-1000,Corona).Lanoin tar,aerofotografierileserealizeazcuavioane,fiinddestinaterealizriidehrtisiplanuricudiverse destinatii. Elementeleorientriiinterioaresuntdeterminatenurmaunormsurtoridecalibrareprecise, fcutenlaboratordectrefirmaproductoaresisunttrecutencertificatuldecalibrarecarensoteste fiecare camer, Obiectivulcamereifotoaerieneestefocusatpentruoo,datoritdistanteimaripnIaobiectele fotografiate.nainteaexecutriiaerofotografieriipentruozondat,sentocmesteunproiectde aerofotografiere, avnd n vedere o serie de date initiale (scopul aerofotografierii, acoperirile longitudinale sitransversalentrefotograme,tipulplatformeisialcamereicucaresefaceaerofotografierea,conditiile climatice locale, etc. Pe baza acestor date se ntocmeste fisa tehnic a zborului, calculndu-se scara la care trebuie fcut aerofotografierea, nltimea de zbor, suprafata de teren cuprins pe o fotogram, numrul de benzi,numrultotaldefotogramesidinfiecareband,unghiuldederiv,timpuldeasteptare,timpulde expunere, metrajul de film necesar, durata zborului, etc. Peohartlascara1:50.000sau1:100.000,nfunctiedescaraaerofotografieriisi-mrimeazonei aerofotografiate, se marcheaz traseele de zbor (se aleg puncte de reper la (KVR-1000, Corona). La noi n tar,aerofotografierileserealizeazcuavioane,fiinddestinaterealizriidehrtisiplanuricudiverse destinatii. Camerele fotoaeriene asigur, prin folosirea lor corect, preluareafotogramelor la o anumit scar,cuacopeririprestabilite,dupunproiectdezborntocmitmprealabil.Pecadrulfiecrei fotogramepreluatcuoastfeldecamer,sunt^nregistrateelemente,careasiguraidentificarea, facilitndexploatarealorncontinuare(indicidereferint,numrdeordine,constantacamerei,ora prelurii,altitudineaplatformeiaeriene,nclinriIaleacesteia.Fotogramelesuntperspectivecentrale riguroasedinpunctdevedereperspectivecen-riguroase.Pentrureconstituireafascicoluluiderazede proiectie din momentul prelurii, o deosebit important pentrufiecarefotogramoau elementeledeorientare interioar ale fotogramei. Acestea sunt urmtoarele: constantacamerei-esteocaracteristicunicpentrufiecarecamer.Eareprezintlungimea perpedicularei care determin punctul principal. coordonatele punctului principal P (xp, yP) Punctul principal - este piciorul perpendicularei cobort din punctul nodal posterior (N2) al obiectivului pe planul fotogramei. Coordonatele xp, yp se stabilesc fat de punctulmijlociu(central)alfotogramei,obtinutprinunireaindicilordereferintdelamijlocullaturilor (de ia colturile) opuse ale fotogramei. Primele dou elemente de orientare sunt reprezentate n fig.II.33. distorsiunile obiectivului fotografic al camerei au fost tratate la punctul 2.4 f Elementeleorientriiinterioaresuntdeterminatenurmaunormsurtoridecalibrareprecise, fcutenlaboratordectrefirmaproductoaresisunttrecutencertificatuldecalibrarecarensoteste fiecare camer, FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN DispozitiveGPS-utilizatepentrudeterminareacoordonatelorstatiilordeaerofotografiere.O antendereceptieasemnalelordelasatelitiireteleiGPSesteamplasatlabordulavionului,iaradoua amplasat la sol. Msurarea se face tt regim dinamic, asigurnd precizii de ordinul centimetrilor. Sisteme de compensare a trenrii - prezentate n introducerea capitolului. Sistemeinertialedemsurareauncomponentsensorilaser,foarte sensibili,carenregistreazpozitiilecelortreiaxe(X,Y,Z)alecamerein momentul prelurii fiecrei fotograme, etc... III.1.1. Clasificare WildRC10-formatulfotogramelor23x23cm,obiectivUniversalAviogon;distantafocal152 mm; obturator cu lamele,timp de expunere 1/500 -1/1000secunde; deschiderea relativmaxim 1 / 5,6;; film 60 m / 24cm; RMK30/23(ZeissObercohen)-formatulfotogramelor23x23cm.obiectivPleogon;distanta focal 300 mm; deschiderea relativ maxim 1 / 5,6; timp de expunere 1/100 -1/1000 secunde; film 120 m / 24cm; Wild RC20 - formatul fotogramelor 23 x 23 cm, 4 obiectivi intersanj abili de mare rezolutie Aviogon sauAviotarcudistantelefocale:88mm,153mm,213mmsi303mm;obturatorculamele;timpde expunere1/100-1/1000secunde,deschiderearelativmaxim1/4-1/22;;film120-219m/24cm; dispozitiv de compensare a trenrii; Wild RC36 - formatul fotogramelor 23 x 23 cm, 3 obiectivi intersanjabili Aparatulfotoaerian.nvedereantocmiriiplanurilortopografice,aero- fotografiereaterenuluiseexecutcuajutorulunoraparatefotoaerienespe ciale(camereaerofotogrammetrice).Spredeosebiredealteaparatedenregis trarefotograficdelanltimeascoarteiterestre,aparatelefotoaerienedesti nateafurnizafotograme(deci,fotografiipecaresepotfacemsurtori)au distanta focal / constant, n orice conditii. Aparatul fotoaerian se asaz astfel nct s fie ct mai aproape de centrul de greutate al avionului. El ocup n cabin un spatiu cu dimensiunile de aproximativ 50 x 70 x 50 cm. Aparatul fotoaerian (fig. 36) se compune din urmtoarele prti: camera 7, cu obiectivul 2, caseta 3, dispozitivul de comand 4, sistemul de transmisie 5, motorul electric 6 si suportul aparatului 7. Camereleaerofotogrammetricepotficufilm(60... 120mlungime)saucu plci. Fotogramele pe plci au avantajul c nu se deformeaz, asigurnd n acest mod o mai mare precizie a lucrrilor. Laaparatelefotoaeriene moderne,toateproceselede fotografiere (bobinarea filmu-lui,expunerea,pstrarea intervaluluintreexpuneri etc.)sntexecutateautomat. Obturatorulsicasetasnt sincronizate electric. n partea desusacamereiseaflun cadruaplicat8,situatn planulfocalalobiectivului. Imagineacadruluiaplicat aparepefotogram, constituindsistemulde coordonateproprii.Dispozi-tivuldecomand4 actioneazobturatorul aparatului,rolelecufilmetc. Cuajutorulunorbecuride semnalizaresepoateurmrimoduldelucrualdife-ritelor mecanisme ale aparatului. Aparatul fotoaerian: 1camera; 2 obiectivul; 3 caseta; 4 dispozitivul de comand; 5 sistemul de transmisie; 6 motorulelectric; 7suportul; 8ramacadruluiaplicat; 9 placadepresare; 10 pomp de presiune; 11 bobine de rulare i derulare. FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN Caseta 3 cuprinde mecanismul de rulare si derulare caredeplaseazfilmul,cadrucucadru,nplanulfocalalobiectivului,mecanismedemsurare, precum si de asigurare a planeittii filmului 9 si10. Dupmrimeadistanteifocaleaobiectivului,aparatelefotoaerienepotfi:cudistantafocal mic(dela50la150mm),cudistantfocalmedie(dela150la300mm),cudistantfocal mare (mai mare de 300 mm). Obiectivelecudistantefocalede50mmsefolosescpentrufotografiereaunorterenuriplane (scripeste1:10000),celecudistantefocalede70mm,pentruterenuricuformederelief diferite (dealuri, ses etc), cele cu distante focale de 100... 140 mm, n zone muntoase, iar cele cu distante focale de ia 200 mm la 500 mm, pentru descifrri si aerofotografierea centrelor populate. n tabela 8 se dau caracteristicile unor tipuri de obiective f otogrammetrice. n figurile 37 si 38 snt date obiectivele Super-Aviogon si Russar-29. III.1.2. Anexele camerelor fotoaeriene Dispozitiveanexealeaparatuluifotoaerian.Aparatulfotoaerianesteprevzutcuoseriede dispozitive anexe, necesare s asigure realizarea acoperirii ntre fotograme, s nregistreze unghiul de deriv si s determine elementele orientrii exterioare ale fotogramelor. Dispozitivul pentru asigurarea acoperirilor longitudinale i de nregistrare a unghiului de deriv. Pentruaasiguranregistrareapefotogrameatuturorpunctelorterenuluidinfsiadezbora avionului este necesar ca fotografiile s fie astfel nregistrate nct s aib portiuni cu imagini comune. Portiunile cu imagini comune n sensul de zbor se numesc acoperiri longitudinale. Dispozitivul care asigur automat intervalul ntre expuneri (n scopul asigurrii acoperirilor longitudinale necesare ntre imaginile de pe fotograme) se numeste intervalometru. Cuacesta se poate msura si unghiul de deriv. Obiectivul Super-Aviogon Obiectivul Russar-29. ` Intervalul de timp t ntre expunerile succesive se calculeaz cu formula: n care: Heste nltimea de zbor; v viteza de zbor a avionului ; l mrimea laturiifotogramei ; / distanta focal a aparatului fotoaerian; p- acoperirea longitudinal (nteren plan p= 60/100 = 0,6). Vizorul intervalometrului permite supravegherea desfsurrii procesului de fotografiere. Astfel, raportul Hjv din formula (30) se mentine constant urm rind pe geamul mat al vizorului ca viteza de deplasare a Imaginii terenului s coincid cu aceea a unui lntisor (scrita), care se misc de-a lungul liniei de itinerar a vizorului Cnd avionul se abate dela directia de zbor, datoritvntului lateral, vizorul intervalometrului se roteste cu mna, astfel nct directia de deplasare a imaginilor terenului s fie paralel cu linia de iti- FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN neraravizorului.Pesuportulncareserotestevi-zorulexistgradatii,acrororiginiformeazolinie paralelcuaxalongitudinalaavionului.Peaceste gradatii se citesteunghiulde deriv,careesteformat deaxalongitudinalaavionuluicudirectiarealde zbor(fig.alaturata). Dispozitivepentrunregistrareaunorelementede orientare exterioar n timpul zborului. Dispozitivele folositepentrunregistrareaunorelementede orientareexterioarntimpulzborului(nltimeade zbor,abaterileavionuluidelaplafonulmediude zbor,unghiuriledenclinareafotogramelor)snt: altimetrulbarometric,radioaltimetrul,sta-toscopul, camera orizont si giroverticalul. Pentrumsurareanltimiidezborsefolosesc altimetrebarometricesiradioaltimetre,iarpentru nregistrareamicilorabaterialeavionuluidela plafonul mediu de zbor,statoscopul. Altimetrul barometric functioneaz dup principiul barometrului aneroid si permite determinarea nltimiidefotografiere fat de aerodromul de pe care a decolat avionul. Precizia determinrii nltimii este de 20 ... 30 m, ceea ce este insuficient pentru lucrri de ridicare de mare precizie prin metode fotogrammetrice. Radioaltimetrulfunctioneazpeprincipiulmsurriitimpuluinecesarundelorelectromagnetices parcurg drumul de la avion la suprafata pmntului si napoi. nltimea de zbor H se determin cu formula: ncarecestevitezadepropagareaundelorelectromagnetice,iarttimpulnecesarundelors parcurgdrumulavion-terendus-ntors.Timpul,msuratnmicrosecunde,sedeterminprinmetode electronice. Precizia radioaltime-trelor moderne este de 2,5 ...5,0 m. Statoscopul este un barometru diferential, folosit pentru nregistrarea abaterilor avionului de la plafonul de zbor (fig. 40). n vasul 1 se afl aer. Cnd avionul ia nltime pornind.de la aerodrom, robinetul 2 se deschide: presiunea din coloanele a si o fiind egal, cele dou coloane de lichid din tubul 3 n form de U snt la acelasi nivel. Din momentul cnd ncepe aerofotografierea, robinetul 2 se nchide. Ca urmare, presiuneainterioardinvasul/situbulavafitottimpulconstantsiegalcuaceeadinmomentul nchiderii robinetu-tului. Presiunile din tubul b variaz, dup cum avionul se abate n jos sau n sus de la plafonuldezbor.Diferenteledenltimesecitescpeoscargradatdin5n5mm.Precizia statoscopuluiestede1...2m.Simultancunregistrareafotogramelorsefacesinregistrarea fotograficaindicatiilorstatoscopului,astfelnctlafiecareperechedepunctea,btdepe statogram corespunde o fotogram, respectiv pozitia centrului ei de perspectiv. . . Statoscop. DatelestatoscopicepermitdeterminareadiferentelordenltimeAhdintrepunctelede fotografiere succesive, cu ajutorul formulei . Cmpul de vedere al intervalometrului. FOTOGRAMMETRIA IOAN STOIAN n care: heste indicatia statoscopului (citirea pe tubul a minus citirea pe tubul b); a coeficientulde temperatur(1 -4- 0,0037 t); B presiunea atmosferic; c greutatea specific a lichidului manometric. Dac lichidul folosit este alcool amilic, formula devine: n care factorul se numeste grad statoscopic Cameraorizontconstituieoanexaaparatuluifotoaerian,cuajutorulcreiasepotdetermina unghiurile9denclinareafotogrameifatdeaxadirectieidezborsauofatdedirectia perpendicularpeaceasta.nregistrareaorizontului-sefacecudousaupatrucamerefotografice speciale denumite camere orizont. Fotogramele orizontului se obtin n planul fotogramei simultan cu expunerea fotogramei normale, pe directia de zbor si perpendicular pe aceasta. Unghiurile de nclinare cp si w ale fotogramelor se obtin cu ajutorul relatiilor: Precizia determinrii unghiurilor de nclinare