Аэрофотоаппат, устройство и фотографическая съемка

Министерство сельского хозяйства Российской Федерации

ФГБОУ ВПО «Государственный аграрный университет Северного Зауралья»

Агротехнологический институт

Кафедра земельного кадастра

 

 

 

 

 

 

РЕФЕРАТ

на тему: «Аэрофотоаппат, устройство и фотографическая съемка»

по дисциплине «Фотограмметрия и дистанционное зондирование территории»

для направления подготовки

120700 – Землеустройство и кадастры

 

 

 

 

Выполнил: ст. БЗК-31 гр. Стяжкина Д.П.

Проверил: к.с-х.н доцент Кучеров Д.И.

 

 

 

 

 

 

 

 

Тюмень 2014

 

Содержание

Ведение

1 Описание фотоаппарата                                                                    4

2 Условия съемки                                                                                 9

3 Негативный процесс.

Сущность, приборы и рецепты растворов                                       14

4 Позитивный процесс.

Сущность, приборы, рецепты растворов и подбор бумаги.           27                                                                    

Заключение

Список используемой литературы

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Введение

Человека всегда тянуло к прекрасному, увиденной красоте человек пытался придать форму. В поэзии это была форма слова, в музыке красота имела гармоническую звуковую основу, в живописи формы прекрасного передавались красками и цветом, история моды формировала моду, и стиль каждого времени.

 Единственное, что не  мог человек, это запечатлеть  мгновение. Например, поймать разбивающуюся  каплю воды или рассекающую  грозовое небо молнию. С появлением  в истории фотоаппарата и развитием  фотографии это стало возможным. История фотографии знает множественные  попытки изобретения фотографического  процесса до создания первой  фотографии и берет начало  в далеком прошлом, когда математики  изучая оптику преломления света обнаруживали, что изображение переворачивается, если пропустить его в темную комнату через небольшой отверстие.

Главная цель работы - дать достаточно полное представление о технических возможностях современного снимка как неотъемлимым компонентом визуальной информации, воссоздающий наглядный, документально точный и выразительный образ отражаемой действительности. Дать педставление устройства фотоаппарата и фотограффической съемки.

 

 

 

 

 

 

 

 

1 Описание фотоаппарата

        Первый  в мире АФА для маршрутной  и площадной съёмки с самолёта  был изобретён русским военным  инженером В. Ф. Потте. Фотоаппарат полковника Поте В. Ф. был создан специально для съемки с самолёта. Его испытания прошли летом 1911 г. на Гатчинском аэродроме. Это был первый в мире полуавтоматический плёночный аэрофотоаппарат с однодисковым затвором. Цикл работы аэрофотоаппарата осуществлялся автоматически. Съёмка проводилась на катушечную фотопленку с форматом кадра 13 х 18 см. Объектив имел фокусное расстояние 21 см и относительное отверстие 1:4,5. Во время Первой мировой войны аэрофотоаппарат использовался для разведывательных аэрофотосъёмок. Конструкция фотоаппарата Потте в то время была лучшей в мире. Он использовался в нашей стране до конца 1920-х годов. Им были выполнены первые производственные аэрофотосъёмки с целью создания топографических карт.

         Аэрофотоаппарат — это сложный оптико-механический прибор с электродистанционным управлением, процесс работы которого максимально автоматизирован.

 

Рисунок 1.1- Аэрофотоаппарат

         По назначению АФА делят на  топографические и разведывательные, по времени применения — на  дневные, ночные и универсальные, по принципу действия — на  щелевые, кадровые и панорамные. Соответственно аэрофотосъёмка  может быть плановая, когда ось  объектива перпендикулярна местности, и перспективная. Наиболее распространены  кадровые фотоаппараты для дневной  или ночной съёмки.

Рисунок 1.2 - Кинематическая схема аэрофотоаппарата

            В щелевых АФА фотографирование  осуществляется не покадрово, а непрерывно. Фотоплёнка постоянно перемещается напротив щели, со скоростью движения оптического изображения. Этим достигается возможность ведения съёмки на малой высоте (50-100 м) и высокой скорости полёта носителя (более 1000 км/ч), что недостижимо кадровым АФА.

       Панорамные  аэрофотоаппараты служат для фотосъёмки широких участков (панорам) местности, практически от горизонта до горизонта. Это достигается в простейшем случае установкой обычного кадрового аппарата на качающемся основании. Специализированный панорамный фотоаппарат может конструктивно использовать непосредственное сканирование, когда качается объектив вместе с экспонирующей щелью, при этом фотоплёнка кадра неподвижна и выровнена на поверхности цилиндра из оптического стекла, с радиусом, равным фокусному расстоянию объектива. Во втором типе ПАФА объектив неподвижен, проектирующий пучок лучей поворачивается с помощью призм и зеркал, а аэрофотоплёнка перемещается синхронно с движением сканирующей системы.   Аэрофотоплёнка имеет в качестве светочувствительного слоя эмульсию, содержащую кристаллы галоидного серебра. Химическая обработка фотоматериалов и их дешифрирование выполняются наземной службой. На некоторых типах ЛА фотоматериалы могут автоматически обрабатываться на борту во время полёта, а также сбрасываться на землю в специальных контейнерах. Распространённая аэрофотоплёнка Тип 15 имеет светочувствительность 700 ед. ГОСТ, Тип 17 — 350 ед., Тип 18 — 90 ед., и Тип 20 — 350 ед.

Рисунок 1.3 - Основные характеристики аэрофотоаппарата

Объективы АФА

Современные фотоаппараты делятся на 4 категории:

1.    Узкоугольные длиннофокусные (ТЭ-500 и ТЭ-350),

2.    Нормальноугольные (ТЭ-200),

3.    Широкоугольные  короткофокусные (ТЭ-140; ТЭ-100; ТЭ-70),

4.    Сверхширокоугольные (ТЭ-55).

Параметры некоторых отечественных аэрофотообъективов:

«Руссар-33» — Фокусное расстояние 100 мм; разрешающ. способность 52 лин/мм; угол поля зрения 104 град; формат снимка — 180×180 мм.

«Орион-1А» — Фокусное расстояние 200 мм; разрешающ. способность 32 лин/мм; угол поля зрения 90 град; формат снимка — 300×300 мм.

«Уран-16» — Фокусное расстояние 750 мм; разрешающ. способность 28 лин/мм; угол поля зрения 13 град; формат снимка — 300×300 мм.

«Телемар-7М» — Фокусное расстояние 1000 мм; разрешающ. способность 33 лин/мм; угол поля зрения 24 град; формат снимка — 300×300 мм.

«Телемар-12» — Фокусное расстояние 1800 мм; разрешающ. способность 20 лин/мм; угол поля зрения 22 град; формат снимка — 500×500 мм.

Цифровые АФА

Развитие микроэлектронники предопределило появление цифрового аэрофотоаппарата. Первую цифровую аэрофотокамеру Z/I Imaging DMC выпустила корпорация Intergraph в 2004 г.

С развитием бытовой цифровой фототехники нередки случаи вполне официального применения последней экипажами для различных видов фотодокументирования в процессе выполнения полётного задания.

Калибровка аэрофотоаппарата — процесс определения элементов внутреннего ориентирования и параметров дисторсии.

Существует два метода:

1) Визуальный метод заключается в измерении центральных углов в пространстве изображения с вершиной в заданной узловой точке объектива и направлениями на эталонные координатные метки, выравнивающего стекла. Наведение на эталонные кресты производится путём наблюдения через аэрофотообъектив. Если  Аэрофотообъектив имеет дисторсию, то измеренные углы между одинаковыми расстояниями будут разными. Эта разность объясняется наличием дисторсии. Углы измеряются с точностью до двух секунд. недостатком этого метода является невозможность определения дисторсии по всему полю изображения, так как она определяется только в точках, где находятся кресты. Метод требует наличия оптического прибора, который называется оптической скамьёй.

2) Фотографический метод заключается в получении изображения объектов, координаты которых определенны в первой системе координат. Фотографирование должно производиться с начала системы координат. для определения искомых параметров используют аппарат обратной фотограмметрической задачи.

 

2 Условия съемки

Авиасъемка вносит весьма существенный вклад при решении следующих задач:

- мониторинг чрезвычайных  ситуаций и их последствий, поиск  пострадавших и доставка груза;

- дистанционный контроль  нефтегазопроводов и хранилищ, ЛЭП и теплотрасс, железных и автомобильных дорог, лесных массивов и сельскохозяйственных угодий;

- патрулирование сухопутных  и морских границ;

- геофизические исследования;

- вскрытие ледовой обстановки;

- геологоразведка;

- цифровая картография;

- производственно-экологический  мониторинг;

- охрана объектов и  районов;

- ретрансляция,

а также – при валидации результатов обработки материалов космической съемки (сбор и обработка контрольной выборки материалов наземной и авиационной съемки для подтверждения заявленной точности измерения тематических характеристик природных объектов или технологического оборудования).

Фотосъёмка — фотографирование территории с большой высоты при помощи фотоаппарата, установленного на летательном аппарате:

1) на небольших высотах: на самолёте, вертолёте, беспилотном  летательном аппарате;

2) на большой высоте: на  спутнике или специальной ракете.

Чаще аэрофотосъемка выполняется однообъективным фотоаппаратом, но если требуется увеличить площадь снимка, используются многообъективные аэрофотоаппараты, выполняющие многозональную съемку.

 

Рисунок 2.1 - аэрофотоснимок Бильярского городища

Многозональная съемка – это съемка объектов земной поверхности

в разных зонах спектра.

Спектрозональная съемка заключается в фотографировании объектов в двух различных зонах спектра, включая невидимые ультрафиолетовую и инфракрасную зоны. Спектрозональное фотографирование основано на свойствах объектов в разной степени отражать различные лучи спектра. При этом используют цветные двухслойные пленки, позволяющие получать на одном снимке перекрывающие друг друга изображения в условных цветах, что значительно увеличивает контрастность цветного изображения деталей объекта.

Многозональная фотографическая съемка обеспечивается использованием черно-белой пленки, обычно изопанхроматической и светофильтров, которая разделяет световой поток на отдельные участки спектра. Для съемки в ближней инфракрасной части спектра используется инфрахроматическая пленка. Многозональный фотографический снимок представляет собой серию из нескольких черно-белых снимков. Существуют приборы, синтезирующие проекторы, с помощью которых можно совмещать зональные изображения аддитивным путем и получать цветное синтезированное изображение в натуральных или искаженных цветах. Принцип многозональной съемки сейчас стал преобладающим.

Многозональная съемка занимает ведущее место среди других видов аэрокосмических съемок. Её осуществляют:

- либо многокамерными  синхронизированными аппаратами, обеспечивающими  одновременную съемку объектов  земной поверхности в разных  зонах спектра,

-  либо одной камерой  с несколькими объективами, в  которых используются различные  виды пленок, чувствительные к  видимой и ближней инфракрасной  частям спектра.

Многозональная съемка проводитсятс помощью фотографических систем или электронно-оптических сканирующих систем.

Запись первичного изображения осуществляют на фотопленку или магнитную ленту. Наиболее информативна та зона, в которой спектральные яркости изучаемого объекта максимальны. Параметры многозональной съемки устанавливают опытным путем по результатам спектрометрической съемки.Фотографическая съемочная камера МКФ-6 обеспечивает синхронное получение шести снимков:

1) Четырех – в видимой  области.

2) Двух – в ближней инфракрасной.

С помощью камеры МКФ-6 для каждого участка съемки одновременно можно получить шесть черно-белых негативов в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах спектра:

   - в диапазоне 0,45— 0,5 мкм съемку ведут первым  каналом камеры;

   -  в диапазоне 0,52— 0,56 мкм — вторым;

   - 0,58—0,62 мкм — третьим;

   - 0,64—0,68 мкм — четвертым;

   - 0,7—0,74 мкм — пятым;

   -  0,78— 0,86 мкм —  шестым.

 

Рисунок 2.2- Многозональная камера МКФ-6 (1 – 6 объективов, 2 – приемная кассета, 3 – фотоаппарат для сравнения).

Фотографическая камера МК-4, одна из используемых для съемки из космоса, имеет четыре канала:

- в трех из них –  получают зональные черно-белые  снимки в участках спектра  мкм:   0,515-0,565; 0,635-0,690; 0,810-0,900;

- в четвертом – снимок  на цветной спектрозональной  пленке в широкой зоне 0,570-0,810 мкм.

Путем фотографической обработки видеоинформации

(полученных на МКФ-6 и МКФ-4) изготавливают черно-белые негативы, а с помощью многокамерного синтезирующего проектора МСП-4 получают цветные изображения увеличенного масштаба. Черно-белые негативы и контрольные отпечатки с них тиражируются и распространяются.

Масштабы фотосъемки - в настоящее время аэрофотосъемку выполняют в основном с высот до 7 км с самолетов типа АН-ЗО, ИЛ-14 и АН-2 в масштабах 1:10 000 — 1:140 000. Для получения аэрофотоснимков более мелкого масштаба осуществляют высотную съемку с высот 11—12 км, применяя короткофокусные аэрофотоаппараты. С помощью аэрофотоаппаратов с различными фокусными расстояниями можно (снимая с различной высоты) получать аэрофотоснимки одного масштаба.