Фото съемка и лабораторная обработка материалов

Федеральное агентство по образованию ГОУ  ВПО                                             Тюменская государственная  сельскохозяйственная академия     Агротехнологический институт                                                                                     
 
 
 
 
 

РЕФЕРАТ ПО ФОТОГРАММЕТРИИ НА ТЕМУ:

«Фотографическая  съемка и лабораторная обработка  фотоматериалов» 
 

 

          
 
 

                                                                                                            Выполнила: студентка 135гр.                      

      Жукова  А.С.

      Прверил: Кучеров Д.И.

   
 
 

                                                   Тюмень,2010

Содержание

1. Введение
2. Устройство аэрофотоаппарата
3. Фотографические материалы
4. Процесс выполнения съемки
5. Негативный процесс
6. Позитивный процесс
7. Современные методы и технологии получения фотоматериалов
8. Заключение

 
 

 

Введение

 Фотограмметрия – техническая наука о методах определения метрических характеристик объектов и их положения в двух- или трехмерном пространстве по снимкам, полученным  с помощью специальных съемочных систем. Такими системами могут быть традиционные фотографические камеры, а также системы, использующие иные законы построения изображения и иные (кроме фотографических слоев) регистраторы электромагнитных излучений. Основная задача фотограмметрии – топографическое картографирование, а также создание специальных инженерных планов и карт, например кадастровых.

Фотограмметрические методы позволяют также экономично и достаточно точно решать непосредственно  по снимкам некоторые прикладные задачи, например, измерять площади участков местности, определять их уклоны, получать количественные характеристики эрозионных процессов, выполнять вертикальную планировку с определением объема земляных работ и др.

Это направление  метрической обработки снимков  принято называть прикладной фотограмметрией.

Термин «метрическая обработка» - процесс получения со снимков только геометрической информации.

Метрической обработке  снимков обычно предшествует (иногда совмещается) процесс отбора подлежащих нанесению на изготавливаемые планы  и карты объектов, которые опознают на анализируемых изображениях, определяют  их качественные и количественные характеристики, положение границ и выражают полученные данные условными знаками. Этот процесс называют дешифрированием снимков. В процессе дешифрирования выполняют также досъемку не отобразившихся  на снимках элементов ситуации.

В двадцатые годы прошлого столетия были сделаны попытки  использования аэрофотоснимков  для специализированного изучения лесов и в начале тридцатых  годов – почв. Создание космических  летательных аппаратов и съемочных  систем активизировало развитие этого  направления. Оно получило название «дистанционное зондирование».

Под дистанционным  зондированием понимают неконтактное изучение Земли (планет, спутников), ее поверхности, близповерхностного пространства и недр, отдельных объектов, динамических процессов и явлений путем регистрации и анализа их собственного или отраженного электромагнитного излучения.

Изучение дисциплины «Фотограмметрия и дистанционное  зондирование» опирается на знание дисциплин: математика, информатика, физика, экология, почвоведение, инженерное обустройство территории, геодезия.

Знания, приобретенные при изучении данной дисциплины, позволяют специалистам, работающим в области землеустройства, формирования кадастра недвижимости, мониторинга землепользования и охраны окружающей среды, получать или квалифицированно заказывать и использовать цифровые кадастровые планы и карты, а также получать сопутствующие специальные карты.

Фотограмметрия находит  применение в различных видах  деятельности:

- создание топографических карт и ГИС;

- геологические изыскания;

- охрана окружающей среды (изучение ледников и снежного покрова, бонитировка почв и исследование процессов эрозии, наблюдения за изменениями растительного покрова, изучение морских течений);

- проектирование и строительство зданий и сооружений;

- археологические раскопки;

-автоматизированное построение 3D-моделей объекта по снимкам

Достоинства фотограмметрии: высокая точность измерений; высокая степень автоматизации процесса измерений и связанная с этим объективность их результатов; большая производительность (поскольку измеряются не сами объекты как таковые, а лишь их изображения); возможность дистанционных измерений в условиях, когда пребывание на объекте небезопасно для человека. 
 
 
 
 
 
 
 

Существует большое  число конструкций аппаратов. Аэро- и космические  фотоаппараты можно классифицировать: по способу построения изображения, числу используемых спектральных зон (каналов), а также по длине фокусного расстояния объектива, разрешающей способности, назначению и т.д.

Наибольшее применение имеют кадровые топографические аэрофотоаппараты (АФА).

В них имеется  плоская поверхность, на которой  строится изображение, неподвижный  относительно нее объектив, главная  оптическая ось занимает неизменное положение, перпендикулярно плоскости  снимка, изображение строится в центральной  проекции. Экспонирование площади снимка происходит одномоментно.

Блок – схема  основных устройств показана на рис. 1.

Основными блоками  его являются съемочная камера и  кассета. Съемочная камера состоит из оптического блока 6 и корпуса 5. В нижней части оптического блока расположен объектив 4 с закрепленным на нем светофильтром 3. В верхней части этого блока, в фокальной плоскости аэрофотообъектива, расположена прикладная рамка 13. Пленка 11 в АФА располагается в кассете 8 на катушках 10. В плоскости прикладной рамки в момент фотографирования происходит выравнивание аэрофотопленки. Существует несколько способов выравнивания аэрофотопленки. Например, с помощью прижимного стола 9 аэрофотопленка прижимается к выравнивающему стеклу 7. В некоторых типах АФА выравнивание пленки происходит за счет создания  воздушного разрежения между пленкой и выравнивающим столом. Невыравнивание аэропленки   приводит к геометрическим деформациям изображений и снижает разрешающую способность снимка. Управляют работой АФА с помощью пульта 12. Аэрофотокамера закрепляется в аэрофотоустановке 2 над стеклом 1,герметизирующим люк летательного аппарата.

На серединах сторон прикладной рамки ( в некоторых конструкциях также в ее углах) имеются координатные метки, которые  отображаются при  съемке на каждом аэроснимке. Форма  меток может быть различной, например, в виде острого угла, направленного  к центральной части снимка, или  в виде крестов. Прикладная рамка  ограничивает размеры снимка. Наиболее широко применяемые форматы 18х18, 23х23 и 30х30 см. Формат кадра может быть не квадратным.

В некоторых типах  АФА (АФА – ТЭС) в плоскости  прикладной рамки находится выравнивающее  стекло, на поверхность которого наносят  контрольные метки в виде сетки  крестов с шагом 10 или 20 мм. Толщина  штрихов крестов – 2-3 мкм, а точность их нанесения  - 2 мкм. Используя сетку  крестов, учитывают искажения изображения  на снимке.

Расстояния между  координатными и контрольными метками (крестами) определяют при фотограмметрической  калибровке АФА, результаты заносят  в формуляр аэрофотоаппарата. Используют их для выявления и учета деформации аэрофотопленки, а также для построения системы координат снимка при  фотограмметрической обработке  снимков. По резкости изображения контрольных  меток (крестов) оценивают качество выравнивания аэропленки.

В любом фотоаппарате есть: объектив, обеспечивающий проецирование изображения на чувствительный элемент, затвор (его роль может исполнять крышка объектива, в простейших цифровых веб-камерах может отсутствовать), корпус - служит для крепления механизмов фотоаппарата, защищает светочувствительный материал от засветки посторонним светом в процессе съёмки, вместе с оправой объектива или объективной доской может служить для наводки на резкость, кассета со светочувствительным материалом или матрица с сопутствующим оборудованием. Все остальные элементы фотоаппарата не оказывают непосредственного влияния на техническое качество снимка и могут как присутствовать в конструкции, так и отсутствовать. Они определяют удобство и оперативность работы с фотоаппаратом, обеспечивают точность кадрирования (видоискатель), помогают фотографу в определении параметров съёмки (экспонометр, автоматика фокусировки и экспозамера), упрощают получение снимков в сложных условиях (фотовспышка, стабилизатор изображения и т. п.).

Кассета (съемная часть аэрокамеры) предназначена для размещения аэропленки, ее перемотки и отмеривания по размеру кадра, а также, как уже сказано ранее, выравнивания пленки в плоскость. Кассета в зависимости от толщины подложки вмещает аэропленку длиной 60 или 120 м, что соответствует для отечественных АФА 300 или 600 снимкам размером 18х18 см.

Аэрофотообъектив – оптико – механическое устройство, состоящее из оптической и механической части. Оптическая часть (собственно объектив) – это закрепленные в корпусе линзы различной кривизны и формы. Линзы подбирают с целью получения оптического изображения с заданными свойствами. Узлы механической части, затвор и диафрагма, размещаются в межлинзовом пространстве аэрообъектива.

Затвор – это устройство, ркгулирующее время (выдержку), в течение которого происходит экспонирование аэропленки. Выдержки в аэрофотозатворах изменяются от 1/40 до 1/1000 с и менее. Изменяются выдержки в аэрофотоаппаратах ступенчато (например, 1/125, 1/250, 1/500), что позволяет регулировать экспозицию кратно двум.

В момент открытия затвора  летательный аппарат и вместе с ним аэрофотоаппарат совершают  линейные и угловые перемещения  относительно снимаемой местности. Это вызывает перемещение оптического  изображения относительно аэрофотопленки. В результате происходит смаз фотографического изображения, уменьшающий резкость и разрешающую способность снимка на 30…50%. Смаз фотографического изображения можно уменьшить, уменьшив выдержку t при съемке. Для минимизации влияния поступательного движения летательного аппарата выдержку рассчитывают по формуле

                                          t=m σ_доп /W,

где m – масштаб снимка; σ_{доп –} величина допустимого смаза; W – скорость летательного аппарата.

Однако есть предел уменьшения выдержки. Поэтому в некоторых  типах аэрофотоаппаратов применяют  устройства, называемые компенсаторами сдвига изображения.

Смысл их работы заключается  в том, что с помощью специальных  устройств в момент экспонирования устраняют перемещение оптического  изображения относительно светочувствительного слоя. Помимо сдвигов оптического  изображения, вызванных линейными  и угловыми движениями летательного аппарата, на качество изображения  оказывают влияние вибрационные сдвиги. Основная причина их появления  – вибрации от работы моторов летательных  аппаратов.

Диафрагма служит для изменения диаметра входного отверстия объектива. В аэрофотоаппаратах диаметр входного отверстия объектива регулирует величину светового потока, проходящего через объектив. Чем больше диаметр диафрагмы, тем больше освещенность экспонируемой аэрофотопленки. В практических целях для выражения размера отверстия объектива используют характеристику, называемую «относительным отверстием».  Относительное отверстие объектива 1/к есть отношение диаметра входного (действующего) отверстия i к фокусному расстоянию объектива f:

                                                     1/к = i/f.

В объективах используют стандартные дискретные значения относительных  отверстий, знаменатели которых  равны 2; 2,8; 4; 5,6; 8; 11; 16; 22; 32. Эти значения отмечают на кольце диафрагм, с помощью которого можно установить заданную величину относительного отверстия. Их рассчитывают таким образом, что переход к соседнему индексу диафрагмы изменяет освещенность светочувствительного фотоматериала в два раза.