Jak powstaje fotomapa?

Jednym z nowoczesnych produktów kartograficznych są fotomapy, opracowywane na podstawie obrazów lotniczych lub satelitarnych. Zastosowanie systemów komputerowych zwiększyło precyzję i jakość fotomap oraz znacznie skróciło czas ich wykonania, co z kolei wpłynęło na obniżenie ceny i szerszą dostępność.

Jednym z nowoczesnych produktów kartograficznych są fotomapy, opracowywane na podstawie obrazów lotniczych lub satelitarnych. Zastosowanie systemów komputerowych zwiększyło precyzję i jakość fotomap oraz znacznie skróciło czas ich wykonania, co z kolei wpłynęło na obniżenie ceny i szerszą dostępność.

W zależności od wymagań użytkownika, na fotomapy (nazywane również mapami obrazowymi) nanosi się dodatkową treść graficzną, aby zdjęcia nie utraciły walorów informacyjnych. Zazwyczaj są to nazwy geograficzne i siatka współrzędnych (te elementy występują niemal zawsze na fotomapach); można także umieszczać na nich elementy graficzne, uwydatniające obiekty trudne do zinterpretowania bezpośredniego (np. droga w lesie), lub nie istniejące fizycznie na zdjęciu (charakterystyki dróg, lasów itd.).

Jeżeli fotomapa ma charakter tematyczny, to wkreślana jest na nią treść o specjalistycznym charakterze, np. ewidencja gruntów, zasięgi gleb i zanieczyszczeń itd. Mimo iż ten rodzaj dokumentu był już znany od kilkunastu lat, trudno powiedzieć, żeby był zbyt popularny zarówno wśród specjalistów (kartografów, geografów i geodetów), jak i laików korzystających z map.

Było kilka przyczyn tak małej popularności fotomap. Po pierwsze, w poprzednim ustroju politycznym dostępność do zdjęć lotniczych i satelitarnych miała ograniczony zasięg (oczywiście ten problem dotyczył państw naszego regionu). Po drugie, prace fotogrametryczne były kosztowne i wymagały specjalistycznego sprzętu zarówno do wykonywania zdjęć lotniczych, jak i ich kameralnej obróbki. Po trzecie, opracowanie zdjęć lotniczych było czasochłonne, a wyniki ich przetworzenia nie zawsze zadowalały zarówno pod względem ostatecznego wizerunku, jak i precyzji geometrycznej. Ostatnie lata przyniosły duże zmiany w dziedzinie opracowań fotogrametrycznych. Zastosowanie systemów komputerowych znacznie skróciło czas wykonania fotomap, zwiększyło ich precyzję oraz pozwoliło uzyskać nowe jakościowo produkty.

Fotka z nieba

Aby uzmysłowić sobie, jak złożone jest przetworzenie zdjęć lotniczych do postaci fotomapy, należy poznać odrobinę teorii fotogrametrii. Zdjęcie lotnicze jest obrazem powierzchni Ziemi uzyskanym w rzucie środkowym - mapa w rzucie prostokątnym. Oznacza to, że zdjęcie w skali np. 1:10 000 wcale nie ma takiej skali na całej powierzchni, lecz tylko w centralnym punkcie (oczywiście odnosi się to do zdjęć spotykanych w praktyce, kiedy fotografowany teren nie jest idealnie płaski).

W uproszczeniu, 1 cm na zdjęciu zmierzony na jednym jego krańcu, przeliczony na odległość w terenie, wcale nie musi być równy odległości terenowej, obliczonej w ten sam sposób z 1 cm wymierzonego na innym krańcu.

Ten typ deformacji zwiększa się, jeśli na zdjęciu znajduje się teren górzysty. Aby zdjęcie było fotomapą, musi być odwzorowane w określonym układzie współrzędnych. Należy je "dowiązać" do terenowego układu współrzędnych. Innym elementem przetworzeń jest mozaikowanie zdjęć. Fotomapa w określonej skali ma zazwyczaj z góry określone wymiary, a zdjęcie lotnicze wcale nie musi mieć takich samych. Czasem zdarza się, że na jednym arkuszu fotomapy mieści się 8-10 zdjęć. W takim wypadku należy je zmozaikować - połączyć w taki sposób, aby nie było widać krawędzi łączenia.

Stereo i w kolorze

Proces technologiczny tworzenia fotomap ze zdjęć lotniczych można podzielić na kilka podstawowych etapów. Pierwszym, jest przetworzenie zdjęć tradycyjnych (negatywów lub diapozytywów) do postaci cyfrowej. Do tego celu wykorzystywane są bardzo precyzyjne skanery, przeznaczone do skanowania zdjęć lotniczych. Charakteryzują się one wysoką precyzją geometryczną i radiometryczną - pamiętajmy, że w dalszych etapach na zdjęciach tych wykonywane będą pomiary i interpretacja obiektów.

Do niedawna zdjęcia skanowane były pojedynczo, jednakże w najnowszych modelach skanerów (Leica DSW300, SCAI firmy Zeiss) można skanować filmy w rolach nawet o długości ok. 150 metrów bez utraty precyzji geometrycznej. Mogą one być skanowane wręcz z rozdzielczością 5 mikronów, aczkolwiek rozdzielczość rzędu 15-30 mikronów jest wystarczająca do tego typu opracowań. Oprócz specyficznych formatów plików, najczęściej spotykanym formatem zapisu jest TIFF. Wiele systemów oferuje możliwość zapisu w formatach skompresowanych np. JPEG.

Następnym etapem jest orientacja zdjęć, czyli dowiązanie do określonego układu współrzędnych geodezyjnych. Tutaj wykonuje się pomiary na pewnych punktach, określonych zgodnie z zasadami fotogrametrii. Ciekawostką jest, że pomiary wykonywane są w przestrzeni trójwymiarowej. Efekt przestrzenny uzyskiwany jest przez przemienne wyświetlanie dwóch zdjęć (tzw. stereopary) z częstotliwością 2 x 60 Hz. Operator korzysta z okularów ciekłokrystalicznych o zmiennej polaryzacji. Ich działanie zsynchronizowane jest z pracą monitora przez emiter podczerwieni. Lewe oko widzi lewe zdjęcie, a prawe - prawe. Wrażenie przestrzeni jest bardzo przekonujące.

W celu komercyjnej reprodukcji treści Computerworld należy zakupić licencję. Skontaktuj się z naszym partnerem, YGS Group, pod adresem [email protected]

TOP 200