Ugrás a tartalomhoz

Fotogrammetria 7., A légi fotogrammetria alapjai

Dr. Engler Péter (2010)

Nyugat-magyarországi Egyetem

7.3 Tervezés

7.3 Tervezés

A légifényképező repülés tervét, röviden repülési tervet a megrendelő, vagy a légi fényképeket feldolgozó szerv készíti el. Rajtuk kívül a légifényképező repülés kapcsán feladata van még a Földmérési és Távérzékelési Intézetnek (nyilvántartás, tárolás, szolgáltatás) és a Magyar Honvédség Geoinformációs Szolgálatának (engedélyezés, titokvédelem).

A repülési terv elkészítéséhez sokirányú ismeret szükséges. Ismerni kell a térképezési vagy más mérési feladat követelményein kívül a kiértékelő műszerek pontosságát, a kiértékelés módját, valamint ismerni kell a légifényképezés végrehajtásának körülményeit. A repülési terv adatainak kiszámításában elkövetett hiba megakadályozhatja a fényképészetileg kifogástalan képek, vagy digitális felvételek kiértékelését és a feladat pontossági előírásainak teljesítését [6.].

A tervezésnél tehát figyelemmel kel lenni a következőkre:

  • a repülőgép teljesítményének adataira,

  • a mérőkamerák paramétereire,

  • a kiértékelő műszer beállítási tartományaira,

  • az előállítandó termék fajtájára,

  • a domborzati viszonyokra,

  • az előállítandó térképek szelvénykiosztására,

  • a pontossági követelményekre.

A repülési tervek elkészítésekor korábban az L1. Szabályzatot használták, amely „A mérőkamerás légifényképezések megrendelésére, előkészítésére, vizsgálatára és szolgáltatására” vonatkozó előírásokat tartalmazta. Az L1. Szabályzat most is érvényben van (nem vonták vissza), de sok pontjában már elavult, ugyanakkor sok esetben még hasznos utasításokat, információkat nyújt. A szabályzat mellékleteiben lévő táblázatok és grafikonok nagymértékben segítették a tervezést.

7.3.1 Alapfogalmak

A repülési terv adatainak megértéséhez szükséges néhány alapfogalom tisztázása, melyhez a 7-4. ábra nyújt segítséget.

7-4. ábra A légifényképező repülés sematikus vázlata [5.]

Az ábrán használt jelölések magyarázata:

B felvételi bázis (az L1. Szabályzat Bx-el jelöli),

ck kameraállandó (sok esetben csak c-vel jelölik),

  1. képméret (a szakirodalomban a, vagy l jelöléssel is találkozunk),

  1. sávszélesség, az egy fényképsor által lefedett terület szélessége, mérete,

A repülési tengelyek távolsága (az L.1 Szabályzat By-nal jelöli)

hr relatív repülési magasság,

Fm a modell területe,

Fn hasznos modellterület.

7.3.2 A tervezés lépései

A légifényképezés műszaki paramétereit (képméretarány, kameraállandó, képméret, repülési magasságok, átfedési százalékok, stb.) úgy kell meghatározni, hogy az előírt pontossági és tartalmi követelményeket optimális gazdaságossági jellemzők mellett lehessen elérni [2.].

A tervezést megelőzi az adatgyűjtés, amelynek során a tervezéshez szükséges információkat és adatokat gyűjtjük össze. Fontos információ például a fényképezendő terület helye, mérete, a végrehajtandó fotogrammetriai feladat jellemzői (méretarány, elérendő pontosság, stb.), a kiértékeléshez rendelkezésre álló műszerek (hardver, szoftver) paraméterei. Ugyancsak fontos információkat szolgáltatnak a területről rendelkezésre álló térképek, korábbi légifényképek. Az adatgyűjtés fontos része a területre eső alappontok adatainak, pontleírásainak, illetve a tervezéshez szükséges topográfiai térképek (analóg vagy digitális) összegyűjtése. Az adatgyűjtés teljességétől nagymértékben függ a repülési terv pontos és megbízható elkészítése.

7.3.2.1 A képméretarány meghatározása

Az átlagos képméretarány meghatározása a fényképezés tervezésének fontos kiinduló adata. Ez függ a térkép méretarányától, vagy átlagosan a felhasználás céljától, a felvételek feloldóképességétől, valamint a kiértékelő műszerek teljesítőképességétől.

A képméretarány és a térképméretarány viszonya pontossági és gazdaságossági kérdés is, mivel a szükségesnél nagyobb méretarányú felvételek tervezése a kiértékelési munkát megnöveli, míg a kisebb méretarány viszont nem tartalmazza azokat a részleteket, melyeket az adott méretarányú térkép igényel. A képméretarány/térképméretarány viszonyra tájékoztatásul az alábbi adatok szolgálnak (L1. Szabályzat):

1:Mtérkép

1:Mfénykép

1:1 000

1:4 000 - 1:6 000

1:2 000

1:7 000 - 1:11 000

1:4 000

1:12 000 - 1:20 000

1:10 000

1:22 000 - 1: 36 000

A képméretarány közelítő meghatározására jól használható még az tapasztalati képlet.

7.3.2.2 A kameratoldat megválasztása

Ugyanazt a képméretarányt többféle módon is elérhetjük, ha normál-, nagy- vagy igen nagy nyílásszögű kameratoldat áll rendelkezésre. Az objektívtoldatok paramétereitől függ pl. a képméretarány, a repülési magasság, a készítendő képek száma, amelyektől pedig függ a képek minősége (kontrasztossága), vagy az elérhető pontosság.

A hagyományos légifényképező kameráknál lehetőség van az objektívtoldat célszerű megválasztására. Nagyméretarányú térképezési célokra általában a 152/23x23 objektívtoldat használatát kell előírni, ahol 152 a kameraállandó mm-ben, 23x23 a képméret cm-ben. Nagy magasságkülönbségek, vagy magas beépítettség esetén célszerű a 210/18x18 objektívtoldat használata. Interpretációs célokat szolgáló felvételek készítéséhez elegendő a 88/23x23 objektívtoldat.

7.3.2.3 A soron belüli és sorok közötti átfedés

Soron belüli átfedésnek nevezzük a légifelvételek repülési tengely, illetőleg repülési sor irányú átfedését. A tervezésnél figyelembe kell venni, hogy a kameratengely dőlése, a repülőgép oldalgása, valamint a terep magasságkülönbségeinek változásai csökkentik a soron belüli átfedést. Emiatt a térfotogrammetriai feldolgozáshoz általában a 60%-os soron belüli átfedést választjuk, hogy a térmodell mindenképpen előállítható legyen. Ortofotoszkópiában célszerű a 80%-os, a magasságkülönbségből eredő torzulások csökkentése miatt, interpretációs feladatokhoz elegendő lehet a 20%-os soron belüli átfedés. A soron belüli átfedést p%-kal jelöljük

A sorok közötti átfedés a légifényképezésnél azért szükséges, hogy biztosítsuk a fényképezendő terület hézagmentes lefedését. Értékét általában 20-30%-nak választjuk, de ennél nagyobb átfedéssel is találkozunk. A sorok közötti átfedést akkor adjuk meg előzetesen, ha un. tömbös repülést végzünk. Abban az esetben, ha un. szelvénytengelyes repülést végzünk, akkor a repülési tengelyek távolsága kötött, abból számoljuk a sorok közötti átfedést. Ekkor fordulhat elő 20-30%-nál nagyobb átfedés. A sorok közötti átfedést q%-kal jelöljük.

7.3.2.4 Számítások

A tervezés alapjául szolgáló, az előző pontokban ismertetett adatok meghatározása után a repülési terv elkészítéséhez szükséges további számításokat végezzük el [5.]. Ezek az alábbiak:

képméretarány

relatív repülési magasság

abszolút repülési magasság

átlagos terepmagasság , ahol hmax a repülési tengely mentén a legmagasabb, hmin a legalacsonyabb terepi magasság

sávszélesség (vagy )

felvételi bázis

a repülési tengelyek távolsága

sorok közötti átfedés

repülési tengely hossza , ahol n a felvételi bázis száma a soron belül

képek száma soronként

felvételi időköz , ahol v a repülőgép sebessége

egy modell felülete

7.3.2.5 A repülés terv munkarészei

A repülési terv munkarészei (melyeket korábban a képanyag feldolgozását végző szervezet, ma már általában a végrehajtó szervezet készít el):

  • a légifényképező repülés technikai terve, röviden technikai terv,

  • repülési vázlat,

  • területjegyzék,

  • áttekintő vázlat.

7.3.2.5.1 Technikai terv

A légifényképező repüléshez kiszámított adatokat, a kamera adatait és egyéb előírásokat, információkat a technikai tervben összesítjük. Ezeket az adatokat a végrehajtott légifényképező repülés ellenőrzésére, vizsgálatára is felhasználhatjuk.

Légifényképező repülés technikai terve

  1. Munkaterület megnevezése:

  2. Légifényképanyag rendeltetése:

  3. Filmtípus:

  4. Fókusztávolság / képméret:

  5. Átlagos képméretarány: Bx: By: Sávszélesség:

  6. Sorok közötti átfedés:

  7. Soron belüli átfedés:

  8. Átlagos relatív repülési magasság:

  9. Abszolút repülési magasságok (soronként):

  10. Felvételi időköz:

  11. Megengedhető leghosszabb expozíciós idő:

  12. Repülési tengelyek száma:

  13. Összes fényképező repülési hossz:

  14. Átlagos sorhosszúság:

  15. Repülendő sorok iránya:

  16. Szükséges képek száma: felhasználandó film hossza:

  17. A repülés kért időpontja:

  18. Pontok előrejelölése:

  19. Navigációs jelölések: sortengelyek: végpontok:

  20. A repülés vázlat elkészítéséhez felhasznált térképszelvények:

  21. A mellékelt repülési vázlatok száma:

  22. Megjegyzések:

Készítette:

Ellenőrizte:

A számított adatokat beírjuk a megfelelő pontokba. A technikai terv további információkat is tartalmaz, melyek a következők:

Az 1. pontban megadjuk a fényképezendő területet (pl. település, vagy régió név). A 2. pontban meghatározzuk a fényképezés célját, azaz mire használjuk fel a képanyagot, pl. térképezés, ortofotó készítés, interpretáció, térképezés esetén a feldolgozás méretaránya, stb. Analóg fényképezés esetén a 3. pontban adjuk meg, hogy milyen filmre kell a képeket elkészíteni. Ma jellemzően színes filmanyagot használunk. A repülendő sorok irányát (15. pont) térképezéshez lehetőleg K-Ny irányban kell tervezni, de gazdaságossági okokból célszerűen É-D irányú repülést is tervezhetünk. A repülés kért időpontjára (17. pont) az L1. Szabályzat két légifényképezési ütemet határoz meg: I. ütem február 16-tól május 31-ig, II. ütem június 1-től követő év február 15-ig). A kért időpont elsősorban a feladat jellegétől függ. A kiértékelésekhez célszerű az illesztőpontokat előre jelölni a terepen. A jelek mérete a készítendő kép méretarányától függ. Az alkalmazott jelek alakját és méreteit az L1. szabályzat 14. melléklete tartalmazza. A pontok jelölése DGPS utólagos illesztőpont mérésnél felesleges (fénykép-térkép-terep azonos pontok). A navigációs jelek alkalmazását a GPS navigáció feleslegessé tette, ma nem is alkalmazzák.

7.3.2.5.2 Repülés vázlat

A repülési vázlat egy rajzi (ma már digitális) munkarész, amit topográfiai térképen kell elkészíteni. A topográfiai térkép méretarányát a relatív repülés magasság függvényében, az alábbiak szerint kell megválasztani:

hrel 1000 m-ig 1:10 000

1000-5000 m között 1:25 000

5000 m felett 1:100 000

A repülési vázlat (7-5. ábra) tartalma a következő:

  • a munkaterület (fényképezendő terület) határvonala,

  • a térképszelvény sarokpontjai,

  • jól azonosítható síkrajzi vonalak,

  • háromszögelési pontok,

  • a repülési sorok tengelyvonalai a kezdő- és végponttal (piros színnel),

    • a tengelyek sorszáma, abszolút repülési magassága és hossza (piros színnel),

    • megírások (megrendelő, méretarány, fényképezendő település neve, sorok száma, hossza, abszolút repülési magassága).

7-5. ábra Repülési vázlat [3.]

7.3.2.5.3 Területjegyzék, áttekintő vázlat

A területjegyzéket, amely a terület fekvését, területi adatait tartalmazza, továbbá az áttekintő vázlatot, ami több repülési vázlat esetén egy kisebb méretarányú egyesített rajz, nem kell minden esetben elkészíteni.

A repülési tervet a mai gyakorlatban erre a célra készült szoftverek segítségével készíthetjük el. A számítógépes tervezés feltétele a tervezés alapjául szolgáló térkép digitális változatának megléte. Ez a tervezés lehetővé teszi, hogy a GPS-el vezérelt fényképezések számára a felvételi helyek koordinátáit is meghatározzuk.