دانلود مقاله اصول تفسیر عکس‌های هوایی

منظور از تفسیر عکس‌های هوایی، شناسایی عوارض و تعیین حدود و استخراج ویژگی‌های آنها بر روی عکس‌های هوایی می‌باشد.

شناخت خود عارضه و استنباط بعضی ویژگی‌های آنها مانند رطوبت خاک، ناخالصی‌های درون آب، جنس سنگ‌ها، نوع محصولات کشاورزی‌، کیفیت ساختمان‌های شهری و صدها ویژگی دیگر،‌ برای جغرافیدانان بسیار مهمتر از ابعاد هندسی عوارض می‌باشد. مثلاً در ارزیابی توان کشاورزی یک منطقه دانستن بافت،‌ رطوبت و حاصلخیزی خاک مزارع بسیار مهمتر از اندازه خود مزارع می‌باشد. یا در بررسی شهرها علاوه بر اندازه ساختمان‌ها و خیابان‌ها، کیفیت آنها هم از نظر جنس مصالح به کار رفته شده، آرایش مکانی و شکل هر کدام در نظام کلی شهر اهمیت خاصی دارد. همچنین این میزان انعکاس ابراست که رطوبت و ظرفیت پارشی آن را مشخص می‌کند، نه اندازه آن بیشتر اوقات، ابرهای سیروس تمام آسمان را می‌پوشاند بدون اینکه قطره‌ای باران تولید کند، اما ممکن است یک ابر کومولونیموس محلی رگبار شدیدی به وجود بیاورد و سبب بروز خسارت و حوادث ناگواری گردد. بنابراین متخصص عکس‌های هوایی بایستی  اطلاعات کافی درباره اندازه‌گیری ابعاد، تشخیص نام و شناسایی ویژگی‌های عوارض روی عکس‌های هوایی کسب کند.

قبل از شروع به شناسایی عوارض روی عکس‌ های هوایی موارد زیر را بایستی در نظر گرفت:

1- باند عکسبرداری عکس‌های هوایی معمولی بر اساس میزان انعکاس تهیه می‌شوند. میزان انعکاس باد، یک عارضه معین در باندهای مختلف طیف الکترومغناطیسی فرق می‌کند. مثلاً در باند آبی گیاهان روشن از خاک ولی در باند قرمز خاک روشن‌تر از گیاه دیده می‌شود. بنابراین اگر باند عکسبرداری معلوم نباشد ممکن است که در شناخت عوارض دچار اشتباه گردیم، بایستی متذکر شد که تمام عکس‌های هوایی موجود در باند مربی تهیه می‌شوند، تعداد بسیار کمی در باند نامرئی مادون قرمز نزدیک گرفته می‌شود. پس ما می‌توانیم فرض کنیم که باند تمامی عکسهای موجود باند مرئی است.

2- مقیاس عکس،‌ مقیاس عکس دراندازه عوارض اثر می‌گذارد، مثلا ممکن است یک مدرسه در عکس با مقیاس  به صورت باد یک خانه معمولی دیده شود و برای تشخیص آن از منازل اطراف بایستی از عکسهای  استفاده کنیم. یا اینکه گله گاوها در عکسهای  به گله گوسفند بیشتر شباهت دارند تا به گله گاو. بنابراین مقیاس عکس بیشتر بر روی اندازه عوارض اثر می‌گذارد و برای شناسایی عارضه‌ها بایستی به اندازه نسبی آنها در مقیاس عکس توجه شود.

1-2 (توضیح خیلی کوتاه درباره ابر های سیروس و کومولونیموس لازم است)

3- زمان عکسبرداری؛ زمان عکسبرداری شامل فصل و ساخت عکسبرداری می‌شود. برای اجرای اهدافی خاص بایستی فصل مناسب تعیین شود. مثلا برای تشخیص انواع گیاهان در تابستان و برای تشخیص رطوبت خاک در بهار عکسبرداری می‌کنیم. اثر فصل عکسبرداری بر روی انعکاس عوارض مشهو تر است و در تفسیر رنگ عارضه بایستی فصل عکس برداری را در نظر بگیریم.

برای شناسایی عارضه ای معین، بایستی از نشانه‌ها و یا معیارهایی استفاده کرد. به عبارت دیگر هر عارضه ای با توجه به ویژگیهای خاص از دیگران شناخته می‌شود. مثلا، مسجد از کلیسا از روی شکل آنها، باغ از روی جنگل از روی آرایش مکانی آنها و یا قسمت قدیمی شهر از قسمت جدید آن از روی آرایش خیابانها و پوشش گیاهی و.. شناخته می‌شود.برف روی کوهستان را بر اساس آرایش ظاهری آنها می‌توان از ابر جدا کرد، در صورتی که از نظر رنگ زمینه هر دو سفید به نظر می‌رسند. یا برف از زمینهای شوره زار بر اساس موقعیت آنها تشخیص داده می‌شود. زمینهای شوره زار در منطقه پست و هموار وپوشش برف بر بالای کوهستانها دیده میشود، کلیه عواملی که در شناسایی عوارض استفاده می‌شوند معیارهای شناسایی عوارض نامیده می‌شوند.

معیارهای شناسایی عوارض

برای شناسایی عوارض در طبیعت، معمولا از ویژگیهای منحصر به فرد آنها استفاده می‌شود.مثلا درخت تبریزی از نظر قد و اندازه و شکل با درخت کبودی تفاوت ندارد و فقط شکل برگهای آنهاست که از همدیگر متمایز است. تشخیص این دو عارضه بر اساس برگ آنها در روی عکسهای هوایی امکان ندارد. خیلی از معیارها هستند که در عالم طبعیت معیاری خوب برای شناسایی هستند ولی بر روی عکسهای هوایی کابردی ندارند. معیارهای کارآمد در روی عکسهای هوایی محدود هستند و عبارتند از :

شکل، اندازه، سایه، بافت،آرایش مکانی، رنگ زمینه، موقعیت نسبی.

شکل عارضه:

بارزترین ویژگی عوارض که در نگاه اول بر روی عکسهای هوایی برداشت می‌شود شکل آنهاست. شکل عوارض مستقل از مقیاس و فصل عکسبرداری می‌باشد. و فقط زاویه عکسبرداری در آن تغییر به وجود می‌آورد. بر روی طبیعت ما معمولا عوارض از بالای سر عوارض نگاه می‌شود. با توجه به اینکه عکسهای هوایی مایل کاربرد کمتری دارند و بیشتر عکسهای هوایی  موجود به طور عمودی تهیه شده اند مفسر عکسهای  هوایی عمودی هم به استثنای قسمت مرکزی عکس،‌ عوارض به صورت مایل دیده می‌شوند. در هر صورت شکل نشانه بسیار خوبی است و برای تشخیص عوارض از همدیگر، بعضی از موارد کاربرد شکل عارضه و شناسایی آن در زیر آورده می‌شود.

اندازه عارضه:

بعد از شکل، دومین ویژگی عارضه که به آسانی چشم بیننده را به خود جلب می‌کند، اندازه آن است. در شناسایی عارضه، باید هر دو اندازه مطلق و اندازه نسبی آن مو.ردتوجه قرار گیرد. اندازه مطلق عوارض تحت تاثیر مقیاس عکس و فاصله آسانی آن می‌باشد. مثلا در عکسهای  به اندازه گوسفند و یا یک درخت تبریزی بلند، به صورت بوته ای کوچک درنظر می‌آید در عکسهای  می‌توان درختان یک تاکستان را از هم جدا دیده و آنها را شناسایی کرد. در صورتی که در عکس با مقیاس  ممکن است آنها را نتوان از هم تشخیص داد و چه بسا که تاکستان را با مزرعه ذرت یا گندم رسیده اشتباه کرد. بااین که بر اساس تنها اندازه عارضه، یک کشتی بزرگ در عکس   به صورت یک قایق کوچک جلوه می‌کند و از طرف دیگر قایقی مجهز و آراسته در عکس  به صورت یک کشتی بزرگ به نظر می‌رسد. البته مفسر ورزیده و کاردان براثر تمرین زیاد می‌تواند اندازه عوارض را در مقیاسهای مختلف حدس بزند و آنها را شناسایی کند.

عامل دیگرکه در اندازه عوارض،‌بویژه بلندی آنها اثر می‌گذارد فاصله اساس عکس یا فاصله اساس هوایی است. همانطور که در آخر فصل چهارم اشاره شد. میزان درشت نمایی ارتفاع عوارض با فاصله مرکز عکسهای متوالی رابطه مستقیم دارد. بنابراین هر قدرفاصله اساس عکس بیشتر شود مقدار درشت نمایی این عوارض هم بیشتر می‌گردد. به عبارت دیگر  ما عوارض را در طبیعت با چشمان خود می‌بینیم که فاصله بین دو مردمک آنها ثابت و نسبتا کمتر است. اما موقعی که هواپیما از آنها عکسبرداری می‌کند. فاصله بین دو مرکز عکسهای متوالی چندین برابر فاصله بین دو مردمک چشم انسان است. درنتیجه، هنگام دید استریوسکوپی حد ارتفاع عوارض بزرگتر به نظر می‌رسد. مثلا ممکن است ما در زیر استریسکوپ دامنه ای بسیار تند بینم و فکر نکنیم که بتوان با اتومبیل از آن عبور کرد. اما موقعی که به طبیعت مراجعه میکنیم. مشاهده می‌کنیم که شیب دامنه بسیار کمتر از آن است که در زیراستریوسکوپ دیده  می‌شود. البته این ویژگی در مشاهده استریوسکوپی دیده می‌شود. روشهای اندازه گیری ارتفاع عوارض، ارتفاع طبیعی آنها را تعیین می‌کند. اگر ما از یک منطقه طبقات خانه‌ها بسیار بلند است و یا این که چگونه توانسته اند جاده‌های اتومیبل رو را در دامنه‌های بسیار تند احداث کنند. اگردرزیر استریوسکوپ به عکسی از دره چالوس نگاه کنید، دامنه‌ها چندین برابر تندتر و ترسناک تر از طبیعت دیده می‌شوند.

درشناسایی عوارض عکسهای هوایی، اندازه نسبی عارضه کارآمدتر از اندازه مطلق آنهاست. مفسر عکسهای هوایی معمولا عارضه‌ها را در طبیعت با هم مقایسه می‌کند و آنها در رابطه با هم می‌شناسد. مثلا منطق حکم می‌کند که همیشه قایق کوچکتر از کشی و کامیون بزرگتراز وانت بارکش باشد. خیابان دو طرفه به طور مسلم پهن تر از خیابان یک طرفه است. اگر در مزرعه ای دو حیوان بزرگ و کوچک مشاهده کنیم. حیوان بزرگتر به طور مسلم گوسفند نیست و حیوان کوچکتر گاو و اسب و الاغ نیست. در شهرهای کشور ما، ساختمانهای بسیار بزرگ حتما نمی تواند منزلی مسکونی باشد و ساختمان بسیار کوچک نمی توان یک مرکز خدماتی مانند بهداری، مدرسه و..تصور کرد. در زیر، بعضی از مواردی عوارض بر اساس اندازه شان شناسایی می‌شوند آمده است :

در باغات کشاورزی، درختان انار، آلبالو، هلو و... بر اساس اندازه کوچکشان، درختان گردو،‌زرد آلو و یا بادام شناخته می‌شوند. مزارع برنجی آبی بسیار کوچکتر، مزارع پنبه و یا گندم هستند. از طرف دیگر مزارع سبزیکاری کوچکتر از مزارع دیگرمی باشد. هر قدر مزرعه کوچکتر باشد ارزش محصول کاشته شده هم بیشتر است. مثلا میزان بهره برداری از مزارع صیفی کاری اطراف شهرها بسیار زیاد است و در نتیجه یک مزرعه کوچک هم تکافوی مخارج زندگی یک خانوار زا می‌کند. همین خانواده برای تامین زندگی خود از طریق کشت غلات حتما باید مزرعه ای بزرگتر داشته باشد. جنگلهای افرا و راش بسیار بلندتر از جنگله یا کاج و یا شمشاد می‌باشند. بوته‌های شمشک اندازه ی کوچکتر از بوته‌های ذغال اخته و یا سرو دارند. از طرف دیگر اندازه تاج درخت، چنار، ممرز و افرا بسیار بزرگتر از تاج درختان کاج، سرو ویا شمشاد می‌باشد و یا در مطالعه شهرها منازل وساختمانهای متعلق به کم درآمد و منازل بزرگ از آن ثروتمندان شهرمی باشد. ساکنین خانه‌های کوچک دو سه اتاقه را کارمندان و صاحبان خانه‌های بزرگ با حیاط بزرگ و استخروباغچه، بازاریان و کارخانه داران می‌باشد. حیاط یک مدرسه حتما بزرگتر از حیاط یک منزل مسکونی است. کارخانه کشتی سازی بزرگتر از کارخانه اتومبیل سازی و فرودگاه شهر برگتراز ترمینال اتوبوسهای مسافر بری است. پهنای خیابانهای بلوار مانند بیشتر از خیابانهای دو طرفه معمولی است. بر روی دریا، کشتی بزرگتر از قایق مسافربری است و یا در یک فرودگاه، هلیکوپترهای نظامی کوچکتر از هواپیماهای مسافربری دیده می‌شود.

زمنیه خاکستری:

برای تهیه عکسهای هوایی معمولی، از فیلمهای سیاه وسفید استفاده می‌شود. در روی این عکسها، عارضه ای که بیشتراز همه انرژی را منعکس کرده باشد، سفید تر و عارضه ای که کمتراز همه منعکس کرده باشد، سیاه تر دیده می‌شود. بقیه عوارض هم بین سفید وسیاه یعنی به رنگ خاکستری دیده می‌شود. عارضه ای که 60درصد از انرژی را منعکس کند روشن تر از عارضه ای دیده می‌شود که 40 درصد از انرژی را منعکس کرده است. تغییرات سیاهی و سفیدی روی عکسهای هوایی سیاه وسفید، زمینه خاکستری عکس نامیده می‌شود.زمینه خاکستری عوارضی که تمام انرژی را منعکس کند، سفید و زمینه خاکستری عوارضی که تمام انرژی را جذب میکند سیاه می‌باشد. بنابراین زمینه خاکستری عوارض بر روی عکسهای هوایی با میزان آلبدوی آنها در باند عکسبرداری، رابطه مستقیمی دارد.. هر قدر آلبدوی عارضه بیشتر باشد، زمینه آن سفیدتر می‌باشد. زمینه خاکستری عکسها مهمترین معیار شناسایی عوارض است.در واقع آنچه که ما روی عکسهای هوایی می‌بینیم، چیزی جز زمینه خاکستری عوارض نیست و تمام ویژگیهای دیگر عوارض مانند اندازه، و شکل و.. به وسیله زمینه خاکستری عکسها موجودیت پیدا می‌کند.

آلبدو یا زمینه خاکستری یک عارضه در طول موجهای مختلف فرق می‌کند. و از عکس برداری در باند وسیع انجام گیرد، زمینه خاکستری روی عکس، بر اساس میانگین انعکاس طیفی عارضه در طول موجهای مختلف باند عکسبرداری تعیین می‌گردد.

گیاهان در بعضی طول موجها روشن تر از خاک و در بعضی دیگر تیره تر از خاک می‌افتند. اما در روی عکسهای هوایی معمولی که درتمام باند مرئی تهیه می‌شوند، تیره تر از خاک دیده می‌شوند. اگر در تهیه عکسهای هوایی از فیلم رنگی معمولی استفاده شود، هر عارضه به رنگ باندی دیده می‌شود که بیشترین انعکاس رادر آن دارد. برای مثال در عکسهای رنگی معمولی گیاهان سبز دیده می‌شود چون بیشترین انعکاس را در این باند دارند. اما درفیلمهای رنگی مادون قرمز که باند مادون قرمز یعنی طول موج بیشتری انعکاس گیاهان سبز را هم شامل می‌شود. گیاهان به رنگ قرمز دیده می‌شوند ؛ دراین فیلمها برای نشان دادن انعکاس مادون قرمز از رنگ قرمز استفاده می‌شود.اگر جسمی تمام انرژی الکترومغناطیسی را در هر طول سه موج آبی و سبزو قرمز منعکس کند، در عکسهای هوایی  و رنگی سفید دیده می‌شود ودر صورت جذب تمام انرژی، در عکسهای رنگی هم سیاه دیده می‌شود.

همانطور که قبلا نیز اشاره شده آلبدوی یک جسم به عواملی چون جنس و صافی سطح نسبت به طول موج انرژی تابشی انرژی بستگی دارد.بنابراین درتفسیر و شناسایی عوارض روی عکس باید به این عوامل توجه کرد. مفسر باید اطلاعات کافی درباره انعکاس طیفی عوارض طبیعت داشته باشد.

مفسر عکسهای هوایی حداقل بایستی آلبدوی عوارض منطقه مطالعه خود را درباند عکسبرداری تخمین بزند. برای مثال بایستی بداند که معادن ماسه روشن تر از زمینهای اطراف دیده می‌شوند. ویامزرعه گندم رسیده، روشن تر از مزرعه یونجه و خاکهای مرطوب تیره تر از خاکهای خشک دیده می‌شوند.

صافی سطح خارجی اجسام در رابطه با طول موج انرژی تابشی تعریف می‌شود. در عکسهای هوایی معمولی که در باند مرئی دیده می‌شوند.د رمجموع ناهمواری نسبی سطح خارجی اجسام بزرگتر از طول موج انرژی است. اما هر قدر ناهمواری نسبی سطح جسم کمتر باشد بخش انرژی کمتر انجام می‌گیرد و انرژی انعکاسی بیشتری به دوربین می‌رسد ودر نتیجه اجسام روشن تر دیده می‌شوند. از طرف دیگر با افزایش تدریجی ناهمواری سطح خارجی جسم به مرحله ای می‌رسد که در سطح جسم سایه ایجاد می‌شود و نو.ارهای یک در میان سایه زمینه خاکستری ایجاد می‌کند. برای مثال دیوارهای گچی صاف روشن تر از دیوارهای گچی ناصاف دیده می‌شود.اما اگر ناهمواری نسبی سطح جسم  کوچکتر از طول موج انرژی تابشی باشد، به طوری که زمینها یرسی، تیره تر از زمینهای ماسه ای و جنگلهای خزاندار روشن تر از جنگلهای سوزنی برگ دیده می‌شوند. سنگهای خارا روشن تر از بازالت دیده می‌شوند که بیشتر به دلیل متفاوت بودن جنس آنهاست. عوارض انسانی روشن تر از عوارض طبیعی دیده می‌شوند.

آب قسمت اعظم انرژی باند مرئی را جذب می‌کند و فقط در محدوده 48/0 میکرون مقداری از آن را منعکس می‌کند. محدوده‌های آبی د رعکسهای هوایی تیره تر دیده می‌شوند. مگر آبهای آلوده گل آلود که به علت ناخالصی و مواد رسوبی روشن تر می‌باشند. عوارض دیگر نیز به تناسب مقدار رطوبت موجود در آنها تیره تر دیده می‌شوند. بعضی از موارد کاربرد زمینه خاکستری در شناخت عوارض در زیر آمده است.

شناخت آبهای صاف از گل آلود بر اثر زمینه خاکستری انجام می‌گیرد، آبهای گل آلود به علت ناخالصی وگل آلود بودن روشن تر دیده می‌شوند. همچنین رودهای کم عمق  روشنتر دیده می‌شوند. چون دراین رودها، امواج انرژی از آب عبور کرده و به ماسه‌های کف آن برخورد می‌کند و منعکس می‌شود. خاکهای ماسه ای روشن تر از خاکهای آهکی و خاکهای آهکی روشن تر از خاکهای رسی مشاهده می‌شوند. زمینه خاکستری بهترین معیار برای تشخیص زمینهای بهم خورده از زمینهای دست نخورده می‌باشد. چون زمینهای حفاری شده یا دست کاری شده به علت از بین رفتن پوشش گیاهی و خاک هوموس دار سطح بالایی روشن تر از سایر قسمتها دیده می‌شود.گیاهان پهن برگ، بیشتراز سوزنی برگان انرژی را منعکسمی کنند و روشنتر دیده می‌شوند. مراحل رشد محصولات کشاورزی از روی زمین خاکستری آنها تشخیص داده می‌شود. محصولات رسیده تر از محصولات نرسیده دیده می‌شود. هر قدر پوشش گیاهی و یا رطوبت مزرعه وستعی کمتر باشد زمینه خاکستری آن روشن تر دیده می‌شود.

درمناطق مسکونی، واحد‌های تازه ساخت آلبدوی بیشتری نسبت به واحدهای قدیمی دارند. رویه بیرونی واحدهای قدیمی به مرور زمان فرسایش یافته و ناهموار می‌گردد که در نتیجه پخش بیشترانرژی تیره دیده می‌شود. سقفهای شیروانی روشنتر از هر سقف دیگر و پشت بامهای آسفالته تیره تر از پشت بامهای موزاییکی دیده می‌شود. خیابانهای قدیمی به علت کم کردن تدریجی آسفالت آنها روشن تر از خیابانهای آسفالته جدید می‌باشند. راههای شوسه روشن ترین زمینه را داراست. برف تازه بیشترین انعکاس را دارد ولی برف کهنه به علت ناهموار شدن سطح آن، رسوب گردو غبار جو بر روی آن تیره تر به نظر می‌رسد. و براساس تفاوت زمینه خاکستری از هم تشخیص داده می‌شوند. پهنه‌های یخی به علت انعکاس آیینه ای تیره تر از صفحات برفی می‌باشند. وجود هر نوع عارضه انسانی بر روی دریاها به اساس روشنی زمینه خاکستری آنها شناخته می‌شود. مثلا کشتی و قایق و هر وسیله دیگر روشنتر از آبهای اطراف می‌باشد.و دریاهای متلاطم امواج آب انرژی، بیشتراز سطوح آرام آب منعکس می‌کند. و بر اساس روشن تر بودن زمینه خاکستری شناخته می‌شود. ابرها نیز مانند زمینهای شور وپهنه‌های برفی سفید دیده می‌شوند و زمینه سفیدی آنها با مقدار رطوبت موجود رابطه مستقیم دارد. ابرهای ضخیم و پرآب روشن تر دیده می‌شوند. البته ابر و برف و شوره زار براساس معیارهای دیگری چون سایه و موقعیت نسبی از هم تشخیص داده می‌شوند.