航空測量

航空と写真により、空から見える地形の詳細な地図作成に革命が起きた。 しかし、航空写真は地図ではありません。 例えば、ロンドンの国会議事堂やウェストミンスター橋の場合、地図にすると塔の頂上と土台の角が一致する。 しかし、航空写真では、中心から放射状にずれているため、一致しない。 垂直方向の航空写真の重要な特性は、角度はその中心で正しく表現され、そこだけしか表現されないということである。 丘陵地の写真でも同じような歪みがある。 この問題は、地図と写真の縮尺の関係や、地図に等高線が必要かどうかによって、主に2つの方法で対処することができます。 旧来の方法は写真より小さい縮尺の平面地図に適しており、第二次世界大戦中および戦後、砂漠や人口の少ない国の広い範囲を地図にするために広く使用された。 写真は通常、垂直方向に配置されたカメラで撮影され、各写真は前の写真の約60%に重なり、隣接する写真はわずかに重なるだけである(図1参照)。 この重なりを利用して、複数の写真に写っている小さな認識可能な特徴をもとに、低次の枠組みや制御系を組み立てることができる。 最も単純な方法では、各写真を透明なテンプレートに置き換え、その上に写真の中心から選択した特徴に向かう光線を描く(またはスロットをカットする)。 これらの光線やスロットの間の角度は正確であり、スロットのあるテンプレートは、特徴を表すスタッドを適切なスロットに挿入し、テンプレートをスライドさせて、各スタッドが対応する特徴を示すすべての写真のスロットにかみ合うようにすることで互いに適合させることができます。 この操作により、写真の中心と選択された特徴が正しい関係にあることが保証されます。 スタッドがスロットに係合したままである限り、オーバーラップする写真の配列は、作業面上でそれらをスライドさせることによって拡大または縮小することができるので、集合体は、異なる写真上で識別された少なくとも2つの-好ましくはいくつかの-グラウンド制御ポイントに適合することによって位置付け、配向、およびスケーリングすることができる。

図1: マッピングの詳細を提供するために配置された2つの短い、オーバーラップするフライトストリップからのフォトグラメトリー写真。

Encyclopædia Britannica, Inc.

この技術は、飛行線に対して直角に、水平より30度下に向けて、両側に1台ずつ、合計2台のカメラを追加使用することで拡張することができます。 サイドカメラで撮影した写真は、垂直カメラで撮影した写真と重なり、水平線も写り込みます。 また、斜め方向から撮影した写真の背景のポイントを、従来通りオーバーラップ配列に組み込むことで、隣接する飛行経路を結びつけることも可能です。 高空を飛ぶジェット機や人工衛星からの撮影はこの技術を陳腐化させたが、それらの進歩が起こる前は、過疎地の地図作成に大いに役立った。

この手法では、地図の各セグメント内の詳細は、個々の写真ではなく、同じ帯の連続する2つの写真間の重複に基づき、各エリアの隅にある特徴の位置と高さから進められる。 連続する写真のペアをステレオスコープで見ることで3次元モデルを作成し、特殊なプロッティング機器を操作することで、オーバーラップしたエリアを正しく位置、スケール、方向づけし、4つのコーナーポイントの標高からエリア内のポイントの標高を導き出すことが可能である。 写真測量用作図装置にはいくつかの形態があります。 投影機では、写真が異なる色でテーブルに投影され、補色のレンズの付いた眼鏡を通して、それぞれの目が1つのイメージだけを見ることができ、オペレータは地面の3次元モデルを視覚化することができます。 テーブルやプラテンは、真ん中に照明のついたスポットで、モデルの周りを移動したり、スポットが地面に接触しているように見えるように上下させることができる。 スポットの真下にある鉛筆で、その形状や位置を地図上に正確にプロットすることができます。 輪郭を描くために、プラテンは選択された高さ(モデルのスケールに調整された)で固定され、スポットはどこでもモデル表面に触れることが許可される;そして鉛筆は輪郭を描く。 プリズムとレンズの複雑なシステムで、オペレーターは投影装置と同様に、上述したように、重なり合った部分のどこにでも、またモデルの表面に触れるように上下に動かすことができるスポットを見ることになる。 機械的または電子的なシステムは、地図原稿が固定されているプロッティングテーブルの対応する位置に鉛筆を移動させる。

コンピュータによる分析機器では、機械操作は2枚の写真の座標測定に限られ、3次元モデルへの変換はすべてコンピュータによって行われる。 どちらのタイプでも最も精密なプロッティング機器では、写真の4~6倍の縮尺で地図を描き、写真が撮影された高さの1000分の1程度の垂直間隔で正確に等高線を描くことが可能である。

これらの方法はすべて線描画地図を作成し、中には地図上のすべての線とその他の特徴の座標を含むデータファイルをディスクやテープに作成するものもある。 一方、航空写真は直接合成して印刷し、写真地図とすることができます。 平坦な場所であれば、写真をモザイク状に切り貼りすればよい。 より正確には、前述のようにスロット付きテンプレートを用いて写真の中心を合わせ、コントロールドモザイクと呼ばれるフォトマップを作成することもできる

より正確な技術は、オルソフォトスコープの使用に基づいている。 この装置では、すでに述べた立体プロッタと同様に、重なった写真を使用するが、特徴や輪郭を手動でトレースするのではなく、装置が重なりをスキャンし、領域を小さなセクションに分割し、それぞれが正しくスケーリングされたオルソフォトグラフを作成する。 この方法は、高い建物がなく地形の起伏が少ない地域に最適です。出来上がった地図は、農村部では路線図の代わりとなり、農業プロジェクトにおける住民移転の計画に特に役立ちます。 公正な図面が必要ないため、印刷された地図は他の方法よりもはるかに早く、安価に作成することができます

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