Аэрофотосъемка (или съемка с воздуха ) — это съемка фотографий с самолета или других воздушных платформ. [1] Видеосъемка также известна как аэрофотосъемка .
Платформы для аэрофотосъемки включают самолеты , вертолеты , беспилотные летательные аппараты (БПЛА или «дроны»), воздушные шары , дирижабли и дирижабли , ракеты , голуби , воздушные змеи или использование экшн-камер во время прыжков с парашютом или вингсьютинга . Ручными камерами фотограф может управлять вручную , тогда как установленные камеры обычно управляются дистанционно или срабатывают автоматически.
Аэрофотосъемка обычно относится конкретно к изображениям с высоты птичьего полета , в которых основное внимание уделяется ландшафтам и наземным объектам, и ее не следует путать с фотографией «воздух-воздух» , когда один или несколько самолетов используются в качестве самолетов-преследователей , которые «преследуют» и фотографируют другие самолеты. в полете. Фотография с высоты может также создавать изображения с высоты птичьего полета, очень напоминающие аэрофотосъемку (несмотря на то, что на самом деле это не аэрофотоснимки), когда телефотосъемка осуществляется с высотных конструкций , подвешенных на тросах (например, Skycam ) или на очень высоких опорах , которые можно носить с рук (например, моноподы) . и палки для селфи ), прочно прикрепленные к земле (например, камеры наблюдения и снимки с крана ) или установленные над транспортными средствами .
Аэрофотосъемку впервые начал практиковать французский фотограф и воздухоплаватель Гаспар-Феликс Турнашон , известный как «Надар» , в 1858 году над Парижем , Франция . [3] Однако сделанные им фотографии больше не существуют, и поэтому самая ранняя из сохранившихся аэрофотоснимков называется «Бостон, каким его видят орел и дикий гусь». На снимке, сделанном Джеймсом Уоллесом Блэком и Сэмюэлем Арчером Кингом 13 октября 1860 года, Бостон изображен с высоты 630 метров. [4] [5]
Аэрофотосъемка с помощью воздушного змея была впервые изобретена британским метеорологом Э.Д. Арчибальдом в 1882 году. Он использовал заряд взрывчатого вещества на таймере, чтобы делать фотографии с воздуха. [6] В том же году Сесил Шедболт разработал метод фотографирования из корзины газового баллона , в том числе снимки, смотрящие вертикально вниз. [7] [8] Одно из его изображений, сделанное с высоты 2000 футов (610 м) над Стэмфорд-Хилл , является самой ранней из сохранившихся аэрофотоснимков, сделанных на Британских островах. [7] Отпечаток того же изображения « Мгновенная карта-фотография, сделанная с автомобиля на воздушном шаре высотой 2000 футов» был показан на выставке Фотографического общества 1882 года. [8]
Француз Артур Батют начал использовать воздушных змеев для фотографии в 1888 году и написал книгу о своих методах в 1890 году . возможности.
В 1908 году Альберт Самама Чикли заснял первые в истории виды с воздуха с помощью воздушного шара между Хаммам-Лифом и Громбалией . [11] Первое использование кинокамеры, установленной на самолете тяжелее воздуха, произошло 24 апреля 1909 года над Римом в короткометражном немом фильме продолжительностью 3:28 « Уилбур Райт и его флюгмашина ».
Использование аэрофотосъемки быстро получило развитие во время войны, поскольку самолеты-разведчики были оснащены камерами для регистрации движений и обороны противника. В начале конфликта польза аэрофотосъемки не была полностью оценена, а разведка осуществлялась с помощью зарисовок карт с воздуха.
Германия приняла на вооружение первую аэрофотокамеру Görz в 1913 году. Французы начали войну с несколькими эскадрильями самолетов наблюдения Блерио, оснащенными камерами для разведки. Французская армия разработала процедуры передачи отпечатков в руки полевых командиров в рекордно короткие сроки.
Фредерик Чарльз Виктор Лоуз начал эксперименты по аэрофотосъемке в 1912 году в составе 1-й эскадрильи Королевского летного корпуса (позже 1-й эскадрильи RAF ), делая фотографии с британского дирижабля « Бета» . Он обнаружил, что вертикальные фотографии, сделанные с перекрытием 60%, можно использовать для создания стереоскопического эффекта при просмотре в стереоскопе, создавая тем самым ощущение глубины, которое может помочь в картографии и разведке, полученной на основе аэрофотоснимков. Пилоты-разведчики Королевского летного корпуса начали использовать камеры для записи своих наблюдений в 1914 году, а к сражению при Нев-Шапель в 1915 году фотографировалась вся система немецких траншей. [12] В 1916 году Австро-Венгерская монархия сделала аэрофотоснимки над Италией с вертикальной осью камеры для составления карт.
Первая специализированная и практичная аэрофотосъемка была изобретена капитаном Джоном Мур-Брабазоном в 1915 году с помощью компании Thornton-Pickard , что значительно повысило эффективность аэрофотосъемки. Камера была вставлена в пол самолета и могла периодически запускаться пилотом. Мур-Брабазон также был пионером в использовании стереоскопических методов в аэрофотосъемке, позволяющих определять высоту объектов на ландшафте путем сравнения фотографий, сделанных под разными углами. [13] [14]
К концу войны размеры и фокусная мощность аэрофотокамер резко увеличились , и они использовались все чаще, поскольку доказали свою решающую военную ценность; к 1918 году обе стороны фотографировали весь фронт дважды в день и с начала конфликта сделали более полумиллиона фотографий. В январе 1918 года генерал Алленби использовал пять австралийских пилотов из 1-й эскадрильи ВВС для фотографирования территории площадью 624 квадратных миль (1620 км 2 ) в Палестине в качестве помощи для исправления и улучшения карт турецкого фронта. Это было новаторское использование аэрофотосъемки в качестве вспомогательного средства картографии . Лейтенанты Леонард Тэплин , Аллан Рансиман Браун , Х.Л. Фрейзер, Эдвард Патрик Кенни и Л.В. Роджерс сфотографировали участок земли, простирающийся от турецкой линии фронта на 32 мили (51 км) вглубь их тыла. С 5 января они летали в сопровождении истребителей для отражения истребителей противника. Используя самолеты Royal Aircraft Factory BE.12 и Martinsyde , они не только отразили воздушные атаки противника, но и столкнулись с ветром скоростью 65 миль в час (105 км/ч), зенитным огнем и неисправным оборудованием, чтобы выполнить свою задачу. [15]
Первой коммерческой компанией по аэрофотосъемке в Великобритании была Aerofilms Ltd, основанная ветеранами Первой мировой войны Фрэнсисом Уиллсом и Клодом Грэмом Уайтом в 1919 году. Вскоре компания расширилась до бизнеса с крупными контрактами в Африке и Азии, а также в Великобритании. Операции начались с аэродрома Стэг-Лейн в Эджвере с использованием самолетов Лондонской летной школы. Впоследствии Aircraft Manufacturing Company (позже De Havilland Aircraft Company ) наняла Airco DH.9 вместе с пилотом-предпринимателем Аланом Кобэмом . [16]
С 1921 года компания Aerofilms проводила вертикальную фотосъемку для целей съемки и картографирования. В 1930-х годах компания стала пионером в науке фотограмметрии (картографирования по аэрофотоснимкам), выполнив среди клиентов компании исследование боеприпасов . [17] В 1920 году австралиец Милтон Кент начал использовать наклонную аэрофотокамеру с полупластинкой, купленную у Carl Zeiss AG , в своем бизнесе по аэрофотосъемке. [18]
Еще одним успешным пионером коммерческого использования аэрофотосъемки был американец Шерман Фэйрчайлд , который основал собственную авиационную фирму Fairchild Aircraft для разработки и производства специализированных самолетов для высотных аэрофотосъемок. [19] Один самолет аэрофотосъемки Fairchild в 1935 году нес блок, который сочетал в себе две синхронизированные камеры, каждая из которых имела пять шестидюймовых объективов и десятидюймовый объектив, и делал фотографии с высоты 23 000 футов. Каждая фотография охватывала двести двадцать пять квадратных миль. Одним из первых государственных контрактов стала аэрофотосъемка Нью-Мексико для изучения эрозии почвы. [20] Год спустя Fairchild представила лучшую высотную камеру с девятью объективами в одном блоке, которая могла делать фотографии площадью 600 квадратных миль с каждой экспозицией с расстояния 30 000 футов. [21]
В 1939 году Сидни Коттон и летный офицер Морис Лонгботтом из Королевских ВВС были одними из первых, кто предположил, что воздушная разведка может быть задачей, лучше подходящей для быстрых небольших самолетов, которые будут использовать свою скорость и высокий практический потолок, чтобы избежать обнаружения и перехвата. Хотя сейчас это кажется очевидным, когда современные разведывательные задачи выполняются быстрыми и высоколетящими самолетами, в то время это было радикальное мышление. [ нужна цитата ]
Они предложили использовать «Спитфайры» со снятым с них вооружением и радиосвязью и заменой их дополнительным топливом и камерами. Это привело к разработке вариантов Spitfire PR . «Спитфайры» оказались чрезвычайно успешными в своей разведывательной роли, и специально для этой цели было построено множество вариантов. Первоначально они служили в составе того, что позже стало Отрядом фоторазведки № 1 (ПРУ). В 1928 году ВВС Великобритании разработали систему электрического обогрева для аэрофотоаппарата. Это позволяло самолетам-разведчикам делать снимки с очень больших высот без замерзания деталей фотоаппарата. [22] Базируясь в RAF Medmenham , сбор и интерпретация таких фотографий стали значительным предприятием. [23]
Аэрофотоснимки Коттона намного опередили свое время. Вместе с другими членами 1-го ГРУ он впервые применил методы высотной высокоскоростной стереоскопической фотографии, которые сыграли важную роль в выявлении местоположения многих важных военных и разведывательных целей. По словам Р.В. Джонса , фотографии были использованы для установления размеров и характерных пусковых механизмов как летающей бомбы Фау-1 , так и ракеты Фау-2 . Коттон также работал над такими идеями, как прототип специального самолета-разведчика и дальнейшие усовершенствования фотооборудования. На пике популярности британцы совершали более 100 разведывательных полетов в день, получая для интерпретации 50 000 изображений в день. Аналогичные усилия были предприняты и другими странами. [ нужна цитата ]
Вертикальная аэрофотосъемка применяется в картографии [24] (особенно в фотограмметрических съемках , которые часто являются основой топографических карт [25] [26] ), землеустройстве, [24] воздушной археологии . [24] Косая аэрофотосъемка используется для кинопроизводства , экологических исследований, [27] проверки линий электропередачи , [28] наблюдения , хода строительства, коммерческой рекламы, транспортировки и художественных проектов. Примером использования аэрофотосъемки в области археологии является картографический проект, выполненный на территории Ангкор-Борей в Камбодже с 1995 по 1996 год. С помощью аэрофотосъемки археологи смогли идентифицировать археологические объекты, в том числе 112 водных объектов (водохранилища, искусственно созданные построенные бассейны и естественные пруды) на территории Ангкор-Борея, обнесенной стеной. [29] В Соединенных Штатах аэрофотоснимки используются во многих экологических оценках фазы I для анализа собственности.
В Соединенных Штатах, за исключением случаев, когда это необходимо для взлета и посадки, полноразмерным пилотируемым самолетам запрещено летать на высоте менее 1000 футов над перегруженными территориями и не ближе, чем на 500 футов от любого человека, судна, транспортного средства или конструкции над ненаселенными территориями. перегруженные территории. Определенные исключения допускаются для вертолетов, парашютов с приводом и самолетов с системой управления переносом веса. [30]
Достижения в области радиоуправляемых моделей позволили моделям самолетов проводить аэрофотосъемку на малых высотах. Это принесло пользу рекламе недвижимости , где объектом фотографирования являются коммерческая и жилая недвижимость. В 2014 году Федеральное управление гражданской авиации США запретило использование дронов для фотографирования в рекламе недвижимости. [31] Запрет был снят, и коммерческая аэрофотосъемка с использованием дронов БПЛА регулируется Законом о повторном разрешении ФАУ от 2018 года. [32] [33] Коммерческие пилоты должны выполнить требования для получения лицензии Части 107, [34] в то время как любители а некоммерческое использование ограничено ФАУ. [35]
Маленькие модели самолетов обеспечивают расширенный фотографический доступ к этим ранее ограниченным зонам. Миниатюрные транспортные средства не заменяют полноразмерные самолеты, поскольку полноразмерные самолеты способны совершать полеты дольше, на больших высотах и с большей полезной нагрузкой оборудования. Однако они полезны в любой ситуации, в которой эксплуатация полномасштабного самолета была бы опасна. Примеры могут включать проверку трансформаторов на линиях электропередачи и медленные полеты на малой высоте над сельскохозяйственными полями, и то, и другое может быть выполнено с помощью крупногабаритного радиоуправляемого вертолета. Для использования такой модели доступны профессиональные платформы для камер с гироскопической стабилизацией; Большая модель вертолета с бензиновым двигателем объемом 26 куб.см может поднять полезную нагрузку примерно семь килограммов (15 фунтов). Одним из примеров является радиоуправляемый вертолет Nitrohawk, разработанный Робертом Ченноном в период с 1988 по 1998 год. [36] Помимо гироскопически стабилизированных кадров, использование радиоуправляемых вертолетов в качестве надежных инструментов аэрофотосъемки увеличилось с интеграцией FPV (вид от первого лица). технологии. Многие радиоуправляемые самолеты, в частности дроны, теперь способны использовать Wi-Fi для потоковой передачи живого видео с камеры самолета обратно на наземную станцию пилота или командира самолета (КВС). [37]
В Австралии Правила безопасности гражданской авиации, часть 101 (CASR Part 101) [38] разрешают коммерческое использование беспилотных и дистанционно пилотируемых летательных аппаратов. В соответствии с этими правилами беспилотные дистанционно пилотируемые самолеты коммерческого назначения называются дистанционно пилотируемыми авиационными системами (ДПАС), тогда как радиоуправляемые самолеты для развлекательных целей называются авиамоделями. В соответствии с частью 101 CASR предприятия/лица, коммерчески эксплуатирующие дистанционно пилотируемые самолеты, должны иметь сертификат оператора, как и операторы пилотируемых самолетов. Пилоты коммерческих беспилотных самолетов также должны иметь лицензию Управления безопасности гражданской авиации (CASA). [39] Хотя небольшая ДПАС и модель самолета могут фактически быть идентичными, в отличие от моделей самолетов, ДПАС может входить в контролируемое воздушное пространство с разрешения и работать вблизи аэродрома.
Из-за того, что ряд нелегальных операторов в Австралии ложно заявляют о своем одобрении, CASA ведет и публикует список утвержденных обладателей сертификатов удаленного оператора (ReOC). [40] Однако CASA внесло изменения в правила, и с 29 сентября 2016 г. дроны весом до 2 кг (4,4 фунта) можно использовать в коммерческих целях. [41]
Правила FAA 2006 года, запрещающие полеты всех коммерческих радиоуправляемых моделей, были обновлены и теперь требуют формальной сертификации FAA перед получением разрешения на полеты на любой высоте в США.
25 июня 2014 г. ФАУ в постановлении 14 CFR Part 91 [Досье № FAA–2014–0396] «Интерпретация специального правила для моделей самолетов» запретило коммерческое использование беспилотных летательных аппаратов над воздушным пространством США. [42] 26 сентября 2014 г. ФАУ начало предоставлять право на использование дронов в аэрофотосъемке. Операторы должны иметь лицензию пилотов и постоянно держать дрон в поле зрения. Дроны нельзя использовать для съемок в районах, где люди могут подвергнуться риску. [43]
Закон о модернизации и реформе ФАУ 2012 года установил в разделе 336 специальное правило для авиамоделей. В разделе 336 Конгресс подтвердил давнюю позицию ФАУ о том, что модели самолетов являются самолетами. В соответствии с положениями Закона модель самолета определяется как «беспилотный летательный аппарат», который «(1) способен совершать продолжительный полет в атмосфере; (2) летает в пределах прямой видимости человека, управляющего воздушным судном; и ( 3) летал в целях хобби или отдыха». [44]
Поскольку все, что можно увидеть из публичного места , в Соединенных Штатах считается выходящим за рамки частной жизни , аэрофотосъемка может по закону документировать особенности и явления на частной собственности. [45]
ФАУ может применять принудительные меры против лиц, эксплуатирующих модели самолетов, которые ставят под угрозу безопасность национальной системы воздушного пространства. Публичное право 112–95, раздел 336 (b). [31]
21 июня 2016 года ФАУ опубликовало свод правил в отношении малых беспилотных летательных аппаратов (часть 107). Правила установили руководящие принципы для операторов небольших БПЛА, включая работу только в дневное время на расстоянии 400 футов (120 м). потолок и пилоты должны держать БПЛА в пределах видимости. [46]
7 апреля 2017 года ФАУ опубликовало специальные инструкции по безопасности в соответствии с § 99.7 раздела 14 CFR . С 14 апреля 2017 года все полеты БПЛА в пределах 400 футов от боковых границ военных объектов США запрещены, если только на базе и/или ФАУ не получено специальное разрешение. [47]
Аэрофотосъемка в Великобритании имеет строгие правила относительно того, где может летать дрон. [48]
Аэрофотосъемка легких самолетов массой до 20 кг (44 фунта). Основные правила некоммерческих полетов SUA (малых беспилотных летательных аппаратов).
Статья 241. Создание угрозы безопасности любого лица или имущества. Человек не должен по неосторожности или небрежности создавать или позволять воздушному судну подвергать опасности какое-либо лицо или имущество.
Статья 94 малые беспилотные летательные аппараты
Статья 95. Малый беспилотный самолет-разведчик.
Модели самолетов массой более 20 кг называются «большими моделями самолетов» - в Великобритании большие модели самолетов могут эксплуатироваться только в соответствии с освобождением от ANO, которое должно быть выдано CAA.
Фотографии, сделанные под углом, называются наклонными . Если они сделаны под низким углом относительно земной поверхности, их называют малокосыми , а фотографии, сделанные под большим углом, — высокими или крутокосыми . [49]
Вертикальные фотографии сделаны прямо вниз. [50] Они в основном используются в фотограмметрии и интерпретации изображений . Снимки, которые будут использоваться в фотограмметрии, традиционно делаются специальными камерами большого формата с калиброванными и документированными геометрическими свойствами.
Аэрофотоснимки часто комбинируются. В зависимости от цели это можно сделать несколькими способами, некоторые из которых перечислены ниже.
Вертикальные фотографии часто используются для создания ортофотографий , также известных как ортофотокарты , фотографий, которые были геометрически «исправлены», чтобы их можно было использовать в качестве карты. Другими словами, ортофото — это имитация фотографии, сделанной с бесконечного расстояния и смотрящей прямо вниз, в надир . Перспективу, очевидно, необходимо убрать, но также следует скорректировать изменения рельефа. К изображению применяются многочисленные геометрические преобразования в зависимости от коррекции перспективы и рельефа, необходимой для конкретной части изображения.
Ортофотоснимки обычно используются в географических информационных системах , например, в картографических агентствах (например, в Картографической службе ) для создания карт. Как только изображения будут выровнены или «зарегистрированы» с известными реальными координатами, их можно будет широко использовать.
Большие наборы ортофотопланов, обычно полученные из нескольких источников и разделенные на «плитки» (каждый обычно размером 256 x 256 пикселей), широко используются в системах онлайн-карт, таких как Google Maps . OpenStreetMap предлагает использовать аналогичные ортофотопланы для получения новых картографических данных. Google Earth накладывает ортофотопланы или спутниковые изображения на цифровую модель рельефа для имитации трехмерных ландшафтов.
Аэрофотоснимок может быть помечен как «лист без листьев» или «с листом», чтобы указать, присутствует ли на фотографии лиственная листва. На фотографиях без листьев видно меньше листвы или вообще нет листвы, и они используются, чтобы более внимательно рассмотреть землю и предметы на ней. Фотографии листьев используются для измерения здоровья и урожайности сельскохозяйственных культур . В целях лесного хозяйства некоторые виды деревьев легче отличить от других видов деревьев с помощью фотографии листьев, а другие виды легче отличить с помощью фотографии листьев. [51]
С развитием видеотехнологий воздушное видео становится все более популярным. Ортогональное видео снимается с самолетов, картографирующих трубопроводы, поля и другие достопримечательности. Используя GPS, видео можно встроить в метаданные, а затем синхронизировать с программой видеосъемки.
Этот «Пространственный мультимедиа» представляет собой своевременное объединение цифровых медиа, включая фотографии, движущееся видео, стерео, наборы панорамных изображений, иммерсивные медиаконструкции, аудио и другие данные с информацией о местоположении и дате и времени из GPS и других объектов местоположения.
Аэрофотосъемка — это новое направление пространственного мультимедиа, которое можно использовать для понимания сцены и отслеживания объектов. Входное видео захватывается низколетящими воздушными платформами и обычно состоит из сильного параллакса от структур, не находящихся на земле. Интеграция цифрового видео, систем глобального позиционирования (GPS) и автоматизированной обработки изображений повысит точность и экономическую эффективность сбора и обработки данных. Несколько различных воздушных платформ находятся под следствием для сбора данных.
В кинопроизводстве принято использовать беспилотный летательный аппарат с установленной кинокамерой. [52] Например, кинодрон AERIGON используется для съемки с низкой высоты в больших фильмах-блокбастерах. [53]
{{cite web}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
СМИ, связанные с аэрофотосъемкой, на Викискладе?
Словарное определение аэрофотосъемки в Викисловаре