لمسات عربية - عرض مشاركة واحدة

09-17-2010, 01:43 PM

الجيولوجيا التصويرية

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

الـجـيـولـوجـيـا الـتـصـويـريـة

من منا لم يستعمل كاميرا التصوير العادية والرقمية؟

بالطبع جميعنا قد استخدم الكاميرا في تسجيل أجمل اللحظات التي تمر به في حياته ...

لكن هل سبق لك أن استخدمت الكاميرا لدراسة ما تقوم بالتقاط صوره؟

هذا مانفعله في الجيولـوجيا التصـويرية ...

فالجيولـوجيا التصـويرية عبارة عن تصوير فوري لمعالم الأرض باستعمال الكاميرا. وتستعمل هذه الصور لدراسة وتفسير - أو بمعنى أدق - دراسة وتسجيل المعلومات الجيولوجية والجغرافية والزراعة والتخطيط وغيرها ...

وتعد الصور الجوية من الأدوات الهامة بالنسبة للجيولوجيين وتتميز بإمكانية استخدامها لتوفير البيانات المكانية والكمية على المستوى الاستطلاعي والتفصيلي لفترات زمنية مختلفة، علاوة إلى إمكانية استخدامها لإنشاء الخرائط والمخططات ...

كما استخدم المختصون الصور الجوية لتحليل وتفسير الظواهر البيئية والعلاقات فيما بينها باستخدام تقنيات المساحة التصـويرية Photogammetry بتطبيق أساليب تفسير الصور المختلفة ...

إذن فعلم الجولوجيا التصـويرية: علم يختص باستعمال الصور الجوية في مجالات الجيولـوجيا المختلفة حيث يتم قراءة وتحليل وتفسير الصور الجوية كمياً Quantitative وكيفياً Qualitative ...

أما علم أشكال سطح الأرض Geomorphology فهو علم يختص بدراسة أشكال سطح الأرض والعوامل الجيولوجية والمناخية والبشرية التي تشكل سطح الأرض ...

أما المساحة التصـويرية Photogammetry فهو علم القياس الكمي من الصور الجوية وقد تطور هذا العلم واتسعت تطبيقاته باستخدام وسائل الاستشعار عن بعد Remote Sensing والتي تعمل بواسطة الماسح الإلكتروني Elctron Scanning ..

وتنقسم المساحة التصـويرية إلى قسمين، وهي:

1- مساحة تصويرية أرضية Terrestrial Photogrammetry
حيث تؤخذ الصور بآلة تصوير خاصة من منصات على سطح الأرض على ارتفاعات مثبتة ونقاط معلومة الإحداثيات ...

2- المساحة التصـويرية الجـوية Aerial Photogrammetry ...
حيث تؤخذ الصور بآلة تصوير مثبتة في أسفل طائرة المسح الجوي ...

الـعـلـوم المتعلقة بـعـلـم الـجـيـولـوجـيـا الـتـصـويـريـة

1- علم أشكال سطح الأرض.
2- علم تفسير الخرائط.
3- الهندسة الوصفية.
4- الجيولـوجيا الحقلية.
5- الجيولـوجيا التحت سطحية.
6- المساحة التصـويرية.
7- علم الكارتوجرافي (علم وفن رسم الخرائط).
8- الجغرافيا الطبيعية (الفيزيائية).

طـرق الـحـصـول على الـصور الـجـويـة ...

هناك عدة طرق للحصول على الصور الجوية، منها ...

1- البالون (المنطاد)
حيث يرتفع المصور بواسطة المنطاد ويلتقط الصور لسطح الأرض بواسطة كاميرا عادية ...

2- الطائرات planes
وذلك بتثبيت الكاميرا في أرضية الطائرة وتوجيه عدستها نحو سطح الأرض ..

3- الأقمار الصناعية Satellite
حيث تحمل هذه الأقمار أجهزة حساسة مستشعرة Sensors تقوم بإلتقاط بعض مجالات الطيف الكهرومغناطيسي المنعكسة من سطح الأرض وإرسالها مباشرة إلى محطات أرضية حيث يتم تسجيلها على شرائط مغناطيسية Magnetic Tapes ومن ثم نقلها إلى حاسب آلي (كمبيوتر)، ويتم تركيب بعض مجالات الطيف فيما بعد بعدة طرق لتوفير صور يمكن دراستها واستخدامها في العديد من المجالات ...

لاحظ أن الصور الجوية التي تلتقط من ارتفاعات منخفضة تكون عادة أكثر وضوحاً من الصور التي تلتقط من ارتفاعات عالية إلا أن الأخيرة تتميز بتغطيتها لمساحات أكبر

أيضا تختلف درجة وضوح الصور على التقنية المستخدمة في إلتقاطها

أنـواع الـصـور الـجـويـة

لا أقصد بأنواع الصور الجوية (تصنيفها) وإنما أقصد أشكال هذه الصور الجوية في المخرج النهائي لها ...

فهناك:

1- الصور الضوئية الغير ملونة Panchromatic Photo (بالأسود والأبيض)

2- الصور الضوئية الملونة Colored Photo

يعتمد هذين النوعين على وجود فيلم حساس للضوء يقوم بطبع الصورة عند تعرضه للضوء ...

وعند تحميض الفيلم تظهر لدينا الصور السلبية أو السالبة Negative ومن مميزات هذه الصور أنها معكوسة أو مقلوبة في الاتجاهات (اليمين في الواقع يصبح اليسار في هذه الصور) كما أنها معكوسة في الألوان (حيث يظهر اللون الأبيض على أنه أسود، والأسود يظهر على أنه أبيض) بالعامية الأبيض يصير أسود والأسود يصير أبيض ..

3- الصور الرقمية Digital Photo ...
سواءً كانت أرضية أو جوية أو فضائية وهناك عدة أنواع منها: فهناك الملونة والغير ملونة والصور الرادارية والحرارية وأيضاً هناك الملونة بألوان حقيقية كما في الطبيعة أو بألوان مزيفة تختلف عما في الطبيعة ..

وتعتمد دقة التصوير الرقمي على عدد النقاط Pixels الموجودة في الصورة ..

كـيـف تـعـمـل الـكـامـيـرا الـرقـمـيـة؟ اضــغــط هــنــا
تلتقط الصور بالكاميرات الرقمية عن طريق حساسات تلتقط الضوء وتحوله إلى إشارات رقمية بواسطة النبضات الكهربائية (شفتوا كيف البساطة) ..

4- صور الأشعة تحت الحمراء

عند التصوير الجوي توضع الكاميرا في أرضية الطائرة وبتوجيه عدستها نحو سطح الأرض تلتقط الصور كما في الشكل التالي .. .

حيث تنعكس الأشعة عن سطح الأرض على شكل مخروط فتتجمع عند عدسة الكاميرا ثم تعكس لتدخل إلى داخل الكاميرا - على شكل مخروط - وتسقط على الفيلم وتُطبع عليه ..

إذا أخذنا القطاع العرضي للشكل المخروطي الصادر عن سطح الأرض والساقط على سطح الفيلم مروراً بعدسة الكاميرا فسيظهر كما في الشكل التالي:

العلاقات الهندسية الأساسية لصورة جوية رأسية

يظهر الشكل السابق العلاقات الهندسية الأساسية لصورة جوية رأسية

لكن ماذا لو كانت الطائرة مائلة؟

عندها ستظهر العلاقات الهندسية للصورة الجوية كما في الشكل التالي ..

العلاقات الهندسية الأساسية لصورة جوية مائلة

أهم التعريفات الأساسية عن الصور الجوية وبعض التعريفات المتعلقة بهاتين الصورتين ...

أهم التعريفات التي توضح المصطلحات الموجودة في الصورتين السابقتين بالإضافة إلى بعض التعريفات الأساسية عن الصور الجوية ...

1- البعد البؤري Focal Length ..
وهي المسافة بين عدسة آلة التصوير والفيلم الحساس مقاسة على المحور الضوئي ..

المحور الضوئي: المسقط العمودي من العدسة على سطح الفيلم ..

2- نقطة النظير Nabir Point ..
هي نقطة تقاطع الخط العمودي (المار بالمركز المنظوري) مع مستوى اللوح السالب الذي تتكون عليه - ويرمز له بالحرف n على الصورة وبالحرف N على الأرض .. أو هي النقطة الموجودة على سطح الأرض ورأسياً تحت مركز عدسة آلة التصوير تماماً، وتنطبق على النقطة الرئيسية في الصور الجوية العمودية (الرأسية) ..

3- النقطة الأساسية Principal Point ..
وهي النقطة الحاصلة من الإسقاط العمودي للمركز المنظوري على الصورة أو اللوح السالب - ويرمز لها بالحرف h على الصورة و H على الأرض .. أو هي النقطة التي تقع في مركز الصورة الجوية تماماً (وتمثل إسقاط المحور الضوئي) ...

4- المسافة الأساسية Principal Distance ...
وهي المسافة بين المركز المنظوري واللوح السالب وتكون مساوية للبعد البؤري للعدسة ويرمز لها بالحرف C ..

5- الخط الأساسي Principal Line ..
وهو الخط الواصل بين نقطة النظير والنقطة الأساسية ...

6- المحور الأساسي Principal Axis ...
وهو العمود النازل من المركز المنظوري على اللوح السالب. ..

7- مركز التساوي Isocontar ..
وهي النقطة الناتجة عن الخط المنصف للزاوية ( α ) بين المحور الأساسي (العمودي على اللوح السالب) ومحور النظير (العمودي على الأرض) ويرمز له بالحرف i على الصورة و الحرف I على الأرض ...

8- السطح الأساسي Principal Plane ...
وهو السطح الذي يحتوي على المركز المنظوري، ونقطة النظير، ومركز التساوي، والنقطة الأساسية، والمحور الأساسي، والخط الأساسي ...

9- خط الطيران Flight Line ...
هو الخط الحاصل من التوصيل بين النقطة الأساسية على صورة جوية مع النقطة الأساسية لصورة جوية تالية في الشريط ..

10- القاعدة الهوائية Air Base ..
وهي المسافة بين موقع التقاط صورة جوية والصورة التي تليها مقاسة في الهواء على خط مسار الطائرة، الخط الواصل بينهما يسمى خط القاعدة الهوائي أو اتجاه الطيران ..

11- ارتفاع الطائرة Flight Height ...
وهو ارتفاع الطائرة فوق سطح الأرض عند التصوير. وعادة ما ينسب هذا الإرتفاع إلى متوسط منسوب سطح الأرض، إلا أنه أحياناً ما يدل على الإرتفاع فوق نقطة معينة على سطح الأرض ...

12- المنسوب Elavation ..
وهو المسافة الرأسية فوق مستوى مقارنة (عادة متوسط سطح البحر) لنقطة أو هدف موجود على سطح الأرض ...

13- نقطة التحكم Control Point ...
وهي أي نقطة على الصورة الجوية والخريطة وتستخدم في ضبط توقيع ونقل المعلومات من الصورة الجوية إلى الخريطة وتفيد في عمليات النمذجة وتصحيح الأخطاء في أبعاد الصورة ..

14- قاعدة العين Ayebase ...
وهي المسافة بين مركز العين اليمنى ومركز العين اليسرى عندما ينظر الإنسان إلى مالانهاية (خطوط الإبصار مستقيمة ومتوازية) وعندما يستخدم جهاز ستيريوسكوب ذو مرايا فإن قاعدة العين تكبر بسبب انتشار خطوط الإبصار وتسمى في هذه الحالة قاعدة العين الفعالة Effective Eyabase

15- علامات المركز Fiducial MArks ..
وهي علامات موزعة على الجوانب الأربعة للصورة الجوية بحيث تمثل نقطة تقاطع الخطين الواصلين بين كل علامتين متقابلتين النقطة الرئيسية للصورة ..

16- شريحة الطيران Flight Strip ...
وهي مجموعة من الصور الجوية المتتابعة التي التقطت على امتداد مسار طيراني ..

17- موزايكو الصور Photo-mosaic ...
وهي مجموعة من الصور الجوية قصت جوانبها وجمعت بجوار بعضها لتكون صورة واحدة لسطح الأرض ..

18- الـتـبـيـيـن Annotation ...
وهو كتابة الملاحظات ورسم الخطوط أو العلامات على الصورة الجوية أو على ورقة شفاف موضوعة عليها ...

19- التداخل Overlap ...
أ- التداخل الطولي Longitudinal Overlap ..
وهي المسافة المتكررة في صضورتين جويتين متتابعتين على خط الطيران ..

ب- التداخل الجانبي Sidelap ...
المسافة المتكررة في صورتين متجاورتين إحداهما على شريحة طيران والأخرى على شريحة طيران مجاورة ...

20- الإبتعاد Parallax ..
هو الإزاحة الظاهرية لموقع مرئي بالنسبة لموقع محدد بسبب تغير نقطة المشاهدة.
أ- الإبتعاد الاستريوسكوبي المطلق Absolute Stereoscopic Parallax ..
وهو الفرق الجبري بين المسافتين المقاستين بين موقع النقطة، والنقطة الرئيسية على صورتيين متتابعتين، وتقاس المسافة على خط مواز لخط القاعدة الفوتوغرافية ..

ب- فرق الإبتعاد Parallax Difference ..
وهو الفرق بين الابتعاد الإستريوسكوبي المطلق لنقطتين في النموذج المجسم ويستخدم في قياس الفرق في المنسوب ..

21- القاعدة الفوتوغرافية Photobase ..
وهي مسافة القاعدة الهوائية مقاسة من أزواج الصور الجوية ..

22- أزواج الصور Photographic Pairs ...
أي صورتين لسطح الأرض التقطتا من مكانين محتلفين فيهما تداخل يكفي للإبصار المجسم ..

23- الإزاحة التضاريسية (القطرية) Relif ( Radial ) Displacement ...
وهي إزاحة النقط على الصور الجوية عن مواقعها الأفقية الصحيحة نتيجة للإسقاط المخروطي لسطح أرض به تضاريس ..

24- مقياس الرسم Scale ..
وهو النسبة بين مسافة أفقية مقاسة على الصورة الجوية ونظيرتها على سطح الأرض ..

25- الإنفصال Separation ..
وهو المسافة بين موقعي نفس النقطة على صورتين متتابعتين موضوعتين تحت الاستريوسكوب ..

26- الإستريوسكوب Stereoscope ..

جهاز يستخدم لمعاونة العين في مشاهدة النموذج المجسم، حتى يمكن الحصول على إحساس بالأبعاد الثلاثية لسطح الأرض ..

27- النموذج المجسم Stereosopic Model ..
وهو الانطباع الذهني للأبعاد الثلاثية لسطح الأرض. ويحدث عند وضع صورتين جويتين بهما تداخل طولي، وموجهتين توجيهاً سليماً تحت الاستريوسكوب ..

28- نقطة الربط ( الجناح ) Tie ( Wing ) Point ...
وهي نقطة مختارة تظهر في مساحة التداخل الجانبي لعدد من الصور في أي شريحتي طيران متجاورتين. وتستخدم عند تجميع الخرائط من الصور الجوية ..

أنـواع الـصـور الـجـويـة

تصنف الصور الجوية بناءً على عنصرين هامين هما:
أ- درجة ميل المحور الأساسي عن الوضع العمودي.
ب- نوع آلة التصوير (الكاميرا) المستخدمة في التقاط الصور ..

أولاً / تصنيف الصور الجوية حسب درجة ميل المحور الأساسي عن الوضع العمودي ...

ويمكن تمييز ثلاثة أنواع من الصور هي:

أ- العمودية Vertical ...
ب- ذات الإنحراف القليل Low Oblique ...
ج- ذات الإنحراف العالي High Oblique ...

صـفـات الـصـور الـجـويـة:

تتميز الصور الجوية العمودية بـ :
1- تجانس المقياس في جميع أجزاء الصورة أكثر من مثيلاتها في الصور المائلة ..
2- يمكن نقل المعلومات من الخارطة إلى الصورة أو العكس بسهولة ..

أما سلبيات الصور العمودية فهي أنها تتطلب تدريباً كافياً من مفسر الصور وذلك بسبب الوضع غير المألوف في إسقاط التفاصيل ..

وتتميز الصور المائلة بـ :

1- تستخدم في تصوير المناطق العسكرية دون الحاجة إلى المرور فوقها مباشرة أو بالقرب منها ..
2- يمكن تمييز التفاصيل بسهولة أكثر من الصور العمودية (كالتلال والأبنية العالية والأشجار ...)

أما سلبيات الصورة المائلة فهي أنه
1- لا يمكن استخدامها في قياس المسافات نظراً لإنعدام تجانس أجزاء الصورة بالإضافة إلى إمكانية إختفاء أجزاء السطح من الصورة (خلف المنشأت والتضاريس العالية)

2- صعوبة تحضير الخرائط الطبوغرافية لإختفاء نسبة كبيرة من التفاصيل بسبب أختلاف المقياس على أجزاء الصورة ..

ثانياًَ / تصنيف الصور الجوية حسب حقل الرؤية بالنسبة لعدسة التصوير (نوع آلة التصوير المستخدمة)

يعتمد حقل الرؤية على البعد البؤري للعدسة فكلما زاد حقل الرؤية قل البعد البعد البؤري للعدسة أي أن العلاقة بينهما عكسية ..

وتصنف الصور حسب نوع آلة التصوير المستخدمة ..

فــهــنــاك:

1- آلة تصوير ذات حقل الرؤية العادية Normal Angle Camera ..
حيث تتراوح درجة حقل التصوير بين 60-65 درجة

2- آلة تصوير ذات حقل رؤية واسعة Wide Angle Camera ..
وحقل التصوير يتراوح بين 90 - 100 درجة ..

3- آلة تصوير ذات حقل رؤية واسعة جداً Super Angle Camera ..
وحقل التصوير 120 - 135 درجة وتعتبر هذه الكاميرا مفيدة من ناحية تغطيتها لمساحة أكبر من الأرض على ارتفاع معين للطائرة بالإضافة إلى كون الارتفاعات المنخفضة تحقق دقة أكبر

مـقـيـاس رسـم الـصـور الـجـويـة

ويعرف مقياس الرسم بأنه نسبة بين المسافة على الخريطة أو الصورة على المسافة نفسها في الطبيعة ..

وفي الصور الجوية يعتمد مقياس الرسم على البعد البؤري للكاميرا وارتفاع الطائرة ..

فكلما زاد البعد البؤري للكاميرا زاد مقياس رسم الصورة .. وكلما زاد ارتفاع الطائرة صغر أو قل مقياس رسم الصورة ..

ولهذا فإن الصور الملتقطة بكاميرات ذات بعد بؤري كبير يكون مقياس الرسم لها كبير ..

لاحظ الشكل التالي الذي يمثل قطاع عرضي لشعاع الضوء عند التقاط صورة جوية عمودية ..

عندها يحسب مقياس الرسم كالتالي :

إذا كانت النقطتين a , b على سطح الفيلم السالب و A , B على سطح الأرض، ونلاحظ أن الخط ab يوازي الخط AB كما أن nSN عمودي عليهما، فمن ذلك نستنتج:
أن الخط ab على السطح السالب أو الصورة يمثل AB على الأرض ومن تعريف مقياس الرسم بأنه نسبة بين المسافة على الصورة على نفس المسافة على الأرض فإن مقياس الرسم هو

وبما أن المثلثين ABS و abs متشابهان فإن

إذن مقياس رسم الصورة العمودية يمثل F\H ...

المصدر:
مجموعة محاضرات . الدكتور عبد الرحمن شجون - جامعة الملك عبد العزيز كلية علوم الأرض

منقول

المصدر: لمسات عربية