القياس التصويري: التاريخ ، الطريقة ، الأنواع ، التطبيقات - علم - 2025

إن fotogrametr ed هي تقنية لاستخراج المعلومات المكانية من الصور ، وخاصة الصور الجوية ، ولكن أيضًا تلك التي تم التقاطها على الأرض أو تحت سطح البحر. من هذه المعلومات ، يتم تحديد أبعاد ومواقف الكائنات الممثلة.

الصور الفوتوغرافية مسطحة ، مثل تلك الموضحة في الشكل 1 ، ولكن من الممكن من خلالها تقدير ارتفاع المباني أو الصخور ، إما فيما يتعلق بالطريق أو البحر أو نقطة أخرى مرجع.

الشكل 1. صورة جوية تم التقاطها لإجراء مسح ضوئي. المصدر: ويكيميديا ​​كومنز. الصورة عن طريق D رامي لوجان

إن إنشاء صور قريبة جدًا من الواقع ليس جديدًا. كان ليوناردو دافنشي العظيم (1452-1519) رائدًا في مجال المنظور ، حيث أتقن مبادئه من خلال استخدام ما يسمى بنقاط التلاشي.

نقاط التلاشي هي الأماكن الموجودة في الأفق حيث تتلاقى الخطوط المتوازية ، مما يمنح المشاهد إحساسًا بالعمق.

قام ليوناردو بذلك باستخدام اللوحات والرسومات المصنوعة يدويًا ، ولكن منذ اللحظة التي تم فيها اختراع التصوير الفوتوغرافي ، في القرن التاسع عشر ، بدأ استخدام الصور أيضًا لأغراض فنية.

وكذلك فعل إيمي لاوسيدات (1819-1907) وألبريشت ميدنباور (1834-1921) ، اللذان يعتبران آباء القياس التصويري الحديث. بنى لاسيدات خرائط طبوغرافية مفصلة في عام 1850 من خلال تركيب منظورات مختلفة على خطة.

من جانبه ، قام Meydenbauer ، وهو مهندس معماري ، بتطبيق هذه التقنية لتوثيق المباني ، والتي في حالة تدميرها ، يمكن إعادة بنائها بالكامل بفضل المعلومات المخزنة.

في الثمانينيات من القرن الماضي ، جعلت الحوسبة الحديثة من القياس التصويري قفزة كبيرة إلى الأمام ، مما قلل الوقت اللازم لمعالجة الصور.

طريقة المسح التصويري

بشكل عام ، تتكون الطريقة من التقاط صور للأشياء ومعالجتها وأخيراً تفسيرها. العناصر الرئيسية لوصف المبدأ الأساسي موضحة في الشكل 2:

الشكل 2. المبدأ الأساسي لالتقاط صورة. المصدر: F. Zapata.

بادئ ذي بدء ، يلزم وجود جهاز استشعار لالتقاط الصورة وكذلك عدسة ، بحيث يصل كل شعاع ضوء قادم من نقطة إلى المستشعر في نفس المكان. إذا لم يحدث هذا ، يتم تسجيل النقطة كتراكب ونتائج صورة ضبابية أو خارج التركيز.

من أجل إعادة بناء الجسم ، فإن الشعاع المستقيم المرسوم باللون الأسود في الشكل 2 هو فقط الذي له أهمية في القياس التصويري ، وهذا هو الذي يمر عبر النقطة التي تسمى مركز المنظور في العدسة.

إذا كان هذا الشعاع ، الذي ينتقل مباشرة من الجسم ، يمر عبر العدسة ويصل إلى المستشعر ، فهي المسافة المطلوبة.

رؤية مجسمة

الرؤية الطبيعية للإنسان مجسمة. هذا يعني أنه يمكننا معرفة المسافات التي توجد عليها الأشياء ، وذلك بفضل حقيقة أن الدماغ يعالج الصور الملتقطة ويقيم النقوش.

لذلك تلتقط كل عين صورة مختلفة قليلاً ، ثم يقوم الدماغ بعمل تفسيرها على أنها واحدة ، مع الراحة والعمق.

ولكن في الرسم المسطح أو الصورة الفوتوغرافية ، لا يمكن معرفة مدى قرب كائن ما أو مدى قربه ، نظرًا لضياع المعلومات المتعلقة بالعمق ، كما هو موضح بيانياً في الشكل 3.

كما قلنا ، النقطة موجودة على الشعاع الرئيسي ، لكن لا توجد طريقة لمعرفة ما إذا كانت أقرب لأن الجسم صغير ، أو إذا كان بعيدًا ، ولكنه ينتمي إلى شيء أكبر.

الشكل 3. في صورة مسطحة ، لا يمكن تحديد عمق الكائنات. المصدر: F. Zapata.

لذلك ، لإصلاح مشكلة التقارب ، يتم التقاط صورتين مختلفتين قليلاً ، كما هو موضح أدناه في الشكل 4.

الشكل 4. يتيح لنا تقاطع الخطين إيجاد الموقع الحقيقي للنقطة في الفضاء. المصدر: F. Zapata.

معرفة تقاطع الأشعة عن طريق التثليث ، يتم اكتشاف موضع الجسم الذي تأتي منه. يُطلق على هذا الإجراء "مطابقة النقاط" ويتم إجراؤه باستخدام خوارزميات مصممة خصيصًا ، حيث أنه من الضروري تكرار الإجراء مع جميع نقاط الكائن.

يتم أيضًا مراعاة التفاصيل مثل الموضع والزاوية والخصائص الأخرى للكاميرا للحصول على نتائج جيدة.

أنواع

اعتمادًا على كيفية الحصول على الصور ، هناك عدة أنواع من القياس التصويري. إذا تم التقاط الصور من الهواء ، فهي عبارة عن قياس تصويري جوي.

وإذا تم أخذها على الأرض ، فإن هذه التقنية تسمى القياس التصويري الأرضي ، والتي كانت أول تطبيق عملي لهذه التقنية.

يعد القياس التصويري الجوي أحد أكثر الفروع استخدامًا اليوم ، حيث يتيح إنشاء مخططات وخرائط عالية الدقة. يمكن أيضًا الحصول على الصور من خلال قمر صناعي ، وفي هذه الحالة نتحدث عن المسح التصويري للفضاء أو القمر الصناعي.

وبالمثل ، يتم تصنيف المسح التصويري وفقًا للأدوات المستخدمة والمعالجة المقدمة للصورة ، والتي قد تكون:

-التناظرية

- التحليلات

- رقمي

في القياس التصويري التناظري ، يكون التصوير والمعالجة بصريًا وميكانيكيًا تمامًا.

في القياس التصويري التحليلي ، تكون الإطارات تناظرية ولكنها تتم معالجتها على الكمبيوتر. وأخيرًا ، في القياس التصويري الرقمي ، يكون كل من الإطار ونظام المعالجة رقميًا.

القياس التصويري مقابل. طبوغرافيا

تهدف التضاريس أيضًا إلى تمثيل التضاريس الريفية أو الحضرية على متن طائرة ، وإبراز نقاط الاهتمام. وبالعكس ، إذا لزم الأمر ، خذ نقاط الطائرة وضعها في الفضاء.

لهذا السبب تشترك الطبوغرافيا والمسح التصويري في الكثير ، لكن الأخير له بعض المزايا:

- يكاد يكون أرخص دائمًا.

- الحصول على البيانات - المسح - أسرع ومناسب للمناطق الكبيرة.

- يعمل بشكل أفضل على الأراضي الوعرة للغاية ، ما لم تكن مغطاة بنباتات كثيفة.

- جميع النقاط مسجلة بالتساوي.

- يمكن حفظ المعلومات وليس من الضروري العودة إلى الميدان للحصول عليها مرة أخرى.

القياس التصويري لصورة واحدة

بشكل عام ، لا يمكن إعادة بناء كائن مصور من صورة واحدة ، ما لم يتم استخدام بعض المعلومات الإضافية الأخرى ، لأنه كما رأينا بالفعل ، لا يوجد سجل للعمق في الصورة المسطحة.

ومع ذلك ، لا تزال الصور تقدم معلومات قيمة ، وإن كان ذلك مع بعض القيود.

كمثال ، افترض أنك تريد التعرف على لص في متجر أو بنك. يمكن استخدام صورة من كاميرا المراقبة لتحديد ارتفاع وبناء الشخص الذي ارتكب الجريمة ، من خلال مقارنتها بالحجم المعروف للأثاث أو الأشخاص الآخرين في الصورة.

الشكل 5. الكراسي بنفس الحجم ونعرف على الفور أيهما الأقرب. من ناحية أخرى ، توفر الخطوط المتوازية الموجودة على الأرض والتي تتقارب في المسافة إحساسًا بالعمق في الصورة. المصدر: Pixabay.

التطبيقات

يتم تطبيق القياس التصويري على نطاق واسع في مختلف التخصصات ، مثل الهندسة المعمارية والهندسة وعلم الآثار ، على سبيل المثال لا الحصر. كما أوضحنا من قبل ، يتم تطبيقه في علم الطب الشرعي وبالطبع للتأثيرات الخاصة في الأفلام.

في الهندسة ، يمكن للصور الجيدة أن تكشف عن معلومات حول التضاريس وتكوين التضاريس ، على سبيل المثال. فيما يلي بعض المجالات المحددة ذات الاهتمام الكبير:

- دراسة طرق الاتصال.

- إنشاء الطرق.

حركات الأرض.

-التخطيط العمراني.

- دراسة الأحواض الهيدروغرافية.

- المسوحات الجوية للتنقيب عن المعادن.

بالإضافة إلى ذلك ، يعد القياس التصويري أداة رائعة للغاية في:

- العمارة: في رفع الآثار والمباني.

- علم الآثار: لإعادة تشييد المباني القديمة من الآثار المحفوظة اليوم.

- علم الحيوان: يساعد على عمل نماذج ثلاثية الأبعاد للحيوانات الحالية والمنقرضة.

- الميكانيكا: في نمذجة السيارات والمحركات والآلات بأنواعها.

المراجع

1. مدونة فريق آدم تكنولوجيز. كيف يعمل القياس التصويري؟ تم الاسترجاع من: adamtech.com.au.
2. Armillary ، Geomatics التطبيقية. تقنيات القياس التصويري. تم الاسترجاع من: armillary-geomatica.blogspot.com.
3. تقنيات النماذج الضوئية. كيف يعمل القياس التصويري؟ تم الاسترجاع من: photomodeler.com.
4. Quirós، E. 2014. مقدمة في القياس التصويري ورسم الخرائط المطبقة في الهندسة المدنية. نشرته جامعة إكسترامادورا.
5. سانشيز ، ج. مقدمة في القياس التصويري. جامعة كانتابريا. تم الاسترجاع من: ocw.unican.es.