Lázár, Olimpia2018. december 17., hétfő
Tudomány

Mérés fényképeken?

2018.12.07.Bakó Gábor
National Geographic Magyarország

Ma már egyre szélesebb körben érhetőek el olyan eszközök és szoftverek, amelyek segítségével a fénykép mérőeszközzé, hétköznapi munkaeszközzé válik.

A 20. század első felében megfigyelték, hogy fényképek alapján a tárgyak számos paramétere meghatározható. A megoldás hamar hasznosult, különösen a század második felében, a világűr meghódítása során. Távoli égitestekről, vagy például a Holdra szállásnál a Hold felszínéről készített fényképek számos olyan információt szolgáltattak a kutatóknak, amiről a képek elemzése nélkül nem lenne tudomásunk. Relatív rövid időt töltöttünk a Hol felszínén, ezért a fényképezés fontos eleme volt a mintavételnek, hogy a leszállási helyszínek környezete tovább vizsgálható legyen a visszatérés után is. Illetve az űrből a Földet fényképezve olyan léptékben vizsgálhatják bolygónk felszínét, ami korábban nem volt lehetséges.

Sokakban felmerült a kérdés, mik azok a fekete keresztek a Holdon készült fényképeken. Valójában ezek a jelek is a mérést segítik, mert rekonstruálhatóvá teszik a fényképezőgép és a film fényképezéskori helyzetét.

A fényképfelvétel immár nem csak a kép tartalma alapján dokumentálja a rögzítetteket, de számítógépes elemzések során lehetővé teszi, hogy egzakt, objektív méréseket végezzünk. Igaz, hogy ehhez ismernünk kell a fényképek készítésének körülményeit, így többek között a szenzort, a fényképezett felület távolságát, a kamera fényképezéskori helyzetét és helyét, valamint a leképzett sugarak spektrumát. Ehhez speciális szenzorokkal és kiegészítő mérőműszerekkel fölszerelt berendezéseket helyeznek el műholdakon, repülőgépeken, pilóta nélküli repülőkön (UAV-okon), de számos kézi és laboratóriumi, sőt mikroszkópra szerelhető mérésekre alkalmas fényképezőgép is létezik.

Mit mérhetünk a fényképeken?
A megfelelő spektrumtartományban fényképezve megmérhetjük például egy felület hőmérsékleti viszonyait, hőtérképet alkotva egy berendezés, vagy egy város felületéről. Mérhetjük a növények produktivitását, amiről egy későbbi cikkünk részletesen beszámol, vagy éppen a termőföld minőségét, az erdők fáinak borítását, de ehhez már érdemes megismernünk a vizsgált dolgok tulajdonságait, viselkedését, illetve a térképezés alapelveit, beleértve a vetületeket is, melyeket az alábbi video mutat be.

A hőképek készítésére alkalmas eszközök régóta könnyen elérhetők, a felvételek elkészítése és elemzése azért hozzáértést, utánajárást kíván.

A speciális fényképek jelezhetik a szabad szemmel nem látható szennyezéseket a tájban, vagy a szintén nehezen beazonosítható bőrbetegségeket az emberi test felületén. Érdemes megnézni ezen a videón, hogy mennyivel több sérülés látszik az ultraibolya felvételeken az emberek arcbőrén:

Fényképezhető a domborzat, vagy a tárgyak geometriája is, méghozzá többféle leképzési eljárással. A rádióhullámokkal történő fényképezést radartechnikának hívjuk, a rádióhullámokat a felvevő berendezés adója bocsátja ki és a szenzor a jel visszaverődő hányadát rögzíti. Ebben az esetben többek között a jel visszatérési idejéből meghatározható a tér pontjainak berendezéstől mért távolsága. A rádióhullámokat passzív, azaz jelkibocsátás nélküli mérésekre is használják, például távoli égitestekről érkező hullámok rögzítésekor. A radarnak bizonyos esetekben alternatívája lehet a lézerszkenner, amely fénykibocsátással és a fénysugarak visszaverődés utáni visszaérkezésével elemzi a távolságokat. Amennyiben változó színképű fénysugarakat bocsát ki a jeladó, bizonyos mértékben a térpont minőségéről is információt nyerünk az így képződő fényképeken.

Az ábra műholdas radarfelvételek alapján mutatja meg a grönlandi jég mozgását

Elsőre furcsának tűnhet, hogy az aktív mérési technikák (mint pl. a radar vagy a lézerszkenner) adatait fényképnek nevezzük, de a szakterületen ez megszokott dolog, mivel ezeknek a láthatatlan adatforrásoknak az eredményeit is meg tudjuk jeleníteni képként, sőt a szabványos tárolási formátumok egy része is raszteres (pixelekből áll). De térmodellt a tárgyakról visszaverődő napsugarakat rögzítő „klasszikus” fényképekkel is készíthetünk. Az eljárást fotogrammetriának nevezik, és komoly szaktudást igényel, mert egzakt mérések csak speciális szakmai, matematikai ismeretek mellett végezhetők, még akkor is, ha a szoftverek ma már bárki számára elérhetők, és bárki készíthet a boltban megvásárolt fényképezőgépéből mérőkamerát.

Eger háromdimenziós modelljének részlete, kizárólag színes légifényképek felhasználásával, fotogrammetriai képfeldolgozással készült

A lehetőségre tudományterület épül
A fényképfelvételeken mérhető paraméterek, a távolról vizsgálható jelenségek köre folyamatosan bővül a fiatal tudományterület fejlődésével. A távérzékelés foglalja magába azokat az eljárásokat, amelyek lehetővé teszik, hogy közvetlen érintkezés nélkül vizsgáljunk egy távoli objektumot, felszínrészletet. Ennek a következő esetekben van jelentősége:

  • A vizsgált felszín veszélyes a felmérést végző személyeknek. Például egy forró kazán falának felületi hőmérsékletét mérjük meg, vagy mondjuk egy fertőzött területet térképezünk fel repülőgépről.
  • A vizsgált terület élővilágát megzavarnánk. Például érzékeny, védett állatfajok élőhelyét térképezzük fel, vagy nem akarjuk, hogy a vizsgált közösség viselkedése megváltozzon a felmérés során.
  • A nagy távolságból végzett mérés jóval gazdaságosabb a helyszíni részletmérésnél.

A témához tartozó további cikkek, érdekességek az acrsa.hu oldalon olvashatók. Ha többet is szeretnének megtudni a távérzékelésről, számos hazai egyetemen megtehetik, ahol a képzések során elsajátíthatók a tudományterület részeiként felfogható szakmák.

Javasolt irodalom: http://acrsa.hu

Hozzászólások

Hasonlóságok az ichtioszauruszok és a bálnák között

Hasonlóságok az ichtioszauruszok és a bálnák között

Az eredmények arra utalnak, hogy ezen őshüllők melegvérűek voltak

Kisebb földmozgást okozott egy meteor

Kisebb földmozgást okozott egy meteor

Az objektum Grönland felett robbant fel 2018. július végén.

Adatokat küldött a NASA rekorder űrszondája

Adatokat küldött a NASA rekorder űrszondája

Hetekkel az után, hogy a NASA űrszondája minden

Két évszázada nem tört ki ilyen erővel a Kilauea

Két évszázada nem tört ki ilyen erővel a Kilauea

Az Egyesült Államok Geológiai Intézetének (USGS)

Vizet találtak egy aszteroidán

Vizet találtak egy aszteroidán

Az űreszköz múlt héten érkezett meg a Bennu

National Geographic 2018. decemberi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

7 200 Ft

Korábbi számok

National Geographic 2010. januári címlapNational Geographic 2010. februári címlapNational Geographic 2010. márciusi címlapNational Geographic 2010. áprilisi címlapNational Geographic 2010. májusi címlapNational Geographic 2010. júniusi címlapNational Geographic 2010. júliusi címlapNational Geographic 2010. augusztusi címlapNational Geographic 2010. szeptemberi címlapNational Geographic 2010. októberi címlapNational Geographic 2010. novemberi címlapNational Geographic 2010. decemberi címlapNational Geographic 2011. januári címlapNational Geographic 2011. februári címlapNational Geographic 2011. márciusi címlapNational Geographic 2011. áprilisi címlapNational Geographic 2011. májusi címlapNational Geographic 2011. júniusi címlapNational Geographic 2011. júliusi címlapNational Geographic 2011. augusztusi címlapNational Geographic 2011. szeptemberi címlapNational Geographic 2011. októberi címlapNational Geographic 2011. novemberi címlapNational Geographic 2011. decemberi címlapNational Geographic 2012. januári címlapNational Geographic 2012. februári címlapNational Geographic 2012. márciusi címlapNational Geographic 2012. áprilisi címlapNational Geographic 2012. májusi címlapNational Geographic 2012. júniusi címlapNational Geographic 2012. júliusi címlapNational Geographic 2012. augusztusi címlapNational Geographic 2012. szeptemberi címlapNational Geographic 2012. októberi címlapNational Geographic 2012. novemberi címlapNational Geographic 2012. decemberi címlapNational Geographic 2013. januári címlapNational Geographic 2013. februári címlapNational Geographic 2013. márciusi címlapNational Geographic 2013. áprilisi címlapNational Geographic 2013. májusi címlapNational Geographic 2013. júniusi címlapNational Geographic 2013. júliusi címlapNational Geographic 2013. augusztusi címlapNational Geographic 2013. szeptemberi címlapNational Geographic 2013. októberi címlapNational Geographic 2013. novemberi címlapNational Geographic 2013. decemberi címlapNational Geographic 2014. januári címlapNational Geographic 2014. februári címlapNational Geographic 2014. márciusi címlapNational Geographic 2014. áprilisi címlapNational Geographic 2014. májusi címlapNational Geographic 2014. júniusi címlapNational Geographic 2014. júliusi címlapNational Geographic 2014. augusztusi címlapNational Geographic 2014. szeptemberi címlapNational Geographic 2014. októberi címlapNational Geographic 2014. novemberi címlapNational Geographic 2014. decemberi címlapNational Geographic 2015. januári címlapNational Geographic 2015. februári címlapNational Geographic 2015. márciusi címlapNational Geographic 2015. áprilisi címlapNational Geographic 2015. májusi címlapNational Geographic 2015. júniusi címlapNational Geographic 2015. júliusi címlapNational Geographic 2015. augusztusi címlapNational Geographic 2015. szeptemberi címlapNational Geographic 2015. októberi címlapNational Geographic 2015. novemberi címlapNational Geographic 2015. decemberi címlapNational Geographic 2016. januári címlapNational Geographic 2016. februári címlapNational Geographic 2016. márciusi címlapNational Geographic 2016. áprilisi címlapNational Geographic 2016. májusi címlapNational Geographic 2016. júniusi címlapNational Geographic 2016. júliusi címlapNational Geographic 2016. augusztusi címlapNational Geographic 2016. szeptemberi címlapNational Geographic 2016. októberi címlapNational Geographic 2016. novemberi címlapNational Geographic 2016. decemberi címlapNational Geographic 2017. januári címlapNational Geographic 2017. februári címlapNational Geographic 2017. márciusi címlapNational Geographic 2017. áprilisi címlapNational Geographic 2017. májusi címlapNational Geographic 2017. júniusi címlapNational Geographic 2017. júliusi címlapNational Geographic 2017. augusztusi címlapNational Geographic 2017. szeptemberi címlapNational Geographic 2017. októberi címlapNational Geographic 2017. novemberi címlapNational Geographic 2017. decemberi címlapNational Geographic 2018. januári címlapNational Geographic 2018. februári címlapNational Geographic 2018. márciusi címlapNational Geographic 2018. áprilisi címlapNational Geographic 2018. májusi címlapNational Geographic 2018. júniusi címlapNational Geographic 2018. júliusi címlapNational Geographic 2018. augusztusi címlapNational Geographic 2018. szeptemberi címlapNational Geographic 2018. októberi címlapNational Geographic 2018. novemberi címlapNational Geographic 2018. decemberi címlap

Hírlevél feliratkozás

Kérjük, erősítsd meg a feliratkozásod az e-mailben kapott linkre kattintva!

Kövess minket