Вычисление фактической выдержки на дату съемки и средние координаты объекта съемки

 Для получения негативов, обладающих высокими дешифровочными свойствами необходимо определять экспозицию очень точно:

Н = Е t

 Выдержка t, при которой светочувствительному слою сообщается экспозиция Н, необходимая для получения на фотоматериале заданного фотографического эффекта – изображения с максимальной разрешающей способностью:

                                                      H                            10                   Ks

                                               t = —— = (т.к. S iso = ———) = ——————

                                                      E                         H_Rmax              S_Rmax E_{изображения}

При определении выдержки необходимо учитывать все факторы, влияющие на освещенность Е _ИЗ в плоскости изображения. Рассмотрим эти факторы.

1. Величина действующего отверстия объектива, площадь которого S=πd²/4, где d – диаметр. Чем больше величина действующего отверстия, тем больше освещенность изображения.

2. Фокусное расстояние f – чем больше f, тем дальше отстоит фокальная плоскость от объектива, а освещенность обратно пропорциональная квадрату расстояния от объектива; следовательно, освещенность изображения обратно пропорциональна f².

3. Коэффициент светоотдачи АФА Ка. Коэффициент светоотдачи АФА учитывает:

- прозрачность объектива То;

- закон светораспределения по полю кадра, выражаемый зависимостью cosⁿβ, где β – некоторый угол зрения, соответствующий средней освещенности изображения, n – показатель степени, зависящий от типа объектива, указывается в паспорте АФА;

- оптический к.п.д. затвора η, также паспортное значение.

Это величины, неизменные для каждого аэрофотоаппарата (или его типа), поэтому часто заменяются одним общим коэффициентом светоотдачи Ка= То· cosⁿβ· η. Освещенность изображения пропорциональна Ка, и чем выше светоотдача, тем меньше должна быть выдержка. Половина углового поля изображения β вычисляется исходя из сторон матрицы и фокусного расстояния АФА.

4. Кратность светофильтра q – освещенность изображения тем меньше, чем более плотный фильтр используется при съемке.

5. Оптические характеристики атмосферы – c_д - коэффициент яркости дымки и Та_Z – коэффициент прозрачности атмосферы. 

6. Освещенность изображения пропорциональна яркости ландшафта В. Для расчета выгоднее яркость заменить освещенностью Е, т.е. В = E·r /π, где r – средний коэффициент яркости. Для летнего ландшафта принято считать r = 0.15, для зимнего - r = 0,5.

 

Земная поверхность освещается одновременно несколькими источниками света, совокупное действие которых создает на всяком отдельном ее участке А суммарную освещенность Е_S, которая складывается из освещенности прямыми солнечными лучами Е_⊙ и рассеянной Ер:                    

 Е_S = Е_⊙ + Еp

В аэрокосмической фотографии основной первичный источник света – Солнце, прямыми лучами которого, проходящими через слой атмосферы, на поверхности объекта создается прямая освещенность Е_⊙. Прямая освещенность, создаваемая солнечными лучами у поверхности Земли на плоскости, перпендикулярной к лучам Солнца, определяется:

  Е_⊙= Ео ∙ sin h_⊙∙ 10 ^-0,1ma

Ео=135000лк – солнечная постоянная,

h_⊙ – высота Солнца над горизонтом (координата в горизонтальной системе к-т, вторая координата – азимут А)

m_a = sec Z_⊙ – оптическая масса атмосферы для зенитного расстояния Солнца z_⊙ = 90^o - h_⊙.

Высота Солнца над горизонтом определяется географической широтой места, временем года и суток:

сos Z_⊙ = sin h_⊙= sin φ sin δ_⊙+cos φ cos δ_⊙ cos t _⊙ ( основное соотношение косоугольного сферического треугольника со сторонами Z_⊙, 90⁰-φ, 90⁰- δ_⊙, и углами t _⊙,, 180-А)

 t _⊙= So + UT+ λ – ά_⊙ = So + Tм -d – n + λ– ά_⊙

So – звездное время – определяется часовым углом точки весеннего равноденствия

φ – средняя широта объекта съемки;

λ – долгота объекта съемки

Тм – местное время, на которое рассчитывается h_ʘ

d – поправка за введение летнего декретного времени d=2^h,

n – отличие местного времени Тм от всемирного времени на Гринвиче UT, соответствует номеру часового пояса местности n = λ/15

1 с-а экваториальных координат: δ_ʘ и ά_ʘ:

δ_< - cклонение солнца, выбирается из АЕ –отсчитывается от экватора до данной точки по большому полукругу, проведенному через нее из полюса мира (по кругу склонения);

ά_< -прямое восхождение – отсчитывается от точки весеннего равноденствия в северном полушарии против часовой стрелки вдоль экватора до его пересечения с кругом склонения, проходящим через данную точку;

2 с-а экваториальных координат: δ_ʘ и t_ʘ

t_< – часовой угол солнца, отсчитывается от точки пересечения экватора с меридианом по часовой стрелке (к западу) до пересечения экватора с кругом склонения, проходящим через данную точку. Зависит от времени наблюдения.

 

Атмосфера Земли, как и любая мутная среда, не только пропускает прямые солнечные лучи, но и рассеивает их в своей толще, становясь вторичным источником света. Свет небосвода создает на поверхности объекта дополнительную освещенность Ер, которую в общем виде представляют как:

                                Ер = 16300 √¯sin h_ʘ.

Таким образом, для расчета фактической выдержки, которая позволяет получить нормально экспонированное изображение, используется соотношение

                                  40 · n_o² ·q

               t = ————————————       

                     E_Σ · (r_об + c_д) · Ka · Tа_Z ·S

 

Задание №5. Топографические аэросъемочные системы  

Задание: 1. Сформулировать требования к топографическим АФА

2. Привести классификацию топографических АФА.

3. Перечислить основные части аналогового АФА.

4. Описать основные отличия современных цифровых аэросъемочных систем.