Gedeon, Johanna2024. március 28., csütörtök
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

Ez volt a legnagyobb folyamidelfin

Ez volt a legnagyobb folyamidelfin

A ma élő dél-ázsiai folyami delfinek rokona volt az az állat, amely Amazónia perui részén élt 16 millió évvel ezelőtt, és akár 3,5 méteresre is nőhetett.

Környezetbarát felújítás

Környezetbarát felújítás

Az építészetben nemcsak az új épületeknél, hanem már a régiek felújításánál is eljárhatunk klímabarát,környezetbarát módon.

Élő tank a triászból

Élő tank a triászból

A krokodilok egy eddig ismeretlen, 215 millió éve élt ősi rokonát azonosították texasi kutatók.

Soha többé hólapát?

Soha többé hólapát?

Egy új fejlesztésnek köszönhetően az önmelegítő betonon nem fog megtapadni a hó vagy a jég, így talán majd elfelejthetjük a hólapátot vagy az útszórást - legalábbis bizonyos körülmények között.

A klímaváltozás tovább növeli az élelmiszerárakat

A klímaváltozás tovább növeli az élelmiszerárakat

A sokak számára már most is igen magas élelmiszerárak a klímaváltozás hatására még magasabbra szöknek majd.

National Geographic 2024. márciusi címlap

Előfizetés

A nyomtatott magazinra,
12 hónapra

18 780 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 címlapNational Geographic 2019. januári címlapNational Geographic 2019. februári címlapNational Geographic 2019. márciusi címlapNational Geographic 2019. áprilisi címlapNational Geographic 2019. májusi címlapNational Geographic 2019. júniusi címlapNational Geographic 2019. júliusi címlapNational Geographic 2019. augusztusi címlapNational Geographic 2019. szeptemberi címlapNational Geographic 2019. októberi címlapNational Geographic 2019. novemberi címlapNational Geographic 2019. decemberi címlapNational Geographic 2020. januári címlapNational Geographic 2020. februári címlapNational Geographic 2020. márciusi címlapNational Geographic 2020. áprilisi címlapNational Geographic 2020. májusi címlapNational Geographic 2020. júniusi címlapNational Geographic 2020. júliusi címlapNational Geographic 2020. augusztusi címlapNational Geographic 2020. szeptemberi címlapNational Geographic 2020. októberi címlapNational Geographic 2020. novemberi címlapNational Geographic 2020. decemberi címlapNational Geographic 2021. januári címlapNational Geographic 2021. februári címlapNational Geographic 2021. márciusi címlapNational Geographic 2021. áprilisi címlapNational Geographic 2021. májusi címlapNational Geographic 2021. júniusi címlapNational Geographic 2021. júliusi címlapNational Geographic 2021. augusztusi címlapNational Geographic 2021. szeptemberi címlapNational Geographic 2021. októberi címlapNational Geographic 2021. novemberi címlapNational Geographic 2021. decemberi címlapNational Geographic 2022. januári címlapNational Geographic 2022. februári címlapNational Geographic 2022. márciusi címlapNational Geographic 2022. áprilisi címlapNational Geographic 2022. májusi címlapNational Geographic 2022. júniusi címlapNational Geographic 2022. júliusi címlapNational Geographic 2022. augusztusi címlapNational Geographic 2022. szeptemberi címlapNational Geographic 2022. októberi címlapNational Geographic 2022. novemberi címlapNational Geographic 2022. decemberi címlapNational Geographic 2023. januári címlapNational Geographic 2023. februári címlapNational Geographic 2023. márciusi címlapNational Geographic 2023. áprilisi címlapNational Geographic 2023. májusi címlapNational Geographic 2023. júniusi címlapNational Geographic 2023. júliusi címlapNational Geographic 2023. augusztusi címlapNational Geographic 2023. októberi címlapNational Geographic 2023. novemberi címlapNational Geographic 2023. decemberi címlapNational Geographic 2024. januári címlapNational Geographic 2024. februári címlapNational Geographic 2024. márciusi címlap

Hírlevél feliratkozás

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

Kövess minket