Loading article…
航空写真や衛星画像の判読、あるいは文脈によっては単に画像判読とも呼ばれる航空写真や衛星画像を調べて物体を識別し、その重要性を判断する行為である。 [1]これは軍の航空偵察でよく使用され、偵察機や偵察衛星から撮影された写真を使用している。
画像解釈の原理は、150 年以上にわたって経験的に開発されてきました。最も基本的なのは、位置、サイズ、形状、影、トーン/色、テクスチャ、パターン、高さ/奥行き、場所/状況/関連性といった画像解釈の要素です。これらは、航空写真の解釈や写真のような画像の分析で日常的に使用されています。経験豊富な画像解釈者は、これらの要素の多くを直感的に使用します。しかし、初心者は、これらの要素に従って未知のオブジェクトを意識的に評価するだけでなく、画像の他のオブジェクトや現象との関係で各要素の重要性を分析する必要があるかもしれません。
視野角
縦方向の画像と写真
垂直航空写真は、撮影された航空写真全体の 95% 以上を占めています。[2]垂直写真の撮影原理を図 2 に示します。 [3] [4]カメラ レンズから発生する 2 つの主要軸が含まれています。[3] 1 つは、調査領域に対して常に 90° の垂直軸です。 [3]もう 1 つは、カメラの角度に応じて変化するカメラ軸です。 [3]垂直航空写真を撮影するには、これらの軸の両方が同じ位置にある必要があります。[3]垂直写真は、カメラ軸が傾いたりずれたりすることなく、撮影対象物の上にあるカメラによって撮影されます。[5]垂直航空写真内の領域は、多くの場合、一貫したサイズになっています。[4]
斜め航空写真
斜め航空写真は、カメラを土地に対して特定の角度に設置して撮影されます。[5]これは、従来の垂直画像に非常に役立つ強化または追加機能です。[2]これにより、比較的高い割合の植物被覆と樹木の葉を視界に映し出すことができます。[2]斜め航空写真は 2 つのタイプに分類できます。
低い斜筋
低斜め航空写真は、図3に示すように、カメラ軸が垂直軸から15～30°の角度差を持つ場合に生成されます。 [3]視野角[6]から見ると、惑星と大気の境界線である地平線は、低斜め航空写真では観察できません。[5]低斜め画像にはスケールがないため、2点間の長さを計算することはできず、正確ではありません。オブジェクトの方向も不正確です。[5]低斜め写真は、地元の場所の最新の詳細を提供するため、現場調査前の参照として使用できます。[3] [4]
高斜筋
高斜め航空写真は、図4に示すように、カメラ軸が垂直軸から60°の角度差を持つときに生成されます。 [3]この場合、地平線が観察できます。[5]このタイプの写真は、かなり広い領域を捉えます。[5]低斜め写真と同様に、2点間の長さと物体の方向は不正確です。[5]高斜め航空写真は、表示される視線が人間の視線に近いため、現場調査の補助に広く使用されています。 [3]地物や構造物を簡単に認識できます。[4]ただし、山岳地帯に遮られている風景、建物、丘の斜面は見えません。[4]
色と偽色
白黒
白黒航空写真は地形図などの地図を描く際によく使われます。[5]地形図は、地域や地方にある地形の特徴を正確かつ詳細に説明したものです。[7]白黒航空写真は、霧や靄などの悪天候でも高品質の画像を生成することができます。[2]
色
カラー航空写真は、フィルム内の多数の層を通して、元の物体の色を保存し、捉えます。[8]カラー写真は、岩石層の上にあるさまざまな種類の土壌、岩石、堆積物、および一部の汚染された水源を区別するために使用できます。[5]昆虫による樹木の劣化も、カラー航空写真を使用して特定できます。[ 5 ]これは、樹木、野生動物、油などの自然環境内の物質の貯蔵場所を見つけるのに役立ちます。[4]
カラー赤外線
カラー赤外線航空写真は、さまざまな地物の本来の色を「偽色」に変える偽色フィルムを使用して撮影されます。[2] [5]たとえば、自然界では緑の草原や森林は赤色です。[2]しかし、緑に覆われた人工物の中には青色をしているものがあります。[2]この現象は、植物が人工物よりも赤外線(IR) を多く反射するという事実によるものです。 [2]密集した植生は、まばらな植生よりも濃い赤色を示す場合があります。これは、木が健康かどうかを判断するのに役立ちます。[5]また、植物の成長率の証拠も提供します。[5]海は IR を反射しないため、陸地と海または湖の境界を識別するのに役立ちます。[2]
高度
高高度
高高度航空写真は、飛行機が高度10,000～25,000フィートの範囲を飛行しているときに撮影されます。[2]高高度航空写真の利点は、1枚の写真を撮るだけでより広い範囲の情報を記録できることです。[5]ただし、建物、道路、インフラストラクチャなどの一部のオブジェクトは画像内で非常に小さいため、高高度写真では低高度写真ほど詳細を表示できません。[5]
低高度
低高度航空写真は、飛行機が高度10,000フィート未満を飛行しているときに撮影されます。[2]写真に写っている物体は、高高度の写真に比べてサイズが大きく、より詳細な情報が含まれています。[5]この利点により、1985年以来、6か月ごとに低高度写真の定期的な収集が行われています。[2]
規模
航空写真や衛星画像の縮尺は、写真フィルムとカメラレンズの標高差をカメラレンズと地形面の標高差で割った値です。[4]写真内の2か所の測定値を実際の場所の長さで割ることでも測定できます。[4] [3]図5には、関連する用語と記号がいくつか示されています。焦点距離（f）は、フィルムとレンズの標高差を指します。[2] [4] Hは、レンズと海面の標高差であり、水面の平均レベルです。[2] [4] hは、地形面と海面の標高差です。[2] [4] Sは航空写真の縮尺です。[2] [4] は、スケール測定の式です。[2] [4]この測定は、写真で観察される建物の量と種類、いくつかの特定の特性の発生、および測定の確実性を制御します。[3]例えば、通常、大規模な写真では小規模な写真に比べて距離をより正確に測定できます。1:6000から1:10000は、地滑り研究や地盤評価のための地質図作成に最適な縮尺範囲です。[2]
大規模画像
大規模航空写真とは、1:500から1:1000の縮尺で撮影された写真です。[9]このタイプの写真は、現地調査に最適です。[9]拡大した地図のように見えます。
小規模画像
小規模航空写真とは、1:5000から1:20000の縮尺で撮影された写真である。[9]地方や広い地域の研究に適している。[9]
イメージの解釈
解釈する要素
サイズ
- 物体の大きさは、最も顕著な特徴の 1 つであり、解釈の最も重要な要素の 1 つです。最も一般的には、長さ、幅、周囲が測定されます。これをうまく行うには、写真のスケールを知っておく必要があります。未知の物体の大きさを測定することで、解釈者は可能性のある代替物を除外できます。未知の物体と比較するために、いくつかのよく知られている物体の大きさを測定すると役立つことが証明されています。たとえば、サッカー、フットボール、野球などの主要なスポーツのフィールドの寸法は、世界中で標準化されています。このような物体が画像に表示されている場合、2 つを比較するだけで、未知の物体の大きさを判断できます。
形
- 世界には、ユニークな形をした自然物や人工物が無数にあります。形状の例としては、現代のジェット機の三角形や一般的な一戸建て住宅の形状などがあります。人間は、非常に興味深い方法で風景を変え、多くの物体に形を与えてきましたが、自然も独自の方法で風景を形作っています。一般的に、環境内の真っ直ぐで直線的な特徴は、人間が起源です。自然は、より微妙な形状を生み出します。
影
- リモートセンシングによるデータは、画像や写真に影が長く映るのを避けるため、ほぼすべて正午の 2 時間以内に収集されます。これは、影があると、本来は識別できるはずの他の物体が見えにくくなる可能性があるためです。一方、物体が落とす影は、物体を識別するための鍵となります。影の長さから物体の高さを推定することができ、物体の認識には欠かせないからです。たとえば、ワシントン DC のワシントン記念塔を見てみましょう。上から見ると、記念塔の形を見分けるのは難しいかもしれませんが、影があれば、このプロセスはずっと簡単になります。影が判読者のほうに落ちるように写真を向けるのがよいでしょう。影が観察者から離れた方向に向いていると、疑似視的な錯覚が生じることがあります。これは、低い地点が高く見え、高い地点が低く見える場合に起こります。
トーンと色
- 植物、水、露出した土壌などの現実世界の物質は、電磁スペクトルの青、緑、赤、赤外線の部分で異なる割合のエネルギーを反射します。判読者は、特定の波長でそれぞれから反射されるエネルギーの量を記録して、スペクトルシグネチャを作成できます。これらのシグネチャは、特定のオブジェクトが白黒画像またはカラー画像でそのように見える理由を理解するのに役立ちます。これらのグレーの色合いはトーンと呼ばれます。オブジェクトが暗く見えるほど、反射する光が少なくなります。グレーの色合いとは対照的に、人間は何千もの異なる色を検出できるため、カラー画像が好まれることがよくあります。色は写真判読のプロセスに役立ちます。
テクスチャ
- これは、「画像内のトーンや色の繰り返しの特徴的な配置と配列」と定義されます。テクスチャを説明するためによく使用される形容詞は、滑らか (均一、同質)、中間、粗い (粗い、不均質) です。テクスチャはスケールの産物であることを覚えておくことが重要です。大規模な描写では、オブジェクトは中間のテクスチャを持つように見える場合があります。ただし、スケールが小さくなると、テクスチャはより均一、または滑らかに見える場合があります。テクスチャの例としては、舗装道路の「滑らかさ」や松林の「粗さ」などがあります。
パターン
- パターンとは、景観における物体の空間的な配置です。物体はランダムに、または体系的に配置されます。パターンは、川の排水パターンのように自然な場合もあれば、米国公有地測量システムで形成された正方形のように人工の場合もあります。パターンを説明する際に使用される一般的な形容詞には、ランダム、体系的、円形、楕円形、直線、長方形、曲線などがあります。
高さと深さ
- 高さと深さは、「標高」や「水深」とも呼ばれ、画像解釈の最も重要な診断要素の 1 つです。これは、建物や電柱など、地元の地形よりも高くそびえる物体は、何らかの放射状の起伏を示すためです。また、この起伏を示す物体は影を落としますが、これも物体の高さや標高に関する情報を提供します。この良い例は、大都市の建物です。
通訳中に考慮すべきその他の要素
写真メタデータ
航空写真には、撮影されたエリアや飛行機の位置や状態に関するさまざまなデータや情報が記録されています。[2]これらの詳細は、特定の測定のためのさまざまなデバイスや計器を含むデータパネルによって測定され、記録されます。[2]図8は、垂直航空写真の一般的な形式を示しています。
位置
- 座標の形で正確な位置を取得するには、主に2つの方法があります。1) 従来の測量技術またはGPS機器を使用して現場で調査する
- 2) 物体のリモートセンシングデータを収集し、画像を修正して、必要な座標情報を抽出します。オプション 1 を選択する科学者のほとんどは、現在、比較的安価な GPS 機器を現場で使用して、物体の目的の位置を取得します。オプション 2 を選択した場合、リモートセンシング データを収集するために使用されるほとんどの航空機には GPS 受信機が搭載されています。
サイトの背景と関連性
- 敷地には、標高、傾斜、表面被覆の種類 (草地、森林、水、裸地など) などの固有の物理的特性があります。敷地には、土地の価値や水辺への近さなどの社会経済的特性もあります。状況とは、写真や画像内のオブジェクトが互いに対してどのように構成され、「配置されている」かを指します。ほとんどの発電所では、資材と建物がかなり予測可能な方法で関連付けられています。関連性とは、写真や画像内のある活動を見つけた場合、通常、関連した、または「関連付けられた」特徴や活動に遭遇するという事実を指します。敷地、状況、関連性は、画像を分析する際に互いに独立して使用されることはほとんどありません。その一例は、大きなショッピング モールです。通常、複数の大きな建物、巨大な駐車場があり、主要道路や交差点の近くにあります。
航空写真が重なり合う
航空写真の重なりとは、各航空写真のカバー領域の約60％が、前の航空写真のカバー領域と重なることを意味します。[2]飛行経路上のすべての物体は、少なくとも2回観察できます。[2]航空写真を重ね合わせる目的は、立体視鏡を使用して解釈する際に、3Dの地形や起伏を生成することです。[2]立体視鏡は、3Dの重なり合った航空写真を見るために使用される機器です。[2]
選択した2枚の重なり合う画像の要件を満たすのは簡単です。2枚の写真の主点（幾何学における画像の中心点）は、地形上の異なる場所になければなりません。[2]もう1つの制限は、画像のスケールが同じでなければならないことです。[2]飛行機の飛行ルートと時間帯は制限されません。[2]
航空写真の幾何学的方向
航空写真の好ましい方向は、太陽の位置と影の要素に密接に関係しています。[2]北半球では、南の方向は常に太陽の位置です。[2]そのため、影は通常北側に形成されます。[2]これは、航空写真の影の要素に影響を与えます。たとえば、飛行機が北から南へ飛行している場合、太陽光も北から来ており、物体の形状を示す影を航空写真で明確に観察できます。[2]飛行機が南から北へ飛行している場合、影ははっきりと観察されません。[2]写真の判読では、影がはっきりと観察できるように画像を撮影することが望ましいです。 [2]影は地形の起伏を強調できるためです。[2]この画像の方向は、地質学者が 3D 写真を観察対象に関連付けるのにも役立ちます。[2]
変位と歪み
歪みと変位は、航空写真でよく見られる 2 つの現象です。
変位
変位は、覆われたエリア内の地形の起伏の変化によって生じます。[4]変位現象には、平均海面を指す基準面が不可欠です。[ 4 ]基準面よりも標高が高い場所では、元の位置は画像の中心点から離れます。[4]基準面よりも標高が低い場所では、元の位置は画像の中心点に近づきます。[4]
ねじれ
歪みとは、航空写真上の物体または領域の位置が変化し、その元の特徴や形状が変わることを指します。[2]通常、歪みは写真の境界付近に現れます。[2]歪みの原因は 2 つあります。1 つ目は、飛行機の傾きと先端です。[4]航空機が上昇または下降しているときに先端が発生します。[4]航空調査中に航空機が特定の方向に傾くと、傾きが発生します。 [ 4]傾斜軸は先端軸に垂直です。[4] 2 つ目の理由は、写真の処理です。[4]これは、露出した写真フィルムを修正して航空写真を生成するために使用されるプロセスです。[10]湿ったフィルムが乾燥すると、一方の方向で膨張し、もう一方の方向で収縮します。[4]これによって生じる歪みはごくわずかです。[4]
ミラーステレオスコープを使用したデジタル以前の解釈方法
- 連続して撮影された2枚の航空写真を選択し、少なくとも60％の重なりがあることを確認します。[2]
- 同じ向きに配置され、航空写真の北側と生成された影が通訳者に向けて配置されるようにしてください。[2]
- 観察用の実体鏡に使用されるレンズである接眼レンズ間の距離が、両目の間の距離に適合していることを確認します。[2]
- それぞれの写真で、簡単に識別できる同じ物体に両方の人差し指を置きます。[2]
- 2つの物体が立体視下で重なり合うまで、写真をゆっくりドラッグします。[2]
- 重なり合った部分は立体的に見える。[2]
図12:ミラーステレオスコープの例。
参照
参考文献
- ^ アメリカ写真測量学会; Colwell, RN (1960). 写真解釈マニュアル。アメリカ写真測量学会。 2022年1月23日閲覧。
- ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac ad ae af ag ah ai aj ak al am an ao ap aq ar as at au Ho, H (2004). 「香港の地盤工学実務における航空写真解釈の応用（修士論文）」.香港大学、香港特別行政区、ポクフラム。doi :10.5353/th_b4257758（2024年11月1日非アクティブ）。
{{cite journal}}: CS1 メンテナンス: DOI は 2024 年 11 月時点で非アクティブです (リンク) - ^ abcdefghijklmn 国立教育研究訓練評議会 (2006)。航空写真入門。地理学実務研究 (pp. 69–83)。事務局出版課。https://www.philoid.com/epub/ncert/11/214/
- ^ abcdefghijklmnopqrstu vwxyz aa ab ac Crisco, W. (1988). 航空写真の解釈。米国内務省、土地管理局。
- ^ abcdefghijklmnop Imam, E. (2018). 航空写真と写真測量。
- ^ Salamone, MA (2017). 初期ギリシャ宇宙論における平等と正義：「地平線の線」のパラダイム。
- ^ オーストラリア政府 (2014)。地形図とは何か? Geoscience Australia。
- ^ オーストラリア国立映画・音響アーカイブ (2018)。カラーフィルム。https://www.nfsa.gov.au/preservation/preservation-glossary/colour-film
- ^ abcd 土木工学開発部地質工学工学事務所 (1987)。現場調査ガイド (Geoguide 2) (pp. 1–352) https://www.cedd.gov.hk/filemanager/eng/content_108/eg2_20171218.pdf
- ^ カールハインツ・ケラーら。ウルマン工業化学百科事典の「写真」、2005 年、ワイリー VCH、ワインハイム。土井:10.1002/14356007.a20_001