光傾斜測定

フォトクリノメトリー（またはシェーディングからの形状測定）は、表面の 2 次元画像をさまざまな高度レベルを表す表面マップに変換するプロセスです。影と光の方向を参照ポイントとして使用します。これは主に彫刻の表面を描写し、3 次元でどのように見えるかを示すために使用されます。この手法は、光の方向など、非常に特殊な条件に依存します。

プロセス

光が物体から反射すると、物体の形状と光源の位置に応じて、場所に応じた明るさで反射します。この反射マップを使用して、表面のバンプマップを作成できます。バンプマップでは、グレースケールレベルを使用して表面上の点の高さを表します。光源の方向と角度がわかれば、点のおおよその高さを計算できます。ただし、光の方向と角度は通常不明であるため、画像の品質が低下したり、毎回異なる設定を試して複数のバンプマップを作成したりする必要が生じたりします。

使用法

一部のアーティストは、フォトクリノメトリーを使用して彫刻の 3 次元表現をデジタル化します。
地質学者や惑星科学を研究する人々は、この技術を使って惑星の表面がどのようになっているかを把握し、^[1]地形図や数値標高モデル（フォトメトリックステレオ法を参照）を作成します。^[2]惑星への応用は、1951年に月の地形の調査から始まり、^[3]それ以来、火星の表面にも応用されてきました。^[4]
^{氷河学者は、南極大陸[5]とグリーンランド}^[6]の表面を特徴付けるために光傾斜測定法を使用しています。繰り返し光傾斜測定法は、一連の衛星画像から表面を構築し、時間の経過に伴う氷床の地形の変化を調査する方法です。^[7]
光傾斜測定法は地球上の火山噴煙頂部の地形を測定するために使用されてきた。^[8]

問題

光の方向は、フォトクリノメトリ画像の品質にとって非常に重要です。表面の真上 (カメラの後ろ) からの光は、影を区別することを困難にします。複数の光源も問題です。アルゴリズムが適切に機能するために必要な重要な影が破壊されるからです。

これらの問題を解決するために、他の惑星への新しいミッションでは、立体視に似たプロセスを使用して、他の惑星の表面をより正確に描写する計画です。マーズ・リコネッサンス・オービターは、これを試みるミッションの 1 つです。このプロセスでは、カメラの 2 つの別々のレンズから 1 つの場所を撮影した 2 つの画像を使用します。これは、人間の目と同じように行われます。2 つの画像を使用することで、人間と同じように、表面上の物体の 3 次元の視点を得ることができます。

参照

参考文献

^ Wildey, R (1975). 「マリナー9号の一般化光傾斜測定」.イカロス. 25 (4): 613–626. Bibcode :1975Icar...25..613W. doi :10.1016/0019-1035(75)90043-3.
^ Hargitai, Henrik; Willner, Konrad; Buchroithner, Manfred (2019)、Hargitai, Henrik (編)、「惑星地形図作成法: レビュー」、惑星地図作成とGIS、地理情報と地図作成の講義ノート、Springer International Publishing、pp. 147–174、doi :10.1007/978-3-319-62849-3_6、ISBN 978-3-319-62849-3、S2CID 133855780
^ van Diggelen, J (1951 年 7 月)。「月 の海の丘陵地帯の傾斜と高さの光度測定による調査」Bull. Astron. Inst. オランダ。11 : 283。Bibcode : 1951BAN....11..283V。
^ Howard, Alan D.; Blasius, Karl R.; Cutts, James A. (1982). 「火星北極冠の地形の光傾斜測定による決定」Icarus . 50 (2–3): 245–258. Bibcode :1982Icar...50..245H. doi :10.1016/0019-1035(82)90125-7.
^ Bidschadler, RA; Vornberger, PL (1994). 「衛星画像と航空機レーダーを使用した南極の氷河Cの詳細な標高マップ」Annals of Glaciology . 20 : 327–335. Bibcode :1994AnGla..20..327B. doi : 10.3189/1994aog20-1-327-335 . ISSN 0260-3055.
^ Scambos, Ted A.; Haran, Terry (2002). 「グリーンランド氷床の画像強調DEM」Annals of Glaciology . 34 : 291–298. Bibcode :2002AnGla..34..291S. doi : 10.3189/172756402781817969 . ISSN 0260-3055.
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^ Glaze, Lori S.; Wilson, Lionel; Mouginis-Mark, Peter J. (1999-02-10). 「衛星データの光傾斜測定分析から決定された火山噴火の噴煙頂部の地形と高さ」。Journal of Geophysical Research: Solid Earth。104 ( B2 ) : 2989–3001。Bibcode : 1999JGR ...104.2989G。CiteSeerX 10.1.1.572.9109。doi : 10.1029 / 1998jb900047。ISSN 2156-2202。

さらに読む

カーク、ランドルフ L.、バレット、ジャネット M.、ソダーブロム、ローレンス A. (2003) フォトクリノメトリーを簡単に...?惑星マッピングの進歩。 [1]
McEwen, Alfred S (1991). 「光傾斜測定法およびその他の応用のための測光関数」. Icarus . 92 (2): 298–311. Bibcode :1991Icar...92..298M. doi :10.1016/0019-1035(91)90053-v.
Wilson, L.; Hampton, JS; Balen, HC (1985). 「地球および惑星表面の光傾斜測定」月と惑星の科学XVI : 912–913.書誌コード:1985LPI....16..912W.

外部リンク

陰影から形状を推定 - 光傾斜測定
USGS ジオマティクス

[1] Wildey, R (1975). 「マリナー9号の一般化光傾斜測定」.イカロス. 25 (4): 613–626. Bibcode :1975Icar...25..613W. doi :10.1016/0019-1035(75)90043-3.

[2] Hargitai, Henrik; Willner, Konrad; Buchroithner, Manfred (2019)、Hargitai, Henrik (編)、「惑星地形図作成法: レビュー」、惑星地図作成とGIS、地理情報と地図作成の講義ノート、Springer International Publishing、pp. 147–174、doi :10.1007/978-3-319-62849-3_6、ISBN 978-3-319-62849-3、S2CID 133855780

[3] ^ van Diggelen, J (1951 年 7 月)。「月 の海の丘陵地帯の傾斜と高さの光度測定による調査」Bull. Astron. Inst. オランダ。11 : 283。Bibcode : 1951BAN....11..283V。

[4] Howard, Alan D.; Blasius, Karl R.; Cutts, James A. (1982). 「火星北極冠の地形の光傾斜測定による決定」Icarus . 50 (2–3): 245–258. Bibcode :1982Icar...50..245H. doi :10.1016/0019-1035(82)90125-7.

[5] Bidschadler, RA; Vornberger, PL (1994). 「衛星画像と航空機レーダーを使用した南極の氷河Cの詳細な標高マップ」Annals of Glaciology . 20 : 327–335. Bibcode :1994AnGla..20..327B. doi : 10.3189/1994aog20-1-327-335 . ISSN 0260-3055.

[6] Scambos, Ted A.; Haran, Terry (2002). 「グリーンランド氷床の画像強調DEM」Annals of Glaciology . 34 : 291–298. Bibcode :2002AnGla..34..291S. doi : 10.3189/172756402781817969 . ISSN 0260-3055.

[7] Greene, CA; Blankenship, DD (2017). 「キロメートル規模の氷床表面の進化を検出するための反復光傾斜測定法」. IEEE Transactions on Geoscience and Remote Sensing . PP (99): 2074–2082. doi :10.1109/tgrs.2017.2773364. ISSN 0196-2892. S2CID 4348022.

[8] Glaze, Lori S.; Wilson, Lionel; Mouginis-Mark, Peter J. (1999-02-10). 「衛星データの光傾斜測定分析から決定された火山噴火の噴煙頂部の地形と高さ」。Journal of Geophysical Research: Solid Earth。104 ( B2 ) : 2989–3001。Bibcode : 1999JGR ...104.2989G。CiteSeerX 10.1.1.572.9109。doi : 10.1029 / 1998jb900047。ISSN 2156-2202。