|
| Laussedat, Pulfrich i autografy |
|
Za ojca fotogrametrii uważa się oficera Korpusu Inżynieryjnego armii francuskiej – Aimé Laussedata. Jego głównym celem było przyspieszenie i uproszczenie prac topograficznych. Pierwsze próby Laussedata związane były z wykorzystaniem odręcznego rysunku perspektywicznego, podobnie jak czynił to ponad sto lat wcześniej Capeller. W 1849 r. Laussedat wykonał za pomocą camery lucida rysunki perspektywiczne elewacji Pałacu Inwalidów w Paryżu, a w niedługim czasie mapę fortu Vincennes. W kamerze zastosował ulepszony przez siebie pryzmat Wollastona, sama metoda pomiaru była podobna do znanej z prac topograficznych metody stolikowej. Różnica sprowadzała się do tego, że kartowanie wykonywano w pracowni, a nie w terenie. Następnym jego krokiem było wykorzystanie przy produkcji mapy zdjęć fotograficznych (metodę pomiaru nazwano „metrofotografia”).
W tym celu konieczne stało się przystosowanie aparatu fotograficznego do celów mierniczych. Konstrukcja zbudowana w 1859 r. dla niego przez Brunnera była jednym z pierwszych fototeodolitów. Aparat uzbrojony był w szklaną kliszę o wymiarach 27x33 cm, 50-centymetrowy obiektyw, lunetę, koło poziome z noniuszami i odfotografowujące się na kliszy znaczki tłowe wyznaczające oś pionową i poziomą zdjęcia. O słuszności drogi wybranej przez Francuza świadczyły pierwsze pomiary.
Mapę obszaru o powierzchni 200 hektarów w rejonie wioski de Buc pod Wersalem wykonano w czasie dwóch dni na podstawie 8 zdjęć fotograficznych. Wkrótce w armii francuskiej stworzono specjalny oddział zajmujący się takimi pomiarami.
Technika ta szybko znalazła zastosowanie w innych krajach. W każdym z nich na bazie własnych doświadczeń rozwijano nowe teorie i metody pomiarowe oraz doskonalono instrumenty. W połowie XIX wieku jedną z czołowych postaci był niemiecki architekt Albrecht Meydenbauer. Jego zainteresowania zwrócone były w stronę architektury, stąd pierwsze próby związane były z wykorzystaniem fotogrametrii do inwentaryzacji budowli. W 1858 r. wykonał on zdjęcia katedry w Wetzlar, które posłużyły do prac renowacyjnych. W 1885 r. staraniem Meydenbauera zinstytucjonalizowano nową dziedzinę, powołując w Berlinie Królewski Pruski Instytut Fotogrametryczny, który istniał do 1945 r. W tym czasie zinwentaryzowano ok. 2 tys. obiektów architektonicznych w Niemczech i innych krajach.
Albrecht Meydenbauer jest też autorem terminu „fotogrametria” (1893 r.), jako pierwszy wykorzystał w fotogrametrii obiektyw szerokokątny (1867 r.), a jego opracowania charakteryzowała wysoka dokładność uzyskana między innymi dzięki dużemu formatowi zdjęć (40x40 cm). Był on pierwszym z całej plejady niemieckich fotogrametrów.
Za oceanem nową technologię z powodzeniem rozwijał przybyły z Francji hydrograf Edouard Deville – Główny Geodeta Kanady, autor map wielkich obszarów zachodniej Kanady i Alaski wykonanych metodami fotogrametrii naziemnej i lotniczej.
We Włoszech znaczący wkład w jej początkowy rozwój wniósł Paul Ignazio Pietro Porro znany konstruktor instrumentów geodezyjnych (m.in. tachimetru), który zbudował pierwszą kamerę panoramiczną (1858 r.) i zaprojektował fotogoniometr (fototeodolit), w którym wyeliminował zjawisko dystorsji obiektywu (1865 r.). Kolejny był L. P. Paganini, twórca map Alp wykonanych metodami fotogrametrycznymi i kombinowanymi (1884 r.). Jako pierwszy zarejestrował na zdjęciu fotogrametrycznym położenie igły busoli, zbudował również kamerę przystosowaną do wykonywania zdjęć nachylonych.
|
Koniec XIX wieku przyniósł zapoczątkowanie prac nad wykorzystaniem zjawiska stereoskopii. Stereoskop znany był co najmniej od 1838 r., gdy angielski wynalazca Charles Wheatstone podał teoretyczne podstawy widzenia stereoskopowego. Pierwsze fotogrametryczne zastosowanie tego zjawiska znalazł wspomniany wcześniej Deville, który wykorzystał do rysowania warstwic pojedynczy znaczek pomiarowy i półprzezroczyste zwierciadła rzucające obraz z dwóch sąsiednich zdjęć. Ta niedoskonała, praktycznie pozbawiona podstaw geometrycznych technika była jednak krokiem we właściwym kierunku. Sprowadzał się on do wizualizacji modelu terenu i pracy na nim, a nie na zdjęciach.
W 1898 r. Austriak Teodor Scheimpflug rozwinął teorię tzw. podwójnej projekcji, czyli fotografowania obiektu równocześnie dwiema kamerami ustawionymi w pewnej odległości od siebie. Gdy wywołane zdjęcia ustawił w tej samej pozycji i oświetlił od tyłu, uzyskał „model optyczny”, na którym można było już „kreślić” warstwice lub przekroje obiektu. W 1904 r. opisał warunek, którego spełnienie umożliwiało uzyskanie ostrego obrazu (płaszczyzny obiektywu, zdjęcia i projekcji musiały przecinać się w jednej linii).
Scheimpflug był człowiekiem wyjątkowo zasłużonym dla fotogrametrii. W 1903 r. skonstruował pierwszy przetwornik optyczny (fotoperspektograf) – urządzenie służące do przefotografowywania zdjęć na zadaną przez operatora płaszczyznę, był także autorem strefowego przetwarzania zdjęć, które eliminowało zniekształcenia wynikające z deniwelacji opracowywanego terenu. Pierwszym poważnym testem zaproponowanej przez niego technologii było wyprodukowanie ze zdjęcia zrobionego z balonu fotomapy rejonu położonego na południe od Wiednia.
Przełomowym krokiem w rozwoju fotogrametrii było skonstruowanie przez niemieckiego uczonego Carla Pulfricha ruchomego znaczka pomiarowego i tym samym zapoczątkowanie fotogrametrycznych pomiarów stereoskopowych. Podstawy teoretyczne opracował w 1892 r. Franz Stolze, udoskonalił je Pulfrich i w 1901 r. zbudował stereokomparator – urządzenie umożliwiające pomiar współrzędnych dowolnego punktu na podstawie stereoskopowego modelu terenu. Instrument od razu zdobył uznanie i był z powodzeniem wykorzystywany przez Austriaków przy wykonywaniu map Tyrolu w latach
1902-07. Niezależnie od Pulfricha prace w tym samym kierunku prowadził w Afryce Południowej Henry George Fourcade, choć ten, zamiast współrzędnych, posługiwał się (podobnie jak Stolze) „pływającą siatką”. Przy okazji warto wspomnieć, że w 1899 r. Sebastian Finsterwalder opublikował pierwszy podręcznik na temat geometrycznych podstaw fotogrametrii.
Następne niezwykle ważne rozwiązanie zaproponował Eduard Ritter von Orel, który skonstruował w 1907 r. stereoautograf – instrument umożliwiający operatorowi bezpośrednie (mechaniczne) kreślenie warstwic i sytuacji terenowej ze stereoskopowych zdjęć naziemnych, znacznie przyspieszając tym powstawanie mapy. Niezależnie od Orela podobne urządzenie zbudował w tym samym czasie w Anglii kapitan Vivian Thompson.
Stereoautograf rozpoczął triumfalny pochód autografów, który trwał do lat 80. Urządzeń precyzyjnych, skomplikowanych, drogich i trudnych w obsłudze. Wśród tych do obróbki zdjęć naziemnych, poza konstrukcją von Orela, warto wymienić pierwszy autograf, jaki wyprodukowała fabryka Wilda w Heerbrugg – autograf A1, stereoautograf firmy Zeiss z 1954 r., czy terragraf – konstrukcję zakładów Opton z Oberkochen z 1962 r. Wśród autografów służących do przetwarzania zdjęć lotniczych zaczynano od instrumentów wykorzystujących podwójną projekcję, jak fotokartograf Umberto Nistriego z 1920 r. czy Stereoplanigraf zbudowany przez Waltera Bauersfelda w 1923 r. Konstruktorzy szybko odeszli jednak od tej koncepcji na rzecz projekcji optyczno-mechanicznej. Urządzeniami tego typu była m.in. znana konstrukcja
– aerokartograf Hugershoffa z 1926 r. umożliwiająca wykonywanie aerotriangulacji przestrzennej, jak i pierwsze autografy Wilda (seria A1-A4). Drugą, o wiele liczniejszą grupę stanowiły autografy bazujące na projekcji mechanicznej produkowane od połowy lat 30. XX wieku. Znajdziemy tu głównie modele firmy Wild (seria A5-A10) i Zeiss (Topocart i Stereotrigomat). Niektóre konstrukcje, jak na przykład autograf A10, produkowano jeszcze w połowie lat 80.
Oprac. JP
|
nadchodzące wydarzenia
zobacz pozostałe
