2009/3



   Eesti Looduse
   fotovoistlus 2010




   AIANDUS.EE

Eesti Loodus
artikkel EL 2009/3
Sada aastat aerofotograafiat

Aerofotograafia all mistetakse maapinna pildistamist erivarustusega lennuaparaadilt. Aerofotomdistamisi on tehtud pisut le saja aasta. Hgustest mustvalgetest maapinnajdvustustest on ndseks saanud suure eraldusvimega ja mitmeklgselt tdeldavad digitaalfotod.

Aerofotograafia ajalooline areng algas 19. sajandil, kui leiutati fotograafia, tpsemalt: 1839. aastal avaldati Prantsusmaal dagerrotpia tehnoloogia. Esimese kasutusklbliku aerofotokaamera valmistas samuti prantslane, nimelt Aim Laussedat 1895. a. Esimesed hulesvtted tegi 1858. aastal Pariisi fotograaf ja husitja, tuntud kui Nadar. Ta pildistas hupallilt tavalise fotoaparaadiga.

hufotod said lemaailmse tunnustuse osaliseks, kui ameeriklane George R. Lawrence jdvustas 1906. aastal maavrinajrgset San Francisco linna panoraamkaamera abil, mis oli mitme tuulelohega hku tstetud. Sellega seostatakse ka aerofotomdistuse algust. Lennukile paigutatud kaameraga pildistati esimest korda 1909. aastal Itaalias.

Aerofotomdistamise ehk analtilise fotogramm-meetria teoreetilised ideed ja alused ttati vlja juba 19. saj lpus. Nende rakendamine andis praktilisi tulemusi aga alles 20. sajandil, kui hakati tootma vastavaid aparaate. Esimese maailmasja ajal hakkas hufotosid kasutama luureteenistus: rindekaartide tpsustamiseks pildistati lennukitelt vastaste positsioone. Prast Esimest maailmasda ilmusid Saksamaal Zeissi firmalt esimesed fotogramm-meetria aparaadid, mis vimaldasid pildistusandmeid kasutada topograafilise mdistuse tarbeks (# 1). Alates 1920. aastatest muutus aerofotograafiline mdistusviis valdavaks ja hakkas vlja trjuma seni kasutuses olnud mensulmdistust.

Olenevalt optika, elektroonika, fotograafia ja infotehnoloogia arengust saab fotogramm-meetria arengu jagada kolmeks etapiks. Esiteks, praeguseks juba vananenud analoogtehnoloogial phinevad diferentsiaal- ja universaalmeetodid ning analtiline fotogramm-meetria. 1950. aastatest algas aga leminek digitaaltehnoloogiale. Saja aasta jooksul on tuulelohelt pildistamine arenenud infotehnoloogial rajanevaks aerofotomdistuseks. Aegade vltel on pildistamiseks kasutatud tuulelohet, hupalli, diriaablit, aeroplaani, helikopterit ja lennukit. htlasi on lisandunud maapinna pildistamine lhikosmosest ehk Maa kaugseire. Esimesed telepildid Maast saadi 1960. aastate alguses. Kaugseiret koos satelliitgeodeesia mtmisandmetega on hakatud nimetama Maa kaugseiremdistuseks, mille tulemusel on koostatud hulk globaalseid ortofotokujutisi (vaadeldavad ka internetis). On asutud tegema lesvtteid ka lhimatest planeetidest ja kuust.


Aerofotomdistuse analoogtehnoloogia, nd juba ajalugu. Fotogramm-meetria lhteandmed on aerofotod. Eriseadmete ja mningate geodeesia mtmisvtete abil transformeeritakse aerofotode jada ortofotokujutiseks ehk fotoplaaniks, mida kasutatakse topograafilise mdistuse lhtealusena. Ortofotokujutis ise on vahetu geograafilise info kandja.

Analoogtehnoloogia phjal kaeti maa-ala kindla skeemi jrgi pildistamismarsruudiga. Erilennukile paigutatud aerokaameraga tehti maapinnast vtteid ksikkaadrite kaupa. Et fikseerida pildistusparameetrid, olid kaameral lisaseadmed (# 2). Pildistus kavandati kaadrite lekattumistega. Nnda vhendati paratamatuid fotograafilisi moonutusi ja tagati fotogramm-meetriliseks ttluseks vajalik stereoefekt. Pildistamise mtkava, mis olenes lennu krgusest ja kaamera objektiivi fookuskaugusest, arvestati 1,5 kuni 2,5 korda viksem koostatava kaardi mtkavast. Niteks kui kaardi mtkava oli 1 : 10 000, siis pildistati umbes 1 : 20 000.

Et aerofotosid transformeerida ja monteerida ortofotokujutis, pidi iga stereopaar (kaks krvuti asuvat lekattumisega hufotot) hlmama vhemalt neli geodeetiliselt mratud tugipunkti. Esmajoones kasutati maastikul thistatud ja aerofotodel tunnetatud geodeetilise vrgu punkte, kuid tavaliselt neist ei piisanud. Seeprast mrati fototriangulatsiooni mtmiste- ja arvutustega tugipunke juurde. Fototransformaatori abil suurendati fotokujutis etteantud mtkavasse ja krvaldati pildistusmoonutused. Suurendatud fotokujutised monteeriti fotokaardi vi -plaani lehtedeks. Stereofotogramm-meetrilise aparatuuri abil sai mdistada ja kaardile kanda maapinna reljeefi samakrgusjooned. Vrreldes endise, traditsioonilise mensulmdistusega oli ajavit suur.


huluures oli mrav aerofilmi lahutusvime. Sjaluurel on aerofotograafia arengus olnud mrav thtsus. Prast Teist maailmasda, klma sja ajal, kasutasid huluuret agaralt vastasseisu mlemad pooled. Aerokaamera saadeti vastase maa-ala kohale kas piloodiga vi piloodita luurelennukeil vi isegi hupallidel.

Varsti prast koer Laika edukat kosmoselendu startisid aerokaameraga luuresatelliidid. 1959. aastal lennutati orbiidile esimene luuresatelliit, mille kaamerate abil saadi maapinnast kuni kuuemeetrise lahutusvimega fotod. Aerokaameraid ja -filme tiustati ning arendatigi eesktt huluure huvides. Eriti pti suurendada aerofilmi lahutusvimet. Niteks mdunud sajandi keskel, kui Nukogude Liidus olid tsiviilkasutuses meetrise lahutusvimega filmid, kasutati huluures juba detsimeetrise lahutusega aerofotosid.

hufoto lahutusvime oleneb peamiselt kaamera optilise ssteemi tiuslikkusest ja aerofilmi keemilistest omadustest. Fotokujutise lahutusvimet iseloomustab vrdse jmedusega mustade ja valgete joonte hulk kujutise 1 mm ulatuses (lp/mm). Ndisaegse filmikaamera objektiivi lahutusvime on kuni 100 lp/mm ja parimate aerofilmide lahutusvime 80125 lp/mm. Nnda suudetakse fotol he kilomeetri krguselt eristada umbes 6 x 7 cm suurust maapinnaobjekti. Kuid fotogramm-meetrilise ttluse kigus paratamatult lahutusvime halveneb. Mida parema lahutusvimega aerofototehnikat kasutada, seda viksemas mtkavas ehk krgemalt saab pildistada. huluures on see mrava thtsusega. Tsiviilelus thendab see aga mdistustde konoomsust.

Olulised olid ka aerofilmi spektraalomadused. Mustvalge (pankromaatiline) aerofilm fikseerib kujutise nhtava valguse spektri osas. Multispektraalne (spektrotsonaalne) aerofilm on tundlik mingis spektri kitsas ligus ja fikseerib kujutise moonutatud vrvides. Niimoodi saadakse valevrvifoto, kusjuures niteks rohelise spektriligu puhul on taimkatte kujutis tunduvalt detailsem (# 3). Pildi lahutusvime, mis oleneb filmi emulsiooni teralisusest, on mlema filmitbi puhul hea.

Pildistada sai ka nhtava valguse loomulikes vrvides, kuid vrvusfilmi lahutusvime oli tunduvalt viksem ja kaardistamiseks sobimatu (# 4). huluures kasutati ka infrapunast spektriosa ehk soojuskiirgust, mis vimaldas fikseerida soojuskiirgust eristavaid objekte pimedal ajal. Praegu tiirleb Maa-lhedasel orbiidil sadu luuresatelliite, mille pardal olev digitaalkaamera ja muu aparatuur salvestab ning edastab juhtimiskeskusele pidevalt infot maapinnal toimuva kohta. Digitaalaerokaamera spektraalsed omadused on hoopis paremad ja olenevad peamiselt valgustundlike sensorite tehnilistest parameetritest.


Aerofotograafiline mdistamine Eestis: esimesest kaitseve aerofotost kaugseireni.

Teadaolevalt katsetasid Eestis hufotosid ja nende fotogramm-meetrilist ttlust 1930. aastatel Sjavgede staabi topograafid. Siht oli korrigeerida kaitseve taktikalist kaarti. Tol ajal piiras hufotode tarvitust vastavate seadmete puudumine. Et tpsustada muutunud paikkondade situatsiooni, kasutati ksikuid hufotosid ilma fotogramm-meetriliste seadmeteta. Staabis kavatseti tsimeeli fotogramm-meetria kasutusele vtta, kuid alanud maailmasja tttu ji see tegemata.

Ulatuslikud aerofotograafiatd algasid Eestis sotsialistliku maareformi tarbeks. Aastail 19471956 korraldasid Nukogude Liidu keskorganid vabariigi haldusala aerofotomdistamise, et koostada fotoplaanid mtkavas 1 : 10 000 (Kagu-Eestis 1 : 5000). Kuna hufotod ktkesid thtsat sjateavet, allusid aerofototd Nukogude Liidu kindralstaabi tsensuurile. Kindralstaabi piirangute prast, aga ka Aerofloti erilennusalga lendurite t ebatpsuste tttu ei hlmanud esimene mdistus ligi 8% vabariigi haldusalast. Fotoplaanid ja kik nende valmistamisega seotud materjalid olid avalikuks kasutamiseks keelatud. Aerofotode originaale hoiti Nukogude Liidu keskhoidlates.

Esimest Eesti fotokaarti kasutati 1949. aastal alanud kollektiviseerimise kigus asutatud kolhooside ja sovhooside maade piiristustdeks ja maakasutusplaanide valmistamiseks, nd juba vabariigi pllumajandusministeeriumi jt. ametkondade korraldusel.

Piiratud ulatusega aerofotomdistused jtkusid 1966. aastast Eesti NSV ametkondade tellimusel. Pllumajandusministeerium tellis mustvalgeid aerofotosid, et koostada maafondi phikaart ja projekteerida maaparandust (# 5). Ka metsakorraldajad hakkasid kasutama takseerimistdeks hufotosid, eelistatult rohelise tundlikkusega valevrvifotosid. Neid alasid, mida lubati pildistada, ji ha vhemaks. Niteks 1970. aastate lpul ei vinud hufotosid teha Eesti haldusalast hel neljandikul, sest seal oli rohkesti militaarobjekte.

Fotogramm-meetrilisi tid tegid tol ajal leliidulised spetsialiseeritud ettevtted. Vabariiklikel ametkondadel ja ettevtetel olid ulatuslikud topogeodeetilised ja kartograafilised td keelatud. Luba teha hufotosid tuli taotleda Nukogude Liidu keskorganitelt, pildistas Aerofloti lennusalk. Alles 1980. aastatel nnestus Eesti Maaparandusprojektil ulatuslike maaparandustde tttu hankida luba ja seadmed, asutamaks kohapealne fotogramm-meetrialabor.

Teine ajajrk, mil Nukogude Liidu keskorganite algatusel kasutati laialdaselt hufotosid, oli 19701989. Tollal tellis kindralstaap uue suuremtkavalise topograafilise kaardi, mille jaoks oli vajalik aerofototopograafiline mdistus.


Taasiseseisvunud Eesti Vabariigis tulid luua omariikluse infrastruktuurid, ennekike teha maareform. Avalikustati kik vabariigi territooriumi hlmavad aerofotograafia-, topogeodeesia- ja kartograafiamaterjalid (v.a. need, mis olid olulised riigikaitse mttes). Senine topograafiateave tuli uuendada. Esmajoones tuli teha uus aerofotograafiline mdistus.

Esialgu pildistati ja tehti ortofotod Rootsi riigi abiga. 1996. aastal sai alguse Rootsi ja Eesti hisprojekt meie haldusala ortofotokaart mtkavas 1 : 10 000. Selle projekti raames juurutati riigiettevttes Eesti Kaardikeskus infotehnoloogial phinev ortofotokaardistuse tehnoloogia. Kuni 2005. aastani telliti aerofotosid Rootsi maamduvalitsuselt.

Pildistati nii mustvalgele kui ka vrvifilmile, mtkavas 1 : 20 000, hoonestusaladel 1 : 10 000. Metsakorraldajad slmisid aerofotomdistuse lepingu Soome ettevttega.

1993. aastal kivitus Eesti ja Rootsi teine oluline koostprojekt, mille eesmrk oli Eesti loodusvarade ja keskkonna seisundi monitooring ning loodusvarade baaskaardi koostamine SPOT satelliidiinfo alusel. Mustvalgete (nn. pan-tundlikkusega) ja multispektraalsete satelliidifotode alusel koostati ortofotokaardid: mustvalge mtkavas 1 : 50 000 ja multispektraalne mtkavas 1 : 100 000. Ortofoto- ja topokaartide phjal valmis 1996. aastaks esimene Eesti digitaalkartograafiline andmebaas ja baaskaart 1 : 50 000. Siitpeale on geoinfossteemide loomiseks ja looduskeskkonna uuringuteks kasutatud kaugseire meetodit: ksikes aero- ja satelliidifotosid.

Viimase kahe-kolme aasta jooksul on Eesti maa-amet soetanud digitaalkaamera, aerolaserskanneri ja teised digitaalse fotogramm-meetria seadmed. Maa-ameti internetiportaalis on baaskaardi ja phikaardi ortofotokujutise taustal vimalik vaadata mitut aktuaalset teemakaarti.


Kaugseire; aero- ja satelliidifotod looduskeskkonna uuringuteks. 1960. aastate algul tehti Maast esimesed telepildid, et jlgida pilvelaamade liikumist. 1972. aastast seiravad Maad orbiidilt USA tsiviilotstarbelised multispektraalkaameratega satelliidid (Landsati seeria, esialgu 30-meetrise lahutusega skanner). Ndseks on nende krval kibel suure lahutusvimega kaugseiresatelliitide seeriad. Neist tuntumad, mida on kasutatud ka Eesti geoinfossteemide loomisel, on SPOT ja IKONOS.

Peale geoinfossteemide kasutatakse kaugseiremeetodit edukalt selleks, et uurida Maal ja maapinna kohal aset leidvaid loodusprotsesse. Eestis on phivaldkondadest seire all atmosfr, kliimamuutused, taimkate (sh. metsad), veekogud, meri (sh. lireostus), linnud ja pllumajandus. Saja arenguaasta jrel on aerofotograafia Eesti Vabariigis igati infotehnoloogia-ajastu tasemel.


1. Liba, Natalja 2005. Fotogramm-meetria alused. Eesti Pllumajanduslikool, Tartu.

2. Potter, Heiki 1998. Uus Eesti phikaart. Eesti Loodus 49 (11/12): 524526.

3. Potter, Heiki 1995. Kaardistamistdest Eesti NSV-s. Geodeet 8: 2327.

4. Potter, Heiki 1993. Algamas on uus Rootsi aeg Eestimaa kaardistamisel. Geodeet 5: 3335.

5. Vljataga, Katrin; Kaukver, Karmen (toim.) 2008. Kaugseire Eestis. Tartu Observatoorium, Keskkonnaministeeriumi info- ja tehnokeskus. Tallinn.

6. http://xgis.maaamet.ee/, Maaameti Eesti fotokaart.

7. http://maps.google.com/, Maa satelliitkaart.



HEIKI POTTER
28/11/2012
26/11/2012
05/10/2012
09/07/2012
26/06/2012
26/06/2012
22/05/2012

Mis see on?
E-posti aadress:
Liitun:Lahkun: 
Serverit teenindab EENet