ภาพถ่ายทางอากาศ

      รูปถ่ายทางอากาศ (Aerial Photograph) คือ รูปถ่ายของทุกสิ่งทุกอย่างที่ปรากฏอยู่บนพื้นโลกไม่ว่าจะเป็นสิ่งที่เกิดขึ้นเองตามธรรมชาติ(ภูมิประเทศ เช่น แม่น้ำ ภูเขา ป่าไม้) หรือสิ่งที่มนุษย์สร้างขึ้น ( เช่น อาคาร ถนน รถยนต์ เขื่อน) โดยเป็นการถ่ายรูปจากอากาศยาน เช่น บอลลูน เครื่อนบิน ยานอวกาศ ในขบวนการผลิตรูปถ่ายทางอากาศเรามีหลักการง่ายๆ เหมือนการถ่ายรูปทั่วไป เพียงแต่ถ่ายในบริเวณที่ความสูงมากๆ ซึ่งมีอุปกรณ์ และเทคนิคการถ่ายการล้างการอัดยุ่งยากกว่าเท่านั้น แต่พอสรุปตามขั้นตอนแบบสั้นๆได้ ดังนี้ โดยทั่วไปจะนิยมการถ่ายรูปโดยเครื่องบิน ซึ่งต้องมีการติดตั้งกล้องถ่ายรูปทางอากาศไว้บริเวณใต้ท้องเครื่องบิน แล้วบินถ่ายในระดับความสูงไม่ต่ำกว่า 5000 ฟุต ในแนวดิ่งใช้ความสูง 15000 ฟุต และแนวเฉียงใช้ความสูงระหว่าง 5000-8000 ฟุต บินถ่ายไปเหนือภูมิประเทศบริเวณที่จะทำการถ่ายรูป โดยใช้กล้องถ่ายรูปทางอากาศ และฟิล์ม เมื่อทำการถ่ายรูปเสร็จแล้วนำฟิลม์ไปทำการล้างและอัดรูปถ่าย ในที่สุดเราจะได้รูปถ่ายที่มีรายละเอียดของภูมิประเทศในบริเวณที่ทำการถ่ายรูปนั้นปรากฏอยู่ รูปที่ได้เมื่อเรามองดูจะเหมือนกับการมองจากที่สูงลงมาที่ต่ำ เรียกรูปถ่ายที่ได้นี้ว่า “รูปถ่ายทางอากาศหรือภาพถ่ายทางอากาศ” รูปที่ถ่ายได้อาจจะไม่คุ้นเคยกับสายตาคนทั่วไป คือ ถ้าหากเป็นรูปถ่ายดิ่งลงมาจากที่สูง ถ้าเป็นรูปของอาคารบ้านเรือน เราจะมองเห็นเพียงหลังคาบ้าน ถ้าเป็นรูปป่าไม้ เราจะมองเห็นเพียงเรือนยอดของต้นไม้ เท่านั้น ไม่เห็นลำต้น เพราะถูกเรือนยอดบังไว้

ชนิดของรูปถ่ายทางอากาศ (Type of Aerial Photograph)
           รูปถ่ายทางอากาศโดยทั่วไปแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือรูปถ่ายดิ่ง และรูปถ่ายเฉียง 


           1. รูปถ่ายดิ่ง (Vertical Photographs) คือ รูปที่ถ่ายจากกล้องซึ่งตั้งแกนกล้องให้อยู่ในแนวที่ดิ่งที่สุดเท่าที่จะ
เป็นได้ ถ้าหากแกนของกล้องขณะที่ถ่ายรูปอยู่ในแนวดิ่งจริงๆ ระนาบรูปจะขนานกับระนาบของพื้นที่ที่ถ่ายรูป เนื่องจากขณะบินถ่ายรูปเครื่องบินมักจะทรงตัวไม่อยู่ในแนวระดับจริง ภาพถ่ายจึงเอียงตามไปด้วย โดยปรกติความเอียงของแกนกล้องต้องอยู่ที่ 1-3 องศา เท่านั้น และโดยทั่วไปก็ยังนับว่าเป็นรูปถ่ายดิ่ง เพราะมีเครื่องมือและเทคนิคใช้ปรับแก้ความผิดพลาดของรูปที่เอียงให้มีความถูกต้องได้

           2. รูปถ่ายเฉียง (Obligue Aerial Photograph) คือ รูปถ่ายที่เกิดจากแกนของกล้องเอียงไปมาก โดยรูปถ่ายเฉียงแบ่งออกเป็น 2 ชนิด คือรูปถ่ายเฉียงสูง ( High Obligue Photograph) คือ รูปถ่ายที่ถ่ายให้แกนของกล้องเอียงออกจากแนวดิ่งมากจนเห็นเส้นขอบฟ้าในรูปถ่าย และรูปถ่ายเฉียงอีกชนิด คือ รูปถ่ายเฉียงต่ำ (Low Obligue Photograph) คือ รูปถ่ายที่ถ่ายให้แกนของกล้องเอียงออกจากแนวดิ่ง แต่ไม่ปรากฏเส้นของฟ้าในรูป

ขั้นตอนการถ่ายรูปทางอากาศ
           ในการถ่ายรูปทางอากาศในพื้นที่ใดพื้นที่หนึ่ง จำเป็นต้องมีการกำหนดพื้นที่ให้ครอบคลุมบริเวณที่ต้องการและกำหนดแนวถ่ายรูปให้เป็นแนวขนานกัน โดยแนวขนานนี้จะกำหนดให้เป็นทิศทาง ออก-ตก หรือแนวขนานทิศทาง เหนือ-ใต้ ก็ได้ขึ้นอยู่กับลักษณะบริเวณที่ต้องการ โดยแนวเส้นขนานนี้ถูกเรียกว่าแนวบิน (flight lines) หรือ แถบบิน (flight strips) เมื่อกำหนดแนวบินได้แล้ว จึงทำการถ่ายภาพโดยใช้เทคนิคถ่ายภาพแบบต่อเนื่อง โดยถ่ายภาพให้ครบตามแนวบินจนครอบคลุมพื้นที่ที่ต้องการ และจะได้รูปที่เรียงลำดับต่อกัน ซึ่งรูปที่ถ่ายข้างเคียงกันจะมีส่วนเหลื่อมซ้อนกัน (end lap หรือ over lap) ประมาณร้อยละ 60 ซึ่งรูปถ่ายบริเวณที่ซ้อนกันนี้มีประโยชน์ในการใช้ดูภาพสามมิติ เราสามารถดูภาพสามมิติได้ด้วยการใช้กล้องดูภาพสามมิติ (Stereoscope) ภาพสามมิตินี้ก็จะเหมือนกับหุ่นจำลองภูมิประเทศ เนื่องจากพื้นที่แต่ละโครงการมักมีบริเวณกว้างใหญ่ ทำให้มีแนวบินได้หลายแนวบิน และการบินถ่ายแบบต่อเนื่องจะต้องให้มีส่วนเกย (side lap) ของแต่ละแนวบินด้วย โดยส่วนเกยนี้ จะอยู่ที่ประมาณร้อยละ 30 ส่วนนี้มีไว้เพื่อใช้ในการดูภาพสามมิติ เช่นกัน และมีไว้เพื่อต่อรูปภาพให้ต่อเนื่องเป็นรูปเดียวกัน การต่อรูปภาพเรียกว่า Mosaic

รูปแนวบินส่วนซ้อนด้านหน้าและส่วนซ้อนด้านข้าง

รูปการถ่ายภาพ

กล้องและฟิลม์ที่ใช้ในการถ่ายภาพ

กล้องถ่ายรูปทางอากาศ (Aerial Cameras) 
......... การถ่ายรูปทางอากาศอาจใช้กล้องถ่ายรูปที่ใช้มือถือ ชนิด บรรจุฟิล์ม 35 มม. ถ่ายจากเครื่องบินธรรมดาก็ได้ แต่รูปที่ได้จะเหมาะสำหรับวิเคราะห์พื้นที่ขนาดเล็กๆ เท่านั้น รูปถ่ายทางอากาศส่วนใหญ่จะถูกประดิษฐ์ขึ้นมาใช้ถ่ายรูปทางอากาศโดยเฉพาะ เพราะสามารถถ่ายรูปได้จำนวนมากและต่อเนื่องกันอย่างรวดเร็ว มีความถูกต้องแม่นยำทางเรขาคณิตสูง กล้องถ่ายรูปทางอากาศปัจจุบันมีมากมายหลายชนิดแต่สามารถแบ่งออกได้เป็น 4 ประเภทใหญ่ๆ ดังนี้

1. กล้องถ่ายรูปแบบกรอบชนิดเลนส์เดี่ยว (Single lens frame cameras) กล้องชนิดนี้เป็นที่นิยมใช้มากที่สุดในปัจจุบัน เหมาะสำหรับการใช้ทำแผนที่ต่างๆ เนื่องจากให้รูปที่มีคุณสมบัติทางเรขาคณิตสูงที่สุด เลนส์ของกล้องยึดติดอยู่กับที่ในระยะห่างคงที่จากระนาบฟิล์ม ขนาดกว้างยาวของฟิล์มเป็นรูปสี่เหลี่ยมจตุรัส 9” * 9” (23 ซ.ม. * 23 ซ.ม.) แม็กกาซีนของฟิลม์สามารถบรรจุฟิล์มได้ยาว 120 เมตร การถ่ายรูปจะดำเนินไปโดยอัตโนมัติตามช่วงระยะเวลาที่ตั้งไว้
2. กล้องถ่ายรูปแบบกรอบชนิดหลายเลนส์ (Multilens frame cameras) กล้องแบบนี้มีลักษณะพื้นฐานเหมือนกล้องถ่ายรูปแบบกรอบชนิดเลนส์เดียว แต่มีสองเลนส์ หรือมากกว่า และถ่ายรูปได้ สองรูปหรือมากกว่าได้พร้อมๆกัน ซึ่งกล้องชนิดนี้ ยังมีอีกหลายแบบซึ่งแต่ละแบบจะคล้ายกันตรงที่เมื่อถ่ายรูป 1 ครั้งจะได้รูปดิ่ง 1 รูป และรูปแนวเฉียงประกอบด้วยพร้อมกัน ส่วนการจะได้รูปแบบใดขึ้นอยู่กับว่าใช้กล้องชนิดใด และจะได้จำนวนกี่รูปขึ้นอยู่กับว่ามีกล้องติดอยู่กี่ตัวด้วย เช่นกล้อง 9 เลนส์ จะได้รูปแนวดิ่ง 1 รูป และได้รูปแนวเฉียงต่ำอีก 8 รูป , กล้องไตรมี-โตรกอน เมื่อถ่าย 1 ครั้ง จะได้ รูปแนวดิ่ง 1 รูป และรูปแนวเฉียงสูงอีก 2 รูป
3. กล้องถ่ายรูปแบบแถบ (Strip cameras) เป็นกล้องถ่ายรูปภูมิประเทศใต้แนวบินเป็นแถบติดต่อกันไป ชัตเตอร์ของกล้องเปิดไว้ตลอดเวลาที่ทำการถ่ายรูป ฟิล์มที่ถ่ายรูปจะเคลื่อนผ่านช่องแคบๆ ที่เปิดรับภาพตรงระนาบโฟกัสไปด้วยอัตราเร็วเท่าๆกับความเร็วของภาพบนพื้นดินที่ผ่านระนาบโฟกัส
4. กล้องถ่ายรูปแบบจอกว้าง (Panoramic cameras) เป็นกล้องชนิดที่ถ่ายรูปภูมิประเทศเป็นแถบจากขอบฟ้าหนึ่งถึงอีกขอบฟ้าหนึ่งในแนวที่ขวางกับแนวบิน มีอยู่ 2 แบบ คือ แบบใช้เลนส์หมุนได้กวาดภาพ และแบบที่ใช้ปริซึมหมุนได้ติดที่หน้าเลนส์ 
   
   
   ฟิล์มที่ใช้ในการถ่ายภาพ

           ฟิล์มที่ใช้ในการถ่ายภาพทางอากาศมีทั้งฟิล์มขาวดำและฟิล์มสี เช่นเดียวกับถ่ายภาพทั่วไป เนื่องจากการผลิตฟิล์มสามารถทำให้ไวแสงได้ในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น (Visible Light) และช่วงคลื่นอินฟราเรด (Infrared) ซึ่งตามองไม่เห็น จึงทำให้แบ่งภาพถ่ายทางอากาศได้ 4 ชนิด

1. ภาพแพนโครเมติก (Panchromatic Aerial Photography) หรือภาพขาวดํา

................... เป็นภาพจากฟิล์มแพนโครเมติกที่ไวแสงในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น ฟิล์มนี้ใช้ร่วมกับแว่นกรองแสง (Filter) เพื่อลดผลกระทบจากหมอกแดด (Haze) ภาพชนิดนี้ใช้ทั่วไปในงานทําแผนที่ภูมิประเทศเพราะแสดงโครงสร้างของวัตถุได็ชัดเจน ภาพของพื้นผิวโลกปรากฏเป็นสีขาวดําที่มีความเข้มจางต่างกันวัตถุที่มีสีอ่อน เช่น ถนนคอนกรีตจะปรากฏเป็นสีเทาขาว ส่วนวัตถุที่มีสีเข้ม เช่น ป่าไม้จะเป็นสีเทาเข้ม เป็นต้นแต่ภาพขาวดํามีความไวแสงต่ำในช่วงแสงสีเขียวจึงทําใหพืชพรรณชนิดต่างๆมีความเข้มไม่แตกต่างกันนัก

2. ภาพสีปกติ (Normal Color Aerial Photography)

....... เป็นภาพจากฟิล์มสีปกติที่ ไวแสงในช่วงคลื่นที่ตามองเห็น ฟิล์มนี้ใช้ร่วมกับแว่นกรองแสงที่เหมาะสมกับสภาพ
อากาศและความสูงบิน ภาพสีปกติมีสีใกล้เคียงกับสีธรรมชาติของภูมิประเทศ จึงทําให้แปลความหมายง่ายกว่าภาพขาวดํา เพราะสายตามนุษย์มีประสิทธิภาพในการจําแนกวัตถุสีดีกว่าวัตถุโทนขาวดํา ภาพสีปกติสามารถใช้จําแนกชนิดดิน หิน แหล่งน้ำและพืชพรรณได้ดี แต่การถ่ายภาพจะต้องระมัดระวังให้ภาพมีสีคงที่และมีรายละเอียดคมชัด

3. ภาพขาวดําอินฟราเรด (Black and White Infrared Aerial Photography)

......เป็นภาพสีขาวดําจากฟิล์มอินฟราเรดที่ไวแสงช่วงคลื่นอินฟราเรด แสงอินฟราเรดสามารถทะลุหมอกแดดหมอก ควันและฝุ่นละอองได้ ภาพอินฟราเรดจึงชัดเจนกว่าภาพขาวดําและภาพสีปกติ ฟิล์มอินฟราเรดใช้ร่วมกับแว่นกรองแสงที่ตัดแสงช่วงคลื่นที่ตามองเห็น สามารถบันทึกภาพของวัตถุที่สะท้อนแสงอินฟราเรดได้ แต่ตามนุษย์มองไม่เห็นการสะท้อนแสงอินฟราเรดของวัตถุ ภาพอินฟราเรดจึงมีประโยชน์ในการสํารวจคุณสมบัติการสะท็อนแสงอินฟราเรดของวัตถุ ตัวอย่างเช่น สนามหญ้าจริงที่ตามองเห็นเป็นสีเขียว แต่สนามหญ้าสะท้อนแสงสีเขียวเพียงประมาณร้อยละ 20 ของปริมาณแสงสีเขียวที่ได้รับ และสะท้อนแสงอินฟราเรดถึงประมาณร้อยละ 50 ของปริมาณแสงอินฟราเรดที่ได้รับ ในขณะที่สนามหญ้าเทียมที่ตามองเห็นเป็นสีเขียว เพราะสนามหญ้าเทียมสะท้อนแสงสีเขียวประมาณร้อยละ 20 ของปริมาณแสงสีเขียวที่ได้รับเช่นกัน แต่สะท่อนแสงอินฟราเรดน้อยมาก ฟิล์มที่ไวแสงอินฟราเรดรับแสงสะท้อนของสนามหญ้าจริงตามปริมาณของค้าสะท้อนแสง สนามหญ้าจริงจึงปรากฏบนภาพขาวดําอินฟราเรดเป็นสีขาว ส่วนสนามหญ้าเทียมจะเป็นสีเทาเข้ม-ดํา ขึ้นกับปริมาณความชื้นของสนามหญ้าเทียม

4. ภาพสีอินฟราเรด (Infrared Aerial Photography)

..... เป็นภาพจากฟิล์มอินฟราเรดที่ไวแสงในช่วงคลื่นที่ตามองเห็นและช่วงคลื่นอินฟราเรด ฟิล์มชนิดนี้ใช้ร่วมกับแว่น กรองแสงที่ตัดแสงสีน้ำเงิน สีที่ปรากฏในภาพสีอินฟราเรดไม่ใช้สีธรรมชาติ เพราะวัตถุที่สะท้อนแสงสีเขียว แสงสีแดงและแสงอินฟราเรด จะปรากฏในภาพถ่ายอินฟราเรด เป็นสีน้ำเงิน สีเขียว และสีแดง ตามลําดับ พืชพรรณซึ่งสะท้อนแสงอินฟราเรดมาก ปรากฏบนภาพเป็นโทนสีแดงเข้มจางแตกต่างกัน จึงมักเรียกว่า สีเท็จ (False Color) ตัวอย่างเช่น ในภาพสีอินฟราเรดสนามหญ้าจริงจะเป็นสีแดงแสดแต่สนามหญ้าเทียมจะเป็นสีน้ำเงินหรือดําขึ้นกับปริมาณความชื้นของสนามหญ้าเทียม ภาพสีอินฟาเรดมีประโยชน์ในการใช้จำแนกพืชพรรณ และศึกษาความสมบูรณ์ของพืชพรรณ และปริมาณความชื้น