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図-1のような仮想の地形を航空写真に収めると、おおよそ図-2のようなイメージになります。
図-2の斜線の帯が、中心投影による地形の偏位の状態です。正射投影では一定巾のはずですが、中心投影ではこのように、高い所はカメラに近いため巾が広がり山・谷とジグザグの軌跡になります。オルソプロジェクターは、この図-2のジグザグで不均一な斜線の帯部分に沿って光を当てながら進み、連続した透過光映像として取り込みます。
そして、プロジェクター本体内部ユニットの、光学レンズや光学プリズムを通過させることにより映像に、拡大・縮小などの縮尺の均一化や微回転をつけて、一定のスピードで回転している本体後部のドラム内のフィルムに、まっすぐな一本の帯で、ゆがみの無い均一な縮尺の透過光映像として届き、焼付けられます。(図-3)
このような動きで、作成範囲を一本づつステップ、往復して正方形あるいは長方形の一枚の正射変換されたネガフィルムを作ります。
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先に、プロジェクターの"動作"について説明しましたが、この動作をさせるためのデータを作成収録しておかなければなりません。
一つは、解析図化機で作成部分の立体モデルをオペレーターが観測して、図-2の斜線帯の部分を一本づつ、地面をなめるように高さを追っていき(断面走査)地形なりのジグザグ+縮尺率データとして収録します。
もう一つの方法としては、専用のオルソデータ作成プログラムがあります。
アナログ図化機、解析図化機、または実測によって測定されたランダムあるいは、グリットの三次元地形データをあらかじめ収録しておきます。
これに、使用する写真の撮影高度、焦点距離、鉛直点座標、3軸アングル、オルソ縮尺、オルソ作成範囲などを指定し、この三次元立体地形が二次元中心投影になった時、どのように偏位するかを空間後方交会などの演算によって求められます。これにより、図-2のジグザグの軌跡や縮尺変換光学ズーム率などのデータが作成されます。(右図)
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コンピューターの性能向上と共に、さまざまなデジタル航空写真計測システムが、開発、公開されており、コンピューティング時代の現在は、アナログよりデジタルオルソのほうが主流になっています。
まず、航空写真をスキャナーにより、デジタル画像データとして取り込みます。最近は、汎用型スキャナーもかなり普及していますが、画像データ自身のピクセル精度の観点では、やはり航空写真専用のスキャナーのほうが優れています。スキャンピクセルの数μの取り込み誤差が、地上測地に換算すると数p、縮尺によっては、数mの誤差になる場合もあります。計測用画像としては、この点も考慮しておく必要があります。
デジタル解析システムでは、従来の解析図化機と同じように、立体モデル標定やシステム内で空中三角測量を行います。次に、自動画像相関(マッチング)により三次元地形データを作成しますが、これは、他の解析図化機や実測データ、レーザープロファイラー地形データを取り込み、使用することも出来ます。
立体モデル標定が完了した時点で、空中写真の撮影高度、焦点距離、鉛直点座標3軸アングルはシステムに認識されるので、この後、使用写真ファイル名、画像作成範囲、解像度を指定し、プログラムを実行させます。
ここでも、三次元地形データを空間後方交会など数種の演算方で、使用する画像と同じ中心投影に換算します。そして、中心投影による変位した位置に対する画像ピクセルを正射投影のグリッドへピクセル単位で移動させます。物理的な表現に例えましたが、実際のプロセスは移動させるのではなく、移動させたい位置にあるピクセルデータを書き換えていく幾何学的で複雑な変換を行っています。
簡単に説明してきましたが、作成するオルソデータの解像度は、目的に応じてあらかじめ決定しておかなければなりません。また、これに最適な解像度で航空写真をスキャンしておく必要があります。
現在は、地理情報システム(GIS)の背景画データとして主流になっています。
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数値地形データから、二次元上での中心投影を演算により求め、対応するピクセルを正射グリットに移動(データ書き換え)させる


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複雑で急峻な地形においては、写真の偏位量も大きく、正射変換にも限界があり、偏位修正量のあまさや、映像の乱れが起きます。地面に沿った地形データを使用するので、空中に存在する高圧電線、橋などの映像も乱れたりします。
また、正射投影という観点から写真に写っている全ての地物(建物)が、正射されて投影されると思われがちですが、実際は近似正射投影なのでアナログオルソフォトでは不可能でした。
デジタルシステムは、この、建物までも正射変換させる"トゥルーオルソ"が可能です。
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