Modul 5 - Fotografische Aufnahmesysteme - Der fotografische Prozess - Systematische Einflüsse

Damit auf dem Filmmaterial eine Abbildung des aufzunehmenden Geländes entstehen kann, muss die Strahlung das Objektiv, bestehend aus verschiedenen Linsen, durchdringen. Optisches Glas ist jedoch nur für elektromagnetische Strahlung mit Wellenlängen zwischen 250 nm und 3 mm transparent, d.h., nur der Bereich von ultravioletter bis zur mittleren Infrarotstrahlung kann bei Verwendung von Objektiven aufgenommen werden.

Eine wichtige Kenngröße der fotografischen Aufnahme ist die Bestrahlungsstärke in der Bildebene, sie ergibt sich aus

EB = dFB / dFB [W/m²]

und gibt den Strahlungsfluss pro Fläche an. Der auf die Bildebene auftreffende Strahlungsfluss dFB hängt wiederum vom Transmissionsgrad tO des Objektivs, sowie von dem unter einem bestimmten Winkel a auf das Objektiv fallenden Strahlungsfluss dFG des Geländes ab. Dieser wiederum ergibt sich aus der von der Geländeoberfläche abgehenden StrahldichteG sowie aus dem Raumwinkel WL, unter dem die Blendenöffnung des Objektivs vom Boden aus gesehen wird.

Auf eine genaue Darstellung der Gleichung wird an dieser Stelle verzichtet, die Abhängigkeiten werden nur in einer allgemeinen Form wiedergegeben.

Bestrahlungsstärke = f(Strahldichte, Einfallwinkel, Transmissionsgrad des Objektivs, Brennweite, Blendenöffnung)

Die Bestrahlungsstärke nimmt zum Bildrand hin infolge des Einfallswinkels a ab, es tritt also am Rand eine Verdunkelung des Bildes ein. Bei Vergrößerung der üblichen Blendenzahlen (4, 5.6, 8, 11, 16, 22) eines Objektives von Stufe zu Stufe halbiert sich jeweils die Bestrahlungsstärke.

Auf verschiedene andere Komponenten, welche ebenfalls Einfluss auf die Bestrahlungsstärke haben, wird nachfolgend eingegangen. Die Strahldichte, und damit auch entscheidend die Bestrahlungsstärke, hängt von der Reflexionsfähigkeit der Geländeoberfläche ab.

Die Strahlung, die der Film registriert, wird zusätzlich durch die Wechselwirkung der elektromagnetischen Strahlung mit der Atmosphäre beeinflusst. Teile der Sonnenstrahlung werden durch sie absorbiert und gestreut. Vom gestreuten Teil gelangt ein Teil (Himmelsstrahlung) zur Erdoberfläche, ein anderer Teil geht direkt zur Kamera (Luftlicht) und bewirkt eine Kontrastminderungen des Bildes. Eine Messkamera speichert also die Reflexionseigenschaften der Geländeoberfläche sowie die Streu- und Absorptionseigenschaften der Atmosphäre.

Luftbilder liefern eine nahezu exakte Zentralprojektion des aufgenommenen Geländes. Die Abweichung davon ist die so genannte Verzeichnung. Diese wird durch das Objektiv verursacht. Für Interpretationszwecke ist dieser Fehler jedoch vernachlässigbar.

Um die Geometrie der aufgenommenen Objekte rekonstruieren zu können, muß aus dem zweidimensionalen Bild das räumliche Strahlenbündel wieder hergestellt werden. Dafür wird die Position des Projektionszentrums O in Bezug zum Bild benötigt. 
Bei einer Aufnahme werden dazu so genannte Rahmenmarken, die in der Ebene des Anlegerahmens angebracht sind, mit auf den Film belichtet. Durch Verbinden dieser sich gegenüberliegenden Rahmenmarken entsteht der Bildhauptpunkt H mit seinen Bildkoordinaten x' und y' in dem Punkt, in dem sich die Linien schneiden. Er ist der Durchstoßpunkt der durch das Projektionszentrum gehenden Normalen zur Bildebene (Aufnahmerichtung). Das Projektionszentrum befindet sich im Abstand c (Kamerakonstante) vor dem Bild. Dies (x', y', c) sind die Elemente der inneren Orientierung.

Ursprünglicher Bild-Link

Die Qualität des aufgenommenen Bildes hängt jedoch von weiteren Faktoren ab, welche im nachfolgenden Abschnitt näher erläutert werden.

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