Sistem Fotografi PDF

Machine Translated by Google SISTEM FOTOGRAFI ÿ 2 UNSUR 2.1 PENDAHULUAN Salah satu bentuk penginderaan jauh yang paling umum, serbaguna, dan ekonomis adalah fotografi udar...

Machine Translated by Google SISTEM FOTOGRAFI ÿ 2 UNSUR 2.1 PENDAHULUAN Salah satu bentuk penginderaan jauh yang paling umum, serbaguna, dan ekonomis adalah fotografi udara. Secara historis, sebagian besar fotografi udara berbasis film. Namun, dalam beberapa tahun terakhir, fotografi digital telah menjadi bentuk paling dominan dari kumpulan gambar fotografi baru. Dalam bab ini, kecuali ditentukan lain, ketika kita menggunakan istilah “fotografi udara”, yang kita maksud adalah film dan fotografi udara digital. Keuntungan mendasar yang diberikan fotografi udara dibandingkan observasi di lapangan meliputi: 1. Peningkatan sudut pandang. Fotografi udara memberikan pandangan luas terhadap area yang luas, memungkinkan kita melihat fitur permukaan bumi dalam konteks spasialnya. Singkatnya, fotografi udara memungkinkan kita melihat “gambaran besar” di mana objek yang kita minati berada. Seringkali sulit, bahkan tidak mungkin, untuk memperoleh gambaran lingkungan hidup melalui pengamatan di lapangan Dengan fotografi udara, kita juga melihat “gambaran keseluruhan” dalam semua itu 85 Machine Translated by Google 86 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI fitur permukaan bumi yang dapat diamati dicatat secara bersamaan. Informasi yang sangat berbeda mungkin diperoleh oleh orang yang berbeda ketika melihat sebuah foto. Ahli hidrologi mungkin berkonsentrasi pada badan air permukaan, ahli geologi pada struktur batuan dasar, ahli pertanian pada jenis tanah atau tanaman, dan sebagainya. 2. Kemampuan untuk menghentikan tindakan. Berbeda dengan mata manusia, foto dapat memberi kita pandangan “stop action” terhadap kondisi dinamis. Misalnya, foto udara sangat berguna dalam mempelajari fenomena dinamis seperti banjir, pergerakan populasi satwa liar, lalu lintas, tumpahan minyak, dan kebakaran hutan. 3. Rekaman permanen. Foto udara sebenarnya merupakan rekaman permanen dari kondisi yang ada. Dengan demikian, catatan-catatan ini dapat dipelajari di waktu senggang, di kantor, bukan di lapangan. Satu gambar dapat dipelajari oleh banyak pengguna. Foto udara juga dapat dengan mudah dibandingkan dengan data serupa yang diperoleh sebelumnya, sehingga perubahan dari waktu ke waktu dapat dipantau dengan mudah. 4. Sensitivitas spektral yang diperluas. Dengan fotografi, energi UV dan IR dekat yang tidak terlihat dapat dideteksi dan selanjutnya direkam dalam bentuk gambar tampak; maka dengan fotografi kita dapat melihat fenomena tertentu yang tidak dapat dilihat oleh mata. 5. Peningkatan resolusi spasial dan fidelitas geometris. Dengan pemilihan kamera, sensor, dan parameter penerbangan yang tepat, kita dapat merekam lebih banyak detail spasial pada sebuah foto dibandingkan yang dapat kita lihat dengan mata telanjang. Dengan data referensi tanah yang tepat, kita juga dapat memperoleh pengukuran posisi, jarak, arah, luas, ketinggian, volume, dan kemiringan yang akurat dari foto udara. Bab ini dan bab berikutnya merinci dan mengilustrasikan karakteristik foto udara di atas. Dalam bab ini, kami menjelaskan berbagai bahan dan metode yang digunakan untuk memperoleh foto udara. Pada Bab 3 kita mengkaji berbagai aspek pengukuran dan pemetaan dengan foto udara (fotogrametri). 2.2 SEJARAH AWAL FOTOGRAFI UDARA Fotografi lahir pada tahun 1839 dengan terungkapnya proses fotografi perintis Nicephore Niepce, William Henry Fox Talbot, dan Louis Jacques Mande Daguerre kepada publik. Pada awal tahun 1840, Argo, Direktur Observatorium Paris, menganjurkan penggunaan fotografi untuk survei topografi. Foto udara pertama yang diketahui diambil pada tahun 1858 oleh seorang fotografer Paris bernama Gaspard-félix Tournachon. Dikenal sebagai “Nadar,” dia menggunakan balon yang ditambatkan untuk mengambil foto di atas Val de Bievre, dekat Paris. Sebagai hasil dari penggunaannya dalam memperoleh data meteorologi, layang-layang digunakan untuk memperoleh foto udara mulai sekitar tahun 1882. Foto udara pertama yang diambil dari layang-layang diberikan kepada ahli meteorologi Inggris, ED Archibald. Oleh Machine Translated by Google 2.2 SEJARAH AWAL FOTOGRAFI UDARA 87 1890, A. Batut dari Paris telah menerbitkan buku teks tentang seni terkini. Pada awal tahun 1900-an, fotografi layang-layang seorang Amerika, GR Lawrence, menarik perhatian dunia. Pada tanggal 28 Mei 1906, dia memotret San Francisco kira-kira enam minggu setelah gempa bumi dan kebakaran besar (Gambar 2.1a). Dia (A) (B) Gambar 2.1 “San Francisco in Ruins,” difoto oleh GR Lawrence pada tanggal 8 Mei 1906, kira- kira enam minggu setelah gempa bumi dan kebakaran besar. (a) Perhatikan cahaya latar yang dihasilkan oleh sudut rendah matahari saat gambar diambil (matahari di kanan atas foto). (b) Pembesaran ini mencakup area kecil yang terletak di kiri tengah (a) kira-kira 4,5 cm dari tepi kiri dan 1,9 cm dari bawah foto. (Kepulan asap terang termasuk dalam area ini.) Kerusakan pada berbagai bangunan yang ada di area ini mudah terlihat dalam perluasan ini. (Perpustakaan Kongres.) Machine Translated by Google 88 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI mengangkat kamera panorama buatannya sendiri, yang memiliki bidang pandang sekitar 130°, sekitar 600 m di atas Teluk San Francisco menggunakan rangkaian 17 layang-layang yang diterbangkan dari kapal angkatan laut. Ia juga merancang mekanisme stabilisasi untuk kamera besarnya, yang kabarnya beratnya 22 kg dan menggunakan pelat film seluloid negatif berukuran sekitar 0,5 x 1,2 m (Baker, 1989). Jumlah detail yang mengesankan yang direkam oleh kameranya dapat dilihat pada Gambar 2.1b. Pesawat terbang, yang ditemukan pada tahun 1903, tidak digunakan sebagai platform kamera sampai tahun 1908, ketika seorang fotografer menemani Wilbur Wright dan mengambil gambar gerak udara pertama (di atas Le Mans, Prancis). Mendapatkan foto udara menjadi hal yang jauh lebih praktis dengan pesawat dibandingkan dengan layang-layang dan balon. Fotografi dari pesawat mendapat perhatian yang lebih besar untuk kepentingan pengintaian militer selama Perang Dunia I, ketika lebih dari satu juta foto pengintaian udara diambil. Setelah Perang Dunia I, mantan fotografer militer mendirikan perusahaan survei udara, dan fotografi udara secara luas di Amerika Serikat dimulai. Pada tahun 1934, American Society of Photo-grammetry (sekarang American Society for Photogrametry and Remote Sensing) didirikan sebagai organisasi ilmiah dan profesional yang didedikasikan untuk memajukan bidang ini. Pada tahun 1937, Layanan Stabilisasi dan Konservasi Pertanian Departemen Pertanian AS (USDA- ASCS) mulai memotret beberapa wilayah tertentu di Amerika Serikat secara berulang. Selama Perang Dunia II, di sebuah fasilitas yang terletak 56 km dari London, sebuah tim yang terdiri dari sekitar 2.000 penerjemah terlatih menganalisis puluhan juta foto udara stereoskopis untuk menemukan lokasi peluncuran roket Jerman dan menganalisis kerusakan akibat serangan bom Sekutu. Mereka menggunakan stereoplotter (Bagian 3.10) untuk membuat pengukuran akurat dari foto udara. Arsip foto udara berbasis film yang dimulai di Amerika Serikat (dan di tempat lain) pada tahun 1930an kini diakui sebagai catatan berharga untuk memantau perubahan lanskap. Rekor ini terus bertambah, namun semakin banyak kamera digital yang digunakan untuk mencapai tujuan ini. Transisi dari penggunaan kamera udara berbasis film ke kamera udara digital memakan waktu sekitar satu dekade. Perkembangan kamera digital di sektor sipil dimulai pada tahun 1990an. Kamera udara digital pertama yang tersedia secara luas diperkenalkan pada Kongres Masyarakat Internasional untuk Fotogrametri dan Penginderaan Jauh (ISPRS) tahun 2000 yang diadakan di Amsterdam, Belanda. Saat ini terdapat hampir selusin produsen kamera udara digital, dan prosedur akuisisi digital sangat mendominasi produk-produk yang berbasis film. Namun, kami membahas sistem fotografi berbasis film dan digital dalam pembahasan berikut ini karena sejumlah alasan, termasuk fakta bahwa banyak sistem fotografi udara berbasis film masih digunakan dan banyak foto film sejarah kini diubah menjadi sistem fotografi udara berbasis film. format digital dengan cara memindai film menggunakan densitometer pemindaian untuk memungkinkan analisis digital lebih lanjut. Oleh karena itu, penting untuk memahami karakteristik dasar citra tersebut dalam banyak penerapan. Machine Translated by Google 2.3 DASAR FOTOGRAFI 89 2.3 DASAR FOTOGRAFI Dasar-dasar fotografi menggunakan kamera film dan digital serupa dalam banyak hal. Di bagian ini, kami menjelaskan kamera sederhana, fokus, eksposur, faktor geometris yang mempengaruhi eksposur, dan filter. Kamera Sederhana Kamera yang digunakan pada masa-masa awal fotografi seringkali tidak lebih dari sebuah kotak kedap cahaya dengan lubang jarum di salah satu ujungnya dan bahan peka cahaya yang akan diekspos diposisikan pada ujung yang berlawanan (Gambar 2.2a). Jumlah pemaparan film dikontrol dengan memvariasikan waktu yang diizinkan lubang jarum untuk melewatkan cahaya. Seringkali, waktu pencahayaan dalam hitungan jam karena rendahnya sensitivitas bahan fotografi yang tersedia dan terbatasnya kemampuan pengumpulan cahaya dari desain lubang jarum. Belakangan, kamera lubang jarum digantikan oleh kamera lensa sederhana, seperti ditunjukkan pada Gambar 2.2b. Dengan mengganti lubang jarum dengan lensa, lubang yang dilalui sinar cahaya dari suatu objek dikumpulkan untuk membentuk gambar dapat diperbesar, sehingga memungkinkan lebih banyak cahaya mencapai film dalam jangka waktu tertentu. Selain lensa, diafragma yang dapat disesuaikan dan rana yang dapat disesuaikan juga diperkenalkan. Diafragma mengontrol diameter bukaan lensa selama pemaparan film, dan rana mengontrol durasi pemaparan. Desain dan fungsi kamera modern yang dapat disesuaikan secara konseptual identik dengan kamera lensa sederhana awal. Untuk mendapatkan foto yang tajam dan terekspos dengan baik dengan sistem seperti itu, foto tersebut harus fokus dan pengaturan eksposur yang tepat harus dibuat. Kami menjelaskan masing-masing operasi ini secara terpisah. (A) (B) Gambar 2.2 Perbandingan antara (a) kamera lubang jarum dan (b) kamera lensa sederhana. Machine Translated by Google 90 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Fokus Tiga parameter terlibat dalam pemfokusan kamera: panjang fokus lensa kamera, f, jarak antara lensa dan objek yang akan difoto, o, dan jarak antara lensa dan bidang bayangan, i. Panjang fokus lensa adalah jarak dari lensa di mana sinar cahaya sejajar difokuskan ke suatu titik. (Sinar cahaya yang datang dari suatu benda pada jarak tak terhingga adalah sejajar.) Jarak benda o dan jarak bayangan i ditunjukkan pada Gambar 2.2b. Ketika kamera difokuskan dengan benar, hubungan antara panjang fokus, jarak objek, dan jarak gambar adalah 1 1 1 io ¼ (2:1) F Karena f adalah konstanta untuk setiap lensa tertentu, jika jarak benda o untuk suatu pemandangan berubah, jarak bayangan i harus berubah. Hal ini dilakukan dengan menggerakkan lensa kamera terhadap bidang gambar (film atau sensor elektronik). Saat difokuskan pada suatu objek pada jarak tertentu, kamera dapat mengambil gambar pada rentang di luar dan di depan jarak tersebut dengan fokus yang dapat diterima. Kisaran ini biasa disebut dengan depth of field. Dalam fotografi udara, jarak objek yang terlibat pada dasarnya tidak terbatas. Oleh karena itu istilah 1/o dalam Persamaan. 2.1 menjadi nol dan i harus sama dengan f. Oleh karena itu, sebagian besar kamera udara diproduksi dengan bidang gambar yang terletak tepat pada jarak tetap f dari lensanya. Paparan Eksposur1 pada titik mana pun pada bidang gambar kamera ditentukan oleh radiasi pada titik tersebut dikalikan dengan waktu eksposur, yang dinyatakan dengan sd2 t E¼ (2:2) 2 4f Di mana E ¼ eksposur, J mm2 s ¼ kecerahan pemandangan, J mm2 detik1 d ¼ diameter bukaan lensa, mm t ¼ waktu eksposur, detik f ¼ panjang fokus lensa, mm Hal ini dapat dilihat dari Persamaan. 2.2 bahwa, untuk kamera dan pemandangan tertentu, pencahayaan dapat divariasikan dengan mengubah kecepatan rana kamera t dan/atau diameter bukaan lensa d. Berbagai kombinasi d dan t akan menghasilkan eksposur yang setara. 1 Simbol eksposur yang diterima secara internasional adalah H. Untuk menghindari kebingungan dengan penggunaan simbol ini untuk ketinggian terbang, kami menggunakan E untuk mewakili “eksposur” dalam diskusi kita tentang sistem fotografi. Di tempat lain, E digunakan sebagai simbol “pancaran” yang diterima secara internasional. Machine Translated by Google 2.3 DASAR FOTOGRAFI 91 CONTOH 2.1 Kamera dengan lensa panjang fokus 40 mm menghasilkan gambar yang terekspos dengan baik dengan sebuah lensa diameter bukaan 5 mm dan waktu pemaparan 1 125 detik (kondisi 1). Jika bukaan lensa ditingkatkan hingga 10 mm dan kecerahan pemandangan tidak berubah, berapa lama waktu pencahayaannya haruskah digunakan untuk mempertahankan eksposur yang tepat (kondisi 2)? Larutan Kami ingin mempertahankan eksposur yang sama untuk kondisi 1 dan 2. Oleh karena itu, 2 2 s1ðd1Þ t1 s2ðd2Þ t2 E1 ¼ 2 ¼ 2 ¼ E2 4ðf 1Þ 4ðf 2Þ Membatalkan konstanta, kita peroleh 2 2 ðd1Þ t1 ¼ ðd2Þ t2 atau 2 ðd1Þ t1 52 1 1 t2 ¼ ¼ ¼ detik 2 102 125 500 ðd2Þ Diameter bukaan lensa kamera ditentukan dengan mengaturnya diafragma ke pengaturan aperture tertentu, atau f-stop. Ini ditentukan oleh panjang fokus lensa F F ¼ f-stop ¼ ¼ (2:3) diameter bukaan lensa D Seperti yang dapat dilihat pada Persamaan. 2.3, seiring bertambahnya angka f-stop, diameter lensa pembukaan berkurang dan, karenanya, eksposur gambar berkurang. Karena luas bukaan lensa bervariasi sesuai kuadrat diameter, perubahan eksposur dengan f-stop sebanding dengan akar kuadrat dari f-stop. Kecepatan rana biasanya ditetapkan dalam 1 1 1 1 kelipatan 2 ( detik, …). 125 detik, detik, 250 500 detik, 1000 Jadi, f-stop bervariasi sebagai akar kuadrat dari 2 (f/1.4, f/2, f/2.8, f/4,…). Catatan, misalnya, bahwa bila nilai f-stopnya 2 maka ditulis f/2. Interaksi antara f-stop dan kecepatan rana sudah diketahui oleh para fotografer. Untuk eksposur konstan, perubahan bertahap dalam pengaturan kecepatan rana harus disertai dengan perubahan tambahan pada pengaturan f-stop. Misalnya, 1 1 eksposur diperoleh pada detik detik dandan f/2. f/1.4Pendek juga dapat diperoleh pada 500 250 waktu pemaparan memungkinkan seseorang untuk “menghentikan tindakan” dan mencegah keburaman saat memotret objek bergerak (atau saat kamera bergerak, seperti dalam kasus fotografi udara). Diameter bukaan lensa yang besar (angka f-stop kecil) memungkinkan lebih banyak cahaya untuk mencapai bidang gambar dan berguna dalam kondisi cahaya redup. Kecil Machine Translated by Google 92 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI diameter bukaan lensa (angka f-stop besar) menghasilkan kedalaman bidang yang lebih besar. Itu f-stop yang sesuai dengan diameter bukaan lensa terbesar disebut kecepatan lensa. Semakin besar diameter bukaan lensa (semakin kecil angka f-stop), semakin “cepat” lensanya. Menggunakan f-stop, Persamaan. 2.2 dapat disederhanakan menjadi st E¼ (2:4) 4F2 dimana F ¼ f-stop ¼ f/d. Persamaan 2.4 adalah cara yang mudah untuk merangkum keterkaitan tersebut antara eksposur, kecerahan pemandangan, waktu eksposur, dan f-stop. Hubungan ini mungkin digunakan sebagai pengganti Persamaan. 2.2 untuk menentukan berbagai pengaturan f-stop dan shutter speed itu menghasilkan eksposur yang identik. CONTOH 2.2 Kamera menghasilkan gambar dengan pencahayaan yang tepat ketika pengaturan bukaan lensa adalah f/8 dan 1 waktu pemaparan adalah 125detik (kondisi 1). Jika pengaturan bukaan lensa diubah ke f/4, dan kecerahan pemandangan tidak berubah, berapa waktu pencahayaan yang harus digunakan untuk menghasilkan pencahayaan yang tepat (kondisi 2)? (Perhatikan bahwa ini hanyalah pernyataan ulang dari kondisi Contoh 2.1.) Larutan Kami ingin mempertahankan eksposur yang sama untuk kondisi 1 dan 2. Dengan kecerahan pemandangan sama dalam setiap kasus, s1t1 s2t2 E1 ¼ 2 ¼ 2 ¼ E2 4ðF1Þ 4ðF2Þ Membatalkan konstanta, t1 ¼ t2 2 2 ðF1Þ ðF2Þ Dan 2 1 1 t1ðF2Þ 42 t2 ¼ ¼ ¼ detik 2 125 500 ðF1Þ 82 Faktor Geometris yang Mempengaruhi Eksposur Gambar terbentuk karena variasi nilai kecerahan pemandangan di suatu area difoto. Idealnya, dalam fotografi udara, variasi tersebut akan saling berkaitan semata-mata karena variasi jenis dan/atau kondisi objek tanah. Asumsi ini adalah Machine Translated by Google 2.3 DASAR FOTOGRAFI 93 sebuah penyederhanaan yang berlebihan karena banyak faktor yang tidak ada hubungannya dengan jenis atau kondisi fitur permukaan tanah dapat dan memang mempengaruhi paparan. Karena faktor-faktor ini mempengaruhi pengukuran keterpaparan namun tidak ada hubungannya dengan perubahan sesungguhnya pada tipe atau kondisi tutupan lahan, maka kami menyebutnya efek asing (extraneous effect). Efek asing ada dua tipe umum: geometris dan atmosfer. Efek atmosfer diperkenalkan pada Bagian 1.3 dan 1.4; di sini kita membahas efek geometris utama yang mempengaruhi eksposur film. Mungkin efek geometrik paling penting yang mempengaruhi paparan adalah penurunan paparan. Efek asing ini merupakan variasi dalam paparan bidang fokus yang murni terkait dengan jarak titik gambar dari pusat gambar. Karena falloff, pemandangan permukaan tanah dengan pantulan yang seragam secara spasial tidak menghasilkan paparan yang seragam secara spasial pada bidang fokus. Sebaliknya, untuk pemandangan permukaan tanah yang seragam, pencahayaan pada bidang fokus berada pada titik maksimum di tengah gambar dan menurun seiring dengan jarak radial dari pusat. Faktor-faktor penyebab falloff digambarkan pada Gambar 2.3, yang menunjukkan gambar yang diperoleh pada area permukaan yang diasumsikan memiliki kecerahan seragam. Untuk seberkas cahaya yang datang dari suatu titik tepat pada sumbu optik, paparan E0 berbanding lurus dengan luas, A, bukaan lensa dan berbanding terbalik dengan kuadrat panjang fokus lensa, f 2. Namun, untuk sinar yang menyinari suatu titik pada sudut y dari sumbu optik, paparan Ey dikurangi dari E0 selama tiga alasan: 1. Area pengumpulan cahaya efektif pada bukaan lensa, A, berkurang secara proporsional menjadi nyaman saat memotret area di luar sumbu (Ay ¼ A nyaman). 2. Jarak dari lensa kamera ke bidang fokus, fy, meningkat sebesar 1/cosy untuk titik-titik di luar sumbu, fy ¼ f/cosy. Karena eksposur bervariasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak ini, maka terjadi pengurangan eksposur sebesar cos2 y. 3. Ukuran efektif elemen area gambar, dA, yang diproyeksikan tegak lurus terhadap sinar berkurang sebanding dengan nyaman ketika elemen terletak di luar sumbu, dAy ¼ dA nyaman. Menggabungkan efek-efek di atas, pengurangan teoritis keseluruhan dalam paparan untuk titik di luar sumbu adalah Ey ¼ E0 cos4y (2:5) dimana y ¼ sudut antara sumbu optik dan sinar terhadap titik di luar sumbu Ey ¼ eksposur pada titik off-axis E0 ¼ eksposur yang akan dihasilkan jika titik tersebut terletak pada sumbu optik Efek sistematis yang diungkapkan oleh persamaan di atas diperparah oleh transmisi diferensial lensa dan efek vignetting pada optik kamera. Vignet mengacu pada bayangan internal yang dihasilkan dari pemasangan lensa dan lainnya Machine Translated by Google 94 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Gambar 2.3 Faktor penyebab penurunan paparan. permukaan aperture di dalam kamera. Efek vinyet bervariasi dari satu kamera ke kamera lainnya dan bervariasi menurut pengaturan aperture untuk kamera tertentu. Falloff dan vignetting biasanya dikurangi pada saat paparan dengan menggunakan filter antivignetting. Ketika filter tersebut tidak digunakan, atau ketika filter tersebut gagal untuk meniadakan variasi eksposur sepenuhnya, adalah tepat untuk mengoreksi nilai eksposur off- axis dengan menormalkannya ke nilai yang akan dimiliki seandainya filter tersebut berada di tengah foto. Hal ini dilakukan melalui penerapan model koreksi yang ditentukan (untuk f-stop tertentu) dengan kalibrasi radiometrik kamera. Kalibrasi ini pada dasarnya melibatkan memotret pemandangan dengan kecerahan seragam, Machine Translated by Google 2.3 DASAR FOTOGRAFI 95 mengukur paparan di berbagai lokasi, dan mengidentifikasi hubungan itu paling menggambarkan dampaknya. Bagi sebagian besar kamera, hubungan ini mengambil bentuk Ey ¼ E0 nyaman (2:6) Karena kamera modern biasanya dibuat sedemikian rupa sehingga sesuai aslinya karakteristik falloff jauh lebih parah daripada falloff teoritis cos4 , n di Persamaan di atas biasanya berkisar antara 1,5 hingga 4. Semua nilai eksposur yang diukur di luar sumbu kemudian dikoreksi sesuai dengan karakteristik falloff dari kamera tertentu yang digunakan. Yang unik pada kamera digital adalah sumber lain dari variasi eksposur bidang fokus, yaitu vignetting piksel. Hal ini disebabkan oleh fakta bahwa sebagian besar sensor kamera digital demikian bergantung pada sudut pada tingkat piksel individu. Cahaya mengenai sensor tersebut di sebelah kanan sudut menghasilkan sinyal yang lebih besar dari iluminasi yang sama yang mengenai sensor pada sudut miring. Kebanyakan kamera digital memiliki pemrosesan gambar internal kemampuan untuk menerapkan koreksi untuk ini dan efek vignetting alami, optik, dan mekanis lainnya. Koreksi ini biasanya diterapkan selama proses mengonversi data sensor mentah ke format standar seperti TIFF atau JPEG. Lokasi suatu objek dalam suatu pemandangan juga dapat mempengaruhi eksposur yang dihasilkan, seperti yang telah dibahas di Bagian 1.4. Filter Melalui penggunaan filter, kita dapat selektif dalam menentukan panjang gelombang energi dipantulkan dari suatu pemandangan kita biarkan mencapai bidang gambar (film atau elektronik). Filter adalah bahan transparan (kaca atau gelatin) yang, melalui penyerapan atau refleksi, menghilangkan atau mengurangi energi yang mencapai bidang gambar pada bagian tertentu dari spektrum fotografi. Mereka ditempatkan di jalur optik kamera di depan lensa. Filter kamera udara sebagian besar terdiri dari pewarna organik yang tersuspensi dalam kaca atau a film gelatin kering. Filter paling sering disebut dengan filter Kodak Wratten angka. Mereka datang dalam berbagai bentuk dengan transmisi spektral yang bervariasi properti. Filter spektral yang paling umum digunakan adalah filter serapan. Sebagai milik mereka namanya menunjukkan, filter ini menyerap dan mengirimkan energi dengan panjang gelombang yang dipilih. A Filter “kuning”, misalnya, menyerap energi biru yang terjadi padanya dan mentransmisikannya energi hijau dan merah. Energi hijau dan merah bergabung membentuk kuning—warnanya kita akan melihat ketika melihat melalui filter jika disinari oleh cahaya putih (lihat Gambar 3b). Filter serapan sering digunakan untuk memungkinkan diferensiasi objek dengan pola respons spektral yang hampir identik di sebagian besar fotografi spektrum. Misalnya, dua objek mungkin tampak memantulkan warna yang sama ketika hanya dilihat pada bagian spektrum tampak tetapi mungkin mempunyai karakteristik pantulan yang berbeda pada daerah UV atau dekat IR. Gambar 2.4 mengilustrasikan kurva reflektansi spektral umum untuk rumput alami dan rumput sintetis. Pasalnya, rumput sintetis diproduksi dengan warna hijau Machine Translated by Google 96 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Gambar 2.4 Kurva reflektansi spektral umum untuk rumput alam dan rumput sintetis. secara visual menyerupai rumput alami, pantulan warna biru, hijau, dan merah serupa untuk kedua permukaan. Namun, rumput alami memantulkan cahaya IR dekat dengan sangat tinggi sedangkan rumput sintetis tidak. Pada Gambar 2.5, kami mengilustrasikan pembedaan antara rumput alami dan rumput sintetis menggunakan fotografi pada jalur tertentu. Diilustrasikan pada (a) adalah gambar pada bagian spektrum tampak (0,4 hingga 0,7 mm) yang merekam rumput alami (di luar stadion) dan rumput sintetis (di dalam stadion) dengan nada serupa. Diilustrasikan pada (b) adalah gambar yang reflektansi pemandangannya difilter sedemikian rupa sehingga hanya panjang gelombang yang lebih panjang dari 0,7 mm yang terekam, sehingga menghasilkan warna rumput alami yang terang (reflektansi IR tinggi) dan warna rumput sintetis yang sangat gelap ( reflektansi IR rendah). Filter yang digunakan dalam fotografi semacam itu, yang secara selektif menyerap energi di bawah panjang gelombang tertentu, disebut sebagai filter pemblokiran panjang gelombang pendek atau filter lolos tinggi. Ketika seseorang tertarik untuk merasakan energi hanya pada bagian spektrum yang sempit dan terisolasi, filter bandpass dapat digunakan. Panjang gelombang di atas dan di bawah kisaran tertentu diblokir oleh filter tersebut. Kurva transmitansi spektral untuk high pass filter dan bandpass filter diilustrasikan pada Gambar 2.6. Beberapa filter high pass dan bandpass dapat digunakan secara bersamaan untuk secara selektif memotret berbagai pita panjang gelombang sebagai gambar terpisah. Ada banyak pilihan filter yang dapat dipilih untuk aplikasi apa pun. Literatur pabrikan menjelaskan sifat transmisi spektral dari setiap jenis yang tersedia (misalnya, Eastman Kodak Company, 1990). Perlu dicatat bahwa filter penyerapan lolos rendah tidak tersedia. Filter interferensi harus digunakan ketika transmisi panjang gelombang pendek diinginkan. Filter ini memantulkan, bukan menyerap energi yang tidak diinginkan. Mereka juga digunakan ketika karakteristik bandpass yang sangat sempit diinginkan. Filter antivignetting sering digunakan untuk meningkatkan keseragaman eksposur di seluruh gambar. Seperti dijelaskan sebelumnya pada bagian ini, ada secara geometris Machine Translated by Google 2.3 DASAR FOTOGRAFI 97 (A) (B) Gambar 2.5 Foto udara miring secara simultan yang menunjukkan pengaruh filtrasi terhadap diskriminasi objek tanah. Diilustrasikan pada (a) adalah gambar pada bagian spektrum tampak (0,4 hingga 0,7 mm) yang merekam rumput alami (di luar stadion) dan rumput sintetis (di dalam stadion) dengan nada serupa. Diilustrasikan pada (b) adalah gambar yang pantulan pemandangannya difilter sedemikian rupa sehingga hanya panjang gelombang yang lebih panjang dari 0,7 mm yang terekam, sehingga menghasilkan warna rumput alami yang terang dan warna rumput sintetis yang sangat gelap. (Gambar yang disiapkan penulis.) Machine Translated by Google 98 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI (A) Gambar 2.6 Kurva transmisi tipikal untuk jenis filter yang umum digunakan dalam fotografi udara: (a) filter high pass tipikal (Kodak Wratten No. 12); (b) filter bandpass tipikal (Kodak Wratten No. 58). (Diadaptasi (B) dari Eastman Kodak Company, 1992.) berdasarkan penurunan iluminasi seiring bertambahnya jarak dari pusat foto. Untuk meniadakan efek penurunan iluminasi ini, filter antivignetting dirancang agar dapat menyerap dengan kuat di area tengahnya dan semakin transparan di area sekelilingnya. Untuk mengurangi jumlah filter yang digunakan, dan dengan demikian jumlah refleksi antar-filter yang mungkin terjadi, fitur antivignetting terkadang dimasukkan ke dalam kabut dan filter serapan lainnya. Filter polarisasi terkadang digunakan dalam fotografi. Cahaya tak terpolarisasi bergetar ke segala arah tegak lurus arah rambat. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.7, filter polarisasi linier hanya mentransmisikan cahaya yang bergetar dalam satu bidang. Cahaya tak terpolarisasi yang mengenai berbagai permukaan alam setidaknya dapat dipantulkan (A) (B) (C) Gambar 2.7 Proses penggunaan filter polarisasi untuk mempolarisasi cahaya. (Diadaptasi dari American Society of Photogrammetry, 1968.) Machine Translated by Google 2.4 FOTOGRAFI FILM 99 polarisasi parsial. Besarnya polarisasi bergantung pada sudut datang cahaya yang masuk (lihat Gambar 1.13), sifat permukaan, dan sudut pandang. Hal ini juga tergantung pada sudut azimuth (lihat Gambar 1.14). Filter polarisasi dapat digunakan untuk mengurangi pantulan pada foto permukaan halus (misalnya jendela kaca dan badan air). Pengaruh polarisasi paling besar bila sudut pantulnya kira-kira 35%. Hal ini sering kali membatasi penggunaan filter polarisasi dalam fotografi udara vertikal. 2.4 FOTOGRAFI FILM Dalam fotografi film, gambar yang dihasilkan bisa hitam putih atau berwarna, tergantung film yang digunakan. Foto hitam putih biasanya diekspos pada film negatif yang kemudian dijadikan cetakan kertas positif. Gambar berwarna biasanya direkam langsung pada film, yang diproses menjadi transparansi positif (meskipun film berwarna negatif juga ada). Dalam fotografi hitam putih yang menggunakan film negatif dan cetakan positif, masing-masing bahan ini terdiri dari emulsi fotografi peka cahaya yang dilapisi pada dasarnya. Penampang umum film hitam-putih dan kertas cetak ditunjukkan pada Gambar 2.8a dan b. Dalam kedua kasus tersebut, emulsi terdiri dari lapisan tipis kristal atau butiran perak halida peka cahaya, yang ditahan oleh gelatin yang dipadatkan. (A) (B) Gambar 2.8 Gambaran umum penampang bahan fotografi hitam-putih: (a) film dan (b) kertas cetak. (Diadaptasi dari Eastman Kodak Company, 1992.) Machine Translated by Google 100 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Kertas merupakan bahan dasar cetakan kertas. Berbagai plastik digunakan untuk dasar film. Ketika terkena cahaya, kristal perak halida dalam emulsi mengalami reaksi fotokimia, membentuk gambar laten yang tidak terlihat. Setelah perawatan dengan cocok agen dalam proses pengembangan, garam perak yang terpapar ini direduksi menjadi perak butiran yang tampak hitam sehingga membentuk bayangan tampak. Jumlah kristal hitam di setiap titik pada film sebanding dengan eksposur pada titik tersebut. Area tersebut aktif negatif yang tidak terpapar menjadi jernih setelah diproses karena kristal di dalamnya kawasan ini dibubarkan sebagai bagian dari proses pembangunan. Area film tersebut yang terpapar menjadi berbagai warna abu-abu, tergantung jumlahnya paparan. Oleh karena itu dihasilkan gambaran “negatif” dari rendisi nada terbalik. Kebanyakan cetakan kertas foto udara diproduksi menggunakan urutan negatif-ke-positif dan prosedur pencetakan kontak. Di sini, film tersebut diekspos dan diproses seperti biasa, menghasilkan geometri dan kecerahan pemandangan terbalik yang negatif. Negatifnya kemudian ditempatkan dalam kontak emulsi-ke-emulsi dengan cetakan kertas. Cahaya dilewatkan melalui negatif, sehingga memperlihatkan kertas cetak. Saat diproses, gambar pada cetakan merupakan representasi positif dari aslinya pemandangan dasar pada ukuran negatif. Kepadatan Film dan Kurva Karakteristik Karakteristik radiometrik foto udara menentukan seberapa spesifiknya film—yang diekspos dan diproses dalam kondisi tertentu—merespon energi adegan dengan intensitas yang bervariasi. Pengetahuan tentang karakteristik ini seringkali berguna, dan terkadang penting, dalam proses analisis gambar fotografi. Ini khususnya benar ketika seseorang mencoba untuk membangun hubungan kuantitatif antara tonal nilai-nilai pada gambar dan beberapa fenomena dasar. Misalnya, seseorang mungkin ingin untuk mengukur kegelapan, atau kepadatan optik, transparansi pada berbagai gambar titik-titik di ladang jagung dan menghubungkan pengukuran ini dengan pengamatan di lapangan parameter seperti hasil panen. Jika ada korelasi, maka hubungan tersebut mungkin ada digunakan untuk memprediksi hasil panen berdasarkan pengukuran kepadatan fotografi di tempat lain titik-titik dalam adegan itu. Upaya tersebut dapat berhasil hanya jika sifat radiometrik film tertentu yang dianalisis diketahui. Itupun analisisnya harus dilakukan dengan mempertimbangkan efek penginderaan asing seperti perbedaan tingkat pencahayaan di suatu tempat, kabut atmosfer, dan sebagainya. Jika ini faktor-faktor dapat dipertanggungjawabkan secara memadai, informasi yang cukup dapat dipertanggungjawabkan diekstraksi dari tingkat nada yang diekspresikan pada sebuah foto. Singkatnya, kepadatan gambar pengukuran kadang-kadang dapat digunakan dalam proses menentukan jenis, luas, dan kondisi benda-benda di permukaan tanah. Pada bagian ini, kami membahas hubungan timbal balik antara paparan film dan kepadatan film, dan kami menjelaskan bagaimana kurva karakteristik (plot kepadatan film versus paparan log) dianalisis. Sebuah foto dapat dianggap sebagai rekaman visual dari respons banyak orang detektor kecil terhadap energi yang menimpanya. Detektor energi dalam rekaman fotografis pada film adalah butiran perak halida dalam emulsi film, dan Machine Translated by Google 2.4 FOTOGRAFI FILM 101 energi yang menyebabkan respons detektor ini disebut sebagai paparan film. Pada saat foto diekspos, perbedaan tingkat energi yang dipantulkan dalam pemandangan menyinari film dalam jangka waktu yang sama. Sebuah adegan terlihat pada film yang diproses hanya karena perbedaan radiasi yang disebabkan oleh perbedaan reflektansi antar elemen adegan. Dengan demikian, paparan film pada suatu titik dalam sebuah foto berhubungan langsung dengan pantulan objek yang dicitrakan pada titik tersebut. Secara teoritis, paparan film bervariasi secara linear dengan reflektansi objek, dan keduanya merupakan fungsi dari panjang gelombang. Ada banyak cara untuk mengukur dan mengekspresikan paparan film. Kebanyakan literatur fotografi menggunakan satuan dalam bentuk meter-lilin-sekon (MCS) atau ergs/cm2. Siswa yang pertama kali “dipaparkan” pada subjek ini mungkin merasa tersesat dalam pemahaman satuan yang setara dalam radiometri fotografi. Hal ini terjadi karena banyak kalibrasi eksposur yang mengacu pada respons sensitivitas mata manusia, melalui definisi “pengamat standar”. Pengamatan semacam itu disebut fotometrik dan menghasilkan satuan fotometrik, bukan radiometrik. Untuk menghindari kebingungan yang tidak perlu mengenai bagaimana paparan diukur dan dinyatakan dalam istilah absolut, kita akan membahas paparan relatif dan tidak secara langsung memikirkan penentuan unit absolut. Hasil pemaparan pada suatu titik pada film, setelah dikembangkan, adalah endapan perak yang kualitas penggelapannya, atau penghentian cahayanya, secara sistematis berkaitan dengan jumlah pemaparan pada titik tersebut. Salah satu ukuran “kegelapan” atau “terang” pada titik tertentu pada film adalah opacity O. Karena sebagian besar analisis citra penginderaan jauh kuantitatif melibatkan penggunaan negatif atau diapositif, opacity ditentukan melalui pengukuran transmitansi film T. Sebagai ditunjukkan pada Gambar 2.9, transmitansi T adalah kemampuan film untuk melewatkan cahaya. Pada titik tertentu p, transmitansinya adalah cahaya melewati film di titik p Tp ¼ (2:7) total kejadian cahaya pada film di titik p Opasitas O pada titik p adalah 1 Op ¼ (2:8) Tp Meskipun transmitansi dan opacity cukup menggambarkan “kegelapan” emulsi film, seringkali lebih mudah untuk bekerja dengan ekspresi logaritmik, densitas. Ini adalah ungkapan yang tepat, karena mata manusia merespons tingkat cahaya hampir secara logaritmik. Oleh karena itu, terdapat hubungan yang hampir linier antara kepadatan gambar dan corak visualnya. Massa jenis D pada titik p didefinisikan sebagai logaritma umum opasitas film pada titik tersebut: 1 Dp ¼ logðOpÞ ¼ log (2:9) Tp Instrumen yang dirancang untuk mengukur kepadatan dengan menyinari cahaya melalui transparansi film disebut densitometer transmisi. Pengukuran kepadatan juga mungkin dilakukan Machine Translated by Google 102 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Gambar 2.9 Transmisi film. Untuk mengukur transmisi, negatif atau positif transparansi diterangi dari satu sisi dan cahaya ditransmisikan melalui gambar diukur di sisi lain. Yang ditampilkan adalah bagian gambar yang mempunyai a transmitansi 0,10 (atau 10%) pada satu titik gambar dan 0,01 (atau 1%) pada titik gambar lainnya. terbuat dari cetakan kertas dengan densitometer reflektansi, namun pengukuran yang lebih tepat dapat dilakukan pada bahan film aslinya. Saat menganalisis kepadatan pada a transparansi, prosesnya biasanya melibatkan penempatan film dalam sorotan cahaya itu melewatinya. Semakin gelap suatu gambar, semakin kecil jumlah cahayanya dibiarkan lewat, semakin rendah transmitansinya, semakin tinggi opasitasnya, dan semakin tinggi pula kepadatan. Beberapa nilai sampel transmitansi, opacity, dan densitas ditunjukkan pada Tabel 2.1. TABEL 2.1 Transmisi Sampel, Opasitas, dan Nilai Kepadatan Persen Transmisi JUGA 100 1.0 1 0,00 50 0,50 2 0,30 25 0,25 4 0,60 10 0,1 10 1,00 1 0,01 100 2.00 0,1 0,001 1000 3.00 Machine Translated by Google 2.4 FOTOGRAFI FILM 103 Ada beberapa perbedaan mendasar antara sifat serapan cahaya dalam film hitam-putih versus film berwarna. Kepadatan yang diukur pada film hitam-putih dikendalikan oleh jumlah perak yang dihasilkan di area pengukuran gambar. Dalam fotografi warna, gambar yang diproses tidak mengandung perak, dan kepadatannya disebabkan oleh karakteristik penyerapan tiga lapisan pewarna dalam film: kuning, magenta, dan cyan. Analis gambar biasanya tertarik untuk menyelidiki kepadatan gambar dari masing- masing lapisan pewarna secara terpisah. Oleh karena itu, kepadatan film berwarna biasanya diukur melalui masing-masing dari tiga filter yang dipilih untuk mengisolasi daerah spektral serapan maksimum dari tiga pewarna film. Tugas penting dalam analisis film kuantitatif adalah menghubungkan nilai kepadatan gambar yang diukur pada sebuah foto dengan tingkat eksposur yang menghasilkannya. Hal ini dilakukan untuk menetapkan hubungan sebab (paparan) dan akibat (kepadatan) yang menjadi ciri foto tertentu. Karena kepadatan adalah parameter logaritmik, akan lebih mudah jika kita juga menangani eksposur E dalam bentuk logaritmik (log E). Jika kita memplot nilai kepadatan sebagai fungsi dari nilai log E yang menghasilkannya, maka akan diperoleh kurva yang serupa dengan yang ditunjukkan pada Gambar 2.10. Kurva yang ditunjukkan pada Gambar 2.10 adalah untuk film negatif hitam-putih pada umumnya. Setiap film mempunyai kurva D–log E yang unik, yang menjadi dasar penentuan banyak karakteristik film. Oleh karena itu, kurva ini disebut kurva karakteristik. Kurva karakteristik berbeda untuk jenis film yang berbeda, untuk batch produksi yang berbeda dalam suatu jenis film, dan bahkan untuk film dari batch yang sama. Kondisi produksi, penanganan, penyimpanan, dan pemrosesan semuanya mempengaruhi respons Gambar 2.10 Komponen kurva karakteristik. Machine Translated by Google 104 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI sebuah film (ditunjukkan dengan kurva D–log E). Dalam kasus film berwarna, karakteristiknya Kurva juga berbeda antara satu lapisan emulsi dengan lapisan lainnya. Gambar 2.10 mengilustrasikan berbagai karakteristik respons film yang dapat diekstraksi kurva D–log E. Kurva yang ditampilkan adalah tipikal film negatif hitam-putih (karakteristik serupa ditemukan untuk setiap lapisan film berwarna). Ada tiga umum pembagian pada kurva. Pertama, ketika eksposur meningkat dari titik A ke titik titik B, densitasnya meningkat dari nilai minimum, Dmin, dengan laju yang semakin meningkat. Bagian kurva ini disebut ujung kaki. Ketika eksposur meningkat dari titik B ke titik C, perubahan kepadatan hampir berbanding lurus dengan perubahan paparan log. Ini daerah tersebut disebut bagian garis lurus dari kurva. Yang terakhir, ketika paparan log meningkat dari titik C ke titik D, densitasnya meningkat dengan laju yang semakin menurun. Bagian ini adalah dikenal sebagai bahu kurva. Bahu berakhir pada kepadatan maksimum, Dmaks. Ingatlah bahwa kurva ini berlaku untuk film negatif. Untuk film positif, itu hubungan menjadi terbalik. Artinya, kepadatan menurun seiring dengan meningkatnya paparan. Perlu dicatat bahwa bahkan di area film yang tidak terdapat paparan, a kepadatan minimum Dmin diakibatkan oleh dua penyebab: (1) Bahan dasar plastik yang dimiliki film beberapa kepadatan Dbase dan (2) beberapa kepadatan berkembang bahkan ketika emulsi yang tidak terpapar diproses. Kisaran kepadatan yang disediakan film hanyalah perbedaannya antara Dmax dan Dmin. Karakteristik penting lainnya dari kurva D – log E adalah kemiringan garis liniernya bagian dari kurva. Kemiringan ini disebut gamma (g) dan dinyatakan sebagai HH g¼ (2:10) DlogE Gamma merupakan penentu penting kontras sebuah film. Sedangkan istilahnya kontras tidak memiliki definisi yang kaku, secara umum, semakin tinggi gamma, semakin tinggi kontrasnya sebuah film. Dengan film kontras tinggi, rentang eksposur adegan tertentu didistribusikan ke a rentang kepadatan besar; hal sebaliknya terjadi pada film dengan kontras rendah. Misalnya, pertimbangkan a foto diambil dari objek abu-abu terang dan abu-abu gelap. Pada film kontras tinggi, dua tingkat abu-abu mungkin terletak pada skala kepadatan yang paling ekstrem, sehingga menghasilkan warna yang hampir putih dan gambar hampir hitam pada foto yang diproses. Pada film kontras rendah, keduanya nilai abu-abu akan terletak pada titik yang hampir sama pada skala kepadatan, menunjukkan keduanya objek dengan warna abu-abu yang hampir sama. Karakteristik dasar yang penting dari sebuah film adalah kecepatannya, yang menyatakan kepekaan film terhadap cahaya. Parameter ini secara grafis diwakili oleh posisi horizontal kurva karakteristik sepanjang sumbu log E. Sebuah film yang “cepat” (lebih lanjut film peka cahaya) adalah film yang akan mengakomodasi tingkat eksposur rendah (yaitu, terletak jauh ke kiri pada sumbu log E). Untuk tingkat energi adegan tertentu, film yang cepat akan mampu melakukannya membutuhkan waktu pemaparan yang lebih pendek dibandingkan film lambat. Ini menguntungkan di udara fotografi, karena mengurangi keburaman gambar akibat gerakan terbang. Istilah garis lintang paparan menyatakan kisaran nilai log E yang akan menghasilkan gambar yang dapat diterima pada film tertentu. Bagi sebagian besar film, hasil yang baik diperoleh ketika adegan direkam pada bagian linier kurva D–log E dan sebagian kecil ujung kurva (Gambar 2.10). Fitur direkam pada ujung jari kaki atau Machine Translated by Google 2.4 FOTOGRAFI FILM 105 bahu kurva akan kurang terang atau terlalu terang. Di wilayah-wilayah ini, tingkat keterpaparan yang berbeda-beda akan terekam pada kepadatan yang sama, sehingga membuat diskriminasi menjadi sulit. (Seperti yang kita diskusikan di Bagian 2.5, sensor kamera digital tidak dibatasi dengan cara ini. Sensor tersebut umumnya memiliki garis lintang eksposur yang jauh lebih besar dibandingkan film, dan menghasilkan respons linier di seluruh rentang dinamisnya—kisaran antara tingkat kecerahan pemandangan minimum dan maksimum yang dapat dideteksi secara bersamaan pada gambar yang sama.) Kepadatan gambar diukur dengan alat yang disebut densitometer (atau mikrodensitometer ketika area film kecil diukur). Dengan densitometer titik, posisi pembacaan berbeda pada gambar ditempatkan dengan menerjemahkan gambar yang sedang dianalisis secara manual sehubungan dengan optik pengukuran. Perangkat ini cocok digunakan dalam aplikasi di mana interpretasi visual konvensional didukung dengan mengambil sejumlah kecil pembacaan kepadatan pada titik-titik tertentu yang menarik dalam suatu gambar. Aplikasi yang memerlukan pengukuran kepadatan di seluruh gambar menentukan penggunaan pemindaian densitometer. Kebanyakan densitometer pemindaian adalah sistem alas datar. Bentuk yang paling umum menggunakan array linier perangkat berpasangan muatan (CCD; Bagian 2.5). Optik memfokuskan susunan CCD pada satu garis horizontal subjek pada satu waktu dan melangkah secara vertikal untuk memindai baris berikutnya. Keluaran dari densitometer film pemindaian adalah gambar digital yang terdiri dari piksel-piksel yang ukurannya ditentukan oleh bukaan optik sumber/penerima yang digunakan selama proses pemindaian. Outputnya diubah menjadi serangkaian angka digital. Proses konversi A-ke-D ini biasanya menghasilkan pencatatan data kepadatan pada beberapa bentuk media penyimpanan komputer. Pemindai dengan resolusi radiometrik tertinggi dapat merekam rentang kepadatan film 0 hingga 4, yang berarti perbedaan antara intensitas paling terang dan paling gelap yang dapat dideteksi adalah 10.000:1. Biasanya, pemindaian monokromatik dilakukan dengan resolusi 12-bit, yang menghasilkan 4096 tingkat abu-abu. Pemindaian warna biasanya merupakan pemindaian 36 hingga 48-bit (12 hingga 16 bit per warna), menghasilkan miliaran warna yang dapat dipecahkan. Resolusi keluaran dapat bervariasi, tergantung kebutuhan pengguna. Pemindai flatbed sering digunakan dalam operasi fotogrametri softcopy (Bagian 3.9). Pemindai seperti ini biasanya mengizinkan pemindaian pada resolusi variabel kontinu (misalnya, 7 hingga 224 mm) pada format sebesar 250–275 mm, dengan akurasi geometris lebih baik dari 2 mm pada setiap sumbu pemindaian. Banyak yang dirancang untuk memindai transparansi dan cetakan individual dengan berbagai ukuran serta gulungan film yang belum dipotong. Pemindai berkemampuan roll-film dapat mendukung operasi pemindaian tanpa pengawasan selama beberapa hari. Film Hitam Putih Foto udara hitam-putih biasanya dibuat dengan film pankromatik atau film peka inframerah. Sensitivitas spektral umum untuk masing-masing jenis film ditunjukkan pada Gambar 2.11. Seperti terlihat pada Gambar 2.11, Machine Translated by Google 106 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Gambar 2.11 Sensitivitas spektral umum untuk sensitif IR pankromatik dan hitam-putih film. (Diadaptasi dari Eastman Kodak Company, 1992.) sensitivitas spektral film pankromatik meluas pada UV dan bagian spektrum tampak. Film yang peka terhadap inframerah tidak hanya peka terhadap sinar UV dan energi tampak, tetapi juga terhadap energi dekat-IR. Penggunaan fotografi IR hitam-putih untuk membedakan daun dan pohon jenis konifera diilustrasikan pada Gambar 1.8. Penerapan fotografi udara hitam-putih lainnya dijelaskan di Bab 8. Di sini, kami hanya menginginkannya pembaca agar terbiasa dengan sensitivitas spektral bahan-bahan ini. Menarik untuk dicatat apa yang menentukan “batas” sensitivitas spektral bahan film hitam-putih. Kita bisa memotret dalam rentang sekitar 0,3 hingga 0,9 mm. Batas 0,9 mm berasal dari ketidakstabilan fotokimia bahan emulsi yang sensitif melebihi panjang gelombang ini. (Film tertentu yang digunakan untuk eksperimen ilmiah sensitif hingga sekitar 1,2 mm dan merupakan satu-satunya pengecualian terhadap aturan ini. Film-film ini tidak tersedia secara umum dan biasanya memerlukan waktu pemaparan yang lama, sehingga tidak cocok untuk fotografi udara.) Film hitam-putih, baik IR pankromatik maupun hitam-putih, biasanya diekspos melalui filter kuning (penyerap biru) untuk mengurangi efek kabut atmosfer. Gambar 2.12 menunjukkan perbandingan antara IR pankromatik dan hitam-putih foto udara. Nada gambar yang ditampilkan pada gambar ini sangat khas. Sehat vegetasi hijau memantulkan lebih banyak sinar matahari di IR dekat dibandingkan di bagian tampak dari spektrum; oleh karena itu, nadanya tampak lebih terang pada inframerah hitam-putih foto daripada foto pankromatik. Perhatikan, misalnya, bahwa pada Gambar 2.12 warna pepohonan jauh lebih terang di (b) dibandingkan di (a). Perhatikan juga bahwa batasan dari aliran air dan keberadaan air serta tanah basah di sawah dapat terlihat lebih jelas pada foto IR hitam-putih (b). Air dan tanah basah biasanya mempunyai warna yang jauh lebih gelap pada foto IR hitam-putih dibandingkan foto pankromatik karena pantulan sinar matahari dari air dan tanah basah dalam jarak dekat. IR jauh lebih kecil dibandingkan bagian spektrum elektromagnetik yang terlihat. Machine Translated by Google 2.4 FOTOGRAFI FILM 107 (A) (B) Gambar 2.12 Perbandingan foto udara IR pankromatik dan hitam-putih. Banjir di Bear Creek, barat laut Alabama (skala 1:9000): (a) film pankromatik dengan filter Wratten No. 12 (kuning); (b) film IR hitam-putih dengan filter Wratten No. 12. (Cabang Layanan Pemetaan Kesopanan, Otoritas Lembah Tennessee.) Machine Translated by Google 108 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Seperti yang diduga dari Gambar 2.11, batas 0,3 mm pada fotografi ditentukan oleh hal lain selain sensitivitas film. Faktanya, hampir semua emulsi fotografi sensitif terhadap bagian spektrum UV ini. Masalah dalam memotret pada panjang gelombang yang lebih pendek dari sekitar 0,4 mm ada dua: (1) Atmosfer menyerap atau menghamburkan sebagian besar energi ini dan (2) lensa kamera kaca menyerap energi tersebut. Namun foto dapat diperoleh dalam kisaran 0,3 hingga 0,4 mm jika ketinggian ekstrem dan kondisi atmosfer yang tidak menguntungkan dapat dihindari. Selain itu, beberapa peningkatan dalam kualitas gambar dapat dicapai jika lensa kamera kuarsa digunakan. Sampai saat ini, penerapan fotografi UV udara masih terbatas jumlahnya, terutama karena kuatnya hamburan energi UV di atmosfer. Pengecualian penting adalah penggunaan fotografi UV dalam memantau lapisan minyak di atas air. Jejak kecil minyak yang mengapung, seringkali tidak terlihat pada jenis fotografi lain, dapat dideteksi dalam fotografi UV. Film berwarna Meskipun film pankromatik hitam-putih, untuk waktu yang lama, merupakan jenis film standar untuk fotografi udara, aplikasi penginderaan jauh semakin banyak melibatkan penggunaan film berwarna. Keuntungan utama penggunaan warna adalah kenyataan bahwa mata manusia dapat membedakan lebih banyak corak warna dibandingkan corak abu-abu. Seperti yang kami ilustrasikan di bab berikutnya, kemampuan ini penting dalam banyak aplikasi interpretasi foto udara. Struktur penampang dasar dan sensitivitas spektral film berwarna ditunjukkan pada Gambar 2.13. Seperti ditunjukkan pada Gambar 2.13a, lapisan film atas sensitif terhadap cahaya biru, lapisan kedua terhadap cahaya hijau dan biru, dan lapisan ketiga terhadap cahaya merah dan biru. Karena dua lapisan terbawah ini mempunyai sensitivitas biru serta sensitivitas hijau dan merah yang diinginkan, lapisan filter penyerap biru dimasukkan di antara lapisan fotosensitif pertama dan kedua. Lapisan filter ini menghalangi lewatnya cahaya biru di luar lapisan sensitif biru. Hal ini secara efektif menghasilkan sensitisasi selektif dari masing-masing lapisan film terhadap warna primer biru, hijau, dan merah. Lapisan filter kuning- rendah (penyerap biru) tidak memiliki efek permanen pada tampilan film karena larut selama pemrosesan. Untuk menghilangkan hamburan atmosfer yang disebabkan oleh energi UV, digunakan film berwarna biasanya terpapar melalui filter penyerap UV (kabut). Dari sudut pandang sensitivitas spektral, tiga lapisan film berwarna dapat dianggap sebagai tiga emulsi perak halida hitam-putih (Gambar 2.13b). Sekali lagi, warna yang secara fisik ada di masing-masing lapisan setelah film diproses bukanlah warna biru, hijau, dan merah. Sebaliknya, setelah diproses, lapisan sensitif biru mengandung pewarna kuning, lapisan sensitif hijau mengandung pewarna magenta, dan lapisan sensitif merah mengandung pewarna cyan (lihat Gambar 2.13a). Jumlah pewarna yang dimasukkan ke dalam setiap lapisan berbanding terbalik dengan intensitas cahaya primer yang ada pada pemandangan yang difoto. Jika dilihat secara komposit, lapisan pewarna menghasilkan sensasi visual seperti pemandangan aslinya. Machine Translated by Google 2.4 FOTOGRAFI FILM 109 (A) (B) Gambar 2.13 Struktur dan sensitivitas film berwarna: (a) penampang melintang umum; (b) sensitivitas spektral dari tiga lapisan pewarna. (Diadaptasi dari Eastman Kodak Company, 1992.) Cara pengoperasian tiga lapisan pewarna film berwarna ditunjukkan pada Gambar 2.14. Untuk tujuan ilustrasi, pemandangan asli direpresentasikan secara skematis pada (a) dengan deretan kotak yang berhubungan dengan reflektansi pemandangan dalam empat pita spektral: biru, hijau, merah, dan IR dekat. Selama pemaparan, lapisan sensitif biru diaktifkan oleh cahaya biru, lapisan sensitif hijau diaktifkan oleh lampu hijau, dan lapisan sensitif merah diaktifkan oleh lampu merah, seperti ditunjukkan pada (b). Tidak ada lapisan yang diaktifkan oleh energi IR dekat karena film tidak sensitif terhadap energi IR dekat. Selama pemrosesan, pewarna dimasukkan ke dalam setiap lapisan sensitivitas dalam proporsi yang berbanding terbalik dengan intensitas cahaya yang terekam di setiap lapisan. Oleh karena itu, semakin intens paparan lapisan biru terhadap cahaya biru, semakin sedikit pewarna kuning yang dimasukkan ke dalam gambar dan semakin banyak pewarna magenta dan cyan yang dimasukkan. Hal ini ditunjukkan pada (c), Machine Translated by Google 110 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI (A) (B) (C) (D) Gambar 2.14 Pembentukan warna dengan film berwarna. (Diadaptasi dari Eastman Kodak Company, 1992.) dimana untuk cahaya biru, lapisan pewarna kuning bening dan dua lapisan lainnya mengandung pewarna magenta dan cyan. Demikian pula, paparan hijau menghasilkan masuknya pewarna kuning dan cyan, dan paparan merah menghasilkan masuknya pewarna kuning dan magenta. Saat gambar yang dikembangkan dilihat dengan sumber cahaya putih (d), kita melihat warna dalam pemandangan aslinya melalui proses subtraktif. Apabila objek berwarna biru hadir dalam pemandangan, pewarna magenta mengurangi komponen hijau dari cahaya putih, pewarna cyan mengurangi komponen merah, dan gambar tampak biru. Hijau dan merah diproduksi dengan cara yang analog. Warna lain dihasilkan sesuai dengan proporsi biru, hijau, dan merah yang ada pada pemandangan aslinya. Film Inframerah Berwarna Penetapan warna pewarna tertentu pada rentang sensitivitas spektral tertentu merupakan parameter pembuatan film yang dapat divariasikan secara sewenang-wenang. Warna pewarna yang dihasilkan dalam lapisan emulsi tertentu tidak perlu mempunyai hubungan apa pun dengan warna cahaya Machine Translated by Google 2.4 FOTOGRAFI FILM 111 yang lapisannya sensitif. Setiap bagian spektrum fotografi yang diinginkan, termasuk IR dekat, dapat direkam pada film berwarna dengan penetapan warna apa pun. Berbeda dengan film berwarna “normal”, film IR berwarna diproduksi untuk merekam bagian hijau, merah, dan fotografis (0,7 hingga 0,9 mm) dari energi pemandangan dekat- IR dalam tiga lapisan emulsinya. Pewarna yang dikembangkan di masing-masing lapisan ini juga berwarna kuning, magenta, dan cyan. Hasilnya adalah film “warna palsu” di mana gambar biru dihasilkan dari objek yang memantulkan energi hijau, gambar hijau dihasilkan dari objek yang memantulkan energi merah, dan gambar merah dihasilkan dari objek yang memantulkan terutama pada bagian spektrum IR dekat. Struktur dasar dan sensitivitas spektral film IR berwarna ditunjukkan pada Gambar 2.15. (Perhatikan bahwa ada beberapa tumpang tindih dalam sensitivitas lapisan.) The (A) (B) Gambar 2.15 Struktur dan sensitivitas film IR berwarna: (a) penampang melintang umum; (b) sensitivitas spektral dari tiga lapisan pewarna. (Diadaptasi dari Eastman Kodak Company, 1992.) Machine Translated by Google 112 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Proses dimana tiga warna primer direproduksi dengan film tersebut ditunjukkan pada Gambar 2.16. Berbagai kombinasi warna primer dan warna komplementer, serta hitam dan putih, juga dapat direproduksi pada film, bergantung pada pantulan adegan. Misalnya, objek dengan reflektansi tinggi pada IR hijau dan dekat akan menghasilkan gambar magenta (biru ditambah merah). Perlu diperhatikan bahwa sebagian besar film IR berwarna dirancang untuk digunakan dengan filter kuning (penyerap biru) pada lensa kamera. Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.17, filter kuning menghalangi aliran cahaya apa pun yang memiliki panjang gelombang di bawah sekitar 0,5 mm. Ini berarti bahwa energi pemandangan biru (dan UV) tidak boleh mencapai film, sebuah fakta yang membantu dalam interpretasi citra IR berwarna. Jika filter kuning (penyerap biru) tidak digunakan, akan sangat sulit untuk menganggap warna gambar tertentu berasal dari reflektansi tanah tertentu karena sensitivitas semua lapisan film terhadap energi biru hampir sama. Penggunaan filter penyerap biru memiliki keuntungan lebih lanjut dalam meningkatkan penetrasi kabut karena efek hamburan Rayleigh berkurang ketika cahaya biru disaring. Film IR berwarna dikembangkan selama Perang Dunia II untuk mendeteksi target yang dicat yang disamarkan agar terlihat seperti tumbuhan. Karena vegetasi yang sehat memantulkan energi IR jauh lebih kuat dibandingkan energi hijau, maka umumnya vegetasi tersebut muncul dalam berbagai warna merah pada film IR berwarna. Namun objek yang dicat hijau umumnya memiliki IR yang rendah (A) (B) (C) (D) Gambar 2.16 Pembentukan warna pada film IR berwarna. (Diadaptasi dari Eastman Kodak Company, 1992.) Machine Translated by Google 2.4 FOTOGRAFI FILM 113 Gambar 2.17 Sensitivitas spektral film IR berwarna dengan Kodak Wratten2 No.12 (kuning) menyaring. (Diadaptasi dari Eastman Kodak Company, 1990 dan 1992.) reflektansi. Oleh karena itu, mereka tampak berwarna biru di film dan mudah dibedakan vegetasi hijau yang sehat. Karena asal usulnya, film IR berwarna sering disebut-sebut sebagai “film deteksi kamuflase.” Dengan gambaran warna yang jelas dari energi dekat-IR, film IR berwarna telah menjadi film yang sangat berguna untuk analisis sumber daya. Gambar 4 mengilustrasikan foto udara berwarna normal (a) dan IR (b) berwarna dari a bagian dari kampus Universitas Wisconsin – Madison. Rumput, dedaunan pohon, dan lapangan sepak bola memantulkan cahaya lebih kuat di warna hijau dibandingkan dengan warna biru atau merah dan sehingga tampak hijau pada foto berwarna alami. Rumput dan pohon yang sehat daun memantulkan jauh lebih kuat pada IR dekat dibandingkan pada hijau atau merah dan sebagainya tampak merah pada foto IR berwarna. Lapangan sepak bola memiliki rumput sintetis itu tidak memantulkan cahaya dengan baik pada IR dekat sehingga tidak tampak merah. Tampak area parkir kerikil berbentuk persegi panjang yang berdekatan dengan lapangan latihan rumput alami a coklat muda pada foto berwarna normal dan hampir putih pada foto IR berwarna. Artinya ia memiliki reflektansi tinggi pada warna hijau, merah, dan IR dekat. Bangunan beratap merah tampak kuning kehijauan pada film IR berwarna, yang artinya mereka sangat memantulkan warna merah dan juga memiliki reflektansi mendekati IR. Fakta itu lapisan film yang hampir sensitif terhadap IR juga memiliki kepekaan terhadap warna merah (Gambar 2.17) juga berkontribusi pada warna kuning kehijauan pada atap merah saat difoto pada film IR berwarna. Hampir setiap penerapan fotografi IR berwarna di udara berhubungan dengan memotret sinar matahari yang dipantulkan. Jumlah energi yang dipancarkan dari bumi pada suhu sekitar (sekitar 300 K) tidak signifikan, berkisar antara 0,4 hingga 0,9 mm, dan oleh karena itu tidak bisa difoto. Artinya, film IR berwarna tidak bisa, misalnya digunakan untuk mendeteksi perbedaan suhu antara dua badan air atau di antara keduanya Machine Translated by Google 114 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI tanah basah dan kering. Seperti yang dijelaskan di Bab 4, sensor elektronik (seperti radio-meter atau pemindai termal) beroperasi pada rentang panjang gelombang 3 hingga 5 atau 8 hingga 14 mm dapat digunakan untuk membedakan suhu benda tersebut. Energi yang dipancarkan dari benda yang sangat panas seperti api akibat pembakaran kayu (kebakaran hutan atau bangunan yang terbakar) atau lava yang mengalir dapat difoto warna dan film IR berwarna. Gambar 2.18 menunjukkan kurva radiasi benda hitam untuk fitur bumi pada suhu sekitar 27°C (300 K) dan aliran lava pada 1100°C (1373K). Sebagaimana dihitung dari hukum perpindahan Wien (Persamaan 1.5), panjang gelombang puncak energi yang dipancarkan adalah 9,7 mm untuk fitur bumi pada 27°C dan 2,1 mm untuk fitur bumi pada suhu 27°C dan 2,1 mm untuk fitur bumi pada suhu 27°C. lava pada suhu 1100°C. Ketika distribusi spektral energi yang dipancarkan dihitung, memang demikian menemukan bahwa energi yang dipancarkan dari fitur-fitur pada suhu 27°C pada dasarnya adalah nol rentang panjang gelombang fotografi. Dalam kasus lava yang mengalir pada suhu 1100°C, energi yang dipancarkan dalam rentang fotografi IR (0,5 hingga 0,9 mm) cukup untuk direkam. pada film fotografi. Gambar 5 menunjukkan warna normal (a) dan warna IR (b) foto udara aliran lava di sisi Gunung Berapi Kilauea di Pulau Hawaii. Meskipun energi yang dipancarkan dapat dilihat sebagai cahaya oranye redup pada foto berwarna normal, namun energi tersebut lebih jelas terlihat pada film IR berwarna. Nada oranye pada warna IR foto mewakili energi IR yang dipancarkan dari lava yang mengalir. Nada merah muda mewakili sinar matahari yang dipantulkan dari tumbuh-tumbuhan hidup (terutama pakis pohon). Ingatlah bahwa ini hanya terjadi ketika suhu suatu fitur sangat tinggi bahwa film IR akan merekam energi yang dipancarkan suatu benda. Di waktu lain, filmnya adalah Gambar 2.18 Kurva radiasi benda hitam untuk fitur permukaan bumi (pada 27°C) dan lava yang mengalir (pada suhu 1100°C). Machine Translated by Google 2.5 FOTOGRAFI DIGITAL 115 merespons energi IR yang dipantulkan yang tidak berhubungan langsung dengan suhu fiturnya. 2.5 FOTOGRAFI DIGITAL Sejak sekitar tahun 2010, perolehan dan analisis fotografi udara digital telah menggantikan metode berbasis film analog secara operasional. Selain itu, metode digital terus berkembang dengan sangat pesat. Di sini kita menjelaskan teknologi fotografi digital pada tahun 2014. Pada Bagian 2.6 kami menjelaskan penggunaan kamera digital untuk fotografi udara. Fotografi Digital versus Analog Seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.19, perbedaan mendasar antara digital dan filmÿ fotografi udara berbasis dimulai dengan penggunaan sensor solid state fotosensitif daripada kristal perak halida yang ada dalam film untuk menangkap gambar. Khas, kamera digital menggabungkan susunan semikonduktor silikon dua dimensi terdiri dari perangkat berpasangan muatan (CCD) atau oksida logam komplementer detektor semikonduktor (CMOS). Setiap detektor (atau lokasi fotosit) di array merasakan energi yang memancar dari satu piksel di bidang gambar. Saat ini energi menghantam permukaan detektor, muatan listrik kecil dihasilkan, Film Rangkaian sensor Stasiun paparan Stasiun paparan Cakupan tanah Cakupan tanah (A) (B) Gambar 2.19 Akuisisi fotografi udara berbasis film (a) versus fotografi udara digital (b). Machine Translated by Google 116 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI dengan besarnya muatan sebanding dengan kecerahan pemandangan dalam piksel. Muatan diubah menjadi nilai tegangan, yang pada gilirannya diubah menjadi nilai kecerahan digital. Proses ini menghasilkan terciptanya nilai kecerahan digital untuk setiap piksel fotosite dalam array. Perlu dicatat bahwa semikonduktor CCD atau CMOS yang dirancang untuk digunakan dalam aplikasi penginderaan jauh jauh lebih sensitif terhadap variasi kecerahan yang berasal dari bidang gambar dibandingkan kristal perak halida yang ada dalam film. Pada saat yang sama, responsnya linier (tidak berbentuk S seperti kurva D-Log E pada film). Selain itu, sensor elektronik dapat mengukur rentang dinamis nilai kecerahan pemandangan yang jauh lebih luas dibandingkan dengan film. Dengan demikian, banyak keuntungan fotografi digital dibandingkan metode analog dimulai dengan peningkatan sensitivitas, linearitas, dan rentang dinamis pengambilan data gambar. Sensor gambar CCD dan CMOS bersifat monokromatik. Untuk mendapatkan data penuh warna, setiap lokasi foto dari susunan sensor biasanya ditutupi dengan filter biru, hijau, atau merah. Biasanya, fotosit berbentuk persegi, dengan situs sensitif biru, hijau, dan merah bergantian yang disusun dalam pola Bayer (Gambar 2.20). Setengah dari filter dalam pola ini berwarna hijau; sisanya berwarna biru atau merah, dalam jumlah yang sama. (Alokasi piksel sensitif hijau yang terlalu berbobot ini memanfaatkan puncak hijau radiasi matahari dan peningkatan sensitivitas mata manusia terhadap hijau.) Untuk menetapkan nilai biru, hijau, dan merah pada setiap lokasi foto, dua warna yang hilang di setiap fotosit diinterpolasi dari fotosit di sekitarnya yang berwarna sama (lihat Bagian 7.2 dan Lampiran B untuk pembahasan skema pengambilan sampel ulang untuk interpolasi tersebut). Kumpulan data yang dihasilkan adalah array dua dimensi piksel diskrit, dengan setiap piksel memiliki tiga DN yang mewakili kecerahan pemandangan di setiap spektral. Gambar 2.20 Pola Bayer dari filter CCD biru, hijau, dan merah. Perhatikan bahwa separuh dari filter ini berwarna hijau, seperempatnya berwarna biru, dan seperempatnya berwarna merah. Machine Translated by Google 2.5 FOTOGRAFI DIGITAL 117 pita penginderaan. Kedalaman warna, atau tingkat kuantisasi, sensor CCD atau CMOS biasanya 8 hingga 14 bit (256 hingga 16.384 tingkat abu-abu per pita). Alternatif penggunaan susunan sensor pola Bayer adalah sensor CMOS Foveon X3 tiga lapis yang memiliki tiga fotodetektor (biru, hijau, dan merah) di setiap lokasi piksel. Hal ini didasarkan pada sifat alami silikon untuk menyerap panjang gelombang cahaya berbeda pada kedalaman berbeda. Dengan menempatkan fotodetektor pada kedalaman berbeda pada sensor CMOS, energi biru, hijau, dan merah dapat dirasakan secara independen, mirip dengan tiga lapisan film berwarna. Secara konseptual, hal ini akan menghasilkan gambar yang lebih tajam, warna yang lebih baik, dan bebas dari artefak warna yang dihasilkan dari interpolasi (pengambilan sampel ulang) yang dapat dilakukan dengan sensor Bayer-array. Namun, perbaikan terbaru dalam algoritma interpolasi pola Bayer telah mengurangi permintaan akan sensor tiga lapis. Ada beberapa cara lain yang melaluinya beberapa pita multispektral (misalnya biru, hijau, merah, dan dekat-IR) dapat diperoleh secara bersamaan dengan kamera digital. Misalnya, banyak kamera konsumen telah dirancang untuk merekam dengan cepat tiga versi hitam-putih dari pemandangan yang sama melalui tiga filter internal yang berbeda. Gambar-gambar individual ini kemudian dikomposisikan warnanya menggunakan prinsip aditif warna (lihat Bagian 1.12). Pendekatan lainnya adalah dengan menggunakan beberapa kepala kamera pita tunggal, masing-masing dilengkapi dengan lensa, filter, dan rangkaian CCD sendiri. Pendekatan lain adalah dengan menggunakan satu kepala kamera, namun menggunakan beberapa bentuk beamsplitter untuk memisahkan energi yang masuk ke dalam pita penginderaan diskrit yang diinginkan dan merekam masing-masing pita ini menggunakan CCD terpisah. Kami mengilustrasikan berbagai kombinasi pendekatan ini di Bagian 2.6. Kami juga harus menekankan bahwa kami membatasi diskusi kami dalam bab ini hanya pada desain susunan area, atau bingkai, era kamera. Deskripsi penggunaan sensor array linier untuk memperoleh data fotografi digital disertakan dalam Bagian 4.3. Keuntungan Fotografi Digital Di antara keuntungan utama yang diberikan fotografi digital dibandingkan fotografi analog atau berbasis film adalah sebagai berikut: 1. Peningkatan kemampuan pengambilan gambar. Kami sebelumnya mencatat sensitivitas superior, linearitas, dan jangkauan dinamis kamera digital. Kamera-kamera ini tidak memiliki bagian yang bergerak dan dapat mengumpulkan gambar dengan sangat cepat, menggunakan interval antar-gambar yang sangat singkat (2 detik atau kurang). Hal ini memungkinkan pengumpulan fotografi pada kecepatan penerbangan yang lebih tinggi dan menyediakan sarana untuk memperoleh cakupan stereoskopis dengan tumpang tindih yang sangat tinggi (hingga 90%). Tumpang tindih hingga 90% dan sidelap hingga 60% sering diperoleh untuk mendukung aplikasi fotogrametri multi-ray (Bagian 3.10). Biaya marjinal untuk mendapatkan foto tambahan untuk menghasilkan jumlah tumpang tindih dan sidelap yang tinggi jauh lebih rendah jika menggunakan sistem digital dibandingkan sistem berbasis film. Machine Translated by Google 118 BAB 2 UNSUR SISTEM FOTOGRAFI Gambar digital juga dapat dikumpulkan dalam rentang kondisi pencahayaan sekitar yang sangat luas. Hal ini sangat membantu dalam kondisi cahaya redup, bahkan sesaat setelah matahari terbenam. Akibatnya, foto digital dapat dikumpulkan pada waktu-waktu tertentu dalam sehari dan waktu dalam setahun (tergantung pada garis lintang). Selain itu, mereka sering kali dikumpulkan saat mendung kondisi yang mungkin menggagalkan pengumpulan analog yang terekspos dengan benar fotografi. Dengan demikian, metode digital membuka jendela temporal yang lebih luas kesempatan untuk mengumpulkan fotografi yang bermanfaat. 2. Mengurangi waktu dan kompleksitas pembuatan produk data primer. Fotografi digital menghindari proses kimia yang diperlukan fotografi berbasis film. Hal ini juga menghilangkan kebutuhan untuk memindai gambar hardcopy untuk membuat produk digital. Foto digital tersedia secara virtual waktu nyata. Produk data turunan seperti ortofoto digital (Bab 3.10) juga dapat dihasilkan dengan sangat cepat, dengan sebagian atau seluruh pemrosesan data dilakukan dalam penerbangan. Ketepatan waktu seperti itu sangat berharga dalam hal tersebut aplikasi sebagai tanggap bencana. 3. Kompatibilitas intrinsik dengan teknologi digital yang saling melengkapi. Ada segudang keunggulan data fotografi digital yang dihasilkan hanya karena fakta bahwa data tersebut secara intrinsik kompatibel dengan banyak teknologi digital pelengkap lainnya. Ini saling melengkapi teknologi tersebut mencakup, namun tidak terbatas pada: fotogrametri digital, integrasi data multisensor, pemrosesan dan analisis gambar digital, integrasi dan analisis GIS, kompresi data, pemrosesan terdistribusi, dan pemrosesan massal.