अध्याय 6

वायव फ़ोटो का परिचय

साधारण कैमरे से लिए गए चित्रों से हम सभी परिचित हैं। ये चित्र किसी लक्ष्य की उस स्थिति को प्रस्तुत करते हैं, जैसा हम उसे अपनी आँखों से देखते हैं। दूसरे शब्दों में, लक्ष्य के खींचे गए फ़ोटो के द्वारा उसका क्षैतिज संदर्श प्राप्त होता हैं। उदाहरण के लिए, किसी बस्ती के एक भाग का चित्र वैसा ही संदर्श प्रस्तुत करता है, जैसा कि देखने पर प्रतीत होता है (चित्र 6.1)। यदि हम धरातलीय आकृतियों का विहंगम दृश्य लेना चाहते हैं, तो एेसे दृश्य को पाने के लिए हमें धरातल से ऊपर जाना होगा। ऊपर जाकर नीचे देखने पर हमें एक बिल्कुल भिन्न संदर्श दिखाई देता है। वायु चित्रों में मिलने वाला यह संदर्श, वायव संदर्श कहलाता है (चित्र 6.2)।

वायुयान या हैलिकॉप्टर में लगे परिशुद्ध कैमरे के द्वारा लिए गए फ़ोटोग्राफ़ को वायव फ़ोटो कहा जाता है। इस तरह से प्राप्त किए गए फ़ोटोग्राफ़  स्थलाकृतिक मानचित्रों को बनाने तथा लक्ष्यों की व्याख्या करने के लिए अपयोगी होते हैं।

प्रथम वायव फ़ोटो 1858 में, फ्रांस में एक गुब्बारे के द्वारा लिया गया था। किंतु 1909 में पहली बार फ़ोटो खींचने के लिए वायुयान का प्रयोग हुआ, जब इटली के एक नगर की फ़ोटो खींची गई। दोनों विश्व युद्धों के दौरान वायव फ़ोटो का अधिकता से उपयोग हुआ।

भारत में वायव फ़ोटो के विकास के बारे में बॉक्स 6.1 में संक्षेप में दिया गया है।

वायव फ़ोटो के उपयोग

वायव फ़ोटो का उपयोग स्थलाकृतिक मानचित्रों को खींचने एवं उसका निर्वचन करने के लिए किया जाता है। इन दो विभिन्न उपयोगों के कारण फ़ोटोग्राममिति तथा फ़ोटो/प्रतिबिंब निर्वचन के रूप में दो स्वतंत्र, लेकिन एक-दूसरे से संबंधित विज्ञानों का विकास हुआ।

फ़ोटोग्राममिति : यह वायव फ़ोटो के द्वारा विश्वसनीय मापन का विज्ञान एवं तकनीक है। फ़ोटोग्राममिति के सिद्धांत, इस प्रकार के फ़ोटोकी परिशुद्ध लंबाई, चौड़ाई एवं ऊँचाई की माप प्रदान करते हैं। इसलिए स्थलाकृतिक मानचित्रों को तैयार करने एवं उन्हें अद्यतन बनाने में, ये अत्यधिक उपयोगी सिद्ध होते हैं।

प्रतिबिंब निर्वचन : यह वस्तुओं के स्वरूपों को पहचानने तथा उनके सापेक्षिक महत्त्व से संबंधित निर्णय लेने की प्रक्रिया है। प्रतिबिंब निर्वचन के सिद्धांत के प्रयोग से वायव फ़ोटो की गुणात्मक जानकारियाँ ज्ञात की जा सकती हैं, जैसे- भूमि उपयोग, स्थलाकृतियों के प्रकार, मिट्टी के प्रकार इत्यादि। इस प्रकार, एक दक्ष इंटरप्रेटर वायव फ़ोटो का उपयोग करके वातावरणीय प्रक्रम एवं कृषि भूमि उपयोगों में परिवर्तन का विश्लेषण करता है।

वायव फ़ोटो के लाभ

धरातलीय प्रेक्षण में वायव फ़ोटोके प्रमुख लाभ निम्नलिखित हैं-

(क) वायव फ़ोटो हमें बड़े क्षेत्रों के विहंगम दृश्य प्रदान करते हैं, जिसके कारण हम पृथ्वी की सतह की आकृतियों को उनके स्थानिक संदर्भ में देख पाते हैं।

(ख) वायव फ़ोटो स्थलाकृतियों के प्रकाशकरण का एक बार में लिया गया अभिलेखन है। इसलिए इसका उपयोग एेतिहासिक अभिलेखन में किया जाता है।

(ग) वायव फ़ोटो को लेने में उपयोग की जाने वाली फिलम की संवेदनशीलता मानवीय आँखों की संवेदनशीलता से अधिक होती है। हमारी आँखें विद्युतचुंबकीय स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्रों, अर्थात् 0.4 से 0.7 µm में देख सकती हैं, जबकि फिलम की संवेदनशीलता 0.3 से 0.9 µm के बीच होती है।

(घ) त्रिविम संदर्श : वायव फ़ोटो सामान्यतः एक समान अनावरण अंतराल के साथ लिए जाते हैं, जो कि हमें फ़ोटोग्राफ़ के त्रिविम युग्म प्राप्त करने में सहायता प्रदान करते हैं। इस प्रकार के चित्रों के युग्म हमें धरातलीय दृश्यों का त्रिविम स्वरूप प्राप्त करने में सहायता करते हैं।

वायव फ़ोटो के प्रकार

वायव फ़ोटो का वर्गीकरण कैमरा अक्ष, मापनी, व्याप्ति क्षेत्र के कोणीय विस्तार एवं उसमें उपयोग में लाई गई फिल्म के आधार पर किया जाता है। कैमरे के प्रकाशिक अक्ष तथा मापक के आधार पर वायव फ़ोटो के निम्न प्रकार हैं ः

1. कैमरा अक्ष की स्थिति के आधार पर वायव फ़ोटोके प्रकार ः कैमरा अक्ष की स्थिति के आधार पर वायव फ़ोटो को निम्न प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है-

(क) ऊर्ध्वाधर फ़ोटोग्राफ़

(ख) अल्प तिर्यक फ़ोटोग्राफ़

(ग) अति तिर्यक फ़ोटोग्राफ़

(क) ऊर्ध्वाधर फ़ोटोग्राफ़ : वायव फ़ोटो को खींचते समय कैमरा लेंस के केंद्र से दो विशिष्ट अक्षों की रचना होती है, एक धरातलीय तल की ओर एवं दूसरा फ़ोटो के तल की ओर। कैमरा लेंस केंद्र से धरातलीय तल पर दिए गए लंब को ऊर्ध्वाधर अक्ष कहा जाता है, जबकि लेंस के केंद्र से फ़ोटो की सतह पर खींची गई साहुल रेखा को फ़ोटोग्राफ़ ी/अॉप्टीकल अक्ष कहते हैं। जब फ़ोटो की सतह को धरातलीय सतह के समांतर रखा जाता है, तब दोनों अक्ष एक-दूसरे से मिल जाते हैं। इस प्रकार, प्राप्त फ़ोटो को ऊर्ध्वाधर वायव फ़ोटो कहते हैं (चित्र 6.3 एवं 6.4)। यद्यपि, दोनों सतहों के बीच समांतरता प्राप्त करना काप् कठिन होता है, क्योंकि वायुयान पृथ्वी की वक्रीय सतह पर गति करता है। इसलिए फ़ोटोग्राफ़ के अक्ष ऊर्ध्वाधर अक्ष से विचल हो जाते हैं। यदि इस प्रकार का विचलन धनात्मक या ऋणात्मक 3° के भीतर होता है, तो लगभग ऊर्ध्वाधर फ़ोटो प्राप्त होते हैं। ऊर्ध्वाधर अक्ष से प्रकाशीय अक्ष में 3° से अधिक विचलन वाले फ़ोटोग्राफ़ को नत फ़ोटोग्राफ़ कहा जाता है।

चित्र 6.7 ः अति तिर्यक वायव फ़ोटो

(ग) अति तिर्यक फ़ोटोग्राफ़ ः ऊर्ध्वाधर अक्ष से कैमरे की धुरी को लगभग 60° झुकाने पर एक अति तिर्यक फ़ोटोग्राफ़प्राप्त होता है (चित्र 6.7)। इस प्रकार की फ़ोटोग्राफ़ी भी प्रारंभिक सर्वेक्षण में उपयोगी होती है।

2. मापनी के आधार पर वायव फ़ोटो के प्रकार ः 

मापनी के आधार पर वायव फ़ोटो को तीन प्रकारों में वर्गीकृत किया जा सकता है-

(क) बृहत मापनी  फ़ोटोग्राफ़ ः जब एक वायव फ़ोटो की मापनी 1ः15,000 तथा इससे बृहत होती है, तो इस प्रकार के फ़ोटोग्राफ़ को बृहत मापनी फ़ोटोग्राफ़ कहते हैं (चित्र 6.8)।

(ख) मध्यम मापनी फ़ोटोग्राफ़ ः वायव फ़ोटो, जिसकी मापनी 1ः15,000 से 1ः30,000 के मध्य होती है, उसे सामान्यतः मध्यम मापनी फ़ोटोग्राफ़ कहा जाता है (चित्र 6.9)।

वायव फ़ोटोकी ज्यामिति

एक वायव फ़ोटो की ज्यामिति को समझने के लिए धरातल के सापेक्ष किसी फ़ोटोग्राफ़ के अनुस्थापन को जानना आवश्यक है। भू-प्रदर्शन के संबंध में धरातल पर किरणें किस प्रकार प्रक्षेपित होती हैं। एेसे प्रक्षेपों के निम्नलिखित तीन उदाहरण इस समस्या को समझने में उपयोगी होंगे।

समांतर प्रक्षेप ः इस प्रक्षेप में, प्रक्षेपित किरणें समांतर होती हैं, परंतु यह आवश्यक नहीं है कि वे लंब हाें। त्रिभुज ABC को LL1 रेखा पर प्रक्षेपित किया गया है, जिसका प्रक्षेपित त्रिभुज abc है (चित्र 6.11)।

लंबकोणीय प्रक्षेप ः यह समांतर प्रक्षेप की एक विशेष स्थिति है। मानचित्र, धरातल पर लंबकोणीय प्रक्षेप होते हैं। इस प्रक्षेप का प्रमुख गुण यह है कि इसमें धरातलीय दूरियाँ, लक्ष्य कोण तथा क्षेत्र सभी किसी लक्ष्य के उच्चता अंतरों से मुक्त होते हैं। चित्र 6.12 एक लंबकोणीय प्रक्षेप का उदाहरण है, जहाँ प्रक्षेपित किरणें रेखा LL1 के लंबवत् हैं।

केंद्रीय प्रक्षेप ः चित्र 6.13 में केंद्रीय प्रक्षेप का एक उदाहरण दिखाया गया है। प्रक्षेपित किरणें Aa, Bb एवं Cc एक ही बिंदु O से गुज़रती हैं, जिसे संदर्श केंद्र कहते हैं। एक लेंस के द्वारा प्रक्षेपित आकृति को केंद्रीय प्रक्षेप माना जाता है।

जैसा कि पहले समझाया जा चुका है कि वायव फ़ोटो केंद्रीय प्रक्षेप पर निर्मित होते हैं। एक विशुद्ध ऊर्ध्वाधर समतल भूभाग का वायव फ़ोटो ज्यामितीय रूप से उस क्षेत्र के मानचित्र के समान ही होगा। किंतु फ़ोटोग्राफ़ में झुकाव तथा धरातलीय उच्चावचों के कारण वायव फ़ोटोकी ज्यामिति उस क्षेत्र के मानचित्र से भिन्न होती है।

जैसा कि चित्र 6.14 में दिखाया गया है, 'S' कैमरा लेंस का केंद्र है। धरातलीय सतह से आती हुई किरण पुँज इस बिंदु पर अभिसृत हो जाते हैं तथा वस्तुओं के चित्र बनाने के लिए नेगेटिव (फ़ोटो) की सतह की ओर अपसारित हो जाते हैं। इस प्रकार सिद्ध होता है कि केंद्रीय प्रक्षेप में संगत बिंदुओं को मिलाने वाली सभी सीधी रेखाएँ, अर्थात् वह सीधी रेखा, जो वस्तु एवं आकृति के संगत बिंदुओं को जोड़ती है, एक ही बिंदु से होकर गुज़रती है। चित्र 6.14 में इसी संबंध को दर्शाया गया है। सीधी रेखाएँ AAi, BBi, CCi एवं DDi धरातल के चित्रों तथा नेगेटिव सतह के बिंदुओं को मिलाती हैं। उदाहरण के लिए, धरातल पर स्थित A तथा नेगेटिव सतह पर स्थित A1 एक रेखा है, जो कि कैमरा लेंस से होकर गुज़रने वाली संगत बिंदुओं को मिलाती है। यदि कैमरा अक्ष से होते हुए नेगेटिव की सतह पर एक लंब खींचा जाए तो जिस बिंदु पर यह लंब मिलता है, उसे प्रधान बिंदु (मुख्य बिंदु) कहते हैं (चित्र 6.14 में P)। यदि हम इसी रेखा को बढ़ाकर धरातल तक लाते हैं, तो यह (खींचे गए चित्र) की सतह पर PG बिंदु पर, अर्थात् धरातलीय प्रधान बिंदु पर मिलेगी। इसी प्रकार, यदि हम S से होते हुए एक ऊर्ध्वाधर रेखा खींचते हैं, तो यह फ़ोटो नेगेटिव के एक बिंदु पर मिलेगी, जिसे अधोबिंदु कहा जाता है। यह धरातल पर उसके अधोबिंदु पर मिलती है। चित्र 6.3, 6.5 तथा 6.7 में देखें कि अवलंब रेखा तथा कैमरे का अक्ष ऊर्ध्वाधर फ़ोटोग्राफ़ के लिए संपाती होती हैं, जबकि तिर्यक फ़ोटोग्राप्प्.ाη में, ये पृथक्करणीय होते हैं। इस प्रकार, ऊर्ध्वाधर फ़ोटोग्राफ़ में प्रधान तथा अधोबिंदु एक-दूसरे से मिल जाते हैं। तिर्यक फ़ोटोग्राफ़ में कैमरा अक्ष एवं अवलंब रेखा के बीच का कोण झुका होता है। चित्र 6.14 में ऊर्ध्वाधर फ़ोटोग्राफ़ की पॉज़िटिव तल एवं नेगेटिव तल को दर्शाया गया है। पॉज़िटिव एवं नेगेटिव तलों की ज्यामिति समान होती है।

यहाँ यह समझना आवश्यक है कि कैमरा लेंस एवं नेगेटिव सतह के बीच की लंबवत् दूरी SP को फोकस दूरी (Focal Length) कहा जाता है। दूसरी ओर, कैमरा लेंस एवं चित्रित धरातल के बीच की लंबवत् दूरी SPG, को उड्डयन तुंगता कहा जाता है।

मानचित्र एवं वायव फ़ोटो के बीच अंतर

मानचित्र को वायव फ़ोटो से सीधे अनुरेखित नहीं किया जा सकता है। इसका कारण यह है कि प्रक्षेप तथा एक मानचित्र के संदर्श एवं एक वायव फ़ोटोके बीच मूलभूत अंतर होता है। सारणी 6.2 में ये अंतर दर्शाए गए हैं।

किसी ऊर्ध्वाधर वायव फ़ोटो की तब ही एक निश्चित मापनी होगी, जबकि इसका भूभाग समतल हो। वायव फ़ोटो से मानचित्र बनाने के पूर्व उनके संदर्श दृश्य से समतलमिति दृश्य में परिवर्तन करना आवश्यक होता है। इस तरह के रूपांतरित चित्रों को अॉर्थो फ़ोटो कहा जाता है।

वायव फ़ोटो की मापनी

मानचित्र मापनी से आप पहले ही परिचित हो चुके हैं। वायव फ़ोटो की मापनी की संकल्पना मानचित्रों की मापनी के समान ही होती है। वायव फ़ोटो पर किन्हीं दो स्थानों के बीच की दूरी एवं उनकी वास्तविक धरातल पर दूरी के मध्य अनुपात को मापक कहते हैं। इसे इकाई समतुल्यता के रूप में व्यक्त किया जा सकता है, जैसा कि 1 इंच = 1,000 फ़ीट  (या 12,000 इंच) या निरूपक भिन्न (1/12,000)।

आकलन की शुद्धता के साथ-साथ, मापनी यह भी निश्चत करती है कि कौन-से तत्त्व दृश्य होंगे तथा कौन-सी आकृति कैसी प्रतीत होगी। वायव फ़ोटो का विश्लेषण करते समय प्रायः वस्तुओं की संख्या के संबंध में अनुमान लगाना, किसी विशेष मात्रा वाले पदार्थ से आच्छादित क्षेत्र अथवा कुछ आकृतियों को उनकी लंबाई के आधार पर पहचानना आवश्यक हो जाता है। वायव फ़ोटो की व्याख्या के समय उपरोक्त विवरणों को ज्ञात करने के लिए क्षेत्रों एवं उनकी लंबाइयों का अनुमान लगाना अनिवार्य होता है, जिसके लिए फ़ोटोकी मापनी की जानकारी आवश्यक होनी चाहिए। वायव फ़ोटो की मापनी की गणना के लिए तीन विधियाँ प्रयोग में लाई जाती हैं, जो विभिन्न सूचनाओं पर आधारित होती हैं।

प्रथम विधिः फ़ोटो एवं धरातलीय दूरी के बीच संबंध स्थापित करना ः यदि वायव फ़ोटो में कोई अतिरिक्त जानकारी उपलब्ध है, जैसे- धरातल पर दो पहचानने योग्य बिंदुओं की दूरी, तो एक ऊर्ध्वाधर फ़ोटो की मापनी सरलतापूर्वक प्राप्त की जा सकती है। यदि वायव फ़ोटो पर मापी गई दूरी (Dp) के साथ धरातल (Dg) की संगत दूरी ज्ञात हो, तो वायव फ़ोटो की मापनी को इन दोनों के अनुपात यानी Dp/ Dg में मापा जाएगा।

प्रश्न 6.1: एक वायव फ़ोटो में दो बिंदुओं के बीच की दूरी को 2 से.मी. मापा जाता है। उन्हीं दो बिंदुओं के बीच धरातल पर वास्तविक दूरी 1 कि.मी. है, तो वायव फ़ोटो (Sp) की मापनी की गणना करें।

हल ः

Sp = Dp : Dg

= 2 से.मी. : 1 से.मी.

= 2 से.मी. : 1 × 1,00,000 से.मी.

= 1:1,00,000 / 2

= 50,000 से.मी.

= 1 इकाई 50,000 इकाई को व्यक्त करती है

इसलिए, Sp = 1:50,000

द्वितीय विधिः फ़ोटो दूरी एवं मानचित्र दूरी में संबंध स्थापित करना : जैसा कि हम जानते हैं कि धरातल पर विभिन्न बिंदुओं के बीच की दूरी हमेशा ज्ञात नहीं होती है। किंतु, अगर एक वायव फ़ोटो पर दिखाए गए क्षेत्र का मानचित्र उपलब्ध हो, तो इसका उपयोग फ़ोटो मापनी को ज्ञात करने में किया जा सकता है। दूसरे शब्दों में, मानचित्र एवं फ़ोटो पर पहचाने जाने वाले दो बिंदुओं के बीच की दूरी हमें वायव फ़ोटो (Sp) की मापनी की गणना करने में सहायता प्रदान करती है। इन दोनों दूरियों के बीच के संबंध को इस प्रकार व्यक्त किया जा सकता हैः

(फ़ोटो मापनीः मानचित्र मापनी)=(फ़ोटो दूरी ः मानचित्र दूरी)

अतएव,

फ़ोटोमापनी (Sp) = फ़ोटोदूरी (Dp) : मानचित्र दूरी (Dm) × मानचित्र मापनी कारक (msf)

प्रश्न 6.2 : एक मानचित्र पर दो बिंदुओं के बीच की दूरी का माप 2 से.मी. है। वायव फ़ोटो पर संगत दूरी 10 से.मी. है। फ़ोटोग्राफ़ की मापनी की गणना कीजिए, जबकि मानचित्र की मापनी 1ः50,000 है।

हल ः

Sp = Dp : Dm × msf

अथवा, = 10 से.मी. : 2 से.मी. × 50,000

अथवा, = 10 से.मी. : 1,00,000 से.मी.

अथवा, = 1:1,00,000/10 = 10,000 से.मी.

अथवा, = 1 इकाई = 10,000 इकाइयों को व्यक्त करती है।

इसलिए Sp = 1:10,000

तृतीय विधिः

फोकस दूरी (f) एवं वायुयान की उड़ान ऊँचाई (H) के बीच संबंध स्थापित करना :यदि मानचित्र एवं फ़ोटोग्राफ़ की सापेक्ष दूरियों की कोई भी अतिरिक्त जानकारी उपलब्ध नहीं हो, लेकिन कैमरे की फोकस दूरी तथा वायुयान की उड़ान ऊँचाई (H) के संबंध में जानकारी हो, तो फ़ोटो मापनी प्राप्त की जा सकती है (चित्र 6.15)। यदि दिया गया वायवफ़ोटो पूर्ण अथवा अांशिक रूप से ऊर्ध्वाधर हो तथा चित्रित भूभाग समतल हो, तो प्राप्त फ़ोटो मापनी की शुद्धता अधिक होगी। अधिकतर ऊर्ध्वाधर फ़ोटो में कैमरे की फोकस दूरी (f) तथा वायुयान की उड़ान ऊँचाई (H) को सीमांत जानकारी के रूप में लिया जाता है (बॉक्स 6.2)।

फ़ोटो मापनी सूत्र को प्राप्त करने के लिए चित्र 6.15 का उपयोग निम्न तरीके से किया जा सकता है :

फोकस दूरी (f ) : उड़ान ऊँचाई (H) =

फ़ोटोदूरी (Dp) : धरातलीय दूरी (Dg)

प्रश्न 6.3: एक वायव फ़ोटो की मापनी की गणना कीजिए, जबकि वायुयान की उड्डयन तुंगता 7,500 मीटर है तथा कैमरे की फोकस दूरी 15 सेंटीमीटर है।

Sp = f : H

अथवा, Sp = 15 से.मी.ः7,500 × 100 से.मी.

अथवा, Sp = 1ः7,50,000/15

इसीलिए, Sp = 1ः50,000

अभ्यास

नीचे दिए गए प्रश्नों के चार विकल्पों में से सही विकल्प को चुनें :

1. निम्नलिखित में से किन वायव फ़ोटो में क्षितिज तल प्रतीत होता है?

(i) ऊर्ध्वाधर

(ii) लगभग ऊर्ध्वाधर

(iii) अल्प तिर्यक

(iv) अति तिर्यक

2. निम्नलिखित में से किस वायव फ़ोटो में अधोबिंदु एवं प्रधान बिंदु एक-दूसरे से मिल जाते हैं?

(i) ऊर्ध्वाधर

(ii) लगभग ऊर्ध्वाधर

(iii) अल्प तिर्यक

(iv) अति तिर्यक

3. वायव फ़ोटो निम्नलिखित प्रक्षेपों में से किसका एक प्रकार है?

(i) समांतर

(ii) लंबकोणीय

(iii) केंद्रक

(iv) उपरोक्त में से कोई नहीं

लघु उत्तरीय प्रश्न

1. वायव फ़ोटो किस प्रकार खींचे जाते हैं?

2. भारत में वायव फ़ोटो का संक्षिप्त में वर्णन करें।

3. निम्नलिखित प्रश्नों के उत्तर लगभग 125 शब्दों में दें :

(क) वायव फ़ोटोके महत्त्वपूर्ण उपयोग कौन-कौन से हैं?

(ख) मापनी को निर्धारित करने की विभिन्न विधियाँ कौन-कौन सी हैं?