Historie leteckého snímkování
.jpg)
Dálkový průzkum Země (dále jen DPZ), jehož je letecké snímkování součástí, patří v současnosti mezi velice důležitou vědeckou disciplínu pod křídly geografie. Samozřejmě kartografie a vše, co s ní souvisí, je natolik obsáhlá věda, má tolik specifických přístupů a zaběhnutých postupů, že se často vyčleňuje jako samostatná věda. Ovšem tento striktní názor není rozumný, protože díky poznatkům z kartografie nebo dálkového průzkumu Země můžeme získat povědomí o geomorfologických, hydrologických, urbanizačních, ekologických ale i historických záležitostech.DPZ je soubor metod mapování zemského povrchu, který čerpá data z letadel, družic nebo dalších zařízení, které umožňují nějakým způsobem fotografovat nebo zaznamenávat povrch Země (například kosmické lodě, rakety). Tento obor není vnímán jen jako věda kartografická, ale zabývá se také technickou stránkou snímkovacích zařízení. Snímkování Země neprobíhá pouze ve viditelném spektru světla, ale různé metody přinášejí možnost zpracovat i jiné vlnové délky. Ať už se jedná o gama paprsky, ultrafialové záření, infračervené, mikrovlny nebo rádiové vlny. Tudíž nezůstáváme omezeni pouze tím, co vidí lidské oko.
Družicové snímky patří v současnosti mezi nejpopulárnější metodu díky své jednoduchosti, aktuálnosti, rychlosti a díky tomu, že mohou zachytit území velkého rozsahu (na rozdíl od letadel, jejichž dostup je technicky omezený). Kolem Země krouží obrovské množství družic, z nichž ke snímkování se používají zejména americká skupina Landsat, francouzská SPOT, NOAA nebo indická IRS. Tyto družice nejsou omezeny pouze na získávání snímků, ale mnohé jsou zapojeny také do varovných zařízení např. před záplavami, tsunami apod. Právě meteorologie je oborem, z kterého snímky těchto družic budeme patrně znát.
K DPZ samozřejmě patří snímkování z letadel, vrtulníků, balónů, vzducholodí a dalších konvenčních technických prostředků. I zde pokrok urazil od počátků dlouhý krok, nicméně některé věci a postupy jsou pořád stejné. Výhodou oproti družicovému snímkování je větší dostupnost a nenáročnost (je snadnější hodinu kroužit letadlem než vyslat družici). Většinou je k dispozici také větší měřítko a lepší rozlišení než z družice (pokud potřebujeme snímek malého města, je logicky výhodnější ho fotit z výšky např. 2 km než 200 km).
.jpg)
Kromě antických spekulací o původu světla a složení světa existovaly později ve středověku různé pokusy, jak zachytit obraz. Jedním z nich je tvz. Camera Obscura (temná komora), jakási krabička, která umožnila díky malému vstupnímu otvoru a následnému systému zrcadel uvnitř promítání scenérie na krabičce. Samozřejmě takovéto schránky měly ještě hodně daleko k zhotovení klasické fotografie. S tou přichází až francouzský vědec Niepce v roce 1827.S objevem fotografie nastává velký rozmach věd, kde je možné fotografování uplatnit. Tomu se nevyhnula ani kartografie, potažmo geografie obecně. Ačkoli je to období (kolem roku 1830), kdy většina věd ještě nemá zcela ujasněnu metodologii a paradigma, známe jména vynalézavých průkopníků, kteří fotili terén z výšky. Zcela prvním způsobem pořizování fotek shora jsou létající draci (takoví, s kterými si hrají děti, když fouká vítr), na které připevnil Laussedat roku 1849 fotoaparát a tím dochází k pořízení prvních fotografií terénu z několika metrů. Stejného principů využívali také vědci a fotografové v dalších letech. Například Belgičan Batut nebo Rus Tille. Poslední významné práce na principu létajících draků datujeme k počátku 20. století, kdy Francouz Aubry koketoval s možností dálkového ovládání kamery.
Druhou možností, jak získat fotografie povrchu Země, byly létající balóny. Zde bylo možné vynést s fotoaparátem i obsluhu, takže tvoření fotek bylo mnohem jednodušší. V roce 1856 (někdy uváděno 1858) Tournachon-Nadar vyrobil vůbec první doložené snímky pořízené z balónu. Jednalo se o fotografie Paříže. Objevení této technologie posloužilo dobře i vojensko-zpravodajským účelům oběma stranám v občanské válce v USA v letech 1861 – 1865. Tento konflikt patřil také k prvním, které byly zachyceny na fotografiích. České území poprvé fotografoval z balónu pan Plischke roku 1906. Existovaly ale i další cesty, jak dostat obrázek shůry. Jednou z nich bylo používání raket, které vylétly do výšky několika desítek či stovek metrů, kde došlo k vyfocení a následně fotoaparát spadl dolů buď na padáku, nebo volně, čímž se rozbil a vzal se z něho pouze film. Občas se stalo, že náraz na zem nepřežil ani film. Tyto pokusy prováděli například A. Denniss nebo Němec Maul, jehož raketa vylétla roku 1903 až do výšky 800 metrů! Zajímavým, leč nespolehlivým způsobem bylo upevňování foťáku s automatickou spouští na poštovní holuby. Ačkoli se tato cesta může jevit jako slepá, nebylo tomu tak. Za první i druhé světové války holubi dobře posloužili armádám, nejvíce patrně německé. Kromě vojenského využití byli holubi vhodní také pro civilní zpravodajské účely. Tedy pro noviny. Mnoho válečných reportérů využívalo služeb těchto ptáků, aby získali co nejzajímavější a nejautentičtější obrázky z probíhajících bojů, které následně publikovali. Po roce 1945 použití holubů upadá a zůstává většinou pouze u uměleckých fotografií.
Další pomyslnou kapitolu leteckého snímkování začali psát bratři Wrightové, jimž je připisováno sestrojení prvního funkčního letadla. Již v dubnu 1909 pořídil Wilbur Wright snímky městečka Centonelli. Vývoj letadel byl tehdy v plenkách a pro snímkování se kvůli nespolehlivosti a nebezpečnosti příliš nehodily. Ještě dlouhou dobu tedy převažovalo pořizování fotografií z balónů nebo velmi rychle se rozvíjejících vzducholodí, které na několik dekád zcela ovládly civilní letectví. Není proto divu, že také geografové protežovali vzducholodě (Baschin v roce 1911 poukazuje na možnosti balónů a vzducholodí k tomu, aby pomohli práci geografů) a již v roce 1910 snímkovala vzducholoď Zeppelin Špicberky, což bylo do té doby nepředstavitelné již kvůli velké vzdálenosti i nevhodným podmínkám. První světová válka přinesla velké množství změn nejen v letecké technice a letadla se dostala co do popularity nejméně na stejnou úroveň jako zepelíny. Je pravdou, že za první světové války sloužily všem stranám dost dobře letouny i vzducholodě, a to jak v průzkumu, tak přímo v boji (například bombardování města Calais německými zepelíny). Právě Německo došlo ve vývoji i počtu vyrobených vzducholodí nejdále. Ovšem i v RAF byly již dávno před válkou zřízeny pozorovací balónové perutě.
.jpg)
Po první světové válce se ke slovu dostávají klasická motorová letadla, která prošla během 4 let válčení obrovským vývojem. Za zlom můžeme považovat prohlášení geografa Felse roku 1919, že „letecké snímky (tedy nikoli balónové) jsou ideální geografickým materiálem“. Snímkování z letadel se stává plnohodnotnou metodou, která pomáhá zejména geografům. Pokud by existovaly pomocné vědy geografické, letecké snímkování by bylo bezpochyby jednou z nich. Pro meziválečné období jsou typické dvě základní věci. Jednak používání stratosférických balónů a jednak prozkoumávání neznámých krajin pomocí letadel. Stratosférické balóny jsou schopny dosáhnout výšky mnoha kilometrů. Například v roce 1927 dosáhl Gray výšky 12,9 km, o čtyři roky později vystoupal balón se známým vědcem Piccardem až nad 15 km a v roce 1934 překonal balón Explorer I hranici 18 km. Ani zde ovšem dobrodruzi neměli konečnou. Explorer II, který pilotovali Stevens a Anderson, dosáhli až výšky 22,1 km a podařilo se jim vyfotografovat plochu 270 km2, na kterém se projevilo i zakřivení Země.
Druhou kapitolou charakteristickou pro toto období byly expediční snímkovací lety do dalekých a těžko dostupných krajin. Díky možnosti podívat se na svět shůry byly objeveny doposud skryté možnosti. Zde máme jasné doklady toho, jak široké uplatnění letecké snímky mají. V roce 1931 byla v Peru náhodou objevena 64 km dlouhá kamenná zeď, čímž kouzlo fotografií objevují i archeologové. Fotoaparáty v letadlech pomohly také nalézt nové ložisko ropy. V roce 1935 našli Holanďané díky leteckému snímkování ropu na Nové Guinei. Velké množství letadel nabralo směr severní i jižní pól.
V českých podmínkách se také fotografovalo. Mezi lety 1936 a 1938 se provádělo velmi rozsáhlé vojenské letecké mapování, které pokrylo téměř celé území. Ovšem politicko-bezpečnostní podmínky tomu chtěly jinak a nevznikl kompletní soubor fotografií. K dalším komplexním fotografickým pracím se dostáváme až po roce 1945.
Druhá světová válka zcela změnila potřeby letecké techniky. Vojenské úkoly se staly prvořadým posláním většiny letounů. Ne jinak tomu bylo u leteckého snímkování. Archeologie, geografie, kartografie musela jít trochu stranou, případně se přeorientovat na jiné potřeby. Setkáváme se se zajímavým úkazem – z většiny geografů se stali vojáci a naopak z některých vojáků se – kvůli jejich roli kartografa v boji – po civilu stali geografové. Válka přinesla mimo jiné také velký rozvoj elektrotechniky. Zrod radaru a jeho rozšíření do praxe znamenalo také nové možnosti pro snímkování. Setkáváme se také s objevem infračerveného snímkování. Obě tyto technologie byly po válce přeneseny do civilní sféry a hojně využívány. Rád bych uvedl několik letadel druhé světové války, která se stala fotoprůzkumnými legendami. Například britský Mosquito, který někdy sloužil i jako bombardér, o poznání menší německý Fieseler Fi 156 Storch nebo Junkers Ju 86. Zejména v USA často nebyly v této doby letouny specializované pouze pro fotoprůzkum – tuto roli totiž plnily stíhačky nebo v případě potřeby i bombardéry s obrovským doletem. Hitlerovi vědci v čele s Wernherem von Braunem sestrojili první moderní rakety a právě z těchto strojů, které měly původně sloužit jako zbraně odplaty, vzešly první vesmírné lodě a tím dostává DPZ zcela nové možnosti. Po druhé světové válce je možno fotografovat z proudových letadel, z vrtulníků, je možné dosahovat obrovských výšek díky raket. Tyto změny lze označit za stejně revoluční jako vznik letadla před několika desítkami let.
.jpg)
V Československu se na nic nečekalo a již roku 1952 bylo zahájeno nové topografické mapování v měřítku 1 : 25 000, při němž se pomocí letadel podařilo za 6 nafotit celé území tehdejšího státu. Podobné snímkování se ještě několikrát opakovalo. K těmto účelům se používaly legendární sovětské stroje IL-2 Šturmovik s rychlostí kolem 360 km/h a dostupem okolo 6000 m. Později se uplatnil populární a spolehlivý L-410 Turbolet.Proudová letadla přinášejí nové možnosti – obyčejně vyšší dostup i rychlost. Velkou výhodou byl také fakt, že do novějších letadel bylo možné namontovat velké snímkovací zařízení. Kamery, automatické fotoaparáty, termovizi i přístroje pro infrazáznam. Velmi důležitou devízami jsou schopnost letět ustálenou rychlostí ve stejné výšce a relativně dlouhou dobu. Každý vyfocený snímek musí částečně překrývat ty vedlejší. Ve světě se k těmto účelům používaly zejména drobné letouny Cessna, německé Dorniery nebo sovětský AN-2 a později i větší AN-30, který dosahuje výšek až 7 000 m. V USA se užívá Learjet (slušný dostup 15 000 m z něj činí suveréna mezi tehdejšími snímkovacími letadly). Také populární U-2 nebo jeho modernější nástupce Blackbird (dostup 26 km a max. rychlost 3 600 km/h) sloužily nejen ke špionáži za studené války, ale také k pořizování fotografií pro kartografické účely.
Jak již bylo zmíněno, kromě klasických snímků nebo krátkých videosekvencí se objevují nové možnosti – tepelné snímky, které zachycují teplo vysílaných objektů (červeně teplé objekty, modře jsou zobrazeny objekty studené), dále infračervené snímky, při nichž se na film zachytí jen světlo s vlnovou délkou cca 700 nm až 900 nm; a jako poslední existují radarové fotografie, které pracují na principu odrazu vysílaného paprsku od překážky.
Další rozvoj byl patrný v raketové technice. Již v roce 1946 vypouštěly USA desítky raket V-2 do výšky 170 km, aby pořizovaly fotografie terénu. O necelých deset let později dosáhly rakety Viking 255 km a fotografovaly také na barevný film. Rakety Nike-Cajun dosáhly výšky 137 km a pořizovaly také videozáznamy. Nejvýše se dostala raketa Atlas v roce 1959, a to na hladinu 1400 km. Ke konci 50. a počátku 60. let se k tomuto druhu snímkování dostaly také jiné státy – Kanada, Austrálie, Švédsko, Argentina a později i SSSR.
Od 60. let snímkují nejen letadla, vrtulníky, balóny a rakety, ale nově taky družice. Zde měl premiéru americký Explorer VI dne 7. 8 1958. Rychle se přidávaly další družice (Mercury, Gemini, Apollo) i další státy (sovětský Vostok a Sojuz).
.jpg)
Území ČR (potažmo Československa) bylo celkem 4x kompletně nesnímkováno, nejnověji v měřítku 1 : 10 000 a od 80. let byly pořizovány snímky barevné. Od 90. let probíhá letecké mapování podle vojenských standardů NATO. Centrální státní snímkování zabezpečuje armáda, konkrétně Vojenský geografický a hydrometeorologický úřad v Dobrušce. Zde jsou také archivovány všechny historické fotografie z předchozích mapování. Armáda ke snímkování používá většinou letadla české výroby L-410 Turbolet.Kromě armády existuje velké množství institucí a firem, které se těmito aktivitami zabývají, například Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický. Soukromé letecké školy také provádějí letecké snímkování, většinou z letadel Cessna C-172 nebo z vrtulníků R22 a R44. Tyto firmy pracují pro reklamy, stání správu, městské úřady, různé pohlednice, realitní kanceláře a další účely. Jestli klient chce, může si z letadla nafotit fotografie sám.
Podobné ústavy existují ve většině vyspělých zemí – ve Francii je to Centre national d’etudes spatiales (CNES), založena roku 1962. V USA má klíčové slovo NASA, druhé housle hraje U.S. Geological Survey pod ministerstvem vnitra. V SSSR existoval Institut kosmičeskich issledovanij AN SSSR. Existuje také mezinárodní agentura, které se zabývají geografickým využitím leteckých snímků – Mezinárodní geografická unie (IGU) a Mezinárodní kartografická federace (ICA).
DPZ i kartografie obecně doznaly v poslední době mnoho změn. Díky rozvoji počítačů a internetu je jednodušší než kdy předtím najít si jakékoli místo na mapě a díky družicím zobrazit fotograficky nejen místa v ČR, ale kdekoli na světě. Některé družice jsou schopny fotografovat krajinu velmi kvalitně a detailně.
Letecký snímek jako historický pramen
Pořízené historické snímky mohou samozřejmě sloužit, jak již bylo zmíněno, i k historikově práci. Vzhledem k tomu, že máme teoreticky k dispozici fotografie celého území Československa, můžeme buď sledovat a hodnotit změny v krajině, urbanizaci, městech, dopravě a dalších aspektech celkově v celém území, nebo je možné se naopak zaměřit jen na určité jedno město, kraj a podobně. Většinou známe přesný datum pořízení fotografie, takže se zařazením do času není problém. Pokud se zajímáme změnami např. v rozvoji daného města, je letecká fotografie tím nejlepším pomocníkem. Máme zde nezprostředkované svědectví o tom, jak to vypadalo.
Pohled na město skýtá velké množství informací. I když přesně neznáme účel jednotlivých budov. Například parkoviště továren bývá plné nejvíce dopoledne, na parkovišti obchodních center je vysoká fluktuace automobilů po celý den. Pro obytné zóny je charakteristické, že automobily se vracejí nejvíce až na večer.
Ale nemusíme se soustředit jen na výstavbu měst nebo jiné urbanizační procesy. Zajímavé také je sledovat vývoj krajiny, rozsah zalesnění, tvar koryta řeky, budování silnic a železnic. Je také možné zachytit znečištění, ať už na moři nebo na souši. Pozorování některých objektů získá leteckou fotografií nový rozměr (Čínská zeď, pohled na soustavu opevnění ve Francii nebo pohled na Berlín, na němž jsou dobře patrné Hitlerovy stavby).
Reference, odkazy:
- www.rick.cz
- www.bemoair.cz
- www.geog.ucsb.edu
[MJ 20.4.2010]
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
.jpg)
