Ortofoto on kaardihuvilistele ja maaomanikele üks kasulikumaid ruumiandmete liike. Eestikeelse Wikipedia definitsiooni järgi on ortofoto geomeetriliselt parandatud ühtse mõõtkavaga aerofoto, mida saab kasutada vahemaade mõõtmiseks samamoodi kui kaarti. Eesti ortofotosid saab vaadata Maa- ja Ruumiameti (endise Maa-ameti) geoportaalis. Selles artiklis selgitame, kuidas ortofoto erineb tavalisest aerofotost, kuidas seda valmistatakse ja milleks seda kasutatakse.
Mis on ortofoto?
Ingliskeelse Wikipedia järgi on ortofoto ehk ortokujutis aerofoto või satelliidipilt, mis on geomeetriliselt korrigeeritud („ortorektifitseeritud”) nii, et mõõtkava on ühtlane ja pilt järgib kindlat kaardiprojektsiooni. Erinevalt korrigeerimata aerofotost saab ortofotol mõõta tõelisi vahemaid, sest see on Maa pinna täpne kujutis, milles on arvesse võetud pinnamoe reljeef, objektiivi moonutused ja kaamera kalle.
Teisisõnu on ortofoto simulatsioon fotost, mis on tehtud lõpmatult kauguselt otse alla vaadates. Perspektiiv tuleb eemaldada, kuid korrigeerida tuleb ka maastiku kõrguserinevusi. Sõltuvalt pildi eri osade vajadustest rakendatakse kujutisele mitu geomeetrilist teisendust.
Kuidas ortofoto valmib?
Ortofoto valmistamiseks on vaja digitaalset kõrgusmudelit või topograafilist kaarti, sest kujutise moonutused, mis tekivad kaamera ja maapinna eri punktide erineva kauguse tõttu, tuleb parandada. Ajalooliselt valmistati ortofotosid opto-mehaaniliste seadmete abil. Ortorektifitseerimine ei ole alati täiuslik ja sellel on kõrvalmõjusid, eriti kõrghoonete geomeetria puhul. Kui kasutatakse pealmist digitaalset pinnamudelit (DSM) maapinnamudeli asemel, nimetatakse tulemust tõeliseks ortofotoks (true orthophoto).
Ortofoto erineb nn kummilehe-meetodil (rubber sheeting) parandatud pildist: viimane võib küll paljud punktid täpselt paika panna, kuid venitab nende vahelist ala, nii et mõõtkava pole kogu pildil ühtlane. Mõlemat võib nimetada georefereeritud kujutiseks, kuid täpsus erineb.
Vertikaalsed ja kaldfotod
Aerofotosid jaotatakse muu hulgas kald- ja vertikaalfotodeks. Nurga all tehtud fotosid nimetatakse kaldfotodeks, otse alla tehtud fotosid aga vertikaalfotodeks ehk nadiirfotodeks. Vertikaalfotosid kasutatakse peamiselt fotogramm-meetrias ja piltide tõlgendamisel ning just nendest valmistatakse ortofotosid. Fotogramm-meetrias kasutatavad pildid tehakse traditsiooniliselt spetsiaalsete suureformaadiliste kaameratega, mille geomeetrilised omadused on kalibreeritud.
Aerofotosid märgistatakse ka kui „leaf-off” ehk lehtedeta ja „leaf-on” ehk lehtedega. Lehtedeta fotodel on lehestikku vähe või üldse mitte ning need võimaldavad maapinda paremini näha, lehtedega fotosid kasutatakse aga näiteks saagi ja taimede tervise hindamiseks. Metsanduses on mõnda puuliiki lihtsam eristada lehtedeta, teisi lehtedega fotodel.
Fotogramm-meetria taust
Fotogramm-meetria on teadus ja tehnoloogia, mille abil saadakse füüsiliste objektide ja keskkonna kohta usaldusväärset teavet fotode salvestamise, mõõtmise ja tõlgendamise kaudu. Meetodi leiutamist omistatakse Aimé Laussedat’le, kuid termini võttis kasutusele saksa arhitekt Albrecht Meydenbauer oma 1867. aasta artiklis. Erijuhtum on stereofotogramm-meetria, kus objekti punktide kolmemõõtmelised koordinaadid leitakse kahelt või enamalt eri asukohast tehtud pildilt kiirte lõikumise ehk trianguleerimise teel.
Ortofotomosaiik ja ortofotokaart
Ortofotomosaiik on rasterkujutis, mis on saadud ortofotode ühendamisel. Fotod on teisendatud nii, et need näivad olevat tehtud otse ülalt lõpmatult kauguselt – sellised on näiteks Google Earthi pildid. Kui ortofotomosaiigile lisatakse pealkiri, põhjanool, mõõtkava ja muu kartograafiline info, nimetatakse dokumenti ortofotokaardiks ehk pildikaardiks. Sageli kuvatakse selle peal ka traditsioonilise kaardi punkt-, joon- ja pindobjekte.
Fotokaardistamine
Fotogramm-meetrias nimetatakse fotokaardistamiseks kaardi valmistamist kartograafiliste täiendustega, mis tuginevad fotomosaiigile ehk maapinna liitfotole. Täpsemalt on tegu kontrollitud fotomosaiigiga, kus üksikud fotod on kalde suhtes parandatud ja viidud ühtsesse mõõtkavasse vähemalt teatud kontrollpunktides. Pildid sobitatakse tavaliselt nelja kontrollpunkti järgi, mille asukohad on saadud olemasolevalt kaardilt või maapealsetest mõõtmistest. Allika järgi on juba ammu ennustatud, et mingisugune fotokaart muutub tuleviku standardseks üldkaardiks ning et see on ainus mõistlik viis kasutada ära kõrglendude ja satelliitide andmeid.
Kasutamine
Ortofotosid kasutatakse geoinfosüsteemides (GIS) „kaarditäpse” taustpildina. Tarkvara võimaldab ortofoto peale digitaliseerida jooni, tekste ja sümboleid, näiteks haiglaid, koole ja tuletõrjejaamu, ning mõni tarkvara oskab jooni koguni automaatselt tuletada. Suuri ortofotokogumeid, mis on jagatud tavaliselt 256 × 256 piksli suurusteks paanideks, kasutatakse laialdaselt veebikaartides nagu Google Maps. OpenStreetMap võimaldab sarnaseid ortofotosid kasutada uute kaardiandmete tuletamiseks. Google Earth paigutab ortofotod või satelliidipildid digitaalse kõrgusmudeli peale, et luua kolmemõõtmelisi maastikke.