Analysis of contour maps by optical diffraction

• Published in: Geoforum 1973, Vol.4 (2), p.39-52
• Main Authors: Pincus, H.J, Power, P.C, Woodzick, T
• Format: Article
• Language: English
• ISSN: 0016-7185; 1872-9398
• DOI: 10.1016/0016-7185(73)90005-5

The orientation and spatial frequency of contours can be analyzed by optical diffraction. A reduced, transparent replica of the contour map functions as a diffraction grating through which coherent light is transmitted. With suitable optics, a diffraction pattern is produced that is the two-dimensional Fourier amplitude transform of the input map. The transform shows the distribution of orientations and spatial frequencies of the input elements. Because contours occur frequently as groups of nested curves of similar shape they usually generate intense diffraction patterns. With additional optics, a spatially filtered reconstructed image can be produced, enhancing the study of relatively obscure features and aiding in the analysis of a combination of distributions. Results are presented for both hypothetical and real contour maps, in terms of both transforms and spatially filtered imagery. Die Richtung und räumliche Häufung von Höhenlinien kann durch optische Strahlungsbrechung analysiert werden. Eine verkleinerte, durchsichtige Nachbildung der Höhenlinienkarte dient als Brechungsgitter, durch welches kohärentes Licht geschickt wird. Mit bestimmter Optik entsteht ein Brechungsmuster, welches die zweidimensionale Fourier Amplitudentransformation der Eingabekarte (input) ist. Die Transformation zeigt die Verteilung der Richtungen und räumlichen Häufungen der Höhenlinien der Eingabekarte. Da Höhenlinien sich oft mehr oder weniger parallel scharen, erzeugen sie intensive Brechungsmuster. Resultate werden sowohl an Hand hypothetischer als auch wirklicher höhenlinienkarten vorgeführt. L'orientation et la fréquence spatial des contours peuvent être analysées par la diffraction optique. Un facsimile réduit et transparent de la carte en courbes de niveau fonctionne comme grillage de diffraction à travers duquel une lumière cohérente est transmise. Avec des appareils optiques appropriés se produit un patron de diffraction que représente la transformation de la carte d'entrée en amplitude Fourier à deux dimensions. La transformation revèle la distribution des orientations et des fréquences spatiaux des lignes dans la carte. En raison de la présentation fréquente des contours en groupes de courbes à formes semblables, ils produisent en générale des patrons de diffraction bien forts. Avec des optiques supplémentaires une image reconstruite et filtrée spatialement peut être obtenue. On y pré les résultats pour les cartes en courbes de niveau hypothétiques et aussi réelle