2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

1

Teledetekcja

Teledetekcja
technologia

zajmująca

się

pozyskaniem,

przetwarzaniem

i

interpretowaniem danych przestrzennych w postaci informacji
obrazowej, otrzymywanej w wyniku rejestracji promieniowania
elektromagnetycznego odbitego lub emitowanego przez różnego
rodzaju obiekty środowiskowe.

Teledetekcja
badanie powierzchni Ziemi z odległości przy wykorzystaniu do tego celu

promieniowania elektromagnetycznego emitowanego lub odbitego od
obiektów materialnych.

Teledetekcja
technika zdalnego pozyskiwania danych, które są

przestrzennie

odniesione do powierzchni Ziemi.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

2

Fotogrametria i fotointerpretacja

Fotointerpretacja
dziedzina wiedzy zajmująca się wykrywaniem, rozpoznawaniem i

charakterystyką obiektów, procesów i zjawisk na podstawie zdjęć
lotniczych i satelitarnych.

Wykonane zobrazowania teledetekcyjne mogą być wykorzystywane

do celów

pomiarowych

oraz do celów

interpretacyjnych

.

Fotogrametria
nauka zajmująca się odtwarzaniem - na podstawie zdjęć lotniczych (lub

innych obrazów teledetekcyjnych) wymiarów obiektów terenowych.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

3

Fotogrametria i fotointerpretacja – rys historyczny

• 1827 – Francuz J.N. Niepce otrzymał pierwszy obraz (na metalowej

płytce)

• 1839 – wynalezienie fotografii - Francuz L.J. Daguerre otrzymał

obraz na srebnej płytce

• 1839 – Anglik H.F. Talbot otrzymał obraz na „światłoczułym

papierze”

• 1839 – J. Herszel wprowadził termin „fotografia”
• 1858 – początek fotografii lotniczej – Francuz G.F. Tournachon

(„Nadar”) na mokrych płytkach światłoczułych fotografuje z balonu
(na uwięzi) fragment Paryża

• 1859 – Francuz A. Lausset fotografuje z balonu aby na podstawie

zdjęć sporządzić mapy topograficzne

• 1860 – Amerykanie S.A. King i J.W. Black fotografują z balonu

Boston

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

4

Fotogrametria i fotointerpretacja – rys historyczny

• 1860-1865 – USA - zdjęcia z balonów są wykorzystywane do

ś

ledzenia ruchów wojsk

• 1871 – Anglik R.L. Maddox zastępuje płyt „mokre” „suchymi”
• 1886 – Rosjanin A.M. Kowańko fotografuje z wysokości 800, 1000

i 1350 m twierdzę Kronsztad i fragment Petersburga

• 1883 – G. Eastmann wprowadza „suchą” fotografię i film zwojowy
• 1900 – Rosjanin R. Thiele zastosował zespół sprzężonych kamer

umocowanych na latawcu do fotografowania Moskwy

• 24 kwietnia 1909 – W. Wright wykonuje pierwsze zdjęcie lotnicze

w pobliżu Rzymu

• 1931 – wykonanie serii zdjęć z pokładu sterowca „Graf Zeppelin” na

trasie Leningrad-Archangielsk-Nowa Ziemia-Półwysep Tajmyr-
Ziemia Północna-Ziemia Franciszka Józefa-Leningrad – na tej
podstawie powstały mapy w skali 1 : 200 000 oraz 1 : 400 000

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

5

Sposoby pozyskiwania teledetekcyjnej informacji

obrazowej

Zależnie od pułapu wykonywanych zobrazowań:

•

systemy teledetekcji z pułapu satelitarnego

•

systemy teledetekcji z pułapu samolotowego

•

naziemne systemy teledetekcyjne (np. radarowe)

Zależnie od wykorzystywanego sprzętu:

•

aparaty fotograficzne

•

kamery wideo

•

skanery

•

urządzenia radarowe

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

6

Sposoby pozyskiwania teledetekcyjnej informacji

obrazowej

Zależnie od formy zapisu obrazów:
•

forma analogowa

•

forma cyfrowa

Zależnie od nośników wykorzystywanych do zapisu:
•

klisze fotograficzne

•

taśmy magnetyczne

•

nośniki elektroniczne

Zależnie od formy barwnej:
•

obrazy czarno-białe (w odcieniach szarości)

•

obrazy w barwach naturalnych

•

obrazy w barwach umownych

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

7

Formy obrazów teledetekcyjnych

W przypadku obrazów teledetekcyjnych zarejestrowanych

pierwotnie w postaci

analogowej

(zdjęcia lotnicze, obrazy

wideo zapisane w postaci magnetycznej) w celu integracji
z innymi danymi przestrzennymi zachodzi konieczność
przetransformowania ich na postać cyfrową poprzez
zastosowanie skanerów.

Cyfrową

formę obrazu teledetekcyjnego uzyskuje się często

bezpośrednio

w

systemach

rejestracji

obrazów

teledetekcyjnych

(w

skanerach

optycznych

i

mechanicznych

montowanych

na

satelitach

i

w

samolotach, w urządzeniach radarowych i laserowych,
różnych typach kamer cyfrowych).

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

8

Rozdzielczość obrazów teledetekcyjnych

Cyfrowe obrazy teledetekcyjne charakteryzują cztery typy

rozdzielczości:

• przestrzenna

- charakteryzująca terenowy wymiar piksela

w obrazie teledetekcyjnym,

• spektralna

- podająca specyficzny zakres długości fali

promieniowania

elektromagnetycznego,

które

może

zapisać czujnik promieniowania; rozdzielczość spektralna
jest podawana dla konkretnego systemu teledetekcyjnego
poprzez wyszczególnienie,

często specyficznych dla

danego systemu, nazw kanałów i zakresów rejestrowanego
w nich promieniowania,

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

9

Rozdzielczość obrazów teledetekcyjnych

• radiometryczna

- precyzująca liczbę poziomów, na które

jest podzielony zakres sygnału odbieranego przez czujnik;
rozdzielczość radiometryczna jest podawana w bitach (np.
rozdzielczość 8-bitowa sygnalizuje możliwość zapisania
przez czujnik 256 poziomów sygnału),

• czasowa

-

określająca,

jak często w systemach

teledetekcyjnych czujnik może otrzymać informację z tego
samego fragmentu terenu.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

10

Przetwarzanie obrazów teledetekcyjnych

Przykładami analogowego przetwarzania są procedury:

• otrzymywania produktów pochodnych w formie analogowej z

oryginalnych zdjęć lotniczych,

• tworzenia modelu stereoskopowego z analogowej formy zdjęć

lotniczych i zmiany skali tego modelu, wykorzystujące optykę
przyrządów stereoskopowych,

• usuwania

zniekształceń

geometrycznych,

występujących

na

zdjęciach lotniczych z powodu pochylenia osi kamery.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

11

Przetwarzanie obrazów teledetekcyjnych

Potencjalne zastosowanie teledetekcji w leśnictwie najczęściej będzie

dotyczyło następujących typów przetworzeń:

• rektyfikacja
• mozaikowanie
• wzmocnienia
• zmiany jasności i kontrastu
• filtracje cyfrowe
• nakładanie (merging)
• operacje międzykanałowe
• klasyfikacje

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

12

Rektyfikacja obrazów

Rektyfikacje obrazów

zmierzają do przetworzenia geometrycznie i

radiometrycznie zniekształconych obrazów oryginalnych, w celu
uzyskania najbardziej wiarygodnej geometrycznie i spektralnie
sytuacji terenowej. Procedury tej grupy dotyczyć będą przede
wszystkim problemów usunięcia zniekształceń geometrycznych,
wpływających na kartometryczność

obrazów teledetekcyjnych

niezmiernie istotną przy procesach integracyjnych w systemach
informacji przestrzennej.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

13

Rektyfikacja obrazów

Dla

usunięcia

zniekształceń

geometrycznych

obrazów

teledetekcyjnych terenów płaskich lub fragmentów obrazów terenu o
zróżnicowanej rzeźbie wykorzystywane będą dane SIP, dotyczące
tych szczegółów obszarów leśnych, które są

możliwe do

jednoczesnego zidentyfikowania na obrazie i w stosownej warstwie
informacyjnej SIP. Będą to więc np. detale granicy polno-leśnej, ale
przede wszystkim skrzyżowania elementów liniowych: linii podziału
powierzchniowego, dróg itp.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

14

Rektyfikacja obrazów

Najtrudniejsze do usunięcia są zniekształcenia geometryczne, powstałe

w

wyniku

odwzorowania

przez

system

teledetekcyjny

zróżnicowania wysokościowego terenu. Te sposoby przetwarzania
obejmują m.in. technologię ortofoto i wykorzystują do usuwania
zniekształceń

geometrycznych

obrazów

cyfrowy

model

wysokościowy terenu, uzyskiwany odrębną technologią geomatyki.

W zasadzie wszystkie profesjonalne systemy cyfrowego przetwarzania

obrazów oferują obecnie moduł do

rektyfikacji ortofoto

–

najbardziej pożądanej formy teledetekcyjnego obrazu cyfrowego.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

15

Mozaikowanie obrazów

Mozaikowanie obrazów

cyfrowych jest procedurą zmierzającą do

utworzenia jednego obrazu ze zbioru kilkunastu lub nawet
kilkudziesięciu obrazów składowych. Jest wykorzystywane do
sporządzania map obrazowych obejmujących obszar większy niż
pojedyncze zdjęcie lotnicze czy obraz satelitarny. Charakterystyczną
cechą

mozaikowania jest nałożenie cyfrowe zachodzących

częściowo na siebie obrazów, które mogą pochodzić z różnych
systemów teledetekcyjnych. W mozaikowaniu obraz górny pokrywa
obraz dolny w sposób, który w obrazie wynikowym umożliwia
obserwację tylko obrazu górnego.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

16

Mozaikowanie obrazów

Procedury mozaikowania będą wykorzystywane przed integracją

danych teledetekcyjnych z SIP wtedy, kiedy założony system
informacji przestrzennej swoim zasięgiem przekroczy zasięg
jednego obrazu teledetekcyjnego. Przykładem może tu być
sporządzanie mapy obrazowej terytorialnego zasięgu działania
nadleśnictwa ze zdjęć PHARE lub wysokorozdzielczych danych
satelitarnych

dla

potrzeb

programu

ochrony

przyrody w

nadleśnictwie.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

17

Mozaikowanie obrazów

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

18

Zdjęcia lotnicze

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

19

Zdjęcia lotnicze – warunki techniczne lotu

O wyborze typu samolotu (śmigłowca) decydują określone

warunki techniczne:

• prędkość lotu,
• prędkość wznoszenia,
• stateczność lotu,
• długość drogi startu i lądowania,
• możliwość osiągnięcia określonego pułapu,
• możliwość

umieszczenia kamery w pobliżu środka

ciężkości samolotu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

20

Zdjęcia lotnicze – rodzaje

W zależności od położenia osi optycznej kamery, zdjęcia lotnicze

dzielą się na:

pionowe

ukośne

ukośne

perspektywiczne

α

α

α

α

< 3

o

.

αααα

3

o

<

α

α

α

α

< 45

o

αααα

.

.

α

α

α

α

> 45

o

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

21

Zdjęcia lotnicze – rodzaje

Utrzymanie w pionie osi kamery w trakcie fotografowania z

pokładu samolotu (śmigłowca) jest praktycznie niemożliwe.

Jako zdjęcia pionowe traktuje się

obrazy uzyskane przy

odchyleniu osi kamery od pionu w granicach do 3

o

. Najczęściej

odchylenie to wynosi około 1

o

– 1

o

5

’

.

Stosując stabilizację żyroskopową, można uzyskać odchylenie osi

od pionu nie przekraczające 3’ – 5’.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

22

Zdjęcia lotnicze

Zespół zdjęć

- wszystkie zdjęcia lotnicze wykonane dla danego

fragmentu terenu.

Szereg zdjęć

– kolejne zdjęcia wykonane w określonych

odstępach

czasu,

w

czasie

jednego

przelotu

nad

fotografowanym terenem.

W zależności od wielkości fotografowanego obszaru i rodzaju

użytego sprzętu fotograficznego (ogniskowa obiektywu)
zespół zdjęć może się składać z jednego lub kilku szeregów.

Pokrycie podłużne

–

„nakładanie”

się

zdjęć

krawędzią

prostopadłą do kierunku nalotu (dotyczy nakładania się zdjęć
w ramach danego szeregu).

Pokrycie poprzeczne

– „nakładanie” się zdjęć krawędzią

równoległą do kierunku nalotu (dotyczy nakładania się
szeregów).

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

23

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

24

Zdjęcia lotnicze

Pokrycie podłużne

, zwane pokryciem w szeregu (

p

) – dla

celów prawidłowego odwzorowania fotografowanego
terenu wymaga nakładania około

60%

powierzchni. Dla

opracowywania modelu stereoskopowego pokrycie w
szeregu nie powinno być mniejsze niż

50%

.

Pokrycie poprzeczne

, zwane nakładaniem się szeregów (

q

) –

dla celów prawidłowego odwzorowania fotografowanego
terenu wymaga nakładania około

30%

powierzchni.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

25

Skala zdjęć lotniczych

Skala zdjęcia lotniczego

– stosunek długości odcinka na zdjęciu do

długości odpowiadającego mu odcinka w terenie. Wynik
zapisywany jest w postaci ułamka

1/m

lub

1 : m

.

Jeżeli oś kamery jest prostopadła do fotografowanego terenu, a

teren jest płaski i poziomy, a ogniskowa kamery (

f

) jest stała, to

skala zdjęcia jest odwrotnie proporcjonalna do wysokości na
jakiej znajduje się kamera (

H

).

m

1

H

f

====

Z tej samej wysokości można wykonywać zdjęcia w różnych

skalach, stosując kamery o różnych ogniskowych. Zależność ta
jest wykorzystywana w fotogrametrii leśnej.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

26

Skala zdjęć lotniczych

.

f – ogniskowa
obiektywu

H – wysokość
przelotu

m

1

H

f

====

pułap lotu

teren

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

27

Skala zdjęć lotniczych

1 : 10 000

1000

100

1 : 8 000

800

100

1 : 6 000

800

135

1 : 26 000

1300

50

1 : 16 000

800

50

1 : m

H

[m]

f

[mm]

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

28

Zdjęcia lotnicze – wybór emulsji i terminu

Właściwości informacyjne zdjęć lotniczych można podwyższyć,

jeżeli wykonuje się je w takich porach roku lub w takich
zakresach spektrum, w których gatunki drzewiaste posiadają
największe różnice w jasności spektralnej.

• w okresie letnim

najlepsze rezultaty uzyskuje się na materiałach

spektrostrefowych

; ułatwiają one:

- ustalenie granic wyłączeń drzewostanowych,
- określenie składu gatunkowego drzewostanów,
- oddzielenie gatunków iglastych i liściastych,
- wyodrębnienie drzew porażonych i chorych,

• materiałów spektrostrefowych nie powinno się stosować wiosną

oraz jesienią

.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

29

Zdjęcia lotnicze – wybór emulsji i terminu

• w okresie letnim

dobre rezultaty uzyskuje się także na materiale

infrachromatycznym

(podczerwień rejestrowana w odcieniach

szarości),

• w okresie letnim

wykorzystuje się także materiały rejestrujące

barwy naturalne

,

• wiosną

lub

jesienią

najlepiej

wykorzystywać

materiały

panchromatyczne

– w tym czasie występują największe różnice

w jasności spektralnej widzialnej części widma (wiosna w
zakresie 500-600 nm, jesienią 600-700 nm),

• materiałów panchromatycznych nie zaleca się stosować w

okresie letnim

.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

30

Zdjęcia lotnicze – wybór emulsji i terminu

+ + +

-

panchromatyczna

+

+ +

infrachromatyczna

+

+ +

barwna (b. natur.)

-

+ + +

spektrostrefowa

wiosna, jesień

lato

rodzaj emulsji

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

31

Zdjęcia w barwach naturalnych

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

32

Zdjęcie lotnicze w barwach naturalnych

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

33

Zdjęcie lotnicze w barwach umownych

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

34

Zdjęcie lotnicze infrachromatyczne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

35

Przetwarzanie obrazów teledetekcyjnych

Wyróżnia się w nim następujące grupy przetworzeń:
• zmiany jasności i kontrastu,
• filtracje cyfrowe,
• nakładanie obrazów (tzw.

merging

),

• operacje międzykanałowe.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

36

Wzmocnienia obrazów

Wzmocnienia obrazów

są procedurami zmierzającymi do

optymalnego przygotowania obrazów do interpretacji
tematycznych lub uzyskania danych liczbowych istotnych
dla użytkownika. Ten typ przetworzeń jest często
utożsamiany z całym procesem cyfrowego przetwarzania
obrazów teledetekcyjnych.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

37

Zmiany jasności i kontrastu obrazów

Zmiany jasności i kontrastu

są najczęściej używanymi

procedurami

cyfrowego

przetwarzania

obrazów

w

poszczególnych kanałach rejestrowanego promieniowania.
Stosowane są wtedy, kiedy w oryginalnych obrazach, po
ich

wizualizacji,

twierdza

się

niewielki

zakres

radiometrycznej jasności pikseli. Zmiany jasności i
kontrastu przetransformowują zakres jasności pikseli
obrazu oryginalnego na inne zakresy jasności w
wizualizowanym obrazie na ekranie komputera.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

38

Filtracje cyfrowe obrazów

Filtracje cyfrowe

są zaliczane do najbardziej wyrafinowanych

sposobów lokalnego, wielopikselowego przetwarzania obrazów
cyfrowych. Działają

w kierunku uczytelnienia szczegółów,

wzmocnienia lub osłabienia wyrazistości elementów liniowych w
obrazie

oraz

często

w

kierunku

osłabienia

zakłóceń

radiometrycznych.

Najczęściej stosowaną techniką przetworzeń w filtracjach cyfrowych

jest budowa matrycy kwadratowej z różnymi wartościami
liczbowymi w poszczególnych polach matrycy, nałożenie tej
matrycy na przetwarzany obraz, a następnie wykorzystanie wartości
liczbowych pól matrycy i wartości radiometrycznych pikseli obrazu
w obrębie matrycy do wyliczenia nowych wartości pikseli obrazu
przetwarzanego.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

39

Nakładanie obrazów

Nakładanie obrazów

, zwane

mergingiem

, powoduje nałożenie

dwóch różnych obrazów cyfrowych na siebie. Efekt nałożenia,
odmiennie niż w przypadku mozaikowania, jest widoczny w postaci
obrazu wynikowego, który zachowuje informację z obydwu
nakładanych obrazów.

Procedury mergingu

są

powszechnie wykorzystywane w celu

połączenia obrazów teledetekcyjnych o różnej rozdzielczości
terenowej.

Typowym zastosowaniem jest połączenie obrazu wielospektralnego,

uzyskanego z systemu Landsat TM, o rozdzielczości terenowej 30
m, z obrazem panchromatycznym SPOT P, o rozdzielczości
terenowej 10 m.

Techniki nakładania obrazów są szczególnie ważne w sytuacji, kiedy

narynku danych teledetekcyjnych mamy dostępne satelitarne obrazy
panchromatyczne o rozdzielczości około 1 m, np. obrazy z systemu
IKONOS.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

40

Operacje międzykanałowe

Operacje międzykanałowe

wykorzystują informację o

jasnościach radiometrycznych pikseli pochodzących z
różnych

kanałów

wielospektralnego

obrazu

teledetekcyjnego.

Ta grupa przekształceń jest podstawowa przy tworzeniu

kompozycji barwnych z obrazów wielospektralnych, przy
wyznaczaniu indeksu wegetacyjnego (NDVI) i kompresji
informacji wielospektralnej w tzw. procedurze analizy
głównych składowych (PCA).

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

41

Klasyfikacje obrazów

Klasyfikacje

są procedurami zastępowania wizualnych analiz obrazu

technikami automatycznej identyfikacji klas obiektów w obrazie.
Procedury

klasyfikacji

mogą

wykorzystywać

algorytmy

klasyfikacyjne opierające się na cechach spektralnych obrazów.

Do klasyfikacji

nadzorowanej

i

nienadzorowanej

można używać

zarówno kanałów z oryginalnego obrazu teledetekcyjnego, jak i
sztucznie

utworzonych

kanałów,

dla

których

wartości

poszczególnych

pikseli

są

wyliczane

poprzez

operacje

międzykanałowe.

Coraz częściej stosowane są algorytmy klasyfikacyjne wykorzystujące

cechy strukturalne obrazu, a nawet informacje pochodzące z serii
czasowych obrazów.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

42

Materiały pochodne zdjęć lotniczych

W fotogrametrii i fotointerpretacji często wykorzystywane są

pochodne zdjęć lotniczych:

• powiększenia zdjęć lotniczych

• fotoszkic

• fotoszkic ulepszony

• przetworzone zdjęcia lotnicze

• fotomapa

• ortofotomapa

• stereoortofotomapa

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

43

Powiększenia zdjęć lotniczych

Wykonuje się je specjalnymi aparatami, które posiadają wysokiej klasy

obiektywy (pozbawione dystorsji). Chodzi o to, żeby w trakcie tego
procesu nie stracić nic z wartości pomiarowych zdjęć.

Powiększenia zdjęć są bardzo dobrym materiałem do wykonywania

terenowych prac fotointerpretacyjnych. Tym samym sprzętem
można oczywiście wykonać również i pomniejszenia zdjęć (np. dla
celów przeglądowych).

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

44

Fotoszkic

Materiał ten powstaje przez naklejenie poszczególnych odbitek

stykowych całego zespołu zdjęć z danego obszaru na sztywny karton
tak, aby tworzyły one jednolity obraz fotograficzny terenu.

Przy sporządzaniu fotoszkicu kierujemy się tylko sytuacją na brzegach

poszczególnych odbitek. Zbędne części odbitek odcinamy wzdłuż
dowolnych linii (należy unikać cięcia w wzdłuż liniowych
szczegółów terenowych).

Jeżeli opracowywany teren był poziomy i zdjęcia zostały wykonane

starannie (przy pionowym położeniu osi optycznej kamery i z tej
samej wysokości), to fotoszkice takie mogą być dość dokładne.
Dokładność ta będzie jednak rzeczą przypadku i przy korzystaniu z
fotoszkiców należy zdawać sobie z tego sprawę.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

45

Fotoszkic ulepszony

Fotoszkic ulepszony zestawia się z odbitek sprowadzonych do

wspólnej określonej (przybliżonej) skali. W tym celu określa się
skalę poszczególnych zdjęć na podstawie mapy, a następnie drogą
zwykłego przefotografowania

na aparacie do wykonywania

powiększeń, sprowadza się je do wspólnej skali.

Fotoszkic ulepszony może więc być wykonany w innej skali niż

zdjęcia lotnicze. Ponieważ przy powiększaniu zdjęć nie uwzględnia
się

błędów wywołanych nachyleniem kamery w momencie

fotografowania,

na

fotoszkicu

ulepszonym

występują

zniekształcenia z tego tytułu.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

46

Przetworzone zdjęcia lotnicze

Przetworzone zdjęcia lotnicze otrzymujemy drogą odpowiedniego

przefotografowania oryginalnych negatywów tak, aby doprowadzić
je do jednolitej i z góry założonej ścisłej skali.

Podczas tej czynności likwidowane są błędy z tytułu pochylenia zdjęć

lotniczych, pozostają jednak zniekształcenia wywołane deniwelacją
terenu. Dlatego też do przetwarzania nadają się przede wszystkim
zdjęcia lotnicze terenów płaskich lub prawie płaskich (dla terenów
większej deniwelacji można stosować przetwarzanie strefowe).

Dla przetwarzania zdjęcia lotniczego musimy znać

położenie

przynajmniej czterech punktów (fotopunkty).

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

47

Fotomapa

Fotomapa powstaje przez odpowiednie ułożenie, przycięcie i

przyklejenie przetworzonych, najczęściej metodą fotomechaniczną,
zdjęć lotniczych.

Fotomapa zawiera bogatą treść

sytuacyjną

w postaci obrazu

fotograficznego, takiego samego, co oryginalne zdjęcie lotnicze, a
więc są na niej wszystkie szczegóły, jakie istniały w terenie w
momencie fotografowania.

Fotomapa jest dokumentem kartogrametrycznym.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

48

Ortofotomapa

Ortofotomapa

powstaje

przez

odpowiednie

zestawienie

przekształconych zdjęć lotniczych, będących rzutem środkowym
zdjętego terenu, na równoważne zdjęcia, które będą rzutem
ortogonalnym.

Ortofotomapa jest zatem materiałem pozbawionym zniekształceń

wywołanych deniwelacją terenu.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

49

Stereoortofotomapa

Stereoortofotomapa umożliwia stereoskopową obserwację zdjętego

terenu.

Obraz

przestrzenny

powstaje

przez

jednoczesną

obserwację

ortofotomapy i specjalnie wykonanego dodatkowego zdjęcia
(stereokomponent,

ortofotogram

towarzyszący,

partner

stereoskopowy).

Z lewego zdjęcia stereogramu powstaje ortofotomapa, a z prawego

stereokomponent.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

50

Ocena wykonanych zdjęć lotniczych

Ocena materiałów fotogrametrycznych przeprowadzana jest pod kątem

ich jakości fotogrametrycznej i fotograficznej.

Ocena jakości fotogrametrycznej przeprowadzana jest na podstawie

oceny stopnia zgodności parametrów technicznych wykonanych

zdjęć z projektem nalotu.

Oceny jakości fotograficznej zdjęć dokonujemy wizualnie. Zwracamy

uwagę na ostrość obrazu w środku i na brzegach zdjęć,

szczegółowość (zdolność rozdzielcza), kontrast obrazu, gęstość

optyczną, występowanie uszkodzeń

i innych fotograficznych

defektów.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

51

Ocena wykonanych zdjęć lotniczych

Należy zwrócić uwagę na to, czy:
• cały wybrany teren został pokryty zdjęciami,
• zachowany jest procent pokrycia podłużnego,
• zachowany jest procent pokrycia poprzecznego,
• nie istnieją przerwy absolutne lub fotogrametryczne (przerwy

absolutne są wówczas, gdy fragment terenu nie odfotografował się
na żadnym zdjęciu; fotogrametryczne - gdy odfotografował się tylko
na jednym zdjęciu i nie będzie można obserwować tego fragmentu
terenu stereoskopowo),

• szeregi są prostolinijne,
• nie występuje "jodełka" (nie uwzględniono kąta znosu),
• zdjęcia są pionowe (wskazania libelki),
• zdjęcia wykonano z tej samej wysokości (różnice wysokości nie

powinny przekraczać 5%).

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

52

Wykorzystanie zdjęć lotniczych w urządzaniu lasu

Wpływ czynników technicznych na przydatność zdjęć lotniczych

w urządzaniu lasu oraz podstawowe środki techniczne

do wykonywania zdjęć

O przydatności zdjęć

lotniczych decydują

–

dokładność

i

wiarygodność

odczytywanej z nich treści, tzn. szczegółów

dotyczących cech lasu, jego elementów taksacyjnych.

Ta precyzja i wiarygodność zależą w dużym stopniu od warunków w

jakich zdjęcia są wykonywane. Wpływ maja tutaj zarówno

czynniki

przyrodnicze

jak i

techniczne

.

Spośród czynników przyrodniczych znaczenie mają przede wszystkim:

struktura krajobrazu, charakter drzewostanów, pora wykonywania
zdjęć, aspekt fenologiczny, warunki oświetlenia i stan atmosfery. Do
czynników technicznych zalicza się typ kamery lotniczej, rodzaj
filtru optycznego i materiału światłoczułego oraz sposób obróbki i
przetwarzania zdjęć.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

53

Wykorzystanie zdjęć lotniczych

w inwentaryzacji lasów nizinnych

Jedna z technik stosowanych w fotografii lotniczej posiada szczególne

właściwości odwzorowywania roślinności. Wykorzystuje się w niej
film spektrostrefowy, którego jedna z warstw emulsji rejestruje
promieniowanie podczerwone.

Takie zdjęcia odzwierciedlają nawet niewielkie zmiany zawartości

wody i barwników w liściach, co najczęściej wiąże się z chorobami
roślin.

Fotografia

spektrostrefowa

wydobywa obraz patologicznych zmian

lasu, które nie są widoczne na zdjęciach w widzialnym zakresie
spektrum.

Do szczegółowych opracowań dotyczących kondycji drzewostanów

wykonuje się najczęściej zdjęcia w skali 1:8000 - 1:10000.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

54

Wykorzystanie zdjęć lotniczych

w inwentaryzacji lasów nizinnych

Interpretacja obszarów leśnych na podstawie barwnych zdjęć

lotniczych

w podczerwieni

umożliwia wydzielenie dwóch kategorii

informacji:

1) opisujących jakościowy stan lasu:
• zróżnicowanie gatunkowe,
• zasobność w aparat asymilacyjny,
• udatność upraw,
• prawidłowa lub patologiczna forma korony,
• częściowe lub całkowite zamieranie koron,
2) opisujących stan powierzchni leśnej:
• przestrzenny rozkład struktury gatunkowej,
• przestrzenny rozkład struktury wiekowej,
• zwarcie, luki, gniazda,
• zwartość kompleksu leśnego.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

55

Ocena uszkodzeń drzewostanów

ś

wierkowych:

• wskaźnik uszkodzeń

• wskaźnik biomasy

• deficyt wody w igłach

• stadium zamierania igieł

zdefiniowanie klas zdrowotności

oraz klasy kondycji lasu

• liczba drzew martwych i

zamierających

• wiek i gęstość

Wykorzystanie zdjęć lotniczych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

56

Wykorzystanie zdjęć lotniczych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

57

Wykorzystanie zdjęć lotniczych

w inwentaryzacji lasów górskich

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

58

Obrazy satelitarne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

59

Obrazy satelitarne

Analizowanie wybranych elementów środowiska przyrodniczego na

podstawie obrazów satelitarnych stało się możliwe w

latach

siedemdziesiątych

.

Wystrzelony

w

1970

roku

satelita

NOAA1

zapoczątkował

monitorowanie warunków meteorologicznych z użyciem sensorów
odbierających

odbite

i

emitowane

z

powierzchni

Ziemi

promieniowanie. Obrazy satelitarne odbierane są za pomocą kamer
fotograficznych tworzących mapy analogowe oraz skanerów, kamer i
radarów umożliwiających tworzenie obrazów w zapisie cyfrowym.
Zakres możliwości wykorzystania tych urządzeń jest duży, ponieważ
odbierają

one nie tylko promieniowanie w zakresie widma

widzialnego, ale również w podczerwieni i w zakresie widma
termalnego.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

60

Obrazy satelitarne

W Europie w latach siedemdziesiątych można było zaobserwować

zwiększone zainteresowanie technikami teledetekcyjnymi z poziomu
satelitarnego.

W Polsce, w 1975 roku, wykorzystano zdjęcia satelitarne do

wielkopowierzchniowej

inwentaryzacji uszkodzeń drzewostanów

sosnowych spowodowanych żerem poprocha cetyniaka w OZLP
Białystok.

W późniejszych latach, nastąpił spadek zainteresowania zdjęciami

satelitarnymi.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

61

Obrazy satelitarne

Landsat

(USA) – satelity umieszczane na orbicie od 1972 r. Okrążają

one Ziemię na wysokości 705 km w czasie 92 minut po orbicie
kołowej, posiadają rozdzielczość czasową 16 dni.

Na pokładzie satelity Landsat 5 pracuje skaner o nazwie Thematic
Mapper (TM), który obrazuje powierzchnię Ziemi w pasie o
szerokości 180 km w siedmiu kanałach spektralnych jednocześnie, w
tym - w kanale termalnym. Pasy dzieli się na sceny 180 km x 180 km
oraz ich ćwierci po 90 km x 90 km.

• Landsat 5 Thematic Mapper (TM)

• Landsat 7 Enhanced Thematic Mapper (ETM+)

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

62

1: 0,45-0,52 (30)

2: 052-0,60 (30)

3: 0,63-0,69 (30)
4: 0,76-0,90 (30)
5: 1,55-1,75 (30)
7: 2,08-2,35 (30)

6: 10,4-12,5 (60)

PAN: 0,52-0,9 (15)

Landsat 7
Enhanced Thematic Mapper +

1: 0,45-0,52 (30)

2: 052-0,60 (30)

3: 0,63-0,69 (30)
4: 0,76-0,90 (30)
5: 1,55-1,75 (30)
7: 2,08-2,35 (30)

6: 10,4-12,5 (120)

Landsat 5
Thematic Mapper

Rozdzielczość spektralna w µm

(i terenowa w m)

Satelita

i rodzaj skanera

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

63

Obrazy satelitarne

SPOT

(Francja) - okrąża Ziemię w czasie 101 minut, na wysokości

832 km, po orbicie kołowej, prawie okołobiegunowej.

Nad tym samym punktem globu znajduje się co 26 dni. Częstość
wykonywania zobrazowań tego samego wycinka terenu można
zwiększyć, dzięki możliwości zrobienia przez skaner zdjęć
wychylonych. Na pokładzie satelity pracuje skaner o nazwie HRV,
obrazujący powierzchnię Ziemi w pasie o szerokości 60 km, w
trzech kanałach spektralnych o rozdzielczości 20 m x 20 m lub w
jednym panchromatycznym o rozdzielczości 10 m x 10 m. Pasy
dzieli się na sceny o wymiarach 60 km x 60 km.

• Spot 4

• Spot 5

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

64

1: 0,50-0,59 (10)
2: 0,61-0,68 (10)
3: 0,79-0,89 (10)
4: 1,50-1,70 (20)

PAN: 0,51-0,73 (2,5)

SPOT 5
HRG

1: 0,50-0,59 (20)
2: 0,61-0,69 (20)
3: 0,79-0,89 (20)
4: 1,58-1,75 (20)

SPOT 4
HRVIR

Rozdzielczość spektralna w µm

(i terenowa w m)

Satelita

i rodzaj skanera

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

65

Obrazy satelitarne

Kosmos

(Rosja) – seria satelitów, rozmieszczanych na orbicie od

Zdjęcia wykonywane kamerą fotograficzną KVR-1000 (TK 350) i
KFA-1000. Satelita umieszczony jest na wysokości około 280 km,
okrąża Ziemię w czasie 89 minut. Zdolność rozdzielczą filmu ocenia
się na 145-160 linii/m, a rozdzielczość zdjęć – na 5-10 metrów.

IKONOS

(Space Imaging,USA) - prace rozpoczął w ostatnim kwartale

1999 r. Aktualnie daje on najwyższą, 1-metrową rozdzielczość
terenową obrazów panchromatycznych i 4-metrową rozdzielczość
czterokanałowych obrazów wielospektralnych. Satelita porusza się
po orbicie okołobiegunowej, zsynchronizowanej ze słońcem, na
wysokości 680 km, okrążając Ziemię w ciągu 98 minut. Nad tym
samym punktem globu znajduje się co 3 dni. Kamera, rejestrująca
promieniowanie, została skonstruowana przez firmę Estman Kodak.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

66

Rozdzielczość spektralna w µm

(i terenowa w m)

Satelita

i rodzaj skanera

PAN: 0.45 - 0.90 (1)

1: 0.45 - 0.53 (4)
2: 0.52 - 0.61 (4)
3: 0.64 - 0.72 (4)
5: 0.77 - 0.88 (4)

Ikonos

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

67

EROS

- w grudniu 2000 roku umieszczony zosta na orbicie satelita

EROS A1 rejestrujący zakres panchromatyczny z rozdzielczością
terenową 1,8 metra (w zapisie 11 bitowym).

Jest to pierwszy z 8 satelitów serii EROS. Uruchomienie w 2004 roku

ostatniego satelity z tej serii umożliwi codziennie 2-krotną rejestrację
określonego obszaru globu.

Rozdzielczość spektralna w µm

(i terenowa w m)

Satelita

i rodzaj skanera

PAN: 0,4-0.90 (1,8)

EROS

Obrazy satelitarne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

68

Rozdzielczość spektralna w µm

(i terenowa w m)

Satelita

i rodzaj skanera

PAN: 0,450-0,900 (

0,61 - 0,72

)

1: 0,450 - 0,520 (2,44 - 2,88)
2: 0,520 - 0,600 (2,44 - 2,88)
3: 0,630 - 0,690 (2,44 - 2,88)
4: 0,760 - 0,900 (2,44 - 2,88)

QuickBird

PAN: 0,450-0,900 (1)

1: 0,450-0,520 (4)
2: 0,520-0,600 (4)
3: 0,625-0,695 (4)
4: 0,760-0,900 (4)

OrbView

1: 0,52-0,60 (15)

2: 0,63-0,69 (15)

3: 0,76-0,86 (15)

3’ 0,76-0,86(backward looking) (15)

4: 1,600-1,700 (30)

5: 2,145-2,185 (30)

6: 2,185-2,225 (30)

7: 2,235-2,285 (30)

8: 2,295-2,365 (30)

9: 2,360-2,430 (30)

10: 8,125-8,475 (90)

11: 8,475-8,825 (90)

12: 8,895-9,275 (90)

13: 10,25-10,95 (90)

14: 10,95-11,65 (90)

Terra
Aster

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

69

QuickBird

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

70

http://www.digitalglobe.com

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

71

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

72

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

73

Źródła danych dla SIP

• Obrazy satelitarne (stan na rok 1999)

Satelita

NOAA

LANDSAT

SPOT

IKONOS

ERS-1/ERS-2

ZDJĘCIA

LOTNICZE

Rozdzielczość
przestrzenna

1 km
4 km

30 m
120 m

10 m
20 m

1 m
4 m

30 m

0,1- 2 m

Odpowiadająca
rozdzielczości
skala mapy

1 : 1000000 –
1 : 2000000

1 : 50000 –
1 : 250000

1 : 25000 –
1 : 100000

1 : 5000 –
1 : 100000

1 : 100000 –
1 : 1000000

1 : 1000 –
1 : 50000

Obszar pokryty
przez scenę

3 000 000 km

2

34 000 km

2

3 600 km

2

121 km

2

10 000 km

2

2-200 km

2

Rozdzielczość
czasowa

1 dzień

16 dni

26 dni

3 dni

35 dni

obraz
jednorazowy

Czas obiegu
Ziemi

98 min
(14,7 razy
na dobę)

92 min
(15,6 razy
na dobę)

101 min
(14,2 razy
na dobę)

98 min
(14,7 razy

na dobę)

100 min
(14,3 razy
na dobę)

-

Odległość od
powierzchni
Ziemi

833 km

705 km

832 km

681 km

785 km

niski lub
wysoki
pułap

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

74

Źródła danych dla SIP

• Obrazy satelitarne (stan na rok 2008)

Najnowsze dane (opublikowane):

http://www.geoforum.pl

np. OrbView 5:

http://space.skyrocket.de/doc_sdat/orbview-5.htm

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

75

Perspektywy obrazowania satelitarnego

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

76

Perspektywy obrazowania satelitarnego -

radary

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

77

Waszyngton

Obrazy satelitarne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

78

Rydzyna

Obrazy satelitarne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

79

Mapa Bałtyku

Obrazy satelitarne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

80

Mapa Polski

Obrazy satelitarne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

81

Obrazy satelitarne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

82

http://glcf.umiacs.umd.edu/index.shtml

Bezpłatne materiały teledetekcyjne

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

83

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

84

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

85

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

86

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

87

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

88

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

89

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

90

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

91

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

92

Zalety obrazów satelitarnych

• ciągłość

informacji (zgodna z właściwościami środowiska

przyrodniczego),

• możliwe jednorazowe pokrycie dużego obszaru terenu,
• obiektywność pomiaru fizycznego,
• niewielkie zniekształcenia geometryczne,
• powtarzalność zbierania informacji w regularnych odstępach czasu,

• większe koszty zakupu zdjęć,
• brak możliwości wykonania zdjęć w określonym terminie,
• mniejsza rozdzielczość,

Wady obrazów satelitarnych

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

93

Pierwsze analizy zdjęć satelitarnych, obrazujących lasy dotknięte klęską

ekologiczną w Górach Izerskich i Karkonoszach, umożliwiły wydzielenie:

• drzewostanów świerkowych żyjących,
• drzewostanów martwych,
• drzewostanów liściastych,
• mieszanych oraz wylesień.

Zwiększenie poziomu dokładności przy interpretacji umożliwiło porównanie

ze spektrostrefowymi zdjęciami lotniczymi, które posłużyły między
innymi do stworzenia mapy zdrowotnego i sanitarnego stanu lasu (w
skalach 1:10000 i 1:25000), opracowanej w 1984 r. Ta interpretacja
dostarczyła informacji na temat ubytku aparatu asymilacyjnego świerków,
lokalizacji drzewostanów martwych i zamierających oraz lokalizacji
różnych klas wieku i zwarcia. W wyniku analizy wyznaczono m.in. klasy
zdrowotności drzewostanów, definiowane udziałem drzew martwych i
zamierających oraz ubytkiem aparatu asymilacyjnego.

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

94

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

95

Zastosowanie nowoczesnych technik przetwarzania i analizy zdjęć

satelitarnych pozwoliło na rozszerzenie opisu wydzielanych klas.

Było to możliwe między innymi dzięki wyselekcjonowaniu kanałów TM

przydatnych do monitorowania lasu. Stwierdzono, że zakresy TM3, TM4,
TM5 i TM7 są do tego szczególnie użyteczne, a ponadto zauważono, że
wagowania zakresów TM5/TM4 (tzw. wskaźnik uszkodzeń) i TM4/TM3
(tzw. wskaźnik biomasy) rozszerzają możliwość oceny uszkodzeń
drzewostanów świerkowych.

Badania laboratoryjne wykazały, że wagowanie kanałów TM5/TM4 pozwala

rozpoznać deficyt wody w igłach (wskaźnik = ± 0,5) oraz stadium
zamierania igieł (wskaźnik = ± 0,7).

Szczególną uwagę przywiązywano do precyzyjnego zdefiniowania klas

zdrowotności drzewostanów świerkowych. W wyniku tych prac powstały
kolejne klasyfikacje opisujące klasy kondycji lasu poprzez ilość drzew
martwych i zamierających w drzewostanach, a także ich wiek i gęstość.

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

96

Zastosowanie systemu zbudowanego w Instytucie Geodezji i Kartografii na

potrzeby Leśnego Kompleksu Promocyjnego „Lasy Puszczy Kozienickiej”
oraz Kozienickiego Parku Krajobrazowego, umożliwiło przeprowadzenie
wyczerpujących analiz, dotyczących drzewostanów sosnowych. Pozwoliły
one stwierdzić, że:

• zdjęcia satelitarne umożliwiają rozróżnienie gatunków panujących oraz

siedliskowych typów lasu,

• wpływ na obrazy spektralne lasów sosnowych mają przede wszystkim:

zwarcie, udział poszczególnych gatunków oraz defoliacja i liczba drzew
ż

ywych na 1 ha,

• w drzewostanach o dużym udziale sosny i wysokim zwarciu mogą być

rozróżniane klasy wieku oraz wysokości,

• powyższe analizy są możliwe głównie w drzewostanach monolitycznych i

dzięki analizom wielokanałowym,

• drzewostany sosnowe najlepiej odwzorowują się w zakresach średniej i

bliskiej podczerwieni oraz czerwieni, którym odpowiadają kanały 5,4 i 3
skanera Thematic Mapper (Landsat) oraz 4,3,2 skanera SWIR (SPOT).

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

97

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

98

Wykorzystanie zdjęć

satelitarnych

w inwentaryzacji lasów górskich

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

99

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

100

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie stanu lasu

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

101

Wykorzystanie teledetekcji w leśnictwie

Ogólne ramy zastosowań teledetekcyjnej informacji obrazowej do

zarządzania leśnictwem wielofunkcyjnym, bez względu na wielkość
obszaru, mogą obejmować:

• udział

leśnictwa

polskiego

w

tworzeniu

globalnych

i

kontynentalnych systemów informacyjnych o lesie i środowisku,

• zapewnienie informacji dla ośrodków odpowiedzialnych za

kreowanie i sprawowanie nadzoru nad realizacją

polityki

ekologicznej i polityki leśnej państwa,

• bieżącą ocenę zasięgu i dynamiki zmian w stanie lasu,
• sporządzanie raportów i analiz o stanie lasu na użytek społeczeństwa

i ośrodków władzy,

• zapewnienie właściwego uwzględniania roli i interesów leśnictwa w

rozwiązaniach dotyczących całego środowiska, w sferze planowania
przestrzennego, tworzenia obszarów chronionych itp.

2008-04-10

Fotogrametria i Systemy Informacji Przestrzennej - wykłady 2005

102

Lokalizacja przestrzenna

Lokalizacja obiektów realizowana jest w teledetekcji poprzez

wykorzystanie różnych sposobów odwzorowania. We współcześnie
stosowanych rozwiązaniach technicznych wykorzystuje się m.in.:

• rzut środkowy (w kamerach fotogrametrycznych i kamerach wideo),
• odwzorowanie

terenu

wąskimi

paskami

(w

systemach

skanerowych),

• odwzorowania bocznego wybierania (w naziemnych systemach

radarowych).

Konsekwencją

użycia do rejestracji obrazu określonego typu

odwzorowania i konkretnego urządzenia technicznego jest
konieczność

późniejszego

stosowania

specjalnych

korekt

geometrycznych obrazów. Dopiero wówczas możliwe jest
zintegrowanie obrazów z innymi danymi przestrzennymi w SIP.

Zaniechanie korekty powoduje, że położenie obiektów na obrazie

może być obarczone znacznymi błędami.