Interpretacja zdjęć lotniczych

Krótka charakterystyka problemu odczytania i interpretacji obrazów

Pod pojęciem odczytywania obrazów rozumie się wykrywanie obiektów, zjawisk

jedynie na podstawie oznak widocznych bezpośrednio na obrazie. Jeśli do procesu
odczytywania zostaną włączone wskaźniki szersze, nie zarejestrowane na obrazie, wówczas
mamy do czynienia z interpretacją. To rozróżnienie dobrze oddaje przykład: z obrazu
odczytujemy gatunek lasu, a na tej podstawie interpretujemy typ gleby, na której ten las
rośnie.

Odczytywanie opiera się na bezpośrednich cechach rozpoznawczych, które charakteryzują

obiekt pod względem: geometrii, struktury, właściwości optycznych i spektralnych

1.

Kształt – oprócz prostych skojarzeń geometrycznych wskazuje na genezę obiektu:

a.

regularny – duże prawdopodobieństwo, że obiekt powstał w wyniku
działalności człowieka,

b.

nieregularny - duże prawdopodobieństwo, że obiekt jest pochodzenia
naturalnego.

2.

Wielkość obiektu – jest zależna od skali obrazu, rozdzielczości obrazu cyfrowego
i rzeczywistych wymiarów obiektu. Znajomość skali obrazu lub wymiaru kilku
zarejestrowanych obiektów stanowi odniesienie dookreślenia wymiarów innych
obiektów (autostrada – zwykła jezdnia asfaltowa - droga polna lub inny przykład
samochód ciężarowy (Tir) – dostawczy – osobowy)

3.

Ton obrazu – jest funkcją ilości promieniowania odbitego od obiektu, które dotarło
do sensora i zostało zarejestrowane. Ilość promieniowania zależy od: jasności obiektu,
kąta padania promieni słonecznych, charakteru powierzchni, położenie obiektu
w stosunku do punktu głównego, pogody w momencie rejestracji obrazu, parametrów
sensora.

Na zdjęciu kolorowym tej cesze odpowiada barwa.

4.

Struktura obrazu – oddaje charakter powierzchni zarejestrowanego obiektu
i przedstawia wykształcenie różnych elementów tworzących obraz. Może być:
amorficzna (gładka), drobnoziarnista, gruboziarnista, itd.

5.

Tekstura (wzorzec) – jest to uporządkowanie elementów obrazu w określony wzór:
bezładna, uporządkowana, smugowa, plamista, liniowa. Przykładem tekstury może
być szachownica pól uprawnych lub liniowe ułożenie bruzd na zaoranym polu.

Fotointerpretacja wykorzystuje dodatkowo cechy pośrednie. Są one oznakami
logicznymi wymagającymi od interpretatora odpowiedniej wiedzy i znajomości zjawisk i
procesów które na podstawie danych obrazów chce się wykryć. Do cech pośrednich
zaliczamy:
1.

Cień rzucany przez obiekt – ułatwia rozpoznanie obiektu, gdyż przedstawia jego
profil. Wzmacnia wrażeni plastyczności w odwzorowaniu form terenowych.
Umożliwia określenie wysokości obiektów i ułatwia wykrycie i rozpoznanie obiektów
słabo widocznych. Zależy od położenia słońca (jego wysokości nad horyzontem
i azymutu), morfologii terenu i usytuowania obiektu na obrazie.

2.

Rozmieszczenie topograficzne obiektu i jego powiązanie z innymi elementami
terenu – pozwala drogą dedukcyjną po rozpoznaniu pewnej ilości obiektów
zdefiniować trudniej rozpoznawalną treść na podstawie wzajemnej współzależności
między obiektami (np. rzeka – most, zabudowa wiejska – sad).

Interpretacja zdjęć lotniczych – przebieg zajęć

Zajęcia głównie polegają na prowadzeniu badania zawartości informacyjnej zdjęć
lotniczych.

Zajęcia I (laboratoryjne)

-

Omówienie cech interpretacyjnych

-

Badanie zawartości informacyjnej zdjęć lotniczych w funkcji wielkości
piksela terenowego dla zdjęć monoskopowych i stereoskopowych.

1. Analiza wykonywana jest najpierw na zdjęciach monoskopowych w tonacji
szarości a następnie ten sam fragment na barwnych. Kolejność obrazów:
najpierw piksel 0.6 m, potem 0.1 m, na końcu 0.03 m. Analizę treści obrazów
należy przeprowadzić „od ogółu do szczegółu”. Obrazy należy oglądać
początkowo w całości, przy rozpoznawaniu szczegółowym powiększać. Do
wyświetlania obrazu należy wykorzystywać program Gimp 2. Należy
wyświetlać naraz wszystkie obrazy o danej wielkości piksela, ale najpierw
monochromatyczne (szare) a następnie barwne. Obrazy:
d:\Tify\fotointerpretacja\fotointerpretacja_mono

2. Dla porównania zawartości informacyjnej zdjęć monoskopowych i
stereoskopowych należy najpierw analizować zdjęcie monoskopowe, potem
stereoskopowe. Obrazy te oglądamy parami (mono – stereo) poczynając od tych
o największym pikselu (0.67 m). Obrazy:
d:\tify\Fotointerpretacja\Porownanie_mono-stereo

Zajęcia II (projektowe)

-

Wprowadzenie: piksel obrazu, piksel skanowania, wielkość piksela a
skala zdjęcia, charakterystyka procesu odczytywania i interpretacji
obrazów;

-

Dyskusja na temat wyników poprzednich zajęć laboratoryjnych

Pytania do dyskusji na zajęciach:

1.

Co to jest rozdzielczość geometryczna?

2.

Zasady wyznaczania terenowego rozmiaru piksela skanowanych zdjęć lotniczych.

3.

Porównaj w jaki sposób wielkość piksela terenowego wpływa na możliwość
rozpoznania obiektów liniowych i obiektów punktowych (budynki, itp.)?

4.

Na jakich zdjęciach łatwiej jest wyróżnić obiekty pochodzenia antropogenicznego?

5.

Wymień i krótko scharakteryzuj bezpośrednie cechy rozpoznawcze w
fotointerpretacji.

6.

Wymień i krótko scharakteryzuj pośrednie cechy rozpoznawcze w fotointerpretacji.

7.

Czym się różni odczytywanie od interpretacji obrazu.

8.

Co to jest struktura i tekstura – podaj przykłady.

9.

Jakie znaczenie przy odczytaniu zdjęcia może mieć cień obiektu - podaj przykłady?

10.

Jakie znaczenie przy odczytaniu zdjęcia może mieć zależność topograficzna obiektów
- podaj przykłady?

11.

Jakie cechy rozpoznawcze są pomocne przy odróżnieniu drzew liściastych od
iglastych.

12.

Jakie cechy rozpoznawcze są pomocne przy odczytaniu rodzaju użytków rolnych –
podaj przykłady.

13.

Jakie dostrzegasz walory obserwacji stereoskopowej?

14.

Jakie cechy krajobrazu są łatwiej rozpoznawalne na zdjęciach stereoskopowych?

15.

W jakich rejonach zdjęcia można określić ilość kondygnacji budynku?

16.

Co umożliwia rozpoznawanie form geomorfologicznych?

17.

Wpływ barwy na wyniki fotointerpretacji.

Zawartość sprawozdania

(wspólne dla zajęć I – II):

a)

Wypełnione tabele z zestawieniem końcowym w procentach oceny przydatności
interpretacyjnej obrazów lotniczych dla poszczególnych wielkości piksela
terenowego z podziałem na zobrazowania w skali szarości i barwne i
monoskopowe i stereoskopowe.

b)

Omówienie uzyskanych rezultatów odczytania treści obrazów z podkreśleniem
funkcji wielkości piksela terenowego jako wyróżnika walorów interpretacyjnych.
Porównanie możliwości interpretacyjnych dla zobrazowań w skali szarości i
barwnych oraz zobrazowań mono i stereoskopowych.