background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

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 

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

4

Fotogrametria i fotointerpretacja – rys 

historyczny

• 1860-1865  –  USA  -  zdjęcia  z  balonów  są 

wykorzystywane do śledzenia 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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

5

Sposoby pozyskiwania teledetekcyjnej 

informacji obrazowej

Zależnie  od  pułapu  wykonywanych 

zobrazowań:

• systemy 

teledetekcji 

pułapu 

satelitarnego 

• systemy 

teledetekcji 

pułapu 

samolotowego

• naziemne  systemy  teledetekcyjne  (np. 

radarowe)

Zależnie od wykorzystywanego sprzętu:

• aparaty fotograficzne 

• kamery wideo

• skanery

• urządzenia radarowe

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

7

Formy obrazów teledetekcyjnych

przypadku 

obrazów 

teledetekcyjnych 

zarejestrowanych 

pierwotnie 

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 

mechanicznych 

montowanych na satelitach i w samolotach, w 
urządzeniach 

radarowych 

laserowych, 

różnych typach kamer cyfrowych).

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

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,

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

10

Rozdzielczość przestrzenna

Rozdzielczość 

przestrzenna 

uzyskanych 

teledetekcyjnych  obrazów  cyfrowych  wyliczyć  można 
na  podstawie  przyjętej  rozdzielczości  skanowania  dpi 
(ilość  pikseli  na  cal)  i  skali  oryginalnego  obrazu 
analogowego.  Przyjmując  wymiar  cala  na 

25,4  mm

przykładową  rozdzielczość  skanowania 

1000  dpi

  i 

przykładową 

skalę 

zdjęć 

lotniczych 

1:25000

rozdzielczość  terenową  obrazu  teledetekcyjnego 
uzyskanego po skanowaniu zdjęć wyliczymy w sposób 
następujący:

- wymiar piksela obrazu cyfrowego wynosi: 

25,4 mm

 

- dzielimy go przez rozdzielczość skanowania: 

1000

- otrzymujemy wynik: 

0,0254 mm

- mnożąc  wynik  przez  mianownik  skali  zdjęcia 

lotniczego,  otrzymujemy  terenowy  wymiar  piksela: 

0,0254 x 25 000 = 635

 

- wymiar  terenowy  piksela  wynosi  zatem: 

635  mm 

(0,653 m)

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

11

Rozdzielczość przestrzenna

Parametr rozdzielczości przestrzennej cyfrowego obrazu 

teledetekcyjnego  umożliwia  określenie  największej 
skali  obrazu,  w  którym  interpretator  nie  dostrzega 
jeszcze  pojedynczych  pikseli  mogących  zakłócić 
proces interpretacji tematycznej. Przyjmuje się zwykle, 
że  dla  dobrej  percepcji  obrazu  wymiar  najmniejszego 
jego  fragmentu,  czyli  piksela,  nie  powinien  być 
większy od 

0,4 mm

Iloraz  0,4  mm  i  liczbowej  wartości  rozdzielczości 

przestrzennej 

obrazu 

jest 

mianownikiem 

poszukiwanej,  największej  dopuszczalnej  skali  obrazu, 
jaką 

można 

utworzyć 

cyfrowego 

obrazu 

teledetekcyjnego.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

12

Rozdzielczość przestrzenna

Dla  przykładu,  jeśli  cyfrowy  obraz  satelitarny  ma 

rozdzielczość  przestrzenną  równą 

10  m

,  to  z  takiego 

obrazu  nie  powinniśmy  tworzyć  mapy  obrazowej  w 
skali większej niż 

0,4 mm : 10 000 mm

. Skala mapy 

obrazowej  nie  powinna  być  zatem  większa  niż 

1:25 

000

Dla zdjęcia lotniczego w skali 

1:25000

, zeskanowanego 

z  rozdzielczością 

1000  dpi

,  można  tworzyć  dobrze 

czytelną mapę obrazową jeszcze w skali, która wynosi 

0,4  mm  :  635  mm

,  czyli  w  skali  około 

1:2000

 

(dokładnie w skali 

1:1587,5

).

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

13

Przetwarzanie obrazów 

teledetekcyjnych

Do  etapu  przetwarzania  mogą  być  zaliczane  zarówno 

wszelkie  działania  przygotowujące  teledetekcyjne 
obrazy  analogowe  lub  cyfrowe  do  interpretacji  na 
modelu  stereoskopowym  (3D)  lub  na  płaskim  obrazie 
(2D),  jak  i  działania  zmierzające  do  wydrukowania 
różnego  rodzaju  map  obrazowych,  przy  założeniu,  że 
interpretacja  tematyczna  może  odbywać  się  na  tych 
mapach. 

Przetwarzanie  można  inaczej  scharakteryzować  jako 

etap  metody  teledetekcji,  w  którym  zarejestrowane 
obrazy  teledetekcyjne  z  pułapu  satelitarnego  lub 
samolotowego  są  w  różny  sposób  zmieniane  co  do 
formy i treści. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

14

Przetwarzanie obrazów 

teledetekcyjnych

Wyświetlanie  obrazów  cyfrowych  na  ekranie  komputera 

odbywa  się  w  systemie  RGB,  zgodnie  z  zasadą 
przyporządkowania  liczbowej  wartości  piksela  do 
jasności  jednego  z  trzech  kolorów  podstawowych: 
czerwonego (R), zielonego (G) lub niebieskiego (B). 

Systemy 

cyfrowego 

przetwarzania 

obrazów 

teledetekcyjnych 

oferują 

różne 

możliwości 

przetworzeń  cyfrowych  obrazów  wielokanałowych 
przed ich wyświetleniem. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

15

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

16

Przetwarzanie obrazów 

teledetekcyjnych

Potencjalne  zastosowanie  teledetekcji  w  leśnictwie 

najczęściej  będzie  dotyczyło  następujących  typów 
przetworzeń:

• rektyfikacja

• mozaikowanie

• wzmocnienia

• zmiany jasności i kontrastu

• filtracje cyfrowe

• nakładanie

• operacje międzykanałowe

• klasyfikacje

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

17

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

18

Rektyfikacja obrazów

Dla  usunięcia  zniekształceń  geometrycznych  obrazów 

teledetekcyjnych  terenów  płaskich  lub  fragmentów 
obrazów 

terenu 

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

19

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

20

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 

różnych 

systemów 

teledetekcyjnych.  W  mozaikowaniu  obraz  górny 
pokrywa  obraz  dolny  w  sposób,  który  w  obrazie 
wynikowym  umożliwia  obserwację  tylko  obrazu 
górnego. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

21

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

22

Mozaikowanie obrazów

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

23

Zdjęcia lotnicze

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

24

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 

pobliżu środka ciężkości samolotu

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

25

Zdjęcia lotnicze – rodzaje

W  zależności  od  położenia  osi  optycznej  kamery, 

zdjęcia lotnicze dzielą się na:

pionowe

ukośne

ukośne 

perspektywicz

ne

< 3

o

.

3

<

45

o

.

.

> 45

o

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

26

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’.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

27

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 

rodzaju 

użytego 

sprzętu 

fotograficznego 

(ogniskowa 

obiektywu) 

zespół zdjęć może się składać z jednego lub 
kilku szeregów.

Pokrycie  podłużne

  –  „nakładanie”  się  zdjęć 

krawędzią  równoległą  do  kierunku  nalotu 
(dotyczy nakładania się szeregów).

Pokrycie  poprzeczne

  –  „nakładanie”  się  zdjęć 

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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

28

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

29

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

30

Skala zdjęć lotniczych

.

f – ogniskowa 
obiektywu

H – wysokość 
przelotu

m

1

H

f

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

31

Skala zdjęć lotniczych

f

[mm]

H

[m]

1 : m

50

800

1 : 16 

000

50

1300

1 : 26 

000

100

800

1 : 8 000

100

1000

1 : 10 

000

135

800

1 : 6 000

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

32

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

.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

33

Zdjęcia lotnicze – wybór emulsji i 

terminu

• w  okresie  letnim

  dobre  rezultaty  uzyskuje  się 

także 

na 

materiale 

infrachromatycznym

 

(podczerwień 

rejestrowana 

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 

jasności 

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

• materiałów  panchromatycznych  nie  zaleca  się 

stosować w okresie letnim

.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

34

Zdjęcia lotnicze – wybór emulsji i 

terminu

rodzaj emulsji

lato

wiosna, 

jesień

spektrostrefow

a

+ + +

-

barwna (b. 

natur.)

+ +

+

infrachromatyc

zna

+ +

+

panchromatycz

na

-

+ + +

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

35

Zdjęcia w barwach naturalnych

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

36

Zdjęcie lotnicze w barwach 

naturalnych

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

37

Zdjęcie lotnicze w barwach 

umownych

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

38

Zdjęcie lotnicze 

panchromatyczne

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

39

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. 

Wyróżnia się w nim następujące grupy przetworzeń:

• zmiany jasności i kontrastu,

• filtracje cyfrowe,

• nakładanie obrazów (tzw. 

merging

),

• operacje międzykanałowe.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

40

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

41

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 

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 

wartości 

radiometrycznych pikseli obrazu w obrębie matrycy do 
wyliczenia 

nowych 

wartości 

pikseli 

obrazu 

przetwarzanego.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

42

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

43

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 

tzw. 

procedurze analizy głównych składowych (PCA).

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

44

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

45

Materiały pochodne zdjęć 

lotniczych

fotogrametrii 

fotointerpretacji 

często 

wykorzystywane są pochodne zdjęć lotniczych:

• powiększenia zdjęć lotniczych
• fotoszkic 
• fotoszkic ulepszony 
• przetworzone zdjęcia lotnicze 
• fotomapa 
• ortofotomapa 
• stereoortofotomapa 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

46

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). 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

47

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

48

Fotoszkic ulepszony

 

Fotoszkic 

ulepszony 

zestawia 

się 

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

49

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). 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

50

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

51

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

52

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

53

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

54

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%). 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

55

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

56

Wykorzystanie zdjęć lotniczych

w inwentaryzacji lasów 

nizinnych

Jedna  z  technik  stosowanych  w  fotografii  lotniczej 

posiada  szczególne  właściwości  odwzorowywania 
roślinności. 

Wykorzystuje 

się 

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

57

Wykorzystanie zdjęć lotniczych

w inwentaryzacji lasów 

nizinnych

Interpretacja obszarów leśnych na podstawie barwnych 

zdjęć 

lotniczych 

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

58

Ocena uszkodzeń 

drzewostanów 
świerkowych:

• 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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

59

Wykorzystanie zdjęć lotniczych w 

ocenie stanu lasu

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

60

Wykorzystanie zdjęć lotniczych

w inwentaryzacji lasów górskich

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

61

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 

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

62

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

63

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

64

Obrazy satelitarne

Kanały  spektralne  satelity  Landsat  TM  znajdują  następujące 

zastosowania:

• kanał  1  (niebieski),  o  rozdzielczości  spektralnej  0,45-0,52  µm, 

użyteczny jest w kartowaniu stref przybrzeżnych mórz i większych 

jezior,  rozróżnianiu  gleb  i  zbiorowisk  roślinnych,  a  także  w 

identyfikacji elementów antropogenicznych,

• kanał  2  (zielony),  o  rozdzielczości  spektralnej  0,52-0,60  µm  – 

stosowany  w  określaniu  stanu  zdrowotnego  roślinności  oraz 

identyfikacji elementów kulturowych,

• kanał  3  (czerwony),  o  rozdzielczości  spektralnej  0,63-0,69  µm, 

umożliwia  rozróżnianie  obszarów  różniących  się  składem 

gatunkowym  roślinności,  granic  zasięgów  gleb  i  podłoża 

geologicznego,

• kanał  4  (odbita  podczerwień),  0,76-0,90  µm,  wykorzystywany  do 

oceny przyrostu biomasy w okresie sezonu wegetacyjnego oraz do 

identyfikacji  upraw  rolniczych  i  granic  pomiędzy  terenami 

lądowymi i wodami,

• kanał  5  (średnia  podczerwień),  1,55-1,74  µm,  stosowany  do 

badania bilansu wodnego i stanu zdrowotnego roślin,

• kanał  6  (podczerwień  termalna),  10,40-12,50  µm,  służy  do 

określania  stopnia  zagrożenia  roślinności,  zmian  w  środowisku 

wywołanych emisją ciepła sztucznego,

• kanał  7  (średnia  podczerwień),  2,08-2,35  µm,  pomocny  w 

określaniu  formacji  geologicznych,  typów  gleb  i  stopnia 

uwilgocenia gleb.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

65

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, 

trzech 

kanałach 

spektralnych 

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.  

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

66

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 

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. 

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

67

Waszyngton

Obrazy satelitarne

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

68

Rydzyna 

Obrazy satelitarne

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

69

Mapa Bałtyku 

Obrazy satelitarne

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

70

Mapa Polski 

Obrazy satelitarne

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

71

Obrazy satelitarne - IKONOS

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

72

Obrazy satelitarne

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

73

Obrazy satelitarne

• Obrazy satelitarne

Satelita

NOAA

LANDSA

T

SPOT

IKONO

S

ERS-

1/ERS-2

ZDJĘCIA

LOTNICZ

E

Rozdzielczo
ść 
przestrzenn
a

1 km 
4 km 

30 m  
120 m 

10 m 
20 m 

1 m 
4 m 

30 m 

0,1- 2 m

Odpowiadaj
ąca 
rozdzielczoś
ci skala 
mapy

1000000 – 

2000000

50000 – 

250000

25000 – 

100000

1 : 5000 
– 

100000

1 : 100000 
– 

1000000

1 : 1000 – 
1 : 50000

Obszar 
pokryty 
przez scenę

3  000  000 
km

2

34 

000 

km

2

600 

km

2

121 
km

2

10 

000 

km

2

2-200 
km

2

Rozdzielczo
ść czasowa 

1 dzień

16 dni

26 dni

3 dni

35 dni

obraz 
jednorazo
wy

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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

74

Obrazy satelitarne – 

rozdzielczość

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

75

Zalety obrazów satelitarnych

• ciągłość 

informacji 

(zgodna 

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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

76

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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

77

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie 

stanu lasu

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

78

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

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

79

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 żywych 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 oraz 4,3,2 skanera SWIR SPOT.

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie 

stanu lasu

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

80

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie 

stanu lasu

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

81

Wykorzystanie zdjęć 

satelitarnych 

w inwentaryzacji lasów górskich

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

82

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie 

stanu lasu

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

83

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie 

stanu lasu

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

84

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

85

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 

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.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

86

Poziomy analiz teledetekcyjnych

Poziom  najwyższy

  –  obejmuje  struktury  przestrzenne 

złożone z różnych ekosystemów, co może odpowiadać 
przestrzeni krajobrazu ekologicznego. 

Na  tym  poziomie  teledetekcyjna  informacja  obrazowa 

może być wykorzystana do:

• oceny  stanu  i  wypracowania  właściwej  dystrybucji 

przestrzennej 

lasów 

relacji 

do 

potencjału 

przyrodniczego obszaru,

• konstruowania  nowych  lub  przebudowy  istniejących 

układów leśno-zadrzewieniowych w zakresie programu 

zwiększania  lesistości  i  zadrzewień  oraz  zadań 

gospodarki łowieckiej,

• współudziału  w  tworzeniu  planów  przestrzennego 

zagospodarowania gmin,

• zlewniowgo  gospodarowania  zasobami  wody  poprzez 

ocenę udziału lasów w strukturze pokrycia zlewni,

• dokumentowania  działań  na  rzecz  ochrony  przyrody  i 

bioróżnorodności 

zakresie 

krajowych 

aktów 

prawnych 

ratyfikowanych 

konwencji 

międzynarodowych.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

87

Poziomy analiz teledetekcyjnych

Poziom  pośredni

  –  obejmuje  pojedynczy  kompleks 

leśny  (bez  względu  na  formę  własności),  gdzie 
czynnikiem 

systemotwórczym 

jest 

roślinność 

drzewiasta.  Na  tym  poziomie  struktur  przestrzennych 
występują  typowe  dla  LP  problemy  inwentaryzacyjne, 
które  mogą  być  wspomagane  poprzez  wykorzystanie 
teledetekcyjnej informacji obrazowej. 

Dotyczą one:

• doskonalenia  urządzeniowego  ładu  przestrzennego  i 

czasowego,

• inwentaryzacji  istniejących  i  konstruowania  nowych 

stref ekotonowych,

• oceny  wpływu  na  środowisko  leśne  istniejących  i 

projektowanych 

obiektów 

inżynieryjnego 

udostępniania lasów.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

88

Poziomy analiz teledetekcyjnych

Poziom  najniższy

  –  obejmuje  pojedyncze  wyłączenie 

taksacyjne. 

Najważniejszym 

polem 

zastosowań 

teledetekcji są zdjęcia lotnicze wykorzystywane do:

• wyznaczania granic wyłączeń drzewostanowych,

• sporządzania opisów taksacyjnych,

• ustalania zmian,

• inwentaryzacji uszkodzeń drzewostanu.

background image

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
 2004

89

Poziomy analiz teledetekcyjnych

Typowe  inwentaryzacje  urządzeniowe,  wykonywane  dla 

potrzeb  sporządzania  planów  urządzenia  lasu  dla 
nadleśnictw,  nie  obejmują  szczegółów  wewnątrz 
drzewostanu. 

Odpowiednia  rozdzielczość  obrazów  teledetekcyjnych,  w 

tym  możliwych  do  pozyskania  przy  dzisiejszym  stanie 
techniki  niekonwencjonalnych  obrazów  rejestrowanych 
systemami  laserowymi  i  radarowymi,  jest  łatwa  do 
uzyskania z pułapu lotniczego. 

Umożliwia to wykorzystanie teledetekcji do inwentaryzacji 

i  analiz  również  wewnątrz  pojedynczego  wyłączenia 
taksacyjnego.


Document Outline