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

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.

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.

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

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

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

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

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

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

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).

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,

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.

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)

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

z

cyfrowego

obrazu

teledetekcyjnego.

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

).

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.

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.

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.

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

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.

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

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.

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.

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

z

różnych

systemów

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

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.

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

22

Mozaikowanie obrazów

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

23

Zdjęcia lotnicze

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

w

pobliżu środka ciężkości samolotu

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

o

<<

45

o



.

.

> 45

o

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’.

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

i

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).

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.

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.

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



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

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

.

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

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

.

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

-

+ + +

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

35

Zdjęcia w barwach naturalnych

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

36

Zdjęcie lotnicze w barwach

naturalnych

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

37

Zdjęcie lotnicze w barwach

umownych

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

38

Zdjęcie lotnicze

panchromatyczne

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.

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.

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

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.

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.

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

w

tzw.

procedurze analizy głównych składowych (PCA).

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.

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

45

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

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).

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.

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

48

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.

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).

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.

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.

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.

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.

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%).

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.

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

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.

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

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.

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

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

59

Wykorzystanie zdjęć lotniczych w

ocenie stanu lasu

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

60

Wykorzystanie zdjęć lotniczych

w inwentaryzacji lasów górskich

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

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.

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.

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.

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.

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,

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.

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

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.

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

67

Waszyngton

Obrazy satelitarne

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

68

Rydzyna

Obrazy satelitarne

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

69

Mapa Bałtyku

Obrazy satelitarne

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

70

Mapa Polski

Obrazy satelitarne

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

71

Obrazy satelitarne - IKONOS

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.

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

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

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

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

74

Obrazy satelitarne –

rozdzielczość

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

75

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

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

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

77

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie

stanu lasu

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

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

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

80

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie

stanu lasu

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

81

Wykorzystanie zdjęć

satelitarnych

w inwentaryzacji lasów górskich

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

82

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie

stanu lasu

16.04.21

Fotogrametria i Systemy Infor
macji Przestrzennej - wykłady
2004

83

Wykorzystanie zdjęć satelitarnych w ocenie

stanu lasu

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.

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

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.

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

w

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

w

zakresie

krajowych

aktów

prawnych

i

ratyfikowanych

konwencji

międzynarodowych.

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.

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.

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.