Geodezja i Kartografia
Geodezja i Kartografia
studia I stopnia (inżynierskie), sem. 4
studia I stopnia (inżynierskie), sem. 4
wykładowca: dr hab. Zdzisław Kurczyński
wykładowca: dr hab. Zdzisław Kurczyński
Przedmiot : FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA
Przedmiot : FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA
Przedmiot : FOTOGRAMETRIA I TELEDETEKCJA
cz. 12: Teledetekcja (cz. 3 z 3)
cz. 12: Teledetekcja (cz. 3 z 3)
cz. 12: Teledetekcja (cz. 3 z 3)
cz.3:
cz.3: Interpretacja zdjęć i obrazów
cz.3: Interpretacja zdjęć i obrazów
Interpretacja zdjęći obrazów
Warszawa, rok akademicki 2006 / 2007
Warszawa, rok akademicki 2006 / 2007
Cz. 12: Interpretacja zdjęć i obrazów
Cz. 12: Interpretacja zdjęć i obrazów
Plan:
Plan:
1. Metodyka interpretacji zdjęć lotniczych
1. Metodyka interpretacji zdjęć lotniczych
analogowe przetwarzanie i analiza obrazów
analogowe przetwarzanie i analiza obrazów
wzmocnienie obrazów
wzmocnienie obrazów
2. Klasyfikacja obrazów cyfrowych
2. Klasyfikacja obrazów cyfrowych
metody
metody
kryteria
kryteria
3. Przykłady zastosowań teledetekcji
3. Przykłady zastosowań teledetekcji
Metodyka interpretacji zdjęć lotniczych
Metodyka interpretacji zdjęć lotniczych
W procesie interpretacji można wyróżnić etapy:
W procesie interpretacji można wyróżnić etapy:
wykrycie obiektu
wykrycie obiektu
(polega na spostrzeżeniu cech zewnętrznych  kształtu, wielkości,
(polega na spostrzeżeniu cech zewnętrznych  kształtu, wielkości,
tonu, barwy, ...)
tonu, barwy, ...)
szczegółowe rozpoznanie obiektu i jego identyfikacja
szczegółowe rozpoznanie obiektu i jego identyfikacja
Podstawą rozpoznania obiektów są ich cechy rozpoznawcze:
Podstawą rozpoznania obiektów są ich cechy rozpoznawcze:
bezpośrednie,
bezpośrednie,
pośrednie (ilościowe, przestrzenne, funkcjonalne, zależności między
pośrednie (ilościowe, przestrzenne, funkcjonalne, zależności między
obiektami).
obiektami).
Metodyka interpretacji zdjęć lotniczych
Metodyka interpretacji zdjęć lotniczych
Bezpośrednie cechy rozpoznawcze:
Bezpośrednie cechy rozpoznawcze:
kształt,
kształt,
wielkość obiektu,
wielkość obiektu,
fotofon lub barwa,
fotofon lub barwa,
tekstura
tekstura
(przestrzenne uporządkowanie w określony wzór, np. tekstura
(przestrzenne uporządkowanie w określony wzór, np. tekstura
bezładna, smugowa, plamista, kratowa, itp.)
bezładna, smugowa, plamista, kratowa, itp.)
struktura
struktura
(gładka  amorficzna, drobnoziarnista, gruboziarnista)
(gładka  amorficzna, drobnoziarnista, gruboziarnista)
Pośrednie cechy rozpoznawcze:
Pośrednie cechy rozpoznawcze:
cień własny obiektu,
cień własny obiektu,
cień rzucany przez obiekt
cień rzucany przez obiekt
Metodyka interpretacji zdjęć lotniczych
Metodyka interpretacji zdjęć lotniczych
Metody interpretacji zdjęć lotniczych:
Metody interpretacji zdjęć lotniczych:
kameralna,
kameralna,
polowa.
polowa.
Klucze fotointerpretacyjne i wzorce porównawcze.
Klucze fotointerpretacyjne i wzorce porównawcze.
Analogowe przetwarzanie i analiza obrazów
Analogowe przetwarzanie i analiza obrazów
Wizualna analiza obrazów:
Wizualna analiza obrazów:
instrumenty do obserwacji stereoskopowej,
instrumenty do obserwacji stereoskopowej,
przeglądarki addytywne do analizy obrazów wielospektralnych,
przeglądarki addytywne do analizy obrazów wielospektralnych,
inny sprzęt optyczny
inny sprzęt optyczny
Wstępne przetwarzanie (wzmocnienie) obrazów cyfrowych dla potrzeb
Wstępne przetwarzanie (wzmocnienie) obrazów cyfrowych dla potrzeb
wizualnej interpretacji zdjęć i obrazów.
wizualnej interpretacji zdjęć i obrazów.
Wzmocnienie wartości informacyjnej obrazu
Wzmocnienie wartości informacyjnej obrazu
Wzmocnienie spektralne
Wzmocnienie spektralne
Indeksowanie stosuje się do tworzenia zobrazowań wyjściowych,
Indeksowanie stosuje się do tworzenia zobrazowań wyjściowych,
poprzez matematyczne kombinacje wartości DN różnych pasm
poprzez matematyczne kombinacje wartości DN różnych pasm
(kanałów).
(kanałów).
Może to być proste działanie: kanał X  kanał Y, lub bardziej złożone, np:
Może to być proste działanie: kanał X  kanał Y, lub bardziej złożone, np:
kanal X - kanal Y
kanal X + kanal Y
Wzmocnienie wartości informacyjnej obrazu
Wzmocnienie wartości informacyjnej obrazu
Przykłady indeksów:
Przykłady indeksów:
IR/R
IR/R
SQRT (IR/R)
SQRT (IR/R)
indeks roślinności = IR  R
indeks roślinności = IR  R
znormalizowany różnicowy indeks roślinności NDVI (Normalized
znormalizowany różnicowy indeks roślinności NDVI (Normalized
Difference Vegetation Index):
Difference Vegetation Index):
IR - R
NDIV =
IR + R
transformowany indeks NDIV (TNDIV):
transformowany indeks NDIV (TNDIV):
IR - R
TNDIV = + 0.5
IR + R
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Skaner wielospektralny,
Skaner wielospektralny,
sierpień,
sierpień,
a - kanał czerwony,
a - kanał czerwony,
b - kanał IR,
b - kanał IR,
c - transformowany indeks
c - transformowany indeks
wegetacji (TNDIV)
wegetacji (TNDIV)
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Metody:
Metody:
klasyfikacja nadzorowana
klasyfikacja nadzorowana
klasyfikacja nienadzorowana
klasyfikacja nienadzorowana
Klasyfikacja nadzorowana wymaga pól treningowych
Klasyfikacja nadzorowana wymaga pól treningowych
Klasyfikacja nienadzorowana => analiza skupień pikseli (metoda
Klasyfikacja nienadzorowana => analiza skupień pikseli (metoda
grupowania)
grupowania)
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Kryteria podziału przestrzeni spektralnej na klasy obiektów (funkcje
Kryteria podziału przestrzeni spektralnej na klasy obiektów (funkcje
decyzyjne):
decyzyjne):
odległości od środka klasy,
odległości od środka klasy,
podział przestrzeni spektralnej na równoległościany lub elipsoidy
podział przestrzeni spektralnej na równoległościany lub elipsoidy
wielowymiarowe, odpowiadajÄ…ce klasom,
wielowymiarowe, odpowiadajÄ…ce klasom,
przynależność obiektów wg. największego prawdopodobieństwa
przynależność obiektów wg. największego prawdopodobieństwa
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Piksele z pól testowych w dwuwymiarowym (dwukanałowym)
Piksele z pól testowych w dwuwymiarowym (dwukanałowym)
układzie współrzędnych spektralnych
układzie współrzędnych spektralnych
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Klasyfikacja wg. kryterium najmniejszej odległości do środków klas
Klasyfikacja wg. kryterium najmniejszej odległości do środków klas
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Podział przestrzeni spektralnej na równoległościany
Podział przestrzeni spektralnej na równoległościany
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Funkcja gęstości prawdopodobieństwa zdefiniowana przez
Funkcja gęstości prawdopodobieństwa zdefiniowana przez
maksimum prawdopodobieństwa przynależności do danej klasy
maksimum prawdopodobieństwa przynależności do danej klasy
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Klasyfikacja obrazów cyfrowych
Warstwice jednakowego prawdopodobieństwa
Warstwice jednakowego prawdopodobieństwa
przynależności do danej klasy
przynależności do danej klasy
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Temperatura powierzchni oceanów.
Temperatura powierzchni oceanów.
lipiec 1984, satelita AVHRR
lipiec 1984, satelita AVHRR
czerwony => ciepło
czerwony => ciepło
niebieski => zimno
niebieski => zimno
Biosfera Ziemi.
Biosfera Ziemi.
Na oceanach kolor wskazuje na
Na oceanach kolor wskazuje na
koncentracje fitoplanktonu
koncentracje fitoplanktonu
(brązowy i żółty => duża,
(brązowy i żółty => duża,
purpura i niebieski => mała),
purpura i niebieski => mała),
Na lÄ…dzie zielny prezentuje obszary
Na lÄ…dzie zielny prezentuje obszary
gęstej wegetacji, żółty  rzadkiej
gęstej wegetacji, żółty  rzadkiej
wegetacji
wegetacji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Obraz SeaWiFS
Obraz SeaWiFS
(Sea-viewing Wide-Field-of-View Sensor)
(Sea-viewing Wide-Field-of-View Sensor)
Biochemia oceanów i wegetacja lądów
Biochemia oceanów i wegetacja lądów
Kompozycja obrazów od września do
Kompozycja obrazów od września do
lipca
lipca
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Skaner wielospektralny,
Skaner wielospektralny,
sierpień, skala 1:34 000
sierpień, skala 1:34 000
a  kompozycja barwna w
a  kompozycja barwna w
barwach rzeczywistych:
barwach rzeczywistych:
kanały: niebieski + zielony +
kanały: niebieski + zielony +
czerwony,
czerwony,
b - kompozycja barwna w
b - kompozycja barwna w
barwach fałszywych:
barwach fałszywych:
kanały: zielony + czerwony +
kanały: zielony + czerwony +
kanał IR
kanał IR
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Znormalizowany indeks
Znormalizowany indeks
wegetacji (NDVI) w okresach:
wegetacji (NDVI) w okresach:
a  luty  24 marzec,
a  luty  24 marzec,
b  kwiecień  24 maj,
b  kwiecień  24 maj,
c  czerwiec  19 lipiec,
c  czerwiec  19 lipiec,
d  17  30 lipiec,
d  17  30 lipiec,
e  14  27 sierpień,
e  14  27 sierpień,
f  6 - 19 listopad
f  6 - 19 listopad
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Zdjęcie barwne w podczerwieni.
Zdjęcie barwne w podczerwieni.
Skala 1:7600
Skala 1:7600
Wpływ daty fotografowania:
Wpływ daty fotografowania:
a  30 czerwiec,
a  30 czerwiec,
b  1 lipiec,
b  1 lipiec,
c  2 lipiec,
c  2 lipiec,
d  11 sierpień,
d  11 sierpień,
e  17 wrzesień,
e  17 wrzesień,
f  8 paz
dziernik
f  8 paz
dziernik
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Rozwój metropolii Las Vegas.
Rozwój metropolii Las Vegas.
Obrazy Landsat MSS
Obrazy Landsat MSS
Skala 1:500 000
Skala 1:500 000
a  1972,
a  1972,
b  1986,
b  1986,
c  1992
c  1992
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
SPOT-4
SPOT-4
Obrazy wegetacji
Obrazy wegetacji
a  Europa zach. i płn. Afryka,
a  Europa zach. i płn. Afryka,
b  M. Czerwone, kwiecień,
b  M. Czerwone, kwiecień,
c  poł. Azja,
c  poł. Azja,
d  płn.-zach. USA i Kanada,
d  płn.-zach. USA i Kanada,
kwiecień
kwiecień
a, b, c: kompozycje barwne kanałów:
a, b, c: kompozycje barwne kanałów:
niebieski => niebieski
niebieski => niebieski
czerwony => zielony
czerwony => zielony
IR => czerwony
IR => czerwony
d: kompozycje barwne kanałów:
d: kompozycje barwne kanałów:
czerwony => niebieski
czerwony => niebieski
IR => zielony
IR => zielony
śr. IR => czerwony
śr. IR => czerwony
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Satelita geostacjonarny GOES
GOES - Geostationary Operational
Environmental Satellite
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Wyręby lasu
Obraz optyczny (kompozycja barwna)
i obraz radarowy
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Pożary lasów
A  obszary wypalone
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Para stereoskopowa, SIR-B (prom kosmiczny), skala 1:35 000.
Para stereoskopowa, SIR-B (prom kosmiczny), skala 1:35 000.
Obrazowanie radarowe na tÄ… samÄ… stronÄ™ (z tÄ… samÄ… iluminacjÄ…)
Obrazowanie radarowe na tÄ… samÄ… stronÄ™ (z tÄ… samÄ… iluminacjÄ…)
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Obraz SLAR z antenÄ…
Obraz SLAR z antenÄ…
rzeczywistÄ….
rzeczywistÄ….
Kanał K,
Kanał K,
skala 1:160 000,
skala 1:160 000,
a  polaryzacja HH,
a  polaryzacja HH,
b  polaryzacja HV
b  polaryzacja HV
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Obraz SLAR z antenÄ…
Obraz SLAR z antenÄ…
rzeczywistÄ….
rzeczywistÄ….
Kanał K,
Kanał K,
skala 1:75 000,
skala 1:75 000,
a  polaryzacja HH,
a  polaryzacja HH,
b  polaryzacja HV
b  polaryzacja HV
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Lotniczy SAR
Lotniczy SAR
obszaru rolniczego.
obszaru rolniczego.
a  kanał C,
a  kanał C,
b  kanał L,
b  kanał L,
c  kanał P.
c  kanał P.
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Obraz SIR-B (prom kosmiczny),
Obraz SIR-B (prom kosmiczny),
Floryda, skala 1:190 000
Floryda, skala 1:190 000
a  kÄ…t padania 58º, 9 paz
dziernik,
a  kÄ…t padania 58º, 9 paz
dziernik,
b  kÄ…t padania 45º, 10 paz
dziernik,
b  kÄ…t padania 45º, 10 paz
dziernik,
c  kÄ…t padania 28º, 11 paz
dziernik
c  kÄ…t padania 28º, 11 paz
dziernik
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Arabia Saudyjska
Arabia Saudyjska
skala 1:630 000
skala 1:630 000
a  Landsat MMS,
a  Landsat MMS,
kanał 7 (9.8-1.1um), lipiec 1973
kanał 7 (9.8-1.1um), lipiec 1973
b  SIR-B, kanał L, listopad 1981
b  SIR-B, kanał L, listopad 1981
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Obraz radarowy ERS-1.
Obraz radarowy ERS-1.
Cieśnina Gibraltar.
Cieśnina Gibraltar.
Ruch fal z Atlantyku do
Ruch fal z Atlantyku do
Morza Śródziemnego
Morza Śródziemnego
skala 1:650 000
skala 1:650 000
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Obraz radarowy ERS-1. Plamy ropy naftowej na m. Śródziemnym,
Obraz radarowy ERS-1. Plamy ropy naftowej na m. Śródziemnym,
wybrzeże Francji (ciemniejsze obszary w prawym dolnym rogu).
wybrzeże Francji (ciemniejsze obszary w prawym dolnym rogu).
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Kompozycja barwna
Kompozycja barwna
obrazów SIR-C
obrazów SIR-C
Afryka Centralna,
Afryka Centralna,
krajobraz wulkaniczny
krajobraz wulkaniczny
Skala 1:360 000
Skala 1:360 000
kompozycje barwne:
kompozycje barwne:
kanał C, HH => niebieski
kanał C, HH => niebieski
kanał C, HV => zielony
kanał C, HV => zielony
kanał L, HV => czerwony
kanał L, HV => czerwony
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Obraz SAR
(Pensylwania)
Struktury geologiczne (synklina)
Cienie radarowe wzmacniajÄ…
rzez
bę i duże struktury geologiczne
Przykłady zastosowań teledetekcji
Przykłady zastosowań teledetekcji
Charakterystyki spektralne gleby o różnej wilgotności
Charakterystyki spektralne gleby o różnej wilgotności
DZI
KUJ

DZI
KUJ

DZI
KUJ