Podstawy teledetekcji wykłady skrypt

Podstawy teledetekcji

prowadzący dr hab. inż. Katarzyna Osińska - Skotak

2 kolokwia: I - po części lotniczej 23.04.2014
II - przedostatni wykład 04.06.2014

zalicza 60%

Cel:zaznajomienie sięz dostępnymi źródłami pozyskiwania danych przestrzennych, jakimi są zdjęcia lotnicze

Przygotowanie na zajęcia - będą wejściówki.

strona: http://telesip.gik.pw/index.php/studia-mgrin/materiay-dydaktyczne/teledetekcja-1

użytkownik: student_tele
hasło: T5gik!

Wykład nr 1 26.02.2014

"Interpretacja zdjęć lotniczych" Ciołkosz, Olędzki, Miszalski PWN 1999

Sitek "Wprowadzenie do teledetekcji..."

Teledetekcja [ gr.tele-daleko, lac. detectio-wykrywać ]

Schemat przepływu promieniowania elektromagnetycznego.

3 pułapy systemów teledetekcyjnych:

1) samolotów konwencjonalnych

2) stratoferyczne i samolotów specjalnych

3) satelitarne (najczęściej wykorzystywane)

Pasma widzeń:

1) pasmo widzialne

2) podczerwień średnia

3) mikrofale

Promieniowanie – rysunek

Systemy:

a) aktywne - emituje promieniowanie, które następnie odbija się od powierzchni Ziemi i zostaje rejestrowane przez system; mamy jednego satelitę, który emituje i przyjmuje promieniowanie. (zakres mikrofalowany, promieniowanie odbierane przez radar)

b) pasywne - naturalne promieniowanie Ziemi lub Słońca.

Dwa rodzaje promieniowania: emitowane przez Słońce i odbite od Ziemi oraz emitowane przez samą Ziemię (ciepło Ziemi)

HISTORIA:

1858r. – Felix znany jako NADAR - pierwszy balon

1888r. – Batut – latawiec

1903r. – Bawaria – Julius z Neubramer – gołąb pocztowy

1906r. – Lawrance

1909r. – Wilbur Wright – pierwszy samolot wyposażony w aparat!

I i II wojna światowa spowodowały szybki rozwój technologiczny!

1891r. – system kamery rakietowej Ludwig

1957r. - SPUTNIK, pierwszy satelita

1960r. – pierwsze zdjęcie z kosmosu – satelita TIROSS-1

Misje promów kosmicznych bardzo pomogły w rozwoju teledetekcji, np. Misja Apollo 9 z 6-13.03.1969r. Wykonano wtedy pierwsze zdjęcia ( kamera Kasselblada) z kosmosu, które okazały się być przydatne w zakresie geologii, hydrologii, rolnictwie, leśnictwie, badaniach pokrycia terenu. Użyto kamery wielospektralnej co oznacza że każdy obiektyw rejestruje inny zakres promieniowania)

Lata 60 XXw - budowa pierwszego systemu satelitarnego dedykowany teledetekcji wielospektralnej.

23.07.1971r. - NASA wprowadza satelitę ERTS -1 (potem nazwany Landsat-1)

1992r. – piksel 2m x 2m – Rosja

przełom XX i XXI w. – wprowadzono piksel 1m x 1m

2007 rok - piksel obrazów satelitarnych schodzi poniżej 0,5x0,5 m.

Systemy do badań środowiskowych - piksele nawet powyżej 1 km.

WorldView -1 (czarno białe zdjęcia) – 46cm piksel

2008r. - GeoEye 1 - najlepszy system satelitarny cywilnie dostęny, kolorowe zdjęcia w trzech - czterech zakresach, do 41 cm piksele, materiały udostępniane są w pikselach do 50 cm.

WorldView - 2: piksele do 46 cm, wysłany w kosmos w 2010r., dużo zakresów rejestrowania

Plejdes - 1A lub 1B: wystrzelony 17.12.2011, jest to pierwszy europejski satelita, rejestruje obraz do 51 cm pikseli.

wykres:

Kosmiczne śmieci: dużo szczątków satelitarnych, systemów satelitarnych etc.

0.5 mln śmieci fruwa w kosmosie o średnicy do 1m - latają one 300-400 km nad powierzchnią Ziemi.

16 tys. obiektów jest non stop monitorowanych i są skatalogowane. 95% śmieci to niepotrzebne elementy systemów satelitarnych. 5% to potrzebne satelity, 16% zużyte satelity.

11.01.2007r. Chiny zestrzeliły swojego satelitę powodując znaczny wzrost śmieci kosmicznych.

10.02. 2009r. Zderzenie dwóch sztucznych satelitów - niefunkcjonującego rosyjskiego Kosmos 2251 i amerykańskiego działającego Iridium 33

tzw.”piki=przeskoki” następują wtedy gdy dochodzi w przestrzeni do zderzenia

PW - Sat: pierwszy polski satelita studencki, wystartował 13.02.2012 – sprowadzenie satelitów na Ziemię – usuwanie kosmicznych śmieci.

PYTANIE: czy ma obecnie jeszcze sens nauczania interpretacji obrazów?

wykład nr 2 05.03.2014

Czy jest sens nauki....? – Odpowiedź: JEST

Patrzeć, widzieć a dostrzegać i rozpoznawać.

Złudzenia optyczne - jak możemy oszukać nasze oko.

· Kolor jasny w ciemnym otoczeniu będzie wydawał sie jeszcze bardziej jasny.

· Perspektywa- powoduje ze obiekty w oddali wydaja sie większe.

· Czerń i biel - ciemne rzeczy wyszczuplają, białe pole wydaje sie większe.

· Julian Beever- artysta uliczny, dziury w chodnikach.

Wzrokowo można nas łatwo oszukać, obraz zależy od otoczenia.

Sztuka postrzegania.

Nasza wiedza o obiektach pozwala na stwierdzenie, co jest, czym, niekoniecznie w oparciu o obraz, ale o nasze wyobrażenia. Z bliska ciężko rozpoznać, co jest, czym, np. dachy kontenerów możemy rozpoznać z otoczeniem portu, za to z bliska jak np. dywan.

o Ayers rock Australia- gra cieni

o Wulkan- sztuka postrzegania i rysowania odpowiednich cieni

o Zdjęcie mikroskopowe a zdjęcie lotnicze Islandii- trudności w rozróżnieniu

Przegląd zdjęć lotniczych

zdjęcia czarnobiałe – PANCHROMATYCZNE:

v zdjęcia panchromatyczne do niedawna były wykorzystywane na filmach analogowych (kilka lat temu)

v od kilku lat zdjęcia cyfrowe

v rejestrowany zakres widzialny dla ludzkiego oka 400 – 700 nm (zarówno w analogowych jak i cyfrowych).

v zawsze to, co jest jasne będzie jasne tez na zdjęciach

v w przypadku zdjęć analogowych Mówiono o rozdzielczości 100linni na mm

v w zdjęciach cyfrowych mówimy o pikselach.

v dane techniczne emulsji Zakres uczulenia emulsji był większy i stosowano filtr odcinając część promieniowania światła niebieskiego

Zalety zdjęć panchromatycznych

• Dobra widoczność obiektów topograficznych (domy, drogi, zakłady przemysłowe).

• Dobra interpretacja wód (odcień wody mówi o zawiesinach w nich zawartych, na jasnym odcieniu rzeki trudno jest okonturować wodę).

• czytelność powierzchni zacienionych- pomimo ze rzuca sie cień obiekty w jego zasięgu i tak są możliwe do odczytania. Niektóre małe elementy są możliwe do zauważenia jedynie po cieniu

Wady zdjęć panchromatycznych:

o Trudność w odróżnieniu lasu liściastego od iglastego po odcieniach, jest to możliwe tylko w niektórych miesiącach w ciągu roku (wiosną i jesieną). Można rozróżnić wtedy nawet gatunki drzew.

zdjęcia czarno białe - w podczerwieni

Ø Rejestrowane w zakresie niewidocznym dla człowieka 690 – 900 nm

Ø w podczerwieni są bardzo jasne rośliny, wody są bardzo ciemne, praktycznie czarne (chyba że woda jest w ruchu, to może być nawet biała)

Ø zdolność rozdzielcza analogowych zdjęć wynosi 80 linii na mm

Ø skały wapienne dają bardzo jasny kolor na tych zdjęciach

Zalety zdjęć w podczerwieni:

o efekt mgiełki atmosferycznej

Wykład nr 3 12.03.2014

Wady IR:

- ekran z gleb i roślinności świeżo uprawionej ( świeżo uprawiana gleba jest bardziej przejaśniona

- nieczytelność utworów ???

- brak możliwości zobaczenia tego co w cieniu

- brak informacji o charakterystyce zbiorników

Promieniowanie niebieskie - widzialne - cień niebieski

Cień czarny - nic nie wiemy

Porównanie PAN i IR

wody - PAN - widać wgłębienia, głębokość

IR - linia brzegowa

drogi - zależy - ale sieć dróg na panchromatycznych (lepsza interpretacja)

Zdjęcia IR - wilgotnościowe sprawy

Wykład nr 4 19.03.2014

Zdjęcia barwne w IR (CIR)

Zdjęcia barwne w podczerwieni - najbardziej poprawne określenie

480-900nm

Zdjęcia analogowe 60 linii na milimetr- niska

Obecnie zdjęcia robi się cyfrowo, należy znać jednak metodę tworzenia warstw analogowych

Jeżeli z promieniowania zielonego zostanie wymyty barwnik żółty, to pozostanie nam kolor niebieski. Zakres zielony, czerwony i podczerwieni (ma najniższą czułość). Zasada tworzenia koloru - mieszaknie barw, trzy warstwy i każda z nich ma inny barwnik.

Reakcja fotochemiczna. Zielony -> reakcja w barwniku żółtym -> niebieski
Podczerwień -> reakcja w barwniku niebieskim -> czerwony

Zdjęcia barwne w podczerwieni.

To co jest zielone staje się czerwone, różowe. Pozostałe kolory są szare, niebieskie.

Na zdjęciach w podczerwieni bardzo dobrze widać stan i kondycje roślinności

Podczerwień jest wrażliwa na to co znajduje się w tkankach roślin, jak wyrwiemy roślinę, to nie będzie już ona intensywnie różowa/czerwona.

Kwiaty w podczerwieni.

Różowa roślinność posiada więcej biomasy.

Kwitnącą magnolii, kwiaty nigdy nie są czerwone, są różowe.

Dlaczego nie ma cieni? - bo zdjęcia barwne w podczerwieni rejestrują cześć światła widzialnego (zielonego i czerwonego) dlatego brak tu cieni.

Rożne odcienie roślin świadczą o różnorodności gatunków.

Kwiaty - kolory:

biały -> biały

czerwono - pomarańczowy -> żółty

fiolet -> pomarańczowo - żółte

Rośliny o barwach niebiesko - białych są suche. Intensywnie zielone mają odcienie różu i czerwieni.

Zdjęcie z czerwca , pokosy, widać kopy siadna- wrażenie wypukłości, suszace się siano,

Kolka jaśniejsze- fragmenty wyjedzone przez zwierzęta.

Punkciki o wydłużonych kształcie- zwierzęta na pastwiskach.

Wody na zdjęciach barwnych tez są czarne.

Tereny wilgotne tez są ciemniejsze.

Dostępność zdjeć lotniczych, gdzie można je kupić

CODGIK

Aktualność jest całkiem niezła

Piksel mapa

Zalety zdjęć barwnych w podczerwieni:

Zdjęcia lotnicze na CODGIK:

Ortofotomapa jest pod tym względem lepsza od zdjęcia lotniczego, że ma już określony układ i brak zniekształceń.

WYKŁAD NR 5 02.04.2014

Cechy rozpoznawcze (cd):

1) Cień i jego rola - obiekty rzucają cień i mają cień własny. Jest to cecha, która utrudnia interpretację zdjęć, ale również umożliwia identyfikację obiektów, np. słupy wysokiego napięcia ( tych obiektów nie widać, ale można je dostrzeć, dzięki ich cieniom; cienie rzucane przez drzewa - po cieniach możemy zidentyfikować gatunek drzewa).

Zdjęcia z okresu lipca/sierpnia - zboże które dojrzewa jest w kolorze beżowym/żółtym, gleba też może być w takim kolorze. Jak je rozróżnić? Tylko dzięki cieniowi, który jest rzucany przez wyższe zboże.

- położenie i kształt osiedla uwarunkowane geologią: wyspa gleb mineralnych pośrodku obszarów bagiennych. Bagna pierwotnie były ochroną osady. potem jako gleby uprawne.

- zabytki archeologiczne - są takie pory roku i pory dnia,że pewne cechy się ujawniają. Wyróżniki. Obiekty archeologiczne - najczęściej pod ziemią, są jakieś pozostałości. Fosa- materia organiczna - obumierały rośliny - żyzniejsza gleba. W obiektach arch. mamy pozostałości typu fundamenty budowy (np. zeszło nierównomiernie zboże i odkryło ruiny).

- cmentarze - mają charakterystyczną strukturę; często wokół kościołów są cmentarze kościelne. Obecnie mamy bardzo mało tego typu cmentarzy, zaprzestano chować ludzi wokół kościoła ze względów sanitarnych. Na ogół cmentarze są poza lub na obrzeżu miejscowości.

- Rola sąsiedztwa. Otoczenie nam bardzo mówi, np. wyrobiska, kopalnie, wskazują że przemysłowe budynki to są jakieś cementownie, fabryki etc.

-Rola sąsiedztwa. Łąka/Pastwisko. - Łąka jest zwyczajowo koszona, a pastwisko zwyczajowo wypaszona. Pastwisko zazwyczaj jest bliżej gospodarstw, owalne struktury świadczą o wypasaniu. Efekt ręcznego koszenia - łukowate formy, na zdjęciu wygląda, jakby ktoś odcisnął swoje linie papilarne.

- Struktura użytkowania terenu może świadczy o rzeźbie terenu. Działki układają się współkształtnie do rzeźby terenu.

- Obraz powierzchni gleby - rozmycie powierzchni gleby przez opady zafałszowuje informację o glebach ( gleba połowa z lessu, opadowo - glejowa ). Osuszona będzie gładką, jasną powierzchnią.

- Erozja objawia się również ciemniejszymi tonami w miejscach gdzie na powierzchni pojawia się poziom B, a nie tylko jaśniejszymi.

Na obraz gleby wpływa próchnica - czarnoziem o zawartości próchnicy ok. 10% daje na zdjęciu odcień czarny.

Świeżo uprawiana gleba daje prawie czarny obraz na zdjęciu. Na obraz gleby wpływa również typ i kierunek uprawy. Uprawa maszynowa - oranie -> możemy wiedzieć jaki był typ uprawy.

- Tekstura. Mikrocienie upraw ze względu na oranie. Wpływa stan rozwoju roślin na to jaki mamy obraz. A także pogoda i opady. Sposób nawożenia, jasno zielona jest przenawożona. O obrazie roślinności decydują nie tylko liście, ale w pewnych okresach również kwiaty, np. rzepak.

- Na terenach rolnych obserwujemy misy wytopiskowe, oczka wodna. Może być widoczna tafla wody i zakwiatająca wokół roślinność ( jest bardziej zielona- bo gleba jest żyźniejsza).

- Ślady na brzegu i droga wskazują na przeprawę promową.

Przed interpretacją należy poznać wygląd, fazy fenologiczne roślinności. Ważne jest aby znać teren i wiedzieć co tam rośnie. Trangresję wydm dobrze widać na zdjęciach lotniczych.

Info które trzeba wiedzieć przed rozpoczęciem interpretacji:

- skala, data wykonania (rok, miesiąc, dzień, godzina, minuty)

- ogniskowa
- rodzaj emulsji
- filtry
- wysokość lotu

o terenie:
- rodzaj pokrycia
- rodzaj rolnictwa
- geologia
- rzeźba terenu
- historia osadnictwa i kultury materialnej
- typy zabudowy
- elementy topograficzne
- wały przeciwpowodziowe
- lasy
- gleby
- roślinność
- archeologia

Ważne jest przyjęcie jednoznacznych definicji obiektów i kryteria ich odróżniania od innych obiektów. O każdym obiekcie trzeba wiedzieć: co to jest, jak to wygląda w rzeczywistości,.....

Kluczowe jest wyobrażenie sobie jak wyglądał krajobraz oraz poszczególne obiekty.

…….

Wykład nr 6 09.04.2014

Podstawy fizyczne - idea badań teledetekcyjnych

Promieniowanie elektromagnetyczne - jest nośnikiem informacji, dzięki niemu mamy informacje o charakterystyce obiektów ( co to jest, jak wygląda i jakie ma właściwości).

Zakres promieniowania:

1.Podczerwień i mikrofalowe są wykorzystywane w teledetekcji. One nas najbardziej interesują.

2. Promieniowania Słońca i Ziemi. Moc promieniowania przez Słońce - zakres widzialny - promieniowanie WIDZIALNE, Ziemia emituje mniejszy zakres promieniowania - max. promieniowanie 9-10 mikrometrów i jest to promieniowanie CIEPLNE.

Okna atmosferyczne - na drodze między Ziemią, Słońcem a systemem satelitarnym jest atmosfera. I okna to są to te długości fal, które w dużym stopniu przechodzą przez atmosferę, a nie są przez nią pochłaniane.

Główne składniki atmosfery - one decydują o pochłanianiu fal. Okna atmosferyczne przypadują na podczerwień średnią, nitermalną i zakres widzialny to wynika z ozonu.

Interakcje na drodze od Słońca do Ziemi:

51% dociera do Ziemii promieniowania od Słońca

4% odbijana z tych 51%, reszta jest pochłaniana

Dlaczego niebo jest niebieskie?

Im więszka odległość, grubsza atmosfera na drodze krajobraz - oko, tym powoduje, że widzimy zaniebieszczone krajobrazy.

Krwisty zachód Słońca - rozpraszane inne długości fal tj. czerwone i pomarańczowe.

Dziura oznowa - 350 dobsonów, taką powinna mieć grubość. 1 dobson = 0.01 mm. Jak jest dziura ozonowa, to dużo ultrafioletu przechodzi do naszej atmosfery. Tendencja jest taka, że w ostatnich latach dziura ozonowa powiększa się. Stopień odbicia zależy od długości fali i od obiektów - każda z tych charatkterystyk pokazuje inne minima i maksyma na danym poziomie. Bardzo ciemny obiekt - mało odbija, im jaśniejszy obiekt tym więcej odbija.

Wszystkie rośliny, które są zielone mają podobny charakter spektralny, poza roślinnością, która jest sucha.

Zrożnicowanie właściwości odbicia i emisji promieniowania magnetycznego spowodowane jest różnymi właściwościami danych obiektów.

Charakterystyki spektralne - zależność odbicia promieniowania od danego obiektu, w zależności od długości fali.

Komentarz do wykresu:

Woda- słabo odbija promieniowanie

Woda - ma znikome odbicie powyżej fali 700 - 800 nanometrów.

Gleba - niżej jest gleba wilgotna, wyżej jest zawsze sucha gleba ( ale kształt mają taki sami).

Jak uzyskać charakterystyki spektralne?

Zdjęcia satelitarne- okna atmosferyczne powodują plamy na zdjęciach, nie można zarejestrować odbytych fal

Pomiary terenowe - radiometr

Woda

Co wpływa na odbicie wody?

Woda mętna i zanieczyszczona - lepiej odbija, nawet w podczerwieni

Im większe odbicie tym jaśniejsze elementy

Czyli woda zanieczyszczona będzie jaśniejsza na zdjęciach niż woda czysta

Zawartość chlorofilu - określa produktywność wody. Im więcej chlorofilu tym więcej żyjątek w wodzie. Czerwiec/ lipiec najbardziej zakwitają nam jeziora. Im więcej chlorofilu tym większe odbicie promieniowania - tak jak rośliny zielone.

Składniki w wodzie jeziora: chlorofil a - żyjątka, woda, zamierający materiał organiczny, trypton.

Roślinność:

zależy od tego jaka jest roślinność, jaka trawa, czy drzewa liściaste czy iglaste.

Rośliny uprawne - wartości odbicia są bardzo zróżnicowane, dzięki czemu łatwo można je od siebie rozróżnić.

Wpływ na to, co odbija roślinność mają:

Bi

zielone promieniowanie w pewnym stopniu jest pochłaniane, ale przede wszystkim odbijane. Podczerwień?

Efekt chlorofilowy - chlorofil dla podczerwieni jest przeźroczysty. Podczerwień przechodzi przez roślinę i dopiero gromadzi się na komórkach ścianek i wtedy właśnie daje światło widzialne, które widzimy na wykresie.

Im zdrowsza roślina tym jaśniejsze odbicie.

Wraz ze spadkiem odbicia promieniowania czerwonego wzrasta odbicie NIR.

Okna atmosferyczne - to co jest białe, to jest to, co nie przepuszcza.

Zawartość barwników.

Zielony -> żółty -> czerwony -> brązowy

Wykład nr 7 16.04

Charakterystyki spektralne

Zmiany fenologiczne - co wpływa na interpretacje zdjeć?

1) Kąt obserwacji – różnice między kątem słońca a sensorem – słońce zawsze ten sam kierunek, sensor Inny – w zależnośći od kąta możemy ten sam obszar inaczej zarejestrowac (róznice odcieni, tekstury) – rozne odcienie tego samego pokrycia – roznice w obfotografowywaniu np. lisci za dnia i noca

2) Oświetlenie – widoczne mikrostruktury – widoczność w zależności od oświetlenia

3) Stopień pokrycia - zależność między pokryciem przez biomase, a przez glebe,

0 odpowiada zeru, 53 odpowiada 980 itp, 100 % pokrycia 3850 biomasy, największa

98 % pokrycia wcale nie odpowiada i nie przybliza się do 100% odbicia,

4) Wiek roślin – dwa rodzaje pszenicy, młodsze roślinny odbijają więcej, mają generalnie wyższe odbicie, ale nie w każdym zakresie,

5) Stres wodny, termiczny – obraz roślinności – Pancho – w zakresie widzialnym – roslina zdrowa jest ciemniejsza, bo mniej odbija, najsilniej zestresowana roślinność – najsilniej odbija, będzie najjasniejsza; IR – zdrowa roslina- będzie najjasniejsza- najwięcej odbija, obniza się jej zdrowie – jest coraz ciemniejsza

GLEBA:

Od czego zalezy odbicie od gleby?

· Typ gleby, skład granulometryczny

· Zgruźlenie

· Wilgotność

· Skład chemiczny – zawartość pigmentów

· Ilość i skład próchnicy

Glina czerwona- największe odbicie – widzimy ja jako czerwona

Piaskowiec – mniejsze odbicie od wapienia

Wapień – duża jasność

Red soil – czerwonoziemy(?)

Black soil – czarnoziem, nizsze odbicie niż red soil,

Chodnik – ma największe odbicie, bo jest jaśniejszy, i jest GŁADKI – zawsze się wiecej odbija niż od powierzchni chropowatej!

Stopień zgruźlenia :

gleba płowa - zdecydowanie wiecej odbija niż czarna ziemia

czarna ziemia – dużo próchnicy, bardzo ciemna

à zgruźlenie zmniejsza odbicie!

Zawartość próchnicy :

Powierzchnia sucha: Im więcej próchnicy tym ciemniejsza gleba, tym więcej jest odbicia!

Powierzchnia świeża: jak w/w tylko że jeszcze mniejsze wartości

Zawartość pigmentów:

Generalnie:

· caco3 – rozjaśnia glebę

· Fe2O3 przyciemnia glebę

(Gleby węglanowe fotografowane w IR dużo odbijają !)

Wilgotność gleby:

im więcej wody, tym ciemniejsza gleba, tym wiecej odbija, tym jest jasniejsza na panchro

gleby podmokłe - są znacznie ciemniejsze na zdjęciach - barwne naturalne

W iR - WZNOSZĄCA SIĘ CHARAKTERYSTYKA -

Wykres: hierarchia charakterystyki spektralnej gleb:

Najmneij odbija gleba z najwieksza zawartoscia prochnicy

JAK WYGLĄDA CHARAKTERYSTYKA GLEBY - JEST WZNOSZĄCA

PORÓWNANIA GLEBY SUCHEJ Z PRÓCHNICZNĄ - KOJARZYC CO WIECEJ ODBIJA (CZYLI JEST JASNIEJSZE)

ROŚLINNOSC - WIEKSZE I MNIEJSZE ODBICIE - NA KOLOKWIUM

inne obiekty:

powierchnie antropogeniczne - beton, asfalt, odkryta gleba, żwir, gont, generalnie każde z nich ma podobny kształt - każdy pik swiadczy o wystepowaniu zwiazku,

np. beton- moze byc wapno, cement

układ zblizony do gleb - bo gleby są to zwietrzałe skały, a beton tez jest ze skał, beton jak skała - ale jest gładki wiec odbija troche wiecej:) bedzie jasniejszy na zdjeciu panchro

śnieg - im śnieg jest starszy,bardziej zlezały tym jest ciemniejszy,

zdjęcie lodowca - ciemniejsze plamy - stary lód, mozna tez okreslic

Kolokwium!: roślinność w małym paluszku, czystośc wody - jak wpływa na gleby, umiec narysowac wilgotna glebe, odcienie w roznych porach roku,

Pytanie o cienie ! unikać odpowiedzi starych! brak pytan o liczby,

nie uczyc sie dat satelitów - brak pytan

zakres promieniowania Ir, kiedy sie zaczyna, zakres pamietac ogolnie, co to są zdjęcia panchromatyczne, gdzie co lepiej widac,

jakie wody - panchro?

WYKŁAD 8 30.04

Satelitarne obrazowania powierzchni ziemi

Rodzaje systemów z względu na orbite:

  1. Geostacjonarne - przebiega nad równikiem

  2. Heliosynchroniczne okolobiuegnowe- przebiega nad biegunem

Geostacjonarne systemy - systemy komunikacyjne, transmisji, łączności. Wysokość takiej orbity wynosi 36 000km. Geostacjonarna oznacza, że my z Ziemi mamy wrażenie, że on cały czas stoi w miejscu nad Ziemią. A jego orbita porusza się z taką samą prędkością, co Ziemia.

Heolicentryczne - są cały czas w tym samym miejscu, wykorzystuje to że Ziemia się obraca, po kilku dniach jest zeskanowany cały obraz ziemi, są znacznie niżej, 400-900 km, blisko Ziemi

Rodzaje systemów, ze względu na cel wykonywania zdjeć:

Podział ze względu na Rodzaj promieniowanie/ aparatury:

RYSUNEK

Rodzaje skanerów:

Whiskbroom - rejestrowany jeden piksel, piksel po pikselu - teraz już rzadko używany

Pushboom - najcześciej - linijka studetektorowa- każdy detektor odpowiada jednemu pikselowi na powierzchni terenu

Staring - rejestracja macierzowa - macierz po macierzy jest rejestrowana

Obraz cyfrowy - matryca, uporządkowany zbiór elementów macierzy, każdy piksel ma jakiś odcień szarości zapisany w systemie binarnym ( dla a komputere piksele to nie są kolory, tylko wartości binarne). Im wyższa wartość tym wyższe odbicie promieniowanie, im niższa wartość tym ciemniejszy kolor, im wyższa wartość tym jaśniejszy kolor.0 (biały) - 250 (czarny)

Jednostki informacyjne - dane cyfrowe są zapisywane w formacie binarnym - dalsze wartości na sladzie

System 8 bitowy:

Obecnie mamy system 11 bitowy, dlatego mozliwe jest przedstawienie obrazow o lepszej rozdzielczosci

Podstawowe charakterystyki ( musimy wiedziec z czym mamy do czynienia)

*liczba zakresów promieniowania jaka jest rejestrowana - liczba kanałow spektralnyh zalezy od systemu satelitarnego - landsat 7 kanałów, każdy w innym zakresie promieniowania.
*scena satelitarna to zarówno ten obraz równoległoboka (przestrzeń ) jak i liczba zakresów promieniowania)

* landsat - 7 obrazów, siedem kanałow spektralnych, tak samo zrobione tylko w innych zakresach- każde zdjęcie jest zrobione w innym zakresie i przedstawia co innego

Zdjęcia:

Początki techniki wielospektralnej- 4obiegowe kamelry ub 6obiegowe- z różnymi rodzajami emulsji

* przy 11 bitach widzimy więcej szczególów - wiecej odcieni szarosci powoduje wyodrebnienie wiecej szczegółow do odroznienia

Obecne systemy maja możliwość "wychylania sie" wiec mogą robić zdjecia co 2-3 dni

Systemy barwne

rejestrowane są zdjęcia w róznych zakresach promieniowania- ale czarnobiałe, wiec jak zrobic z niego barwne → system addytywny - światła

RGB

Gdy mieszamy niebieski z zielonym -cyjan

zielony z czerwonym - żółty - TO NIE JEST MIESKANIE FARBEK

niebieski z czerwonym - purpura biskupia - Magenta

sprawdzic barwy

gdy zmieszamy wszystkie 3 kolory - wychodzi biały!!

TM4 podczerwony - przepuszczamy przez filtr czerwony, to co mało odbija jest ciemnoczarny, to co mniej jest int czerwony

TM3 czerwony- przez filtr zielony- to co mało odbija ciemnozielone, to co dużo odbija jaskrawo zielone

TM2 - zielony - przez filtr niebieski - bardzo duzo odbija int niebieski, mało odbija ciemnogranatowy

Przepuszczamy wszystko przez jeden Złożenie tych trzech kanałów daje zdjęcie barwne - kompozycja barwna standardowa

Roślinność jest czerwona, wszystkie inne tereny są niebieskoszare.

Przeglądarka addytywna: za pomocą jej robiło się kiedyś kolorwe zdjecia, analogowe.3 tabele z nasyceniem kolorów od najwyżej do najniższej (czerwień, zieleń, niebieski).

WYKŁAD 9 05.05

Kompozycja barwa

Przetwarzanie cyfrowe

Charakterystyki spektralne - mówią nam o tym, jak zachowuje sie dana roslina, obiekt w zaleznosci od dlugosci fali

Mamy RGB 4 3 2:

Suma procentow odbicia nie bedzie rowna 100

Trawa 70 7 15 czyli trawa bedzie silnie czerwona, wychodzi z takich udzialow procentowych poszczegolnych barw - daje czerwony

Gleba sucha - wykres brazowawy, kanal 4 mniej wiecej 35, 3 kanal 20, kanal 2 ponizej 20, wiec z tego wychodzi nam kolor ciemny, im mniejszy udzial barw tym ciemniejszy kolor, wychodzi wiec burawy

Gleba mokra udzial barw jest bardzo niski, wychodzi nam bardzo ciemny brazowy

Kompozycja barwna RGB 432 - bardzo ciemne barwy, mapa warszawy niewidoczna

By kompozycja byla czytelna jest rozciagany kontrast,

Gdy popatrzymy na charakterystyke spektralna typowa dla polski -wykres odbicia- mamy kanal widzialny niebieski 1 rejestrowane jest promieniowanie na niskim bardzo poziomie, 15 %, a my mozemy nadac im kolory szarosci, obiekt w danym kanale mozemy zroznicowac

Poziom promieniowania w kanale 1 jest na tyle niski ze jest ciemny, i jesli chcemy miec je bardziej widoczne to rozciagamy kontrast, balansujemy miedzy bialym a czarnym

Jesli w danym kanale ustalimy sobie maksymalne promieniowanie 10-12 procent, to zeby 100procent wartosci zobaczyc - musimy przeskalowac dany zakres mnozac przez 10, 0 jest zerem, maksymalny chcemy przeskalowac maksymalnie do stu procent

W kazdym z zakresow jest inne maksymalne do zarejstrowania promieniowanie,

Kanal 1 widzialny mozemy przeskalowac najsilniej, najslabiej przeskalowujemy podczerwirn bo jest najbardziej kontrastowa ;)

Przeskalowujemy kanaly i mnozymy barwy RGB, mnozniki sa zmienne, nie sa typowe, orientacyjnie mozemy okreslic kolory dzieki przeskalowaniu - trawa - po przeskalowaniu z czerwonego kolir bedzie prawie purpura biskupia, madzenda

Gleba sucha - po przeskalowaniu wychodzi kolor mietowy

Roslinnosc - czerwona, gleby, betony i te inne w odcieniach mietowych, szarych itp

RGB 5 4 3

Trawa 35 70 10 dominuje czerwony, wychodzi po przeskalowaniu zielony dominujący, zielony zamienia sie na seledyn

Jak zaleza te kanaly 543 ?

TIROS 1960 zapoczatkowal ere satelitow !

Satelity meteorologiczne

Meteosat i te inne - bardzo duza rozdzielczosc, rejestruja kilka obrazow - w roznych zakresach, maja bardzo duzy zasieg !!

Systemy satelitarne do badania ladow :

W pierwszych latach dzialania landsatu byly wystrzeliwane 3 niedlugo po sobie, bo na swiecie nie było zdjec i systemow cywilnych, a pozniej juz dluzsze przerwy wynikajace z braku zapotrzebowania no i tez kryzysu

MSS - jedyny system o pikselu prostokatnych, duza scena satelitarna, 8 bitow, 256 odcieni szarosci,

TM - tematyczne kartowanie, rejestrowal 7 zakresow promieniowania !!!

Od landsata pojawil sie pan, i rozdzielczosc jest wieksza

Miedzy tm a etm plus roznice sa takie ze pjawil sie pan i dzieki temu zwiekszyla sie rozdzielczosc pikselowa,

Tm - duzy zakres piksela, bo... Ma to monika....

Cieple plamy - ursus, teren huty, zeran, siekierki, sluzew, landsat tm z zakresem termalnym !!

Wykład nr 10 21.05.2014 4 czerwca kolokwium

Pytanie: Czy warto zbierac dane o słabszej jakości?

Odpowiedź: Tak bo są to idealne dane do kontrolowania/monitorowania roślinności - dane optyczne + dane termalne ( razem tworza LANDSAT DATA COMMUNITY)

SPOT - (lata wyżej niż landsat)obecnie 6 wystrzelonych 7 w przygotowaniu

- robił zdjęcia na boki, może się wychylać

- zielony, czerwony, daleka i bliska podczerwień

- zdjęcia panchromatyczne są lepszej jakości niż w podczerwieni (przykład zdjęcia) metoda nałożenia na siebie tych dwóch zdjęć daje bardzo dobry efekt.

- metoda mnożnikowa ( nie rejestruje koloru niebieskiego) nie mamy koloru naturalnego.

- sztucznie generuje się kolor niebieski, tworzenie rzeczywistości pseudonaturalnej

Rejestracja stereoskopowa - dzięki niej możemy tworzyć modele 3D fotografowanej powierzchni.

Aby było to możliwe, satelita leci po jednej orbicie i wychyla się na prawo, następnie po paru dniach leci po sąsiedniej orbicie i wychyla się na lewo, w ten sposób możliwe jest zrobienie modelu 3D

wada: gdy zmieni się pogoda zdjęcia będą niemiarodajne

Po 4-5 dniach możemy mieć już zdjęcia ( gdzie na inne było trzeba dłużej czekac)

- obraz 10m x 10m - mała widoczność; PAN 2,5 x 2,5 - słabe pod względem kolorystycznym

POŁACZENIE DWÓCH OBRAZÓW PAN I MS = dobra kolorystyka + geometria - pierwszy raz wykorzystano w systemach SPOT

stereo:

1. z różnych orbit

2. z tej samej orbity, te same warunki pogodowe, kilka minut i otrzymujemy zdjęcia

Kanada:

IRS - kanadyjski system- kilkanaście satelit posiada, na różne cele o różnych rozdzielczościach, i wiele kanałow róznych

- wiele działa jednocześnie

IRS - 5P - 5 maja 2005r. pierwszy satelita wielospektralny

cartosat- 2005 r, 2,5x2,5m- piksel

cartosat2- piksel-1m! (planowany jest piksel 25cm, ma być wystrzelony w tym roku)

dwa pojęcia do kolokwium:

Te dwie cechy wpływają na jakość odbieranych zdjęć

systemy satelitarne o bardzo dużej rozdzielczości przestrzennej VHR

1999 r.- satelita Ikonos

najczęściej są to konsorcja państwowe

cechy:

Sceny satelitarne a zdjęcia lotnicze:

IKONOS- panchromatyczne- bardziej wyraźne, wielospektralne- niosą więcej informacji, połączenie ich daje najlepszy obraz

PO co używać tych zdjęć lotniczych:

Quick-BIRD 2 i IKONOS :

Do inwentaryzacji- lepiej wybrać zdjęcia z marca , początku wiosny- drzewa nie mają liści i lepiej widać co jest pod nimi

ciekawostki:

WorldView - 1 :

Worl View - 2

Geo Eye - 1

Plejades:

POLSKA w ESA

Wyklad nr 11. 02.06.2014

Interpretacja zdjeć lotniczych i satelitarnych

Jaki najmniejszy obiekt można rozpoznać na zdjęciach lotniczych i satelitarnych?

1. Skala zdjecia- świadczy o szczegolowosci

Zdolność rozdzielcza- ile linii na mm

Zdjecia cyfrowe- świadczą o tym piksele

Kształt obiektu

Kontrast

SKALA

Jak obliczyć jakie obiekty możemy zobaczyć na zdjęciach analogowych?

O =M/R

o - wielkosc obiektu

M - mianowsnik skali

R- rozdzielczość emulsji (L/mm)- linia na milimetr

Np.

1 mm- 10 000 mm

100 l - 10 000 mm

1l - 100 mm= 10 cm- takie najmniejsze obiekty

Zdjecia panchromatyczne- najlepsza rozdzielczość, najlepsze do rozpoznawania

Katalogowe rozdzielczosci - najwyzsze maja panchromatyczne, najnizsze irc

NALOT PHARE - 94 -97 ROK

Zdjecia PHARE 1:26 000

Najmniejszy rozpoznawalny obiekt na zdjęciach cyfrowych:

Obiekty liniowe mniejsze od piksela sa bardzo dobrze widoczne na zdjeciach satelitarnych mimo ze nie odpowiadaja wartosci piksela !!

Np. Kanal zeranski, swietnie widoczny bo jest bardzo ciemna woda, bo jest to podczerwien, panchro lub rgb nie bylaby taka widoczna

Musi byc odpowiedni zestaw właściwości, np:

Aby dostrzec dany obiekt!!

Do jakich skal opracowania można zastosować konkretne dane satelitarne?

1.Mapa dla Warszawy- powinnismy wybrać zdjecia do konkretnego celu opracowania- poznać teren- inaczej dla terenu zurbanizowanego i rolnego.

2. Wybrać wielkość obszaru- 1: 10 000, 1: 25 000, 1:50 000

0,1 mm na mapie to 2.5 m w terenie- piksel dlatego powinien byc mniejszy niż to co wyróżnia ludzkie oko- np.system SPOT

Czyli obrazy powinny byc wykonane w rozdzielczości najwyżej 2,5x2,5M

2 przykład

Jakie zdjecia bysmy wykorzystali do opracowania naszej gminy w sali np. 1: 10000 lub 1:25000 (ikonos?)

Do jakich opracowan bysmy wykorzystali ?

1m - pokrycie terenu gminy

0,5m - minimum jakie musi miec

Kolokwium : nie uczyc sie na pamiec dlugosci fal, kojarzyc jakie zakresy sa, vhr , wiedziec gdzie jakie kanaly sa, plus jak wygladaja wykresy,

Nie ma pytan o paramentry

Ogolne pytania co bysmy wybrali dla jakich opracowan,

Zdjecia termalne, stereoskopowe, panchromatyczne, hiperspektralne, landsat,


Wyszukiwarka

Podobne podstrony:
Zagadnienia egzaminacyjne PF3-09, SKRYPTY, NOTATKI, WYKŁADY, Podstawy Fizyki 3, wykład
Podstawy teledetekcji odpowiedzi kolokwium nr 2, Gospodarka Przestrzenna PW, semestr 4, teledetekcja
Podstawy fizyki 3-program-09, SKRYPTY, NOTATKI, WYKŁADY, Podstawy Fizyki 3, wykład
Podstawy zarządzania wykład rozdział 05
Sem II Transport, Podstawy Informatyki Wykład XXI Object Pascal Komponenty
Podstawy Informatyki Wykład XIX Bazy danych
PODSTAWY FINANSÓW WYKŁADY I ROK 2
Podstawy Informatyki Wykład V Struktury systemów komputerowych
Podstawy zarządzania wykład rozdział 14
Podstawy Zarządzania wykład 7 (1)
Podstawy zarządzania wykłady (1)
Zadanie z pasowania otwarte, PWR Politechnika Wrocławska, podstawy metrologii, Wykłady 2011
Pytania egzaminacyjne 2011, uczelnia, Podstawy finansów wykłady
odpowiedzi -zarządzanie, Studia - Mechatronika PWR, Podstawy zarządzania - wykład (Teresa Maszczak)
Podstawy edytorstwa wykład cz IIa, Edytorstwo
Podstawy Logistyki Wykład I
Podstawy programowania (wykład III)
Podstawy Zarządzania wykład notatki ręczne 2012 05 05
Konspekt wykładów z Podstaw automatyki wykład 5

więcej podobnych podstron