Č ást 1 Základníprincipy, senzory, multispektrálnídata. Co je DPZ?

DPZ Č ást 1 Základníprincipy, senzory, multispektrálnídata

Co je DPZ? n

Dálkový průzkum – získávání informacío objektech na dálku, tj. bez přímého kontaktu se zkoumaný mi jevy a procesy. upraveno podle Lillesand & Kiefer, a Dobrovolný , 1998

n

Nejdražšízpůsob, jak získat obrázek. A. Bashfield, Intergraph

© Jakub Langhammer, 2003

Aplikace VT ve FG

2

1

Princip DPZ

Aplikace VT ve FG


3

Historie DPZ - milníky n

Teorie • 1666 Newton – rozklad bílého světla na barvy spektra • 1880 Herschel – objev infračerveného záření • 1873 Maxwell – teorie elektromagnetického záření


n

Praxe • 1839 Niepce, Daguerre – objev fotografie • 1858 Nadar – fotografie z baló nu (Paříž) • 1. sv. válka – fotografie z letadel • 2. sv. válka – radar, barevná IR fotografie • 1960 TIROS-1 1. meteorologická družice • 1972 ERTS-1 (Landsat 1) • 90. léta – NASA hyperspektrálnísenzory

Aplikace VT ve FG

4

2

Historie DPZ 1858 Pař í ž,Nadar - fotografie z baló nu

data: NASA © Jakub Langhammer, 2003

5

Aplikace VT ve FG

Historie DPZ 1903 Německo - sní mková nípomocí poš tovní ch holubů


Aplikace VT ve FG

6

3

Historie DPZ 1944 - Peenemunde - zá kladna raket V2

1985 – družice NIMBUS ozó nová dí ra nad Antarktidou

1986 – havá rie Černobylu

data: NASA 7

Aplikace VT ve FG


Historie DPZ Vojenské systémy - 80. léta panchromatické pá smo, vysoké rozliš ení

1991 Kuvajt, hoř í círopné věže


Aplikace VT ve FG

8

4

Historie DPZ 2001 IKONOS New York, World Trade Center / Ground Zero


Aplikace VT ve FG

9

Zdroje dat DPZ Geostacioná rnídružice - pohybujíse současně s rotacíZemě - rovníková dráha - vý ška cca 36000 km --> „visí“nad jedním místem -

velký rozsah zobrazeného území nízké prostorové rozlišení vysoké časové rozlišení meteorologie aj. (Meteosat, NOAA...)


Aplikace VT ve FG

10

5

Zdroje dat DPZ Družice s polá rnídrá hou - rotujíokolo Země cca ve směru poledníků -vý ška 700 – 1000 km -za 1 den 12-15 obletů Země à nad daný m místem je družice vždy ve stejnou hodinu místního času - vý zkum Země a přírodních zdrojů - Landsat, SPOT, Ikonos...


Aplikace VT ve FG

11

Základní komponenty DPZ


Aplikace VT ve FG

12

6

Elektromagnetickéspektrum

Aplikace VT ve FG


13

Vlnová délka základních barev ve viditelnéč ásti spektra


n

Ultrafialové záření

n

Fialová :

0.4 - 0.446 μm

n

Modrá :

0.446 - 0.500 μm

n

Zelená :

0.500 - 0.578 μm

n

Žlutá :

0.578 - 0.592 μm

n

Oranžová :

0.592 - 0.620 μm

n

Červená :

0.620 - 0.7 μm

n

Infrač ervené záření Aplikace VT ve FG

14

7

Viditelnéa infrač ervenézáření Ultrafialové záření: Viditelné záření: Infračervené záření:

n n n

< 0,4 μm 0,4 – 0,7 μm. 0,7 – 100 μm

• odražené IR záření 0,7 – 3.0 μm - IR zářeníodražené od povrchu Země - použitíobdobné jako u viditelné části spektra • emitované IR záření, 3,0 – 100 μm - zářenívyzařované Zemí v podobě tepelné energie


Aplikace VT ve FG

15

Propustnost atmosféry pro zá ř ení 0 à 100 %

Propustnost atmosféry pro záření a atmosférická okna

n n

Č ást zářeníje ovlivněna rozptylem a pohlcováním Pohlcování • zejména vodnípára, CO2 a O3 • různá intenzita v různý ch vlnový ch délkách • Neovlivněné části spektra = „atmosférická okna“


Aplikace VT ve FG

16

8

Vlnová pásma


Aplikace VT ve FG

17

Spektrální odrazivost


Aplikace VT ve FG

18

9

Data DPZ n

Digitálnírastrový obraz, DN hodnota 8

12

12

4

45

78 123 122

14

56

5

65

99 212 245

12

44 120 165 215

15

80 159 87 189

DN digital number © Jakub Langhammer, 2003

Aplikace VT ve FG

19

Rozliš ovací schopnost dat 1.

Radiometrická •

2.

Spektrální •

3.

šířka intervalu vlnový ch délek, ve který ch senzor zaznamenává elmag. záření(úzká x široká pásma)

Prostorová • •

4.

barevná hloubka senzoru, počet bitů na kanál (64, 128, 256(8-bit), 1024)

velikost pixelu (Landsat 30m) ke zjištěníobjektu musíbý t velikost pixelu menší, než polovina nejkratšího rozměru objektu

Č asová • •

jak často systém poskytuje snímky stejného území geostacionární(30 min) x polární(dny, tý dny)


Aplikace VT ve FG

20

10

Postup zpracování dat DPZ Předzpracování

1. n n

Zvýraznění

2. n n n

radiometrické zvý raznění filtrace spektrálnízvý raznění

Klasifikace

3. n n n

řízená klasifikace neřízená klasifikace postklasifikačníúpravy

Hodnocenídynamiky

4. n

multitemporálníanalý za

Modelová ní

5. n

6.

radiometrické, atmosférické korekce rektifikace, ortorektifikace

spektrálníindexy

Integrace do GIS


Aplikace VT ve FG

21

Druž ice – pásma a vlnovédélky


Aplikace VT ve FG

22

11

Landsat 5,7 Vý ška letu – 920 km Počet oběhů za den – 14 Počet oběhů pro úplné pokrytízemě – 251 (18 dní) Velikost scény – 185x170 km Rozlišení– 30 m (120 m TM6, 15m pan)

Aplikace VT ve FG


23

Landsat TM - pásma TM1 B

TM2 G

TM3 R

viditelná č á st spektra


TM7 TM6 TM5 TM4 Near-IR Mid-IR1 Thermal Mid-IR1

infrač ervená č á st spektra

Aplikace VT ve FG

24

12

Landsat TM - pásma pásmo

Vlnovádélka (μm)

popis

Rozliš ení(m)

1

0.45 – 0.52

Modrá

30

2

0.52 – 0.60

Zelená

30

3

0.63 – 0.69

Č ervená

30

4

0.76 – 0.90

Blízké IR

30

5

1.55 – 1.75

StředníIR

30

6

10.4 – 12.5

TermálníIR

120

7

2.08 – 2.35

StředníIR

30


25

Aplikace VT ve FG

Spektrální odrazivost a pásma TM

a... vegetace © Jakub Langhammer, 2003

b... voda Aplikace VT ve FG

c...holá půda 26

13

Spektrální odrazivost materiálů

Aplikace VT ve FG


27

Radiometrickézvýraznění dat n

Úprava kontrastu • žádné zvý raznění • lineárnízvý raznění • nelineárnízvý raznění n n

n

gaussovská ekvalizace ekviareálníekvalizace

Prahování • omezenízobrazený ch dat pouze na vybranou část histogramu


Aplikace VT ve FG

28

14

Vyrovnání histogramu n

Kompozice 3-2-1

bez úpravy

lineární

gaussovské

ekviareální

29

Aplikace VT ve FG


Vyrovnání histogramu n

Kompozice 4-3-2

bez úpravy


lineární

gaussovské

Aplikace VT ve FG

ekviareální

30

15

Ú prava kontrastu n n

Kompozice 3-2-1 lineárnívyrovnáníhistogramu

bez úpravy

oříznutí2 %

oříznutí5 %

oříznutí10 %

31

Aplikace VT ve FG


Ú prava kontrastu n n

Kompozice 4-5-3 lineárnívyrovnáníhistogramu

bez úpravy


oříznutí2 %

oříznutí5 %

Aplikace VT ve FG

oříznutí10 %

32

16

Prahování pásmo TM 4

Cíl: zjistit hranice vodníplochy DN vý běru 15 - 30 histogram

DN výběru 15 - 30 © Jakub Langhammer, 2003

Aplikace VT ve FG

33

Cvič ení n n

Základy ovládáníMultiSpec Zvý razněnídat • úprava histogramu • úprava kontrastu • prahování

n

Kompozice v pravý ch a nepravý ch barvách


Aplikace VT ve FG

34

17

Cvič ení - Multispec n

Multispec – GLOBE, freeware

http://dynamo.ecn.purdue.edu/~biehl/MultiSpec/ n

Analý za multispektrálních a hyperspektrálních dat


Aplikace VT ve FG

35

Multispec


Aplikace VT ve FG

36

18

Multispec – otevření dat File – Open Ctrl + O


Aplikace VT ve FG

37

Multispec – zobrazení dat Omezení oblasti zobrazení

Výběr pá sem a jejich př iř azení barvá m R-G-B

Typ zobrazení 1-kaná l RGB, side by side

Zvýraznění - úprava histogramu - prahová ní


Aplikace VT ve FG

38

19

Multispec – cvič ení 1 n

Úprava a prahováníhistogramu • Zobrazte data ze souboru frymburk.lan jako monochromatický obraz postupně pro kanály TM 1-7. • Vyzkoušejte úpravy kontrastu a různé metody vyrovnáníhistogramu ü V jakém pásmu můžeme nejlépe odlišit vodu od ostatních typů krajinného krytu? ü Pomocíprahováníodlište v pásmu TM-5 vodu od ostatních tříd krajinného krytu.


Aplikace VT ve FG

39

Multispec – cvič ení 2 n

Úprava a prahováníhistogramu • Zobrazte data ze souboru frymburk.lan jako 3-kanálový multispektrálníobraz n n

v pravý ch barvách v nepravý ch barvách

• Zvolte optimálnímetodu vyrovnáníhistogramu a úpravy kontrastu pro zobrazenídat ü Jaké prvky krajinného krytu můžeme rozlišit ze zobrazenív pravý ch barvách? ü V jaké kombinaci nepravý ch barev nejlépe odlišíme různé typy vegetace (les, louky, kultury)? © Jakub Langhammer, 2003

Aplikace VT ve FG

40

20

Č ást 1 Základníprincipy, senzory, multispektrálnídata. Co je DPZ?

Recommend Documents