Anotace předmětu Dálkový průzkum Země Doc. Dr. Ing. Jiří Horák Institut geoinformatiky VŠB-TU Ostrava
• • • • • • • • • • • • •
Elektromagnetické záření, elektromagnetické spektrum. Radiometrické veličiny. Zdroje záření. Interakce s prostředím. Odraz. Vliv atmosféry. Rozptyl v atmosféře. Absorpce v atmosféře. Krajinné objekty a jejich identifikace a hodnocení. Pořizování dat – základní rozdělení. Kamery. Filmový materiál. Druhy snímků. Radiometr. Mechanický skener, elektronický skener. Nosiče. Družice a jejich přístrojová technika. Principy zpracování dat DPZ. Úloha DPZ. Interpretace fotografických snímků. Princip digitálního zpracování dat DPZ. Aplikace DPZ.
Literatura • Dobrovolný P.: Dálkový průzkum Země. Digitální zpracování obrazu. Skripta PřF MU Brno, 1998. • Kolář J., Halounová L., Pavelka K.: Dálkový průzkum Země. Skripta ČVUT Praha, 1997, 164 stran • Halounová L., Pavelka K.: Dálkový průzkum Země. Skripta ČVUT Praha, 2005, 192 stran. • Kolář J.: Dálkový průzkum Země. SNTL 1990. • Pavelka K.: Zpracování obrazových záznamů DPZ. Skripta ČVUT Praha, 1999, 138 stran • Lillesand T., Fiefer R.: Remote sensing and image interpretation. John Wiley & Sons, 1994.
Odkazy • Český hydrometeorologický ústav – http://www.chmi.cz
Canada Centre for Remote Sensing, – http://www.imagecentre.com/tutorial/indexe.html
• Centre for GEO Information, Wagenigen, Nizozemsko – http://www.gis.wau.nl/girs/projects/rsbasics/overview.htm
• University of South Carolina, – http://www.cla.sc.edu/geog/rslab/rsccnew/rscc-noframes.html
• NASA, USA, – http://rst.gsfc.nasa.gov/
Definice DPZ • Dálkový průzkum (ang. remote sensing; Earth observation) – se zabývá získáváním informací o objektech a jevech na dálku bez přímého kontaktu, kdy: – k přenosu informace slouží elekromagnetické záření (objekty/jevy samy vyzařují nebo mění vlastnosti elmag. Záření a prozrazují tak svoji přítomnost a své vlastnosti) – zkoumané objekty a jevy jsou na zemském povrchu (vč. atmosféry, vodních těles, sedimentů atd.)
• Záznamové zařízení je umístěno na nosičích, zpravidla letadla, družice • Součást GIT
• Dálkový průzkum může být definován jako shromažďování informací o objektech bez fyzického kontaktu s nimi. Letadla a družice jsou běžnými nosiči, ze kterých se měření na dálku provádějí. Termín dálkový průzkum je omezen na metody, které využívají elmag. záření jako prostředku ke zjišťování objektů a k měření jejich charakteristik (Sabins, 1978) • Dálkový průzkum je nejdražší způsob jak vytvořit obrázek (Bashfield, Intergraph Corp.) • Dálkový průzkum je umění rozdělit svět na množství malých barevných čtverečků, se kterými si lze hrát na počítači s cílem odhalení jejich neuvěřitelného potenciálu (Huntigton, CSIRO Exploration)
1
Vazba k dalším oborům • Astronomie (jiný předmět zkoumání) • Geofyzika (dtto, nejenom elmag.záření a jiné části) • Fotogrammetrie (splývání, zabývá se především geometrickými vlastnostmi objektů, zatímco DPZ hlavně tématickými = „co je to“, „jaké je to“)
Forma záznamu
DPZ jako systém 2 základní části systému: • Subsystém sběru a přenosu dat – nosiče, přenos dat na Zem, základní zpracování (=předzpracování), doručení k uživateli – především technické řešení
• Subsystém analýzy dat a jejich interpretace – zpracování dat, analýza, syntéza dat, vizualizace, interpretace – provádí uživatel (expert - koncový uživatel)
Co zaznamenáváme?
• Technické zařízení nám poskytuje záznam elmag. záření ve formě konvenční (např. analogový snímek) nebo digitální (např. rastrový soubor). • Do určité míry se postupy spojené s analogovými a digitálními záznamy prolínají (digitalizace analogových snímků, jejich proměřování; ruční vektorizace nad digitálním snímkem, lidská interpretace). • Forma záznamu může být obrazová (snímek) i neobrazová (graf, měření na linii, např. výška letu)
Obrazové materiály nesou 2 druhy informací: • Geometrická informace – poloha, tvar, velikost, vzdálenosti objektů – Doména fotogrammetrie – Význam pro topografické mapy
• Tématická informace – identifikace objektů/jevů (co je to), jejich popis, charakteristika (jaké to je) – Doména DPZ – Vzniká tématická mapa
© Dobrovolný
Výhody DPZ vůči mapám • Aktuálnost • Informace z území pro jasně definovaný časový úsek, kdy bylo provedeno snímání • Velké množství detailů • Záznam velkoplošných jevů (vývoj oblačnosti na polokouli) • Snadná opakovatelnost (-> zjištění dynamiky jevů) • Po odstranění geometrických zkreslení (daných způsobem pořízení obrazu) lze získat geometricky přesný obraz • Po odstranění radiometrických zkreslení (atmosféra, osvětlení atd.) lze získat radiometricky standardizovaný obraz (možnost poměřovat velikost registrovaného elmag.záření v obraze) • Informace z různých částí elmag.spektra – tedy i neviditelné informace s velkým interpretačním významem – např. infračervená část spektra
2
Dělení metod DPZ – konvenční a nekonvenční
• Fotografické snímky - centrální projekce, vzniká v 1 okamžiku, vysoké rozlišení (velký detail), úzké spektrum elmag.z., zpravidla analogová forma záznamu i kopírování. Nosičem letadlo, méně: družice, balón, modely. • Murdych, Jeřábek, Čapek, Šmidrkal, … • Nekonvenční – záznam skenery, které postupně snímají jednotlivé plošky (pixely), osová projekce, různé části elmag.spektra, zpravidla digitální forma, počítačové zpracování. Nosičem družice, méně letadlo. • Dobrovolný, Halounová, Pavelka, …
Dělení metod DPZ – aktivní a pasivní • Pasivní - pasivní registrace přicházejícího záření – Pasivní přímé – pasivní registrace odraženého a rozptýleného záření Slunce – Pasivní nepřímé – záření vyzařované objekty na zemském povrchu a v atmosf. (transformace sluneč.záření). Např. termovize.
• Aktivní – umělý zdroj záření na nosiči, část záření se odráží a vrací zpět. Např. radar.
© Dobrovolný
3
© Dobrovolný
© Dobrovolný
© Dobrovolný
© Dobrovolný
Další dělení DPZ podle: • nosiče – letadla, družice, modely, balony, vrtulníky, pozemní základny • zaznamenávané části elmag.spektra (panchromatické, infračervené, tepelné, radarové) • Barvy – obrazové materiály černobílé, barevné • Osy záběru – snímky svislé, šikmé • Zorného pole kamery – snímky s úzkým úhlem, normální, širokoúhlé • Velikosti sledovaného území – globální, oblastní, lokální, detailní
4
© Dobrovolný
© Dobrovolný
© Dobrovolný
5
