1
Távérzékelés
Térinformatika és Geoinformatika
2
A térinformatika az informatika azon része, amely térbeli adatokat, térbeli információkat dolgoz fel
A geoinformatika az informatika azon része, amely a Földről, mint közvetlen környezetünkről tárolt térbeli információkat dolgoz fel
Térinformatika ↔ Geoinformatika
GIS – Geographical Information System (Földrajzi Információs Rendszer)
Milyen felhasználási területei lehetnek a térinformatikának?
Távérzékelés
Hogyan lehet térbeli adatokat gyűjteni?
3
Távérzékelés
A távérzékelés olyan információgyűjtési eljárás, melynek során általában az elektromágneses hullámok közvetítésével egységes adatrendszert kapunk, leggyakrabban a földfelszínről
Az adatgyűjtő nem áll közvetlen kapcsolatban a tárgyal, melyről adatot gyűjt.
Fotogrammetria: fényképmérés, tárgyak alakjának, helyének, méretének meghatározása fényképek alapján
4
Elektromágneses hullámok
Az elektromágneses sugárzás az anyagi testek energia-leadásának egyik formája
Természetes sugárzás (szoláris sugárzás, földfelszín sugárzása)
Mesterséges sugárzás (pl. lámpa, radarimpulzusok)
Tárgyak és sugárzás kapcsolata:
visszaverődik
továbbvezetődik
elnyelődik
kibocsátódik
szétszóródik.
5
Elektromágneses hullámok
A spektrális visszaverődés (reflektancia) képlete:
ahol:
6
Elektromágneses hullámok
Spektrum-görbe
7
Növényzet spektrális viselkedése
Elsősorban a levelek szerkezete határozza meg
A leveleket alkotó sejtek közül kiemelkedő szerepe van a pigmentmolekuláknak (klorofill, karotin, xantofil)
Fő elnyelési tartományai a kék és a vörös Pigmenttípus
Abszorpciós maximum (nm)
Klorofill-a
420, 490, 660
Klorofill-b
435, 643
Β-Karotin
425, 450, 480
Α-Karotin
420, 440, 470
Xantofill
425, 450, 475
8
Klorofill-effektus
9
Nagy elnyelés a vörös tartományban
Erős visszaverés az infravörös tartományban → nagy különbség a vörös és infravörös reflektancia között:
Vörös él (Red Edge)
Felvételek tulajdonságai
Geometriai felbontás
meghatározza, hogy a felvétel egy képpontja mekkora felszínt ábrázol.
Légifelvételek esetén ez általában 2-50 cm közötti
műholdfelvételeken 0,5 m-től (Very Hight Resolution műholdak) több km-ig (pl. meteorológiai műholdak) terjedhet.
Spektrális felbontás
egy időben rögzített, különböző spektrum-tartományokon készített felvételek (sávok) száma.
Pankromatikus felvételek esetén 1 sáv, multispektrális felvételek esetén (pl. egyszerű fényképezőgépek) több, maximum néhány 10 sáv (pl. Landsat 8 műhold: 10+1 sáv), hiperspektrális felvételeken több száz sáv (pl. EO-1 műhold Hyperion szenzora: 220 sáv).
10
Felvételek tulajdonságai
Radiometriai felbontás
a legvilágosabb és a legsötétebb képelem közötti intenzitás különbség.
Mértéke nem csak a felvevőrendszer minőségétől függ, hanem csökkentheti az expozíció, a jelátalakítás, és sok más technikai jellemző.
Digitális képek esetén általában bitben határozzák meg. (8 bites kép esetén 28=256 intenzitás-érték)
Időbeli felbontás
egyazon terület két felvételezése között eltelt idő.
Jelentősége különböző jelenségek, folyamatok megfigyelésében van. (Pl. meteorológiai műholdak időbeli felbontása 0,5-2 óra)
11
Felvevőrendszerek Fényképészeti felvevőrendszerek
Üveglemez, film
Digitális fényképezés
Pixel (PIcture ELements)
2 és 3D mátrixot alkotnak
Térbeli felbontás (CCD, CMOS)
Radiometriai felbontás (A/D átalakító)
12
Felvevőrendszerek Nem fényképészeti felvevőrendszerek
Optikai-mechanikai pásztázó letapogatók
Elektro-optikai pásztázó letapogatók
Képalkotó radarrendszerek
Lézeres letapogatás
13
Felvevőrendszerek
Optikai-mechanikai pásztázó letapogatók
Merőleges irányban gyorsan lengő vagy forgó tükrök vagy prízmák
Egy időben csak kis képrész (Elemi látószög - ω)
Pl.: Landsat 4 TM szenzor
14
Felvevőrendszerek
Elektro-optikai pásztázó letapogató
Egy időben egy sort rögzít
Nem szükséges gyorsan mozgó tükör
A geometria egyszerűbb
Pl.: SPOT műhold HRV szenzor
15
Felvevőrendszerek
Képalkotó radarrendszer
Aktív eljárás
Mikrohullámok
Napállástól, időjárástól független
Lézeres letapogatás (Light Detection and Ranging – LiDAR)
Hasonló a radar elvéhez
Elektromágneses hullám visszaérkezéséből távolságot számol
3D pontfelhő keletkezik
16
Felvételek feldolgozása
Előfeldolgozás
Feldolgozás
Utófeldolgozás
17
Felvételek feldolgozása
18
Előfeldolgozás
Zavaró körülmények miatt pontatlanság
Rendszerkorrekció
atmoszférikus korrekció
geometriai korrekció
radiometriai korrekció
Képjavító eljárások
Főkomponens analízis (Principal Component Analysis)
Legkisebb zaj hányados transzformáció (Minimum Noise Fraction Transformation)
Felvételek feldolgozása
Feldolgozás
Raszteres kép minőségi és mennyiségi elemzése
Vizuális interpretáció
Osztályozás: az eredeti pixelértékek helyett az általunk meghatározott kategóriákat tartalmazzák a pixelértékek
Tanítóterület nélküli osztályozás (csak statisztika)
Tanítóterületes osztályozás (Tanítóterületek manuális kijelölése)
Döntési fa (Decision Tree): bináris döntések sorozata
19
Vegetációs indexek
Célja (általában) a vörös él számszerűsítése
A vörös él kapcsolatban áll a klorofillmolekulák számával és működésével → becsülhető a növényzet állapota
2 vagy több spektrális sávból számított indexek
Már 2 sáv összehasonlításánál is elkülönülnek a különböző felszínborítások
20
Vegetációs indexek
Szélessávú indexek
Felhasznált sávok 50-100 nm szélesek
Multispektrális felvételek
Keskenysávú indexek
Felhasznált sávok 1-5 nm szélesek
Hiperspektrális felvételek
Különböző anyagok elnyelési maximumai megfigyelhetők
„Spektrális lenyomat” elvének érvényesülése
21
Vegetációs indexek
22
Vegetációs indexek
23
