TÉRINFORMATIKA II. Dr. Kulcsár Balázs egyetemi docens Debreceni Egyetem Műszaki Kar Műszaki Alaptárgyi Tanszék
ELSŐDLEGES ADATNYERÉSI ELJÁRÁSOK 2. • Inerciális rendszerek • Távérzékelés • Rádiótelefonok • Mobil térképező rendszerek
INERCIÁLIS RENDSZEREK
Az inerciális rendszerek járműveken elhelyezett mérőrendszerek, amelyek folyamatos helymeghatározást tesznek lehetővé. Az inerciális helymeghatározás egy különbségi eljárás, amelynek során koordinátakülönbségeket határoznak meg a jármű mért gyorsulásértékeinek idő szerinti kétszeres integrálásával (Lángné Varga 1993). Az inerciális rendszerekben három, egymásra merőleges gyorsulásmérőt (akcelerométert) helyeznek el. A gyorsulásmérők térbeli helyzetét giroszkópokkal rögzítik. Az összetevőkből számítják a meghatározandó hely és az ismert kiindulópont koordinátakülönbségeit. Fő felhasználási területük járművek útvonalának meghatározása. Gyakran együtt alkalmazzák az inerciális rendszereket a GPS-szel, azért, hogy a GPS jelek összelátási zavarokból adódó kimaradása esetén is meghatározható legyen a jármű helyzete.
1
INERCIÁLIS RENDSZEREK
2
giroszkóp Az inerciális rendszerek elve
TÁVÉRZÉKELÉS
A távérzékelés olyan eljárás, amellyel valamely tárgy jellegéről és tulajdonságairól információhoz juthatunk anélkül, hogy közvetlen kapcsolatba kerülnénk a tárggyal. A távérzékelés a regionális és globális térinformációs rendszerek nélkülözhetetlen adatgyűjtési eljárása, amellyel mind raszter, mind vektor jellegű geometriai adatok és sokféle attribútumadat előállítható.
3
TÁVÉRZÉKELÉS
Előnye: • a felhasznált képek nagy területről készülnek, így a tartalmi teljesség könnyen biztosítható és bármikor ellenőrizhető, • a képek spektrális tulajdonságai sokféle attribútum nyerését teszik lehetővé, • a feldolgozás viszonylag gyors. Hátránya: • a felvételek jelentős részénél a képek készítése időjárásfüggő, • a feldolgozás drága hardvert és szoftvert igényel, • a feldolgozáshoz jól képzett szakemberek szükségesek, • a földi vagy egyéb kiegészítő mérések általában elkerülhetetlenek.
4
TÁVÉRZÉKELÉS
A távérzékelés munkafolyamata két lépésből áll: • az adatnyeréshez szükséges képek előállítása, • a képek feldolgozása. A távérzékelési célra használt képek többféle elven működő felvevőrendszerrel készülhetnek. A felvevőrendszerek a testek által kibocsátott, illetve visszavert természetes sugárzást érzékelik.
5
TÁVÉRZÉKELÉS
A felvevőrendszerek elhelyezhetők: • a Föld felszínén, • repülőgépen, • mesterséges égitesten. A Föld felszínén elhelyezett eszközök részben a levegőből vagy az űrből készített felvételek hitelesítését szolgálják, részben bizonyos attribútum-adatok lokális meghatározását teszik lehetővé. A levegőből igen nagy spektrális felbontású felvételeket készítenek, elsősorban környezeti monitoringot szolgáló térinformációs rendszerek adatgyűjtéséhez, másrészt felhasználják a radar azon sajátosságát, hogy felhős időben is alkalmas adatgyűjtésre.
6
Spektrális felbontás
A spektrális görbék bemutatásakor beszéltünk arról, hogy egy felszín különböző hullámhosszakon milyen mértékben veri vissza ill. nyeli el az elektromágneses energiát. Az egymástól eltérő tulajdonságokkal jellemezhető különböző tárgyak megkülönböztetése a különböző hullámhosszakon mért (rögzített) elektromágneses energia összehasonlításával lehetséges. Olyan nagy felszíni osztályok, mint a növénytakaró vagy a vízfelszín általában széles hullámhossz-tartományban (a látható és a közeli infravörös) különböztethető meg. De a növénytakarón belül számtalan növényfajta megkülönböztetésére sokkal keskenyebb hullámhossz-tartományban készített felvétel szükséges. Ennek megfelelően a spektrális felbontás a szenzor azon tulajdonsága, hogy egy időben hány előre meghatározott keskeny hullámhossz-tartományban képes méréseket végezni. Minél több spektrális tartományban készítünk egyidejűleg képet, annál nagyobb a spektrális felbontás. Egy-egy hullámhossz-tartományt, melyben a képek készülnek, (kép)sávoknak nevezzük. Azokat a szenzorokat, melyek egy időben több hullámhossz-tartományban készítenek képeket, multispektrális szenzoroknak, a képeket multispektrális képeknek nevezzük. Az erőforráskutatásban az alkalmazott spektrális sávok száma korlátozott (1-8 között), de ismerünk több száz nagyon keskeny hullámhossz-tartományban mérő szenzorokat is. Ezeket hiperspektrális szenzoroknak nevezzük. (Forrás: FÖMI http://www.fomi.hu/taverzekeles_oktatoanyag/)
TÁVÉRZÉKELÉS
A távérzékelés legelterjedtebben használt képanyagát az űrből készített képek alkotják. A felvételeket készítésük elsődleges célja alapján négy csoportba lehet sorolni: • Meteorológiai (elsősorban a globális térinformációs rendszerek létrehozására és bizonyos regionális rendszerek változásfigyelésére szolgálnak), • Erőforrás-kutatási (a globális és regionális térinformációs rendszerek létrehozására és változásfigyelésére szolgálnak, alkalmazási területük pl. a mezőgazdaság, környezetvédelem, ásványvagyon-kutatás), • Térképészeti (regionális és lokális térinformációs rendszerek geometriai adatait szolgáltathatják), • Katonai célú felvételek (az adataik nem ismertek).
7
TÁVÉRZÉKELÉS
A felborult Costa Concordia óceánjáró a World Wide-1 nevű műhold felvételén 2012. január 17-én.
8
RÁDIÓTELEFONOK FELHASZNÁLÁSÁN ALAPULÓ RENDSZEREK
A rádiótelefonok meghatározására:
többféle
módon
is
alkalmazhatók
geometriai
9
adatok
• a rádiótelefon helyzetét jellemző – valamely erősítőállomáshoz tartozó – cella meghatározása (személyiségi jogok védelme miatt nem használható), • a rádiótelefon helymeghatározása különböző erősítőállomások távolságkülönbsége alapján (olyan felszereléssel ellátott telefonok, amelyek az erősítőállomások távolságkülönbségének meghatározására alkalmasak. Ebben az esetben a telefon helyzete meghatározható), • a rádiótelefon és a GPS vevő egybeépítése.
MOBIL TÉRKÉPEZŐRENDSZEREK A mobil térképezőrendszerek a közelekedési hálózatokhoz kötődő lokális, ill. viszonylag nagy felbontású regionális rendszerek létrehozásának eszközei. Vasutak, utak és közlekedési infrastruktúrák térképezésére alkalmas.
VISAT mobil térképezőrendszer és érzékelőtornyai
10
MOBIL TÉRKÉPEZŐRENDSZEREK 3D térképezésre is alkalmas mobil térképező rendszerek
Mobil térszkenner által készített pontfelhő.
Járműre szerelt térszkenner (Forrás: Geodézia Zrt).
11
MOBIL TÉRKÉPEZŐRENDSZEREK
11
3D térképezésre is alkalmas mobil térképező rendszerek
Forrás: Google.
MOBIL TÉRKÉPEZŐRENDSZEREK
3D térképezésre is alkalmas mobil térképező rendszerek
Az Aletsch-gleccser környékének, valamint a Svájci-vasút nyomvonalainak feltérképezése (Forrás: Google).
11
MOBIL TÉRKÉPEZŐRENDSZEREK
12
A mobil térképező-rendszer alkotóelemei: • • • •
helymeghatározó egység, képalkotó egység, integráló egység, feldolgozó egység.
A helymeghatározó egység lehet GPS vevő, inerciális mérőműszer, odométer. Sok esetben többféle helymeghatározó egységet is telepítenek a járműre. A képalkotó egység CCD kamera vagy videokamera.
KÖSZÖNÖM A FIGYELMET!
