Távérzékelés 1
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 3 Hogyan lehet térbeli adatokat gyűjteni?
Távérzékelés 4 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
Elektromágneses hullámok 5 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.
Elektromágneses hullámok 6 A spektrális visszaverődés (reflektancia) képlete: ahol:
Elektromágneses hullámok 7 Spektrum-görbe
Növényzet spektrális viselkedése 8 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
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 10 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).
Felvételek tulajdonságai 11 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 2 8 =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)
Felvevőrendszerek 12 Fényképészeti felvevőrendszerek Üveglemez, film Digitális fényképezés Pixel (PIcture ELements) 2 és 3D mátrixot alkotnak Térbeli felbontás (CCD, CMOS) Radiometriai felbontás (A/D átalakító)
Felvevőrendszerek 13 Nem fényképészeti felvevőrendszerek Optikai-mechanikai pásztázó letapogatók Elektro-optikai pásztázó letapogatók Képalkotó radarrendszerek Lézeres letapogatás
Felvevőrendszerek 14 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
Felvevőrendszerek 15 Elektro-optikai pásztázó letapogató Egy időben egy sort rögzít Nem szükséges gyorsan mozgó tükör A geometria egyszerűbb Pl.: SPOT műhold HRV szenzor
Felvevőrendszerek 16 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
Felvételek feldolgozása 17 Előfeldolgozás Feldolgozás Utófeldolgozás
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 19 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
Vegetációs indexek 20 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
Vegetációs indexek 21 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
Vegetációs indexek 22
Vegetációs indexek 23