DÁLKOVÝ PRŮZKUM ZEMĚ ZÁKLADNÍ BODY OSNOVY lDEFINICE lMETODY lFYZIKÁLNÍ PODSTATA DPZ lDRUŽICOVÉ SYSTÉMY lVÝZNAM PRO VĚDU, ŠKOLSTVÍ, GEOGRAFII lUKÁZKY definice l Pod pojmem dálkový průzkum Země (DPZ) l (Remote Sensing) se rozumí zkoumání, měření a zobrazování objektů a jevů v krajinné sféře bez přímého fyzického kontaktu s nimi. l DPZ - procesy . DPZ zahrnuje problematiku: l zhotovování, l přenosu, l zpracování, l vyhodnocení l (interpretace), l analýzu l a využití l snímků a obrazových záznamů z letadel l a vrtulníků a dnes zejména z družic. Systémy DPZ l DPZ je jednou z moderních informačních technologií Materiály l Výsledkem DPZ jsou: l letecké snímky l družicové obrazové záznamy l (zpracované v digitální či analogové formě) ukázky letecký snímek, družicový snímek obrazové materiály letecké a družicové snímky obsahují prostorovou informaci metody DPZ l data DPZ se získávají fotografie l vznikají centrální projekcí na citlivé fotografické vrstvy l v jeden okamžik l kladem značný detail konstrukce přesných topografických map l fotografie – z letadel, bal´énů. družic, raketoplánů ( tj. nosičů) centrální projekce tj. středové promítání a jeho zkreslení ortorektifikace dělení leteckých měřičských snímků l podle sklonu záběru: l kolmé +- 5° l šikmé l vodorovné 85 – 90° Výhody a nevýhody kolmých a šikmých snímků Kolmé snímky - výhody l - připomíná do značné míry plán fotografovaného území l - je možno provádět měření jako na mapě l - měřítko je na celém snímku přibližně stejné l - snadné srovnání s mapou daného území l - montáž jednotlivých snímků v souvislých obraz fotografovaného území – fotoschema. Kolmé snímky - nevýhody l l kolmost pohledu l - nezvyklý obraz (netradiční vertikální pohled na území, l obtížnější čtení a interpretace obsahu svislých snímků ( rozlišení objektů spolu s množstvím obsahově nepodstatných prvků vyžaduje určitý cvik a zkušenosti) Šikmé snímky - výhody l : l - pohled je přirozenější (s perspektivou) l - snadnější rozpoznávání zobrazených objektů i a terénních tvarů, l - zobrazení mnohem větší rozlohy území šikmé snímky - nevýhody l : l - nelze ho použít pro přesnou lokalizaci objektu ani pro mapování, l - měřítko není stálé l - pozn. stálé měřítko je pouze na přímkách rovnoběžných s horizontem letecké snímkování území l na jeden snímek l na více překrývajících se snímků l překryt podélný obvykle 60 %. (ve směru letu) l překryt příčný 20-30 %. ( letecké řady) Úprava leteckých snímků pro vyhodnocování a interpretaci obsahu l Volná sestava snímků : skupina snímků, položených jeden na druhý svými překryty. Fotoschéma - fotomozaika zobrazení terénu, pořízené ze svislých (strmých) řadových snímků, trvalý dokument (lepením u papírové formy, scelení u digitální formy) Ortofotomapy l Ortofotomapa l je speciální kartografický model území, jehož polohopisným obsahovým základem jsou letecké (družicové) snímky. l Ty jsou dále doplněny grafickým barevným zvýrazněním důležitých objektů (silnic jednotlivých tříd, vodních ploch), vrstevnic, geografickým názvoslovím, popisem zeměpisné sítě, legendami apod. Ortofotomapy l jsou zpracovány v konkrétním matematickém zobrazení (projekci), formátu a zvoleném měřítku. l Poskytují kvalitativně vyšší a aktuální úroveň obrazu geografické reality než běžné mapy stejného území. l podávají lepší představu o skutečnosti než klasické mapy (znázornění všech geografických objektů je řešeno jenom prostřednictvím formalizovaného klíče mapových značek. ) letecké snímky v praxi • černobílé nebo barevné • v měřítkovém rozsahu 1:2 000 až 1:30 000 • z výšek větších než 600 m nad terénem. Využití leteckých snímků l v tvorbě a údržbě mapových děl – aktualizace map l vznik prostorového (stereoskopického) modelu terénu ze dvou sousedních snímků jedné řady l digitální model reliéfu - průběh vrstevnic , výškové body archiv leteckých snímků l území Československa snímkováno od r. 1935 l archiv snímků – Dobruška l využití archivovaných snímků l v geografii, ekologii – nauka o krajině, vývoj krajiny l historie l právní obory a soudy video proměna krajiny l zpracovaná z: – archivních leteckých snímků – aktuálních leteckých snímků – digitálního modelu reliéfu l pomocí špičkových geoinformačních technologií Družicové snímky snímky l vznikají řádkováním za pomoci přístrojů: l 1.na měření radiace – radiometrů l 2.snímacích rozkladových zařízení – skenerů Snímky l vznikají obrazové záznamy ( imagery) l liší se obrazovým detailem l (detail obecně menší než u fotografie) l pořizovány v široké části spektra l poskytovány v číselné – digitální - podobě Metody DPZ l podle zdroje elektromagnetického záření: l 1.pasivní : l přímé - odražené sluneční záření l nepřímé – odražené vlastní vyzařování objektu např. termovize Metody DPZ l 2. aktivní – záření je vysíláno ze zdroje umístěného na nosiči, odražené záření je zachyceno na nosiči - radar Skenování území Fyzikální podstata DPZ l Objekty o sobě vydávají informace pomocí silových polí l silové pole, jehož charakteristika se v DP zaznamenává, je elektromagnetické záření l částí elektromagnetickéo záření je i viditelné záření - část spektra, na kterou je citlivý lidský zrak spektrum Atmosféra l dobře propouští dlouhovlnné záření l krátké vlny pohlcuje a rozptyluje – chladné objekty ( vyzařují málo dlouhovlnného záření) jsou hůře detekovatelné pohlcuje (O[3], CO[2], vodní pára) rozptyluje (částce, aerosoly) elektromagnetická energie dopadající na zemský povrch může být l odrážena l pohlcována l vedena změna odraženého záření Snímky z různých částí spektra Základní způsoby vizualizace digitálních obrazových dat l Obrazové záznamy – snímky území – se pořizují v multispektrálním režimu, tj. území je zaznamenáno ve více pásmech – intervalech – kanálech ( band, channel) l Data na monitoru mohou být vizualizována jako: l 1. Černobílý obraz l 2. Pseudobarevný obraz l 3. Barevná syntéza l Nejčastěji je skládán v tzv. aditivním skládání:, systém RGB, tj. pásmo červené + zelené + modré Převod barev na číselné hodnoty Teorie spektrálního chování l Každý typ povrchu odráží určité množství záření v určitých délkách l každý povrch má typické spektrální chování l jeho průběh zaznamenává spektrální křivka ( tj. kolik a jakého záření konkrétní povrch odráží) rozpoznání objektů na snímcích l podle spektrálního chování objektů jsou tyto objety rozpoznány l existence „knihoven“ l přiřazení ke konkrétnímu spektr. projevu povrch, který jej odrazil Digitální zpracování materiálů DPZ l Analogová data: – fotogrammetrie, fotointerpretace podle znaků l Digitální data: – Předzpracování obrazu (korekce) – Zvýraznění obrazu – Extrahování informace – Studium dynamiky znaků – Modelování s daty – Integrace dat, vstup do GIS Klasifikace obrazu l Cílem je nahradit radiometrické hodnoty hodnotami informačními ( co určitý pixel zobrazuje – např. třídu sníh, voda, les)