Krusne_hory DÁLKOVÝ PRŮZKUM ZEMĚ ZÁKLADNÍ BODY OSNOVY lDEFINICE lMETODY lFYZIKÁLNÍ PODSTATA DPZ lDRUŽICOVÉ SYSTÉMY lVÝZNAM PRO VĚDU, ŠKOLSTVÍ, GEOGRAFII lUKÁZKY l noaa-15-11170555-mcir.bmp IMG.jpg Bez názvu1.bmp 13a_Praha.bmp Krusne_hory 16A_JV_Stredomori.bmp 14B_ALPY_text.bmp Paris.bmp definice lPod 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 l. DPZ zahrnuje problematiku: l zhotovování, l přenosu, lzpracování, lvyhodnocení (interpretace), l analýzu la využití l lsnímků a obrazových záznamů z letadel la vrtulníků a dnes zejména z družic. l (+ snímkování mikroreliéfu malých částí zemského povrchu pořizovaných z modelů letadel řízených rádiem ) Systémy DPZ lDPZ je jednou z moderních informačních technologií l l l Systém DPZ 1. Subsytém : SBĚR A PŘENOS DAT. Technická část 2. Subsytém : ANALÝZA A INTERPRETACE DAT Zpracování prostorové informace Materiály lVýsledkem DPZ jsou: l letecké snímky l družicové obrazové záznamy l l(zpracované v digitální či analogové formě) IMG.jpg 16A_JV_Stredomori.bmp ukázky letecký snímek, družicový snímek Krusne_hory_text 12 obrazové materiály l letecké a družicové snímky obsahují prostorovou informaci obdobně jako topografické či tématické mapy polohová informace (poloha , tvar , velikost) tematická informace ( druh vegetace, hloubka vody, zdravotní stav lesa atd.) prostorovou informace metody DPZ ldata DPZ se získávají klasickými metodami fotografie, analogová forma nekonvenčními metodami skenované snímky, digitální forma V části interpretační se metody prolínají Metody DPZ lpodle zdroje elektromagnetického záření: l1.pasivní : l přímé - odražené sluneční záření lnepřímé – odražené vlastní vyzařování objektu např. termovize Pasivní přímé metody C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr121.gif l2. aktivní – záření je vysíláno ze zdroje umístěného na nosiči, odražené záření je zachyceno na nosiči - radar l C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr123.gif Metody DPZ fotografie lvznikají centrální projekcí na citlivé fotografické vrstvy lv jeden okamžik lkladem značný detail konstrukce přesných topografických map lz letadel, balónů, družic, raketoplánů (tj. nosičů) centrální projekce tj. středové promítání a jeho zkreslení C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr282.gif zkreslení fotografií ve středovém promítání tabule ortorektifikace C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr284.gif proces, kdy snímek ve středovém promítání přepočítáme na snímek kolmý v každém bodě a umístíme do souřadné soustavy dělení leteckých měřičských snímků lpodle sklonu záběru: lkolmé +- 5° lšikmé lvodorovné 85 – 90° ukázka Paris.bmp C:\Documents and Settings\Svatonova\Dokumenty\Obrázky\šikmé ČB.bmp Výhody a nevýhody kolmých a šikmých snímků Kolmé snímky - výhody l 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. l Paris.bmp l lkolmost pohledu l- nezvyklý obraz (netradiční vertikální pohled na území, l l obtížnější čtení a interpretace obsahu svislých snímků ( rozlišení objektů spolu s množstvím obsahově nepodstatných prvků vyžaduje určitý cvik a zkušenosti) l Kolmé snímky - nevýhody Paris.bmp 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 C:\Documents and Settings\Svatonova\Dokumenty\Obrázky\šikmé ČB.bmp šikmé snímky - nevýhody l: l- nelze ho použít pro přesnou lokalizaci objektu ani pro mapování, l - měřítko není stálé l l - pozn. stálé měřítko je pouze na přímkách rovnoběžných s horizontem C:\Documents and Settings\Svatonova\Dokumenty\Obrázky\šikmé ČB.bmp letecké snímkování území lna jeden snímek lna více překrývajících se snímků lpřekryt podélný obvykle 60 %. (ve směru letu) lpřekryt příčný 20-30 %. l ( letecké řady) Úprava leteckých snímků pro vyhodnocování a interpretaci obsahu l Volná sestava snímků : l skupina snímků, položených jeden na druhý svými překryty. lFotoschéma - fotomozaika l zobrazení terénu, pořízené ze svislých (strmých) řadových snímků, trvalý dokument (lepením u papírové formy, scelení u digitální formy) Sousední dvojice leteckých snímků v digitalizované podobě 22 23 Ortofotomapy lOrtofotomapa l je speciální kartografický model území, jehož polohopisným obsahovým základem jsou letecké (družicové) snímky. lTy jsou dále doplněny grafickým barevným zvýrazněním důležitých objektů (silnic jednotlivých tříd, vodních ploch), vrstevnic, geografickým názvoslovím, popisem zeměpisné sítě, legendami apod. ukázka Ortofotomapy l lPoskytují kvalitativně vyšší a aktuální úroveň obrazu geografické reality než běžné mapy stejného území. l lpodávají lepší představu o skutečnosti než klasické mapy (znázornění všech geografických objektů je řešeno jenom prostřednictvím formalizovaného klíče mapových značek. ) l ljsou zpracovány v konkrétním matematickém zobrazení (projekci), formátu a zvoleném měřítku. l 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. l Využití leteckých snímků lv tvorbě a údržbě mapových děl – aktualizace map l lvznik prostorového (stereoskopického) modelu terénu ze dvou sousedních snímků jedné řady ldigitální model reliéfu - průběh vrstevnic , výškové body archiv leteckých snímků lúzemí Československa snímkováno od r. 1935 larchiv snímků – Dobruška lvyužití archivovaných snímků lv geografii, ekologii – nauka o krajině, vývoj krajiny lhistorie lprávní obory a soudy video proměna krajiny lzpracovaná z: –archivních leteckých snímků –aktuálních leteckých snímků – digitálního modelu reliéfu l pomocí špičkových geoinformačních technologií Družicové snímky l C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\Obrázky\druzice\20041118_060000_08_IR-108-0_0.jpg C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr222a.jpg l C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\DVPP_2003\DPZ_PCE\PARDUBICE_SNÍMKY\12B_PARDUBICKO_TEXT.bmp snímky l vznikají řádkováním za pomoci přístrojů: l1.na měření radiace – radiometrů l2.snímacích rozkladových zařízení – skenerů l C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr121.gif C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr123.gif Snímky lvznikají obrazové záznamy ( imagery) l liší se obrazovým detailem l(detail obecně menší než u fotografie) lpořizovány v široké části spektra lposkytovány v číselné – digitální - podobě Skenování území l C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr151.gif Fyzikální podstata DPZ lObjekty o sobě vydávají informace pomocí silových polí lsilové pole, jehož charakteristika se v DP zaznamenává, je elektromagnetické záření lčástí elektromagnetickéo záření je i viditelné záření - část spektra, na kterou je citlivý lidský zrak spektrum kosmické záření 10 -7 UV záření infračervené mikrovlnné viditelné BRG 0,4 – 0,7 nanometru televizní, rádiové 105, 106, 108 blízké, střední, termální C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr132.jpg C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr131b.gif Atmosféra ldobře propouští dlouhovlnné záření lkrátké vlny pohlcuje a rozptyluje l –chladné objekty ( vyzařují málo dlouhovlnného záření) jsou hůře detekovatelné – lpohlcuje (O3, CO2, vodní pára) lrozptyluje (částce, aerosoly) elektromagnetická energie ldopadající na zemský povrch může být lodrážena lpohlcována lvedena efekt barvy objekt se jeví jako modrý, odráží-li především modrou část spektra. změna odraženého záření C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr133.gif l C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr232a.jpg C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr232b.jpg Snímky z různých částí spektra Základní způsoby vizualizace digitálních obrazových dat lObrazové záznamy – snímky území – se pořizují v multispektrálním režimu, tj. území je zaznamenáno ve více pásmech – intervalech – kanálech ( band, channel) C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr262.gif lData na monitoru mohou být vizualizována jako: l1. Černobílý obraz l2. Pseudobarevný obraz l3. Barevná syntéza lNejčastěji je skládán v tzv. aditivním skládání:, systém RGB, tj. pásmo červené + zelené + modré l l C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr262.gif C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr262.gif Barevné skládání lČernobílý obraz l l lPseudobarevný obraz lRGB, tj. pásmo červené + zelené + modré l l l Barevná syntéza Převod barev na číselné hodnoty l C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr261.jpg Teorie spektrálního chování lKaždý typ povrchu odráží určité množství záření v určitých délkách lkaždý povrch má typické spektrální chování ljeho průběh zaznamenává spektrální křivka ( tj. kolik a jakého záření konkrétní povrch odráží) C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr141.gif C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr133.gif C:\Documents and Settings\svatonova\Dokumenty\GRANT\grantMSMT_2002_3\Grantexty\Obr141.gif rozpoznání objektů na snímcích lpodle spektrálního chování objektů jsou tyto objety rozpoznány lexistence „knihoven“ lpřiřazení ke konkrétnímu spektr. projevu povrch, který jej odrazil povrch na Zemi pozměněné záření s typickým chováním číselné zaznamenání na snímku rozpoznání objektu, který takové záření odrazil Klasifikace obrazu lCílem je nahradit radiometrické hodnoty hodnotami informačními ( co určitý pixel zobrazuje – např. třídu sníh, voda, les) Klasifikace na základě rozhodovacích pravidel Řízená – podle trénovacích ploch Neřízená – podle shlukových analýz Shluk = třída (jehličnatý les) Digitální zpracování materiálů DPZ lAnalogová data: – fotogrammetrie, fotointerpretace podle znaků lDigitální data: –Předzpracování obrazu (korekce) –Zvýraznění obrazu –Extrahování informace –Studium dynamiky znaků –Modelování s daty –Integrace dat, vstup do GIS