DIGITÁLNÍ
ZPRACOVÁNÍ
MATERIÁLŮ DPZ
Integrace dat DPZ do GIS, modelování, spektrální
indexy, temporální analýzyLukáš Herman
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Úpravy dat před integrací do GIS
 Radiometrické korekce
 Geometrické korekce, rektifikace
 Zvýraznění obrazu
 Klasifikace
 Postklasifikační úpravy
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Data DPZ v GIS
 Podkladová data (ortofoto)
 Tematická data
 Výškopis
 Extrahované objekty (budovy, silnice, …)
 Land cover / land use
 Biofyzikální charakteristiky
 Změny v krajině
 …
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Ukázka zpracování v ArcGISu
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Normalizace dat, reklasifikace
X - Y
= ----------
X + Y
 Normalizace: vznikají relativní hodnoty – lépe srovnatelné
 GEOMATICA: Tools – Raster Calculator
 ArcMAP: Arc Toolbox – Spatial Analyst Tools – Map Algebra
– Raster Calculator
 Reklasifikace: manipulace s počtem tříd ve snímku
 GEOMATICA: úprava LUT (viz hustotní řezy, prahování)
nebo Raster Calculator (View – Advanced)
 ArcMAP: Arc Toolbox – Spatial Analyst Tools – Reclass –
Reclassify
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Modelování s materiály DPZ
 Spektrální indexy
 Poměrové, ortogonální
 Temporální analýzy
 Literatura:
 Materiály z přednášek a skripta doc. Dobrovolného
 Warner, T. A., Nellis, M., Foody, G. M. The SAGE handbook of remote sensing.
1st pub. Los Angeles, Calif. : SAGE, 2009. 504 s. ISBN 9781412936163
 Lillesand, T. M., Kiefer, R.W., Chipman, J. W. Remote sensing and image
interpretation. 5th ed. Hoboken, N.J. : John Wiley & Sons, 2004. xiv, 763 s.
ISBN 0-471-15227-7
 Xiao-Ling Chen, Hong-Mei Zhao, Ping-Xiang Li, Zhi-Yong Yin. Remote sensing
image-based analysis of the relationship between urban heat island and land
use/cover changes. 2005. [on-line] Dostupné z WWW:
http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0034425706001787
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Poměrové spektrální indexy
 Vegetační indexy: slouží ke studiu zdrav. stavu, fenofází nebo
odhadu výnosů. Jsou to relativní hodnoty vypočtené z LANDAST
TM3 a TM4
TM4 – TM3
NDVI = ---------------
TM4 + TM3
http://wdc.dlr.de/news_features/NDVI_anomaly_spring2009.php
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Další poměrové spektrální indexy
 Vegetace
 Budovy, voda, sníh, …
 V GEOMATICE: NUTNÉ používat v Raster Calculatoru REÁLNÁ
ČÍSLA [32R] !!!
 Pro lepší interpretaci se často používá reklasifikace (viz předchozí
snímek).
TM4 – TM3
NDVI = ---------------
TM4 + TM3
TM4
RVI = ----------
TM3
TM4 – TM3
TVI = SQRT ----------------- + 0,5
TM4 + TM3
TM5 – TM4
NDBI = ---------------
TM5 + TM4
TM4 – TM5
NDWI = ---------------
TM4 + TM5
TM2 – TM5
NDSI = -----------------
TM2 + TM5
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Ortogonální indexy, Tasseled Cap
 Obdobný princip jako PCA (rotace osami vícerozměrného prostoru)
 Ortogonální indexy, např.: PVI
 Transformace TASSELED CAP (koeficienty určeny empiricky)
TC1 = 0.2043*TM1 + 0.4158*TM2 + 0.5524*TM3 + 0.5741*TM4 + 0.3124*TM5 +0.2303*TM7
TC2 = -0.1603*TM1 - 0.2819*TM2 - 0.4934*TM3 + 0.7940*TM4 - 0.0002*TM5 - 0.1446*TM7
TC3 = 0.0315*TM1 + 0.2021*TM2 + 0.3102*TM3 + 0.1594*TM4 - 0.6806*TM5 - 0.6109*TM7
TC1 brightness TC2 greenness TC3 wettness jako RGB syntéza
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Zákl. metody temporální analýzy
 Metody založené na spektrální změně:
 Multitemporální barevná syntéza
 Rozdíly a podíly obrazů
 Analýza hlavních komponent (PCA)
 Analýza vektoru změny (CVA – Change vector
analysis)
 Metody založené na klasifikaci:
 Postklasifikační srovnání a výpočty
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Syntéza nepravých barev
 GEOMATICA : Layer – RGB Mapper…
 Multispec: Processor – Display Image…
R,B = TM1
1986
G = TM1 2001
R = TM2 1986
B = TM2 2001
(inverted)
G = TM4 1986
B = TM4 2001
GEOMATICA Multispec
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Rozdíly a podíly obrazů
 Jednoduchý rozdíl (podíl) funguje lépe na výsledky klasifikace
nebo hodnoty NDVI
 Indexy změny (využívají principu normalizace)
 GEOMATICA: Tools - Raster Calculator
NDVI 2001 – NDVI 1984
(TM2 2001 –TM2 1984) /
(TM2 2001 + TM2 1984)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Analýza hlavních komponent
 Zdůrazní plochy s podobným chováním (podobně změněné)
 Konkrétní povahu změny musíme určit manuálně (např. pole 
zástavba)
 Podobně lze použít i neřízenou klasifikace
 Postup viz cvičení č. 6
PCA z pásem 1-
5,7
RGB syntéza z
komponent 1-3
PCA z pásem 1-4
1. komponenta
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Analýza vektoru změny
 Velikost vektoru = velikost změny
 nutné definovat prahovou hodnotu – určení významných změn
 Směr vektoru = typ změny
Zpracování dat po transformaci
TASSELED CAP !
(greenness, wettness)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Vel. změny: Sqrt((Sq(GR86-GR01))+(Sq(WT86-WT01)))
Typ změny: 270-(Rad2Deg(Tan((Abs(GR01-GR86))/(Abs(WT01-WT86)))))
CVA velikost změny
CVA typ změny
GEOMATICA:
Tools – Raster Calculator
(View – Advanced)
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
 Srovnání pomocí tabulky nebo grafu
 Neposkytuje informace o prostorové variabilitě nebo typu změny
 Např.: změny ve využití půdy na území NP Podyjí pomocí srovnání
výsledků řízené klasifikace metodou Maximum Likelihood
Srovnání výsledků klasifikace I.
rok
rozloha (%)
les louka pole voda zástavba
1986 62,7 9,2 15,3 6,8 6,0
2001 64,1 10,9 14,1 5,4 5,5
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
 Srovnání pomocí mapové algebry
 GEOMATICA: Tools – Raster Calculator (View – Advanced)
Srovnání výsledků klasifikace II.
1 1 2 2
1 2 2 2
1 2 3 3
4 4 3 3
1 2 2 3
1 2 2 3
4 4 2 3
4 4 4 3
10 10 20 20
10 20 20 20
10 20 30 30
40 40 30 30
11 12 22 23
11 22 22 23
14 24 32 33
44 44 34 33
1990 2010
x 10 +
+
1 … les
2 … louka
3 … pole
4 … zástavba
Stabilní plochy:
11 … les (2)
22 … louka (3)
33 … pole (2)
44 … zástavba (2)
Významné změny:
(práh: min. 2 pixely)
23 … louka  pole
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)
Zadání posteru
 Pomocí družicových snímků z družice LANDSAT z let
1986 a 2001 popište a kvantifikujte změny v krajině
 Pracujte ve čtveřicích
 Vyberte nejvhodnější vstupní data, vyberte a aplikujte
vhodné metody (2, 3 či více) temporální analýzy
 Poster by měl obsahovat výsledky (obrázky, grafy,
tabulky) a stručný popis použitých postupů (software,
základní princip metod, parametry algoritmů)
 Popište a pokuste se komentovat a zdůvodnit zjištěné
změny
 Nezapomeňte na grafickou úpravu posteru !
You created this PDF from an application that is not licensed to print to novaPDF printer (http://www.novapdf.com)