Teledetekcja! To jest to!
ZASTOSOWANIE METOD FOTOGRAMETRYCZNYCH I TELEDETEKCYJNYCH W BADANIACH ŚRODOWISKA. Dr inż. Leszek Kolondra pokój 1607
FOTOGRAMETRIA – pułap lotniczy
TELEDETEKCJA – pułap satelitarny
NDSI – współczynnik śniegowy
Sensory dzielą się na aktywne i pasywne.
· Aktywne – wysyłają wiązkę światła
· Pasywne – np. aparat, gdy korzysta ze światła naturalnego.
Pozyskiwanie danych do NMT (Numeryczny Model Terenu).
1. Metody fotogrametryczne:
· Klasyczne
· LIDAR, altimetria laserowa.
2. Metody teledetekcyjne:
· Radarowa SRTM (Shuttle Radar Topography Mission)
Numeryczny Model Rzeźby Terenu (DTM) jest numeryczną, dyskretną (punktową) reprezentacją wysokości.
Punkty reprezentujące DTM mogą być uporządkowane w jednej z dwóch struktur:
- GRID – regularna sieć (kwadraty, prostokąty, trójkąty)uzupełniona o punkty reprezentujące formy terenu: linie szkieletowe (grzbiety, cieki), linie nieciągłości (skarpy), powierzchnie wyłączeń (budynki, wody), ekstremalne pikiety.
- TIN – nieregularna sieć trójkątów wraz z topologią. Wierzchołki trójkątów opierają się na punktach pomiarowych.
Fotogrametryczne metody opracowań:
· Punktowe
· Ciągłe: analogowe, analityczne, cyfrowe.
DTM można otrzymać drogą:
- bezpośrednich pomiarów terenowych wykonanych np. za pomocą tachimetru elektronicznego,
- pomiaru na mapach topograficznych drogą digitalizacji lub skanowania i wektoryzacji warstwic,
- pomiaru stereoskopowego przestrzennego terenu,
- automatycznej korelacji obrazów na fotogrametrycznego cyfrowych sieciach roboczych,
- lotniczego skaningu laserowego (pozwala na określenie współrzędnych XYZ do 100 tys. Punktów na km2 powierzchni terenu, włącznie z terenami niedostępnymi,
- interferencji lotniczych lub satelitarnych obrazów radarowych SAR, wykorzystywanego głównie do opracowania terenów stale zachmurzonych,
- dalmierzy laserowych instalowanych na satelitach umieszczonych na orbitach planet układu słonecznego.
NMT jest niezbędny do sporządzania ortofotomapy oraz wizualizacji statycznych i dynamicznych.
Metody korelacji obrazów oparte są na pojęciach rachunku prawdopodobieństwa. Teoretyczną miarą zależności pomiędzy zmiennymi losowymi …
UWAGA NA ARTEFAKTY! Błędy?! Huehuehue xD
Dokładność określania wysokości
Mzfoto = Hl * K = Ck * Msk * k
Mzfoto – średni błąd pomiaru fotogrametrycznego współrzędnej Z
Hl – wysokość lotu nad terenem
Ck - stała kamery
Msk – mianownik skali zdjęcia lotniczego
K – współczynnik ustalony empirycznie przez wielu autorów i przyjmowany w wielkości.
0,10 ‰ – teren łatwy i bardzo dokładna osnowa fotogrametryczna
0,15‰ - teren łatwy i dobra osnowa fotogrametryczna
0,20‰ - teren średni i dobra dokładna osnowa fotogrametryczna
0,30‰ - teren trudny i poprawna osnowa fotogrametryczna
LOTNICZY SKANING LASEROWY
Pozyskiwanie niefotogrametrycznych danych teledetekcyjnych w zakresie mikrofal.
Moc fali odbitej zależy zarówno od właściwości transmitowanego … EM jak i właściwości napromieniowanego obiektu.
Zobrazowania radarowe SLAR i SAR – Radar to urządzenie do wykonywania i określania położenia lub parametrów ruchu, obiektów, które wykazują zdolność odbijania fal EM.
Jest systemem aktywnym wykorzystującym energie EM fal dłuższych , która nie może przenikać przez mgłę i chmury.
Istnieją 2 metody obrazowania:
· PPI – z obracajacą się anteną nadawczo-odbiorczą
· SLAR – lub udoskonalony SAR – obie stosowane w teledetekcji lotniczej.
LOTNICZY SKANING LASEROWY – laserowy pomiar odległości z lecącego samolotu do powierzchni terenu.
LIDAR AL.550 – dalmierz laserowy, działa impulsowo z częstotliwością kilku kHz, działa w zakresie podczerwieni 1540 nm, kilka tysięcy punktów na sekundę.
POPRAWKA ONDULACYJNA – między wysokością elipsoidalną a topograficzną. Zmienna na całym globie (np. Malediwy +100).
POPRAWKA DLA ŚLĄSKA od -30 do -40 !!!
SRTM
Metoda pomiaru:
· Bezpośrednie w terenie (tachimetria klasyczna i elektroniczna, niwelacja, stolik)
· Pośrednie (fotogrametryczne: naziemne i lotnicze, satelitarne)
Dokładność dla Polski odpowiada siatce ▲x=20m i ▲y=30m.
Dane SRTM, aby mogły stanowić poprawny, dokładny i zweryfikowany model powierzchni terenu, wymagają wieloletnich opracowań. Planowanie jest opracowanie 2 wersji:
· SRMT-1 o pełnej rozdzielczości
· SRTM-3 o rozdzielczości 3krotnie mniejszej.
Przetwarzanie danych – programy: MICRODEM.
Na jakiej wysokości latają i krążą:
Wahadłowce 200-300 km nad Ziemią
Satelity ok. 700 km
Samoloty 10-12 km
Konstelacja GPS 20 tys. km
Satelity geostacjonarne 36 tys. km
DOKŁADNOŚĆ MODELU ASTEROWSKIEGO = 20m
Jak nazywa się stosunek murzyna z blondynką?
wbijanie ciemnoty.
(z pozdrowieniami dla G. :D)
Wielkoformatowe lotnicze kamery cyfrowe: sytuacja obecna.
Panchromatyczny 14,2o
Red, Green NIR 16 o
NADIR red, Green, blue
j
Panchromatyczne 28,4o
Kolejność robienia zdjęć podczas lotu samolotu
1 2 1
3 4 3
1 2 1
KAMERY CYFROWE
Najlepsze zdjęcia = wielkość terenowa piksela to 5 cm
Wysokość lotu 1000m
Nad miastami zdjęcia nie mogą być robione niżej niż 5km(?)
Wielkość kadrów
Z/I DMC
RMK D
DMC II
140 (wielkość matrycy)
DMC II
230 (wielkość matrycy)
DMC II
250 (wielkość matrycy)
Zdjęcie 10x16cm
Wielkość ogniskowej w kamerach cyfrowych 92-105mm
Bezzałogowy samolot elektryczny, napęd, gps, sterowanie, kamera, ok. 2kg.
Programuje się trasę lotu, wykonuje szereg zdjęć, steruje się zdalnie, może latać ok. 2h.
Fotogrametria naziemna
· Fototeodolit
· Kamery cyfrowe, np. na Spitzbergenie – kamera robi foto co godzinę.
INTERPRETACJA ZDJĘĆ LOTNICZYCH W BADANIACH SZATY ROŚLINNEJ
Lesistość kraju 30%
Wykorzystywanie zdjęć lotniczych do badań roślinności znalazło szersze zastosowanie w leśnictwie (jako materiał pomiarowy lub przeglądowo-dokumentacyjny).
Możliwości interpretacji lasów na podstawie zdjęć lotniczych i określenie ich elementów taksacyjnych zależą od wielu czynników ściśle ze sobą powiązanych.
3 grupy:
· Znajomość czynników ekologicznych i składu gatunkowego
· Warunków atmosferycznych w czasie fotografowania, cech terenu i materiału światłoczułego
· Wysokiej jakości sprzętu foto i wiedzy teoretycznej.
Optymalna skala zdjęć lotniczych do interpretacji drzewostanów:
1:8000
1:12000
1:18000
Wydajność pracy
60-80%
100%
125-130%
Dokładność opracowania
110-120%
100%
75-80%
- Obraz lasu zmienia się od warunków fenologicznych – pora roku. Lato nie jest najkorzystniejszą porą do fotografowania lasów.
- Różne odbicie w zakresie żółto-zielonym w zależności od gatunku i wieku.
- Czynnikiem wpływającym na poziom odbicia spektralnego przez rośliny jest zaopatrzenie rośliny w azot.
- Drzewa liściaste na panchromatycznych zdjęciach mają zawsze jaśniejszy odcień niż drzewa iglaste.
- Na podstawie kształtu cienia można rozróżnić gatunek.
Cechy rozpoznawcze lasów:
· Struktura lasów dobrze widoczna
· Lasy iglaste drobniejsze ziarna, liściaste większe
· Najszersza część korony na różnych wysokościach
· Podobnie z drzewostanem o różnym wieku
· Kształt korony nie jest stały
· Kształt korony – cień własny – cień rzucany.
LASY
Sosnowe – dominuje szary kolor.
Świerk i jodła – ciężko rozróżnić, kolor ciemniejszy.
Modrzewiowe – domieszka, kępy, jaśniejsze niż sosna.
Dębowo-bukowe – ciężko rozróżnić, szary.
WIELKOŚĆ KORONY
Dęby i buki
Modrzew
Brzoza
Zdjęcia spektroskopowe do określenia uszkodzonych drzewostanów
Pierwsze objawy choroby widoczne są jedynie na zdjęciu wykonanym w podczerwieni.
SYSTEMY RADAROWE
Właściwości echa radarowego…
Parametry powierzchni:
-właściwości dielektryczne i przewodnictwa
…
Kierunek sygnału…
Dopplerowski radar z anteną syntetyzowaną SAR
Dlaczego muszą być dwie satelity:
- muszą być 2 zdjęcia, muszą zapewnić warunek KOHERENTNOŚCI
-
LIDAR – wykorzystuje pasmo w bliskiej lub średniej podczerwieni. System aktywny.
LIDAR JEST INNY NIŻ RADAR!
NAJBLIŻSZA STACJA – Czerwionka-Leszczyny/Orzesze.
STACJE W POLSCE (łącznie w Polsce jest 8 radarów meteo):
·...