Interpretacja zdjęć lotniczych - Uniwersytet Rolniczy w Krakowie
advertisement
Uniwersytet Rolniczy w Krakowie Wydział Inżynierii Środowiska Ś i Geodezji Katedra Fotogrametrii i Teledetekcji Temat: Interpretacja zdjęć lotniczych Odczytywanie i interpretacja obrazów Odczytywania obrazów to wykrywanie obiektów i zjawisk j i k jjedynie d i na podstawie d t i oznak k widocznych id hb bezpośrednio ś d i na obrazie. Jeśli do procesu odczytywania zostaną włączone wskaźniki szersze, nie zarejestrowane na obrazie, wówczas mamy do czynienia y z interpretacją. p ją Rozróżnienie to dobrze oddaje przykład: z obrazu odczytujemy gatunek lasu lasu, a na tej podstawie interpretujemy typ gleby, na której rośnie ten las. KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Fotointerpretacja Proces interpretacji obejmuje między innymi: wykrycie obiektów (zjawiska) – na zdjęciu lotniczym polega na postrzeżeniu jjego p g cech zewnętrznych ę y jjak kształtu,, wielkości,, tekstury, tonu, ewentualnie barwy rozpoznanie obiektów i ich identyfikację, czyli utwierdzenie się w przekonaniu o prawdziwości wstępnych spostrzeżeń i sądów. Podstawą rozpoznania obiektów są cechy rozpoznawcze, zarówno bezpośrednie, jak i pośrednie oraz kompleksowe. KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Fotointerpretacja wybrane aspekty Model psychologiczny postępowania fotointerpretacyjnego wg. Haasa, Hempeniusa i Vinka KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Charakterystyka cech rozpoznawczych Bezpośrednie cechy rozpoznawcze - dotyczą geometrycznej i stereometrycznej, strukturalnej i optycznej charakterystyki samych obiektów. Do tych y cech należy: y kształt,, wielkość obiektu,, fototon lub barwa obrazu fotograficznego oraz jego tekstura, a także struktura. Pośrednie cechy rozpoznawcze – ilościowe, ilościowe przestrzenne przestrzenne, funkcjonalne i przyczynowe zależności między obiektami. Do tej grupy cech zalicza się te cechy, które drogą pośrednią wskazują na obecność przedmiotu i na jego charakterystyczne właściwości. Zaliczane tu są: cień własny i cień rzucany przez dany obiekt oraz rozmieszczenie topograficzne danego obiektu i jego powiązanie i i z iinnymii elementami l t i tterenu. Cechy rozpoznawcze kompleksowe – naturalne kombinacje bezpośrednich i pośrednich cech rozpoznawczych. Stopień wykorzystania tych cech jest zależny od doświadczenia badacza p y obiektów, a także specyfiki p y oraz charakteru i treści interpretowanych ich obrazu fotograficznego. KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Bezpośrednie cechy rozpoznawcze 1. Kształt obiektu wiąże się z jego genezą • regularny g y – obiekty y powstałe p w wyniku y działalności człowieka odznaczają się kształtami zbliżonymi do figur geometrycznych, a więc kwadratów, prostokątów, trójkątów. Przykładem jest kształt zabudowań mieszkalnych, gospodarczych i przemysłowych, pól ornych, linijne kształty dróg, mostów, kanałów itp. • nieregularny – obiekty pochodzenia naturalnego, na przykład nieregularne rzeki, jeziora, elementy rzeźby itp. 2. Wielkość obiektu – jjest zależna od skali zdjęcia ję i rzeczywistych y y wymiarów obiektu. Znajomość skali obrazu i wymiaru kilku zarejestrowanych obiektów stanowi odniesienie do określenia wymiarów innych obiektów obiektów. KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Bezpośrednie cechy rozpoznawcze 3. Ton obrazu – jest funkcją ilości promieniowania odbitego od obiektu, które dotarło do sensora i zostało zarejestrowane. Ilość odbitego promieniowania z kolei zależy od: jasności obiektu, kąta padania promieni słonecznych, charakteru powierzchni, położenia obiektu w stosunku do punktu głównego, pogody w momencie rejestracji obrazu, parametrów sensora. 4. Struktura obrazu (fotostruktura) – oddaje charakter powierzchni sfotografowanego obiektu. Najczęściej definiuje się ją jako: gładką – amorficzną, drobnoziarnistą, gruboziarnistą itp. Duży wpływ na fotostrukturę danego obiektu ma zazwyczaj skala zdjęcia ( ten sam obiekt może mieć strukturę drobniejszą na zdjęciu małoskalowym i znacznie grubszą na zdjęciu wielkoskalowym). KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Bezpośrednie cechy rozpoznawcze 5. Tekstura (fototekstura) – jest to uporządkowanie elementów obrazu w określony y wzór. Można wyróżnić teksturę: bezładną, uporządkowaną, smugową, plamistą, liniową, kratową itp. Przykłady: sad – tekstura kratowa, droga – tekstura liniowa liniowa, las – tekstura plamista KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Pośrednie cechy rozpoznawcze 1. Cień rzucany przez dany obiekt – ułatwia rozpoznanie obiektu, gdyż przedstawia jego profil. Zależy jednak od wysokości słońca nad horyzontem i jego azymutu azymutu, a także usytuowania obiektu na obrazie (położenia w stosunku do głównego punktu zdjęcia). 2. Cień własny obiektu – nie oświetlona część obiektu znajduje się w cieniu własnym. Cień własny na zdjęciach lotniczych ma z reguły ciemniejszy ton niż cień rzucany przez ten obiekt. 3. Rozmieszczenie topograficzne obiektu i jego powiązanie z innymi elementami terenu – pozwala drogą dedukcyjną – po rozpoznaniu pewnej ilości obiektów – zdefiniować treść trudniej rozpoznawalną na podstawie wzajemnej współzależności między obiektami (np. rzeka – most, zabudowa wiejska – sad). KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Pośrednie cechy rozpoznawcze P i Powiązania i (asocjacje), ( j j ) indykatory… i d k t Cechy pośrednie, a zwłaszcza asocjacje (powiązania w połączeniu z innymi elementami terenu) terenu), pozwalają na ustalenie np. zależności pomiędzy: - budową ąg geologiczną g ą a ukształtowaniem p powierzchni terenu; - glebami a roślinnością; -zbiorowiskami roślinnymi a warunkami gruntowo-wodnymi. Interpretator, wykorzystując bezpośrednio cechy rozpoznawcze, rozpoznaje jakiś obiekt lub zjawisko pozostające w ścisłym związku z elementem poszukiwanym. Element taki nazywa się indykatorem. Jednym z najbardziej uniwersalnych indykatorów jest roślinność roślinność. KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Fotointerpretacja wybrane aspekty Przykład: Obiektem interpretacji jest gleba. Ten utwór pozostaje w ścisłym związku z pokrywą roślinną oraz rzeźbą terenu. Roślinność oraz rzeźba, którą można zobaczyć w modelu przestrzennym są indykatorami służącymi do wnioskowania o typie gleby. Przykład: Obiektem interpretacji jest roślinność. Rzeźba jest wskaźnikiem (indykatorem) dla pokrywy roślinnej, która może ż być b ć zidentyfikowana id t fik d i ki charakterystycznym dzięki h kt t miejscom i j występowania, a te z kolei mogą stanowić podstawę określenia warunków gruntowo-wodnych badanego obszaru (np. strome, odkryte stoki południowe -> murawy kserotermiczne -> strefy suche). KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Powiązania (asocjacje), indykatory … KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Klucz fotointerpretacyjny Odpowiednio dobrane zdjęcie lub fragment zdjęcia wraz z opisem obiektu. /posługiwanie się analogią – fragment zdjęcia stanowi wzorzec który ułatwia rozpoznanie i ocenę podobnych wzorzec, obiektów lub faktów zarejestrowanych na innych zdjęciach/ KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Wykonanie ćwiczenia Badanie zawartości informacyjnej yj j zdjęć ję lotniczych y i obrazów satelitarnych Zajęcia I - Badanie zawartości informacyjnej zdjęć lotniczych i obrazów satelitarnych w funkcji wielkości piksela terenowego dla zdjęć monoskopowych (pojedynczych) Materiały: Zdjęcia lotnicze: Skala zdjęcia ję Piksel skanowania [μ [μm]] Nazwa p pliku 1:2 000 14 2K-3cm_Rabsztyn szary 1:5 000 12 5K-6cm_Kraków szary i barwny 1:27 000 25 27K-67cm_Kraków szary i barwny Obrazy satelitarne: Satelita Piksel terenowy [m] Nazwa pliku Q i kBi d QuickBird 06 0.6 60 60cm-Kraków-QuickBird K kó Q i kBi d szary i b barwny Ikonos 4 4m-Kraków-Ikonos szary i barwny Landsat 30 30m-Kraków-Landsat szary i barwny KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Wykonanie ćwiczenia Przebieg zajęć: 1. Obliczyć terenową wielkość piksela skanowanych zdjęć lotniczych. 2 Wyświetlić obrazy 2. obrazy, poczynając od tych tych, dla których piksel terenowy jest najmniejszy. Analizę treści obrazów należy przeprowadzić „od ogółu do szczegółu”. Obrazy należy oglądać początkowo w całości, przy rozpoznawaniu szczegółowym powiększać. Do wyświetlania obrazu należy wykorzystywać program DipeDit. Należy wyświetlać naraz wszystkie obrazy o danej wielkości piksela, ale najpierw monochromatyczne (szare) a następnie barwne barwne. Opracowanie wyników ćwiczenia: Sprawozdanie z przebiegu wykonania ćwiczeń. 1. Wypełniona tabele z zestawieniem końcowym w procentach oceny przydatności interpretacyjnej obrazów lotniczych i satelitarnych dla poszczególnych p g y wielkości p piksela terenowego g zp podziałem na zobrazowania w skali szarości i barwne. 2. Wykresy sporządzone na podstawie tabel jedna oś: piksel terenowy, druga oś: % rozpoznania (osobne linie obrazy w skali szarości i barwne). KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Wykonanie ćwiczenia 3 O 3. Omówienie ó i i uzyskanych k h rezultatów lt tó w odniesieniu d i i i zarówno ó d do poszczególnych grup obiektów jak i ogólnej możliwości odczytania treści obrazów z podkreśleniem funkcji wielkości piksela terenowego jako wyróżnika walorów interpretacyjnych interpretacyjnych. Porównanie możliwości interpretacyjnych dla zobrazowań w skali szarości i barwnych. KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI Ocena przydatności interpretacyjnej zdjęć lotniczych i satelitarnych Imię i Nazwisko ................................................... Rok ................ Grupa ................. 1:2000 0.03m sz Data ................... Ocena ................ 1:5000 0.06m sz bar 1:27000 0.67m sz bar sat 60 cm sz bar sat 4m sz bar sat 15m sz sat 30m sz bar sz bar 1. Sieć komunikacyjna: a) sieć drogowa, kolejowa bez wyróżnienia cech szczegółowych (istnienie) b) drogi z możliwością wydzielenia: autostrady, szosy, ulicy, drogi polnej c) możliwość odczytania informacji typu: istnienie poboczy, rowów, chodników, słupów oświetleniowych d) możliwość stwierdzenia istnienia drogowych i kolejowych obiektów inżynierskich (mosty, wiadukty, estakady, tunele) e) możliwość określenia rodzaju konstrukcji obiektu z punktu d) g)) możliwość żli ść wyróżnienia óż i i pojedynczych j d h torów t ó kolejowych, k l j h rozjazdów, j dó słupów ł ó trakcji elektrycznej x 2. Sieć hydrograficzna: x a) rzeki, jeziora jako zjawisko (istnienie) x b) odczytanie dodatkowych informacji jak: głębokość koryta (strefy), kierunek prądu, x c) podział na naturalne i sztuczne x 3. Szata roślinna, uprawy a) wyróżnienie granic obszarów leśnych b) możliwość określenia rodzaju drzewostanu c) możliwość wyróżnienia pojedynczych drzew i krzewów d) wyróżnienie zasadniczych klas użytkowania ziemi: pola orne, lasy, sady, parki itd. e) możliwość przeprowadzenia podziału wewnątrz klas z pkt. pkt d) 4. Osadnictwo a) możliwość wyróżnienia osadnictwa (istnienie) a) możliwość wyodrębnienia osadnictwa wiejskiego i miejskiego b) dokładniejsze wyodrębnienie: zwarta zabudowa centrum miasta, luźna zabudowa p przedmieścia,, wydzielenie y osiedli mieszkalnych, y , zabudowy y wiejskiej, j j, terenów przemysłowych c) wyodrębnienie pojedynczych budynków d) podział ze względu na ilość kondygnacji (kilka grup) e) podział ze względu na funkcję, konstrukcję Zestawienie końcowe: (% ilość +, ±, -) przyjmujemy: „+” = 1; „±” ; „-” =0 skala ocen: „+” pełna możliwość wyróżnienia, „±” niepewne wyróżnienie, „-” wyróżnienie niemożliwe KATEDRA FOTOGRAMETRII I TELEDETEKCJI
