Embed Size (px)
Citation preview
Daljinska Detekcija
Sadržaj
Osnovi Daljinske Detekcije Senzori Mikrotalasi Daljinske Detekcije Mikrotalasni Senzori Platforme Podaci u Daljinskoj Detekciji Interpretacija Slika Procesiranje Slika Procesiranje Slika – Korekcija Procesiranje Slika – Konverzija Procesiranje Slika – Klasifikacija Aplikacije Daljinske Detekcije Geografsko Informacioni Sistemi
Koncept Daljinske Detekcije
Daljinska Detekcija je definisana kao nauka i tehnologija uz pomoć koje se vrši identifikovanje i analiza objekata i njihovih karakteristika, bez direktnog kontakta sa njima.
Elektro magnetni talasi koji se reflektuju ili emituju od objekta predstavljaju uobičajene izvore podatka daljinske detekcije.
Uređaji koji detektuje reflektovane ili emitovane elektro magnetne talase zovu se “daljinski senzori” ili “senzori”. Kamere ili skeneri su primeri daljinskih senzora.
Vozilo koje nosi senzor naziva se "platforma". Avioni ili sateliti se koriste kao platforme.
Koncept Daljinske Detekcije
Termin “daljinska detekcija" prvi put je korišten 1960 u US-a, i obuhvatao je fotogrametriju, foto-interpretaciju, foto-geologiju itd.
Kartakteristike nekog objekta se mogu definisati korištenjem reflektovanih ili emitovanih elektro magnetnih talasa od strane objekta. Razlog leži u tome što “svaki objekat ima jedinstvene i međusobno različite karakteristike refleksije ili emisije”.
Koncept Daljinske Detekcije
Na ovoj i prethodnoj slici dati su koncepti daljinske detekcije. Ovde se vidi kompletan postupak daljinske detekcije nekog objekta:
šta može uticati na sam proces, principi osmatranja senzora, obrada podtaka dobijenih od senzora i aplikacije gde se mogu koristiti podaci dobijeni putem daljinske detekcije.
Karakteristike Elektro-magnetnog zračenja
Elektro-magnetna radijacija prenosi elektro-magnetnu energiju tako što odašilje oscilacije elektro-magnetnog polja kroz prostor. Ova pojava se opisuje preko Maxwell-ovih jednačina.
Elektro-magnetno zračenje ima karakteristike kako kretanja talasa tako i kretanja čestica.
Oblasti talasnih dužina elektro-magnetnog zračenja
Regioni talasnih dužina elektro-magnetnog zračenja imaju različita imena, rangirana od najkarćih do najdužih: Γ zraka, X zraka, ultarvioletni (ultraviolet-UV), vidljivo svetlo, infracrveni (infrared-IR).
Tabela prikazuje primer koji se generalno koristi u daljinskoj detekciji.
Oblasti talasnih dužina elektro-magnetnog zračenja
Oblasti talasnih dužina elektro-magnetnog zračenja
Deo vidljivog svetla elektromagnetnog spektra se kreće od 0.4µm (manja talasna dužina, veća frekvencija) do 0.7µm (veća talasna dužina, manja frekvencija).
Na ovaj deo frekvencije svetlosti je osetljivo ljudsko oko. Tri osnovne boje koje se reflektuju od objekta su plava, zelena i crvena.
Ove osnovne boje se ne mogu formirati kombinacijom osnovnih boja. Ostale boje se formiraju kombinacijom osnovnih boja koje se odbiju od
objekta.
Tipovi Daljinske Detekcije u zavisnosti od opsega
Podela je izvršena na tri dela u zavisnosti od opsega talasnih dužina. Vidljiva i reflektovana infracrvena
daljinska detekcija Termalna infracrvena daljinska detekcija Mikrotalasna daljinska detekcija
Sadržaj
Osnovi Daljinske Detekcije Senzori Mikrotalasi Daljinske Detekcije Mikrotalasni Senzori Platforme Podaci u Daljinskoj Detekciji Interpretacija Slika Procesiranje Slika Procesiranje Slika – Korekcija Procesiranje Slika – Konverzija Procesiranje Slika – Klasifikacija Aplikacije Daljinske Detekcije Geografsko Informacioni Sistemi
Tipovi senzora
Tipovi senzora
Najpopularniji senzori koji se koriste u daljinskoj detekciji su kamere, solid skeneri kao što su CCD (charge coupled device), multi-spektralni skeneri i pasivni sintetički aperture radari.
Laserski senzori se sve više koriste za merenje zagađenosti vazduha (laserski spektrometri), a za merenje razdaljina laserski altimetri.
Senzori koji koriste sočiva u vidljivom delu spektra i u reflektovanom infracrvenom spektru, se nazivaju optički senzori.
Karakteristike optičkih senzora
Optički senzori su karakteristični po specifičnim spektralnim, radiometrijskim i geometrijskim performansama. Na slici su dati elementi optičkih senzora po karakteristikama.
Karakteristike optičkih senzora
Spektralne karakteristike optičkih senzorasu spektralni opsezi i širina opsega, centar talasne dužine opsega, osetljivost reakcije na krajevima opsega, spektralna osetljivost izvan opsega i osetlivost polarizacije.
Senzori koji koriste film se karakterišu osetljivšću filma, propustljivošću filtera i prirode sočiva.
Skenerski tipovi senzora su specifični po spektralnim karakteristikama detektora i spektralnim razdvajačem.
Radiometrijske karakteristike optičkih senzora su specifični po promenama elektro-magnetnog zračenja koje prolaze kroz optički sistem, a to su radiometrija senzora, osetljivost na snagu šuma, dinamčki opseg, signal šuma,...
Geometrijske karakteristike su specifične po vidokrugu senzora, trenutnom vidokrugu, odnos između opsega, modularna transfer funkcija koja definiše trenutni vidokrug, geometrijska distorzija i geometrijsko poravnanje optičkih elemenata.
Trenutni vidokrug se definiše kao ugao pod kojim se može detektovati minimalna površina skenera posmatranog tipa.
Karakteristike optičkih senzora
Optički senzori su karakteristični po specifičnim spektralnim, radiometrijskim i geometrijskim performansama. Na slici su dati elementi optičkih senzora po karakteristikama.
Kamere za daljinsku detekciju
Vazdušne kamere za snimanje terena, multispektralne kamere, kamere za panoramu itd. su kamere koje se koriste za daljinsku detekciju.
Vazdušne kamere za snimanje terena ili metričke kamere se obično koriste kao deo sistema u avionima ili svemirskim letelicama.
Ove kamere se najčešće koriste za kreiranje topografskih mapa tako što se kreiraju stereo fotografije koje se preklapaju.
Na slici je dat mehanizam Carl Zeiss RMK vazdušne kamere.
Kamere za daljinsku detekciju
Primer snimanja vazdušne kamere za snimanje terena – Fruška Gora
Kamere za daljinsku detekciju
Tipični primeri svemirskih kamera su Metrična kamera na Space Shuttle ESA, zatim Velika Format Kamera (LFC) takođe na NASA Space Shuttle, i KFA 1000 na ruskom COSMOS-u.
Prva slika prikazuje sistem velike format kamere i veličinu njenog filma, a druga poređenje površine ne zemlji koju pokrivaju fotografije kamera LFC (173 km x 173 km) i KFA (75 km x 75 km).
Kamere za daljinsku detekciju
Multispektralne kamere mogu kreirati slike iz velikog broja spektralnih opsega. Na slici je data multispektralna kamera za slike do 5 spektralnih opsega.
Svetlost ulazi kroz sočivo i deli se prolaskom kroz dihroični prizmu. Vidljiva svetlost (400-700 nm) ide na kolor CCD niz koji pravi slike za zeleni, crveni i plavi opseg.
Near infrared opseg (700-1100 nm) se deli između dva monohromna CCD.
Opcioni filteri (u boji i monohromi) se mogu dodavati prema želji korisnika.
Piksel podaci svakog od tri niza prolaze kroz modul za procesiranje i digitalizaciju, pri čemu se ovaj modul može programirati prema željama korisnika.
Enkoder na izlazu omogućuje dobijanje podatka u analog NTSC, PAL, i S-Video formatima
Kamere za daljinsku detekciju
Panoramik kamere se koriste za snimanje terena, nadgledanja elektro energetskih vodova, dodatne fotografije sa termalnim slikama, itd.
Primer snimka jedne panoramik kamere na sledeće dva slajda. Slikana 4/8/06 u 5:33 u Calabasas CA, USA. Kvalitet vazduha nije bio perfektan, vetar 40 čvorova. Panoscan kamera, ekspozicija sa sočivom Mamiya 150mm F 3.5
sa podešavanjima: sočivo F11.0. ISO 202 na 1/240 sec./ line. Original 180 stepeni slika je 9,000 pixel-a visoka i 59,000 pixel-a
duga! Veličina je 533 Mega-Pixel-a!
Kamere za daljinsku detekciju
Optički mehanički skeneri
Optički mehanički skener je multispektralni radiometar sa kojim se mogu naprviti dvodimenzionalni snimci, korišćenjem kombinacije kretanja platforme i rotiranja ili oscilovanja ogledala, skenirajući normalno na pravac kretanja.
Sastoje se od optičkog sistema, spektrografičkog sistema, sistema za skeniranje, sistema detektora i referentnog sistema.
Optički mehanički skeneri se mogu nositi na orbitnim satelitskim ili avionskim letelicama.
Primeri su: Multispectral scanner (MSS) i thematic mapper (TM) na LANDSAT satelitu, i Advanced Very High Resolution Radiometer (AVHRR) na NOAA satelitu.
Optički mehanički skeneri
Prva slika prikazuje koncept optičkog mehaničkog skenera, a druga šematski dijagram optičkog procesa jednog optičkog mehaničkog skenera.
