дзз, цифровая обработка изображений

1. ДДииссттааннццииооннннооее
ззооннддииррооввааннииее ЗЗееммллии
ВВыыппооллннииллаа:: ББееккккааррннааеевваа ГГ.. СС..,, ммаагг..
66ММ007711110000
ППррооввееррииллаа:: ККууззннееццоовваа ИИ.. АА..,, кк.. тт.. нн..,,
ддооццееннтт

2. ССооддеерржжааннииее
• Введение
• Что такое ДЗЗ?
• История ДЗЗ
• Методы ДЗЗ
• Цифровая обработка изображений
• Процесс цифровой обработки
• Программы для обработки цифровой
обработки изображений
• Заключение
• Список использованной литературы
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 2

3. ВВввееддееннииее
• Целью презентации является изучение методов
дистанционного зондирования Земли (суши, водной
поверхности), процессы цифровой обработки
изображений.
• Задачами данной работы является:
• 1. Дать определение термину ДЗЗ
• 2. Описать методику ДЗЗ для суши и водной
поверхности.
• 3. Описать методику цифровой обработки
изображений.
• 4. Описать программы, необходимые для цифровой
обработки изображений
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 3

4. ЧЧттоо ттааккооее ДДЗЗЗЗ??
• Дистанционное зондирование Земли – процесс
исследования земной поверхности без контакта с
изучаемой поверхностью. Также это наблюдение
земной поверхности авиационными и космическими
средствами, в которых встроены различные виды
съемочных аппаратур.
Рис.1 Группировка спутников
Sentinel Европейской программы
GMES
Рис.2 Батиметрический лидар
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 4

5. ССууттьь ммееттооддаа
• Суть метода заключается в интерпретации
результатов измерения электромагнитного
излучения, которое отражается либо излучается
объектом и регистрируется в некоторой удаленной от
него точке пространства. [Чандра и Гош, ДЗ и ГИС].
Рис.3 Идеальная схема ДЗЗ (Чандра и Гош, ДЗ и ГИС)
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 5
На практике
не бывает
идеальной
системы ДЗЗ

6. 10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 6

7. ХХррооннииккии ДДЗЗЗЗ
• XIX век – изобретение фотографии.
• Гражданская Война, США – снимки, полученные с неуправляемых летательных
аппаратов.
• После Второй мировой войны – снимки для наблюдения за окружающей средой
и оценки развития территорий.
• 1960 – запуск разведывательных спутников CORONA, ARGON, LANYARD.
Стереопары с разрешением 2 м. От 7 до 8 дней на орбите.
• 12 апр. 1961 – первый полет человека в космос.
• 1965-66 проект ДЗЗ Gemini, 1968-75 программа Apollo – ДЗЗ и высадка человека
на Луну.
• 1973-74 – запуск Skylab, получение многозональных снимков с разрешением
100 м в видимом и близком инфракрасном диапазоне с 9 спектральными
каналами.
• 1 апр. 1960 – 1ый метеорологический спутник (США), TIROS-1
• 1972 – 1-ый специализированный спутник ERTS-1 (настоящее время – Landsat).
• 1985 – SPOT (Франция) – возможность получения стереопары снимков.
• 1988 – Запуск IRS (Индия)
• 1991-95 – ERS (Европа)
• 1995 – RADARSAT (Канада)
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 7

8. Современные спутники ДЗЗ
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 8
Stefan Lang, Advanced Remote Sensing, PLUS

9. 10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 9

10. Активные ии ппаассссииввнныыее ммееттооддыы
ссъъееммккии
• Пассивные системы – сканирующие оптико-
электронные системы – регистрируют
собственное излучение.
• Активные системы – радиолокационные,
лазерные – сами генерирующие излучение а
затем анализирующие его отраженную часть.
• Лазерные установки (лидары) в основном
используются для зондирования атмосферы
и океана.
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 10

11. ТТииппыы ссииссттеемм ДДЗЗЗЗ
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 11

12. 10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 12

13. 10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 13

14. ППррееииммуущщеессттвваа ДДЗЗЗЗ
• 1. Обширный охват
• 2. Регулярная съемка
• 3. Данные о труднодоступных областях
• 4. Получение снимков разного
разрешения
• 5. Быстрое получение результатов
благодаря цифровому формату и
компьютерной обработке
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 14

15. ННееддооссттааттккии ДДЗЗЗЗ
• 1. Необходимость в
высококвалифицированных
специалистах
• 2. Высокая стоимость ПО
• 3. Экономически нецелесообразно для
маленьких территорий
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 15

16. 10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 16

17. Diagram of NASA Earth Observation satellites –
Схема спутников ДЗЗ NASA
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 17

18. Рис. Волновая модель электромагнитного излучения
Рис. Диапазоны электромагнитного спектра
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 18

19. РРааззрреешшааюющщааяя ссппооссооббннооссттьь ДДЗЗЗЗ
• 1. Пространственное разрешение - определяется
площадкой на поверхности Земли, соответствующей
одной элементарной ячейке сенсора.
• 2. Спектральное разрешение - способность системы
ДЗЗ различать определенные интервалы длин волн.
• При оценке спектрального разрешения
рассматривают две характеристики: количество
диапазонов (каналов) и ширину каждого диапазона.
• 3. Радиометрическое разрешение - возможность
определения малейших вариаций оттенков серого
цвета (количество битов)
• 4. Временное разрешение – периодичность сбора
данных
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 19

20. 10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 20

21. Методы ппррееддввааррииттееллььнноойй
ооббррааббооттккии ддаанннныыхх ДДЗЗЗЗ
• 1. Радиометрическая коррекция – варьирование значений
яркостей пикселей, определяется сбоем или неисправностью
детекторов, влиянием рельефа, атмосферными эффектами.
• 2. Атмосферная коррекция – рассеяние и поглощение энергии.
• 3. Геометрическая коррекция – искажения, определяемые
съемочной системой, пространственные и масштабные ошибки
(изменение высоты, скорости полета, пространственного
положения съемочной платформы).
• 4. Ортотрансформирование изображений – коррекция
смещений изображений объектов за счет рельефа местности,
устранение искажений, связанных с центральной проекцией
снимка, искажений за счет дисторсий объектива и нерегулярных
искажений из-за ненадирной ориентации оптической оси
съемочной камеры.
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 21

22. 10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 22

23. Рис. Радиометрическая коррекция
(удаление полос)
Рис. Атмосферная коррекция в ENVI
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 23

24. Рис. Геометрическая коррекция
Рис.
Ортофототрансформ
ирование
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 24

25. Методы ууллууччшшеенниияя ииззооббрраажжеенниийй
• 1. Спектральные улучшающие
преобразования (контраст,
гистограмма).
• 2. Пространственная фильтрация.
• 3. Преобразование Фурье.
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 25

26. ССииссттееммыы ооббррааббооттккии ии
ииннттееррппррееттааццииии ддаанннныыхх ДДЗЗЗЗ
• 1. ERDAS Emagine
• 2. ERDAS ER Mapper
• 3. ENVI
• 4. IDRISI
• 5. MultiSpec
• 6. СканЭкс
• 7. и др.
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 26

27. ЗЗааккллююччееннииее
• В ходе презентации были рассмотрены
следующее: ДЗЗ, понятие и методы,
достоинства и недостатки ДЗЗ,
программы для обработки данных ДЗЗ,
методы цифровой обработки
изображений.
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 27

28. ССппииссоокк ииссппооллььззоовваанннноойй
ллииттееррааттууррыы
• 1. Гош, Чандра, Дистанционное зондирование
и ГИС, Техносфера, 2008.
• 2. Токарева, Обработки и интерпретация
данных дистанционного зондирования.
Томский политехнический институт, 2010.
• 3. Кашкин, Сухинин, Дистанционное
зондирование Земли из космоса. Цифровая
обработка изображений. Интеграция, 2001.
10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 28

29. 10/22/14 КазНТУ, г. Алматы 29