Presentation laddar. Vänta.

Presentation laddar. Vänta.

Pontus Olofsson, Department of Physical Geography and Ecosystems Analysis, Faculty of Science, Lund University FA för FPO 026, föresläsning 1.

Liknande presentationer


En presentation över ämnet: "Pontus Olofsson, Department of Physical Geography and Ecosystems Analysis, Faculty of Science, Lund University FA för FPO 026, föresläsning 1."— Presentationens avskrift:

1

2 Pontus Olofsson, Department of Physical Geography and Ecosystems Analysis, Faculty of Science, Lund University FA för FPO 026, föresläsning 1

3 Upplägg Tre undervisningstillfälle med 1h F och 2h Ö: 7/4F: Grunder, tillgång och förprocessering Ö: Geometrisk korrektion (radiometrisk om tid) 14/4 Tolkning och analys 21/4 Tillämpningar och exempel

4 Spektral reflektans •Reflektans = solstrålning ”studsar” på ett objekt (förenklat) •Sensor registrerar reflektansen •Olika objekt reflekterar olika •Medför: urskilja objekt då spektral reflektans skiljer sig.

5 •Reflektansen varierar över våglängderna •T ex, grön vegetation: refl.- min. i R och -max i NIR •Vatten: ingen refl i NIR (i teorin) •Index som t ex SR = NIR/R  lättare att urskilja vegetation från icke-vegetation

6 Hur registrera reflektans? Två viktiga typer av satellitsensorer • ”Rotating Scanning Mirror” (Whiskbroom scanner) - Scannar jordytan pixel för pixel vinkelrätt mot färdriktningen - Äldre teknik (används i t ex LANDSAT-sensorerna)

7 •”Linear Array Sensor” (Pushbroom scanner) - Scannar jordytan linje för linje vinkelrätt mot färdriktningen - I satelllit sedan 1986 med SPOT 1, Frankrike - Består av en rad ”Charge Coupled Devices” (”CCD:s”), vilka simultant registrerar reflekterad strålning.

8 Upplösning (”resolution”) Fem ”sorters upplösningar”: 1. Geometrisk (spatiell, ”spatial”) •Minsta avståndet mellan två objekt sett från sensorn •T ex, 30 m för LANDSAT TM och ETM+, och 1 km för SPOT-VEGETATION •På bekostnad av areell och temporal upplösning •QuickBird: 0.6 m

9

10

11 2. Temporal •Hur ofta man får data för en punkt •T ex, 16 dygn för LANDSAT-7, 1 dygn för Terra, och var 15:e minut för Meteosat •Hög temporal upplösning  kontinuerliga tidsserier •Ofta viktig egenskap •Svårt (omöjligt) att kombinera med geometrisk upplösning •Terra/MODIS 1 dygn och 250 m

12 AVHRR-genererat NDVI över Afrika (-1 < NDVI < 1)

13 Pontus Olofsson, Department of Physical Geography and Ecosystems Analysis, Faculty of Science, Lund University

14 3. Spektral •I hur många våglängdsband sensorn registrerar reflektans (benämns ofta ”kanaler” el. ”spektrala band”) •Satellitdata ofta vida överlägset flybildsdata •ETM+ 8 kanaler, MODIS 36 och Hyperion 220 •Utnyttjar atmosfäriska fönster – bandbredden viktig

15 4. Areell •Hur stort område som täcks in av en scen •Bestäms av svepvidden (”swath width”) •T ex, QuickBird 16.5 km, ETM+ 180 km, MODIS 1200 km, Meteosat ¼ av jorden Meteosat, morgonbildTvå MODIS-scener

16 Pontus Olofsson, Department of Physical Geography and Ecosystems Analysis, Faculty of Science, Lund University Meteosat-8 09 May 2003, 1215 UTC

17 5. Radiometrisk •Med vilken precision lagras data •Ofta 8 bitar, dvs värden mellan 0 och 255 •Kallas DN-värden (digital number) eller ”brightness values” •MSS: 6 bitar

18 Orbitalbanor Två viktiga typer: (1) geostationära och (2) polarorbitala

19 1. Geostationära •Satellitens position relativ jorden är fix •Krävs mer än plattform för att täcka in jorden •GOES och Meteosat två exempel •Ofta meteorologiska tillämpningar

20 2. Polarorbitala •Passerar polerna varje varv runt jorden •Solsynkrona polarorbitala banor passerar latituderna vid samma lokala tidpunkt varje överflygning

21 Tillgång •Geometriskt ”grovupplösande” (> 250 m) data gratis (från t ex NASA, NOAA och ESA). •Geometriskt ”mellanupplösande” (~ m) data ej gratis, dock rel. billiga (från t ex Metria, USGS). Från $75. •Geometriskt ”högupplösande” (< 5 m) data dyrt: t ex $7- 56/km 2 och $18-48/km 2 (ofta kommersiellt). •Se t ex

22 Digital bildbehandling 1.Input (få tag i och bestämma vilka data som ska behandlas) 2.Förprocessering: geometrisk och radiometrisk korrektion 3.Förstärkning: t ex kontraststräckning, filtrering, bilda index 4.Fotogrammetri: flygbildstolking (ej digitalt) 5.Klassificering: supervised eller unsupervised 6.Output och display: t ex kartor och GIS

23

24

25 Geometrisk korrektion •Transformation av fjärranalysdata till en ”karta” kallas geometrisk korrektion. •”Image registration” är en passning av en bilds koordinat- system till det av en annan bild. •Definition på karta: grafisk representation av jordytan som visar dess geografiska objekt. Objekten georefererade.

26 Geom. korrektion för att... •Transforma en bild till en kartprojektion •Lokalisera objekt •Registrera närliggande bilder •Overlay bildsekvenser •Overlay bilder och kartor i ett GIS •Eliminera geometriska fel

27 Geometriska fel Jordens kurvatur •Påverkar ej flygbilder •Mellanupplösande liten påverkan •Grovupplösande data påverkas (t ex pixelstorlek 4.94 än vid nadir) •Påverkar högupplösande vid tiltning

28 Tiltning Bild: DigitalGlobe

29 Geometriska fel Jordens rotation •Jorden roterar från väst till öst under registrering  sned bild •Varierar med latitud Övrigt •“Platform instability” •Whiskbroom scanner Satellite motion  Earth motion 

30 Geometriska fel Korrektion •Matematisk modellering (sensorberoende) •Ground control points – GCP’s (sensoroberoende)

31 o o o o o o oo o Ground Control Point LANDSAT SCENE MAP SHEET oooooo o o o o o o o Map position of ground control point Orbital track Image position of ground control point IMAGE-TO-MAP TRANSFOR- MATION o + Scale, x Scale, y Rotation

32 Radiometrisk korrektion •En sensor registrerar ”brightness” (0-255) •”Brightness” ingen fysikalisk storhet •Påverkas av atmosfärsförhållanden •Påverkas av solens och sensorns position •Måste korrigeras och räknas om – radiometrisk korrektion

33 Radiometri – terminolgi •Reflektans,  : kvot infallande till reflekterad strålning (0-1) •Radians, L: energiflöde från en yta i en viss riktning •Irradians, E: infallande energiflöde per ytenhet •Solzenithvinkel,  = 90º - solvinkel Solvinkel Zenithvinkel  Jordytan

34 Radiometriska korrektioner Transformationer av storheter •Beräkna radians från ”brightness” •Beräkna reflektans från radians •Beräkna ? från reflektans Atmosfärskorrektioner •Fysikalisk modellering •”Dark target subtraction”

35


Ladda ner ppt "Pontus Olofsson, Department of Physical Geography and Ecosystems Analysis, Faculty of Science, Lund University FA för FPO 026, föresläsning 1."

Liknande presentationer


Google-annonser