WYKÅAD 4 REJESTRACJA WIELOSPEKTRALNA krzywe ...
WYKÅAD 4 REJESTRACJA WIELOSPEKTRALNA krzywe ...
WYKÅAD 4 REJESTRACJA WIELOSPEKTRALNA krzywe ...
Create successful ePaper yourself
Turn your PDF publications into a flip-book with our unique Google optimized e-Paper software.
WYKŁAD 4<br />
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
<strong>krzywe</strong> spektralne<br />
teoria barw
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Zakres wykładu - promieniowanie odbijane…
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, albedo<br />
Odbicie promieniowania –<br />
zmiana kierunku promieniowania od danego ciała<br />
(w tej samej postaci, tj. bez zmiany częstotliwości)<br />
Ta część promieniowania słonecznego, która podlega odbiciu jest<br />
nazywana albedo Ziemi.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, albedo, rodzaje powierzchni<br />
Odbicie promieniowania –<br />
zmiana kierunku promieniowania od danego ciała<br />
(w tej samej postaci, tj. bez zmiany częstotliwości)<br />
Obiekty w różny sposób odbijają promieniowanie…<br />
Im większa jest różnica między zdolnością maksymalnego odbijania a faktycznie<br />
powrotnie wypromieniowaną energią, w odniesieniu do każdorazowego kąta<br />
obserwacji, tym większe jest oddziaływanie chropowatości powierzchni.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, albedo, rodzaje powierzchni<br />
Odbicie promieniowania –<br />
zmiana kierunku promieniowania od danego ciała<br />
(w tej samej postaci, tj. bez zmiany częstotliwości)<br />
Obiekty w różny sposób odbijają promieniowanie…<br />
Im większa jest różnica między zdolnością maksymalnego odbijania a faktycznie<br />
powrotnie wypromieniowaną energią, w odniesieniu do każdorazowego kąta<br />
obserwacji, tym większe jest oddziaływanie chropowatości powierzchni.<br />
W szczególnych przypadkach następuje rozposzenie idealne (inaczej: dyfuzyjne),<br />
co oznacza rozchodzenie się promienowania odbitego we wszystkich kierunkach<br />
przestrzeni. Powierzchnię tego typu określamy jako matową, do której stosuje się<br />
prawo cosinusów Lamberta: E o<br />
= E p<br />
* cos α * cos β<br />
natężenie promieni: odbitych, padających; kąt odbicia, kąt padania
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, albedo, rodzaje powierzchni<br />
Odbicie promieniowania –<br />
zmiana kierunku promieniowania od danego ciała<br />
(w tej samej postaci, tj. bez zmiany częstotliwości)<br />
Obiekty w różny sposób odbijają promieniowanie, dlatego jako<br />
wzorcową przyjęto powierzchnię matową.<br />
Powierzchnie matowe to np. tkanina, papier.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, współczynnik odbicia spektralnego<br />
Odbicie promieniowania –<br />
zmiana kierunku promieniowania od danego ciała<br />
(w tej samej postaci, tj. bez zmiany częstotliwości)<br />
Obiekty w różny sposób odbijają promieniowanie, dlatego jako<br />
wzorcową przyjęto powierzchnię matową.<br />
Współczynnik odbicia spektralnego (albedo) – stosunek jasności<br />
powierzchni danego obiektu do jasności powierzchni absolutnie białej,<br />
idealnie rozpraszającej (matowej), przy jednakowych warunkach<br />
oświetlenia.<br />
Może przyjąć wartości od 0 do 1 (0%-100%).<br />
Wsp. odbicia spektralnego to inaczej: wsp. luminancji, luminancja<br />
ekwiwalentna, spektralny wsp. jasności, wsp. odpowiedzi spektralnej.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, zakłócenia<br />
W rzeczywistości rejestruje się nie tylko promieniowanie<br />
lambertowskie (dyfuzyjne) …
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, zakłócenia<br />
W rzeczywistości rejestruje się nie tylko promieniowanie<br />
lambertowskie (dyfuzyjne), ale kombinację odbicia regularnego<br />
i dyfuzyjnego…
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, zakłócenia<br />
W rzeczywistości rejestruje się nie tylko promieniowanie<br />
lambertowskie (dyfuzyjne), ale kombinację odbicia regularnego<br />
i dyfuzyjnego oraz zakłócenia<br />
związane z:<br />
- odbiciem promieniowania<br />
przez atmosferę;
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, zakłócenia<br />
W rzeczywistości rejestruje się nie tylko promieniowanie<br />
lambertowskie (dyfuzyjne), ale kombinację odbicia regularnego<br />
i dyfuzyjnego oraz zakłócenia<br />
związane z:<br />
- odbiciem promieniowania<br />
przez atmosferę;<br />
- wpływem oświetlenia<br />
rozproszonego (nieboskłon);
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, zakłócenia<br />
W rzeczywistości rejestruje się nie tylko promieniowanie<br />
lambertowskie (dyfuzyjne), ale kombinację odbicia regularnego<br />
i dyfuzyjnego oraz zakłócenia<br />
związane z:<br />
- odbiciem promieniowania<br />
przez atmosferę;<br />
-wpływem oświetlenia<br />
rozproszonego (nieboskłon);<br />
- odbicia zwierciadlanego<br />
i wstecznego rozpraszania<br />
od sąsiadującego terenu;
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, zakłócenia<br />
W rzeczywistości rejestruje się nie tylko promieniowanie<br />
lambertowskie (dyfuzyjne), ale kombinację odbicia regularnego<br />
i dyfuzyjnego oraz zakłócenia<br />
związane z:<br />
- odbiciem promieniowania<br />
przez atmosferę;<br />
-wpływem oświetlenia<br />
rozproszonego (nieboskłon);<br />
- odbicia zwierciadlanego<br />
i wstecznego rozpraszania<br />
od sąsiadującego terenu;<br />
- odbicia i rozproszenia<br />
w atmosferze promienieniowania<br />
od sąsiadującego terenu,<br />
a następnie wpływu<br />
tego rozproszenia na obiekt.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
W rzeczywistości rejestruje się nie tylko promieniowanie<br />
lambertowskie (dyfuzyjne), ale kombinację odbicia regularnego<br />
i dyfuzyjnego oraz zakłócenia.<br />
Kombinacja tak wielu zakłóceń na<br />
drodze rejestracji promieniowania<br />
utrudnia rozpoznanie obiektów.<br />
W związku z tym część z zakłóceń<br />
pomija się, inne próbuje się<br />
wyeliminować.<br />
Klasyczne metody korekcji to:<br />
- usunięcie wpływu atmosfery;<br />
- usunięcie wpływu topografii<br />
(lokalne zmiany ukształtowaia<br />
terenu wpływają na kąt padania<br />
promieni słonecznych)<br />
(-> więcej informacji na wykładzie<br />
o korekcji danych satelitarnych)<br />
Odbicie promieniowania, zakłócenia
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, albedo<br />
Pomijając zakłócenia można podać teoretyczne wartości<br />
współczynnika odbicia spektralnego poszczególnych obiektów<br />
(komponentów środowiska).
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, albedo<br />
Współczynnik odbicia spektralnego (albedo) – stosunek jasności<br />
powierzchni danego obiektu do jasności powierzchni absolutnie białej,<br />
idealnie rozpraszającej (matowej), przy jednakowych warunkach<br />
oświetlenia. Może przyjąć wartości od 0 (0%) do 1 (100%).<br />
Współczynnik jest różny dla poszczególnych obiektów/komponentów<br />
środowiska. W praktyce teledetekcyjnej minimalne odbicie to ok. 2-3%<br />
(czarnoziemy), maks. 90-100% (świeży śnieg).
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, albedo<br />
Warunkiem niezbędnym, aby obiekt został dostrzeżony przez<br />
obserwatora, jest zróżnicowanie luminancji powierzchni otaczającego<br />
tła.<br />
(-> więcej informacji na wykładzie o fotointerpretacji)<br />
Warunkiem koniecznym (ale nie zawsze wystarczającym) jest inny<br />
współczynnik odbicia spektralnego dla obiektu i otaczającego go tła.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Odbicie promieniowania, albedo, obraz<br />
W efekcie obiekty postrzegamy jako różniące się jasnością (barwą).<br />
Te różne jasności przekładaja się na zróżnicowany efekt fotograficzny<br />
(objawiający się różnym zaczernieniem emulsji fotograficznej lub różnej<br />
wartości DN rejestrowanej przez detektory skanera). Wynik takiej<br />
rejestracji można to zaobserwować np. na satelitarnym obrazie<br />
panchromatycznym.<br />
Wartości jasności pikseli na takim obrazie wyrażane są w DN (najczęściej<br />
w zapisie 8-bitowym tj. 0-255) i można je przeliczyć na luminancję<br />
i następnie na albedo. (-> obliczanie: poprzedni wykład)
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Współczynnik odbicia spektralnego<br />
Współczynnik odbicia spektralnego (albedo) – stosunek jasności<br />
powierzchni danego obiektu do jasności powierzchni absolutnie białej,<br />
idealnie rozpraszającej (matowej), przy jednakowych warunkach<br />
oświetlenia. Może przyjąć wartości od 0 (0%) do 1 (100%).<br />
Współczynnik jest różny dla poszczególnych obiektów/komponentów<br />
środowiska. W praktyce teledetekcyjnej minimalne odbicie to ok. 2-3%<br />
(czarnoziemy), maks. 90-100% (świeży śnieg).<br />
dla zdecydowanej większości naturalnych obiektów naziemnych<br />
ich właściwości związane z odbiciem promieniowania są bardzo<br />
zróżnicowane dla różnych długości fal<br />
(stąd nazwa współczynnika „spektralny”)
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Wykresy współczynnika odbicia spektralnego
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Krzywa spektralna<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
wody<br />
KRZYWA SPEKTRALNA<br />
(krzywa zdolności odbijającej):<br />
gleba<br />
Stosunek promieniowania odbitego<br />
od powierzchni obiektu<br />
do promieniowania padającego<br />
w danym zakresie spektralnym<br />
dla danego obiektu.<br />
roślinność<br />
Jest to zależność<br />
widmowego współczynnika luminancji<br />
w funkcji długości fali.<br />
0 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4<br />
B G<br />
R<br />
bliska<br />
podczerwień<br />
średnia<br />
podczerwień<br />
długość fali<br />
um
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Krzywa spektralna<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
KLASA I: gleby i wychodnie skał<br />
KLASA II: roślinność<br />
KLASA III: wody i śnieg<br />
wody<br />
gleba<br />
roślinność<br />
0 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4<br />
B G<br />
R<br />
bliska<br />
podczerwień<br />
średnia<br />
podczerwień<br />
długość fali<br />
um<br />
Krzywe spektralne trzech klas naturalnych obiektów naziemnych
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Krzywa spektralna<br />
60%<br />
50%<br />
gleba<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
wody<br />
roślinność<br />
0 wzrost współczynnika odbicia wraz ze<br />
0,4 0,6 0,8 1,0 zwiększaniem 1,2 1,4 1,6 długości 1,8 fali 2,0 2,2 2,4<br />
B G<br />
R<br />
bliska<br />
podczerwień<br />
Charakterystyka klas w zakresie 0,4-0,9 μm:<br />
KLASA I: gleby i wychodnie skał<br />
średnia<br />
podczerwień<br />
Krzywe spektralne trzech klas naturalnych obiektów naziemnych<br />
długość fali<br />
um
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Krzywa spektralna<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
C<br />
gleba<br />
Charakterystyka klas w zakresie 0,4-0,9 μm:<br />
KLASA II: roślinność<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
A<br />
B<br />
lokalne maksimum dla λ=0,55 μm (zielony) [A]<br />
minimum w zakresie λ=0,68-0,69 μm (strefa<br />
pochłaniania chlorofilu) [B] roślinność<br />
i gwałtowne zwiększenie w zakresie<br />
podczerwieni [C]<br />
wody<br />
0 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4<br />
B G<br />
R<br />
bliska<br />
podczerwień<br />
średnia<br />
podczerwień<br />
długość fali<br />
um<br />
Krzywe spektralne trzech klas naturalnych obiektów naziemnych
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Krzywa spektralna<br />
60%<br />
50%<br />
40%<br />
30%<br />
20%<br />
10%<br />
gleba<br />
Charakterystyka klas w zakresie 0,4-0,9 μm:<br />
KLASA III: wody i śnieg<br />
wody<br />
roślinność<br />
zmniejszający się współczynnik odbicia wraz<br />
ze wzrostem długości fali<br />
0 0,4 0,6 0,8 1,0 1,2 1,4 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4<br />
B G<br />
R<br />
bliska<br />
podczerwień<br />
średnia<br />
podczerwień<br />
długość fali<br />
um<br />
Krzywe spektralne trzech klas naturalnych obiektów naziemnych
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Krzywa spektralna a rejestracja jedno i wielo-kanałowa (Landsat)<br />
wartości współczynika odbicia z zakresu<br />
rejestracji panchromatycznej znajdują<br />
odzwierciedlenie w jasności obiektów<br />
na obrazie
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Krzywa spektralna a rejestracja jedno i wielo-kanałowa (Landsat)<br />
TM 3<br />
TM 1<br />
TM 2<br />
dla rejestracji wielokanałowej (wielospektralnej)<br />
rejestrowana jest jasność obiektów<br />
w określonych kanałach spektralnych,<br />
związana z ich współczynnikiem odbicia<br />
dla danej długości fali
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Krzywa spektralna a rejestracja jedno i wielo-kanałowa (Landsat)<br />
TM 7<br />
TM 1 TM 4
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Krzywe oddają wielkości teoretyczne.<br />
Dotyczą konkretnego obiektu/określonego typu komponentu środowiska<br />
(np. lasu o określonym składzie gatunkowym, określonego typu gleby ze znaną<br />
wilgotnością, wskazanego dachu budynku, wybranego fragmentu asfaltu).<br />
Obiekty mierzone naziemnie spektofotometrami, na specjalnych polach testowych,<br />
pozwalają wyznaczyć takie <strong>krzywe</strong>. Wymaga to rejestracji odbicia promieniowania<br />
w sposób ciągły, dla szerokiego spektrum. W ten sposób powstają biblioteki spektralne.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
W praktyce rejestruje się jedynie wybrane zakresy promieniowania,<br />
zwane kanałami spektralnymi. Taki sposób obrazowania nazywa się rejestracją<br />
wielospektralną (wielokanałową). Obraz wielospektralny składa się z kilku obrazów<br />
czarno-białych (tonalnych) zarejestrowanych symultanicznie dla określonego obiektu.<br />
Jakie są konsekwencje rejestracji w wybranych zakresach W jakim stopniu <strong>krzywe</strong><br />
teoretyczne są zgodne z odczytanymi z kanałów charakterystykami spektralnymi obiektów
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Na faktyczną odbijalność obiektów, jaką można określić na<br />
obrazach wielospektralnych, wpływa wiele czynników, m.in..:<br />
zakłócenia (eliminowane częściowo w procesach korekcji, jak<br />
na przykład usuwanie wpływu topografii/morfologii terenu)<br />
oraz sama natura rejestrowanego obiektu jak:<br />
- przestrzenna zmienność, niehomogeniczność<br />
(np. las, nawet jednogatunkowy, nie jest<br />
jednorodny; ten sam typ gleby inaczej<br />
odbija promieniowanie gdy jest zaorany);<br />
- występowanie wielu różnych obiektów<br />
w obrębie jednego piksela z powodu<br />
generalizacji (gdy rozdzieczośc obrazu jest zbyt<br />
mała w stosunku do badanego obiektu);<br />
- występowanie wielu różnych komponentów<br />
związane z charakterem obiektu i jego cechami<br />
(np. sad i roślinność trawiasta między<br />
drzewami, kiełkujące uprawy i gleby na których<br />
rosną uprawy, eutrofizacja wody, gęstość lasu itd.)<br />
Na danych dyskretnych duża ilość pikseli stanowi mieszankę odbicia promieniowania od<br />
wielu obiektów. Mówimy wtedy o mikselach, a rejestrowane odbicie jest wypadkową ważoną<br />
odbicia od poszczególnych obiektów. Im większy piksel i im drobniejsze rejestrowane<br />
struktury, tym większe prawdopodobieństwo, że jest to miksel (dla danych wielospektralnych,<br />
średniorozdzielczych jak Landsat o pikselu 30m, większość pikseli to miksele).
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Jakim faktycznym odbiciem spektralnym charakteryzuje się wybrana<br />
powierzchnia glebowa Czy jest to linia
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Współczynnik odbicia będzie się mieścił w pewnym przedziale<br />
wartości. Linię można potraktować jako średnią.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Analogiczna sytuacja występuje dla dowolnej <strong>krzywe</strong>j spektralnej,<br />
np. <strong>krzywe</strong>j spektralnej zbiornika wodnego.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Analogiczna sytuacja występuje dla dowolnej <strong>krzywe</strong>j spektralnej,<br />
np. <strong>krzywe</strong>j określonego rodzaju roślinności.<br />
Charakterystyczna zasada dla wyznaczanego przedziału odbijalności<br />
to wzrost szerokości pasa w obszarach o większych wartościach<br />
odbicia.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Gdy mówimy o pomiarach na obrazach wielospektralnych, możliwości<br />
wyznaczenia dokładnie <strong>krzywe</strong>j spektralnej wybranego na obrazie<br />
obiektu (komponentu środowiska) są ograniczone do próbkowania<br />
tylko w kilku zakresach spektralnych.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
W wyniku próbkowania każdego z dostępnych kanałów spektralnych<br />
otrzymuje się zestaw charakterystycznych parametrów<br />
statystycznych dla konkretnego obiektu.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Są to średnie wartości odbicia dla każdego z kanałów (zaznaczone w<br />
postaci zielonych punktów)…
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Są to średnie wartości odbicia dla każdego z kanałów (zaznaczone w<br />
postaci zielonych punktów), które pozwalają wyznaczyć uproszczoną<br />
krzywą spektralną obiektu.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
O ile próbka będzie dostatecznie liczna, możliwe jest podanie<br />
parametrów charakteryzujących zmienność wartości odbicia wokół<br />
wyznaczonej średniej. Najczęściej używanym parametrem jest<br />
odchylenie standardowe (zaznaczono na wykresie w postaci słupków)<br />
lub minimalne i maksymalne wartości próbki.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Łącząc skrajne wartości odchyleń uzyskuje się obszar wokół linii.<br />
Linia na wykresie to średnią odpowiedź, a pas wzdłuż linii to ilustracja<br />
odchylenia standardowego wokół średniej wartości (w podobny<br />
sposób można odnieść na wykresie zanotowane minimalne<br />
i maksymalne wartości odbicia w próbce)
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Porównanie faktycznej <strong>krzywe</strong>j spektralnej (kolor zielony) obiektu<br />
z krzywymi wyznaczonymi na podstawie analizy danych<br />
wielospektralnych.<br />
Celem dokładniejszej rejestracji spektralnej dzieli się spektrum na<br />
bardzo małe przedziały i rejestruje w kilkudziesięciu/kilkuset<br />
kanałach. Nosi to nazwę rejestracji hiperspektralnej.
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Jak czytać <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
255<br />
0<br />
Przy analizie danych wielospektralnych posługujemy się dla wygody<br />
wartościami DN, zamiast wartościami w [%], wymagające przeliczenia<br />
jasności pikseli na wartości luminancji i albedo.<br />
Wartości DN najczęściej obejmują zakres 8 bitowy (0-255). Wartość 255<br />
umownie przypisano do wartości 60% (rzeczywista wartość wymaga<br />
dokonania obliczeń opartych o dane kalibracyjne sensora).
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
Wzmacnianie treści z pojedynczych kanałów a <strong>krzywe</strong> spektralne<br />
Jak, znając charakterystyczne <strong>krzywe</strong> spektralne obiektów, można<br />
zaplanować (i przewidzieć skutki) takich operacji, jak progowanie,<br />
kwantowanie i rozciągnięcie histogramu
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
analiza krzywych spektralnych - progowanie<br />
Progowanie wody na kanałach<br />
podczerwonych (duża różnica w<br />
wartościach DN od innych obiektów)<br />
Notowany zakres zmienność DN dla<br />
wody i pozostałych obiektów nadal<br />
nie stanowi przeszkody<br />
w progowaniu.<br />
Na którym kanale należy zastosować progowanie, aby wyselekcjonować:<br />
1) wody<br />
2) roślinność (lasy)
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
analiza krzywych spektralnych - progowanie<br />
Progowanie lasów jest możliwe<br />
tylko w kanale niebieskim<br />
(niewielkie różnice w wartościach<br />
DN od innych obiektów, głównie<br />
wód, bardzo utrudniają wybór<br />
właściwego progu).<br />
Na którym kanale należy zastosować progowanie, aby wyselekcjonować:<br />
1) wody<br />
2) roślinność (lasy)
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
analiza krzywych spektralnych - progowanie<br />
Progowanie lasów jest możliwe<br />
tylko w kanale niebieskim<br />
(niewielkie różnice w wartościach<br />
DN od innych obiektów, głównie<br />
wód, bardzo utrudniają wybór<br />
właściwego progu).<br />
Nałożenie się zakresów zmienności<br />
DN wskazuje, że selekcja jest<br />
wątpliwa.<br />
Na którym kanale należy zastosować progowanie, aby wyselekcjonować:<br />
1) wody<br />
2) roślinność (lasy)
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
analiza krzywych spektralnych - kwantowanie<br />
Do analizy niezbędna jest znajomość zakresów<br />
zmienności DN notowanych w każdym z kanałów.<br />
Na którym kanale należy zastosować kwantowanie:<br />
1) wody<br />
2) roślinność (lasy)<br />
3) gleb
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
analiza krzywych spektralnych - kwantowanie<br />
Kwantowanie należy zastosować na tym kanale, gdzie<br />
zmienność DN analizowanego obiektu jest największa.<br />
Na którym kanale należy zastosować kwantowanie:<br />
1) wody - kanał niebieski)<br />
2) roślinność (lasy) – kanał bliskiej (ewentualnie średniej) podczerwieni<br />
3) gleby – kanały średniej podczerwieni
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
analiza krzywych spektralnych – rozciągnięcie histogramu<br />
„przed”<br />
<strong>krzywe</strong> spektralne – ich kształt, gdyby był<br />
wyznaczany na obrazach sprzed i po<br />
rozciągnięciu histogramu<br />
procedura zmienia wartości DN opisujące<br />
<strong>krzywe</strong> spektralne<br />
jeśli każdy z kanałów jest poddany transformacji<br />
przez tą samą funkcję liniową, kształt <strong>krzywe</strong>j<br />
ulega przeskalowaniu, ale nie zmienia się jej<br />
przebieg (ilustracja z prawej strony)<br />
z reguły każdy z kanałów jest poddany innemu<br />
wzmocnieniu kontrastu (innemu rozciągnięciu),<br />
w takim przypadku kształt <strong>krzywe</strong>j może ulec<br />
drastycznym zmianom<br />
w efekcie rozciągnięcia „oddalają” się od siebie<br />
wartości DN opisujące odbicie poszczególnych<br />
typów obiektów (strzałka biała), równocześnie<br />
następuje zwiększenie zróżnicowania DN dla<br />
poszczególnych typów pokrycia (strzałka<br />
czarna)<br />
Uwaga! Krzywe spektralne – wyznaczamy na<br />
obrazach nie poddanych wzmocnieniu!<br />
„po”
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
<strong>krzywe</strong> spektralne, rejestracja wielospektralna, obrazy barwne<br />
wykorzystanie faktu rejestracji wielospektralnej<br />
oraz zróżnicowanego odbicia promieniowania<br />
przez obiekty pozwala uzyskać obrazy barwne
WYKŁAD 4<br />
<strong>REJESTRACJA</strong> <strong>WIELOSPEKTRALNA</strong><br />
<strong>krzywe</strong> spektralne<br />
teoria barw
Purpura – kolor, który można uzyskać<br />
tylko mieszając inne barwy<br />
(nie ma własnej długości fali)
…więcej na kolejnym wykładzie
Change language