Lotnicza Kamera Szerogowa

Transcript

Lotnicza kamera szerogowa Plan nalotu wybrane obszary Oległość obrazowa a zasięg zdjęcia Odległość obrazowa a martwe pola przestrzennego na podstawie stereopary zdjęć (ćwiczenie 2) Cyfrowy model powierzchni terenu • Cyfrowym (numerycznym) modelem wysokości (ang. DEM – Digital Elevation Model) nazywa się matematyczną, nieciągłą reprezentację kształtu dowolnej powierzchni. • Jest to obiekt trójwymiarowy, zapisany w postaci zestawu danych o współrzędnych płaskich x, y określających położenie oraz współrzędnej z oznaczającej wysokość • Jeżeli model przedstawia powierzchnię terenu, stosuje się wtedy nazwę cyfrowy model terenu (ang. DTM – Digital Terrain Model). W przypadku, gdy DEM odnosi się do powierzchni położonej powyżej lub poniżej powierzchni terenu (np. korony drzew, budynki) używa się nazwy cyfrowy model powierzchni (ang. DSM - Digital Surface Model) Rodzaje DEM • regularna siatka punktów (macierz punktów wysokościowych) (ang. RG- Regular Raster Grid)– jest to najczęściej stosowany w GIS model. Zazwyczaj zapisywany jest on w postaci rastra. Każdy punkt (element macierzy) zawiera średnią wartość rzędnej wysokościowej pola podstawowego o rozmiarze zależnym od dobranej rozdzielczości przestrzennej modelu. • model triangulacyjny (nieregularna siatka trójkątów) (ang. TIN – Triangular Irregular Network) – model ten zapisuje się w postaci wektorowej. Powierzchnia terenu dzielona jest na trójkąty, których wierzchołki stanowią punkty wysokościowe. • model poziomicowy – (ang. DGL – Digital Line Graph) (rys. 3c) – przedstawia kształt danej powierzchni przy użyciu izohips (linii łączących punkty o jednakowej wysokości), zapisywanych w postaci obiektów wektorowych o współrzędnych (x, y, z). Rodzaje DEM a) Regularna siatka punktów b) Nieregularna siatka trójkątów (TIN) c) Model poziomicowy Produkty uzyskane z DEM mapa poziomicowa – ukazująca rzeźbę powierzchni terenu przy pomocy izohips (wersja poziomicowa), barwnych powierzchni pomiędzy poszczególnymi poziomicami (mapa hipsometryczna) lub w postaci rysunku cienia; mapa spadków terenu – pokazująca obszary o określonym nachyleniu, w zależności od wydzielonych przez użytkownika klas spadków mapa ekspozycji terenu – przedstawiająca orientację terenu w przyjętych przez użytkownika przedziałach azymutów; mapa widoczności – ukazująca obszar terenu widoczny z dowolnie wybranego punktu; profile morfologiczne, tj. profile rzeźby terenu o dowolnym przebiegu wyznaczonym przez użytkownika; blokdiagram, tj. obraz rzeźby terenu dający złudzenie trójwymiarowości. Może być dowolnie obracany, skalowany i Mapa spadków terenu Źródła danych dla DEM • Stereopary zdjęć lotniczych i obrazów satelitarnych • Digitalizacja map topograficznych • Bezpośrednie pomiary terenowe • Skanning laserowy Schemat uzyskania DEM ze steropary zdjęć lotniczych Geometria obrazów satelitarnych • Landsat – Orbita okołobiegunowa (inklinacja 98,2o) – Wysokość: 705 km – Czas 1 okrążenia ~ 99 min – 14,5 okrążeń dziennie Prędkość względem powierzchni Ziemi – Pokrycie całej ziemi7,5– km/s 16 dni Źródło: Landsat 7 Science Data Users Handbook http://landsathandbook.gsfc.nasa.gov Landsat • Orbita synchroniczna ze słońcem – orbita przecina równik zawsze ok. 10:00 • Zmienna wysokość słońca nad horyzontem – zmienne oświetlenie sceny Źródło: Landsat 7 Science Data Users Handbook http://landsathandbook.gsfc.nasa.gov Landsat • Szerokość pola widzenia sensora – 185 km • Odległość pomiędzy kolejnymi pasami zobrazowania – ok 2752 km • Pokrycie całej powierzchni Ziemi w cyklu 16 dniowym Źródło: Landsat 7 Science Data Users Handbook http://landsathandbook.gsfc.nasa.gov Rozdzielczość naziemna wybranych zobrazowań satelitarnych • • • • • World-View-1 – 0,50 m QuickBird – 0,61 m IKONOS – 1 m SPOT 5 – 5 m Źródło: Landsat 7 Science Data Users Handbook SPOT – 10 m http://landsathandbook.gsfc.nasa.gov Zróżnicowana szerokość zobrazowania Szerokość sceny od ok. 183 km (Landsat) do ok. 8 km (OrbView) Zróżnicowana powtarzalność Źródło: Landsat Data Gap Studies: Potential Data Gap Sources • Wysokorozdzielcze Bardzo wąski kąt zobrazowania satelitarne o widzenia (~1 ) • Skaner typu push-brum – Linijka sensorów CCD prostopadła do kierunku ruchu – Obraz dynamiczny – każda linia ma inne elementy orientacji zewnętrznej oraz Źródło: Digital Imaging Refrakcja Wskutek nierównomiernej gęstości powietrza w pionie, wzrastającej ku powierzchni Ziemi, promienie świetlne przechodzące przez atmosferę ulegają odchyleniu. Odchylenie to jest zwane refrakcją lub załamaniem promieni świetlnych. Dla typowej gęstości atmosfery wielkość refrakcji dla kątów zenitalnych równych 80° jest mniejsza lub równa 1° (Teillet, 1988). Refrakcja ma znaczenie w fotogrametrii, gdyż powoduje wzrost dystorsji radialnej. Jest ona cechą konstrukcyjną obiektywów i powoduje radialne przemieszczenie obrazów punktów w kierunku od lub do punktu głównego zdjęcia. Wynika ona z różnego powiększania obrazów obiektów leżących w różnych odległościach kątowych od osi optycznej obiektywu (Sitek, 1992). Zwiększenie wartości dystorsji radialnej, spowodowanej refrakcją światła w atmosferze, osiąga wartości do 15 m w odległości 160 mm od punktu głównego zdjęcia. Błąd tej wielkości występuje na zdjęciach terenów górskich wykonanych z wysokości ponad 9000 m, przy różnicy wzniesień dochodzącej do 1500 m (Sitek, 1990). Przesunięcie wielkości 15 mm odpowiada 3/5 wymiaru liniowego piksela obrazu cyfrowego, zeskanowanego z rozdzielczością 1000 dpi. Dokładność geometryczna obrazów satelitarnych na przykładzie danych ASTER – poziom 1B Kanał spektralny 3N z 18 lipca 2001 roku i 18 maja 2002 roku. Rozdzielczość naziemna 15m na piksel. Okolice Rzepina. Przesunięcie około 7 pikseli (105m). Dokładność geometryczna obrazów satelitarnych na przykładzie danych Landsat –obrazy ortorektyfikowane Kanał spektralny 4 z 23 czerwca 2003 roku i 24 maja 2001 roku. Rozdzielczość naziemna 30m na piksel. Rejon wielkopolskiego parku Narodowego, w centrum jezioro Góreckie. Przesunięcie około 43 piksele (1300m).