Методи та алгоритми попередньої обробки даних ДЗЗ

Терміни та визначення ОБРОБЛЕННЯ ЗНІМКА ПЕРВИННЕ (попереднє) - виконання інформаційних операцій зі знімком щодо його прив'язки за орбітальними даними, нормалізації, географічного прив'язки та перетворення до заданої картографічної проекції. На цьому етапі можуть також виконуватися деякі елементарні операції перетворення зображення у відповідності з вимогами користувача НОРМАЛІЗУВАННЯ ЦИФРОВОГО ЗНІМКА - радіометричне та геометричне коригування даних ДЗЗ, яке проводиться з метою усунення відповідних спотворень

Терміни та визначення СПОТВОРЕННЯ ГЕОМЕТРИЧНЕ (СПОТВОРЕННЯ ПРОСТОРОВЕ) погрішність між фактичними координатами і формами об'єктів зондування на знімку та ідеальними координатами і формами, які були б теоретично отримані ідеальними технічними засобами ДЗЗ при ідеальних умовах. Причини появлення С. г. на аерокосмічних знімках кривизна та рух Землі, аберації оптичних систем та ін. ГЕОМЕТРИЧНЕ КОРИГУВАННЯ - усунення геометричних спотворень на знімку, перетворення знімка, яке має цілями приведення його до заданої картографічної проекції та географічну прив'язку (прив'язку до географічної системи координат)

Геометричні спотворення зображень Схема формування спотворення (дисторсій) зображення Схема формування зображення сенсором

Геометричні спотворення зображень Спотворення зображень (дисторсія) в Спотворення зображень внаслідок залежності від параметрів оптичної системи змін кута сканування Спотворення зображень внаслідок обертання Землі Спотворення зображень (дисторсія) в залежності від кута огляду

Геометричні спотворення зображень Змінюваний параметр Z – варіації висоти сенсору/зйомки X, Y – зміна положення сенсору ω – обертання вздовж напряму польоту (вісі X ) φ – обертання вздовж вісі Y k - обертання вздовж вісі Z Тип впливу варіації масштабу зображення зміна положення ділянки (без зміни масштабу) зміна масштабу вздовж вісі Y зміна масштабу вздовж вісі X зміна положення ділянки

Терміни та визначення ПРИВ'ЯЗУВАННЯ ЦИФРОВОГО ЗНІМКА ГЕОГРАФІЧНЕ встановлення відповідності між системою координат знімка та географічною системою координат на підставі характеристик технічних засобів ДЗЗ, орбітальних даних, контурних карт місцевості, наземних опорних точок та інше ЕЛЕМЕНТИ ВНУТРІШНЬОГО ОРІЄНТУВАННЯ ЗНІМКА - сукупність величин, яка дозволяє визначити положення центра проекції відносно знімка і одночасно відтворити зв'язку проектуючих променів, яка існувала під час створення знімка. До Е. в. о. з. відносяться фокусна відстань об'єктива та плоскі прямокутні координати головної точки знімка (всього три елементи)

Терміни та визначення ЕЛЕМЕНТИ ЗОВНІШНЬОГО ОРІЄНТУВАННЯ ЗНІМКА - сукупність кутових і лінійних величин, яка дозволяє визначити положення зв'язки проектуючих променів і знімка під час його створення відносно прийнятої системи координат на місцевості (наприклад, геодезичної системи координат). Сукупність Е. з. о. з. складається з шести елементів: три лінійні елементи (просторові геодезичні координати центра проекції) і три кутові елементи (кути нахилу знімка у просторі та азимутальний кут) ЕЛЕМЕНТИ ЦЕНТРАЛЬНОЇ ПРОЕКЦІЇ - сукупність елементів, які визначають умови побудови лінійної перспективи під час знімання. До Е. ц. п. відносяться центр проектування (через нього проходять проектуючі проміні), картинна площина (площина знімка) та елементи, які визначають розташування картини (знімка), центра проекції та інших точок, ліній і площин в просторі відносно прийнятої системи координат

Геометрична корекція зображень вхідне зображення кореговане зображення

Терміни та визначення РЕФЕРЕНТНІ ДАНІ: ДАНІ ДОПОМІЖНІ - дані, які використовують при обробленні та інтерпретуванні зображень (знімків), але отримують не за допомогою засобів ДЗЗ, а іншими технічними засобами (висотомірами, GPSприладами та ін. ). Наприклад, це можуть бути дані позиціювання, параметри зовнішнього орієнтування знімка, висота польоту КА. ДАНІ НАЗЕМНОЇ ЗАВІРКИ - допоміжні дані, які отримані за допомогою наземних досліджень (вимірювань, спостережень та оцінювання реального стану) об'єкта зондування

Розподіл щільності фототону зображення величина зареєстрованого сигналу в пікселі x, якій знаходиться в рядку і та стовбці j (xij) дорівнює yij, тоді розподіл контрасту по площі знімку буде визначатися: Розподіл певної кількості пікселів x з фіксованим контрастом y на рівні hi(x) має назву гістограми зображення

Терміни та визначення ГІСТОГРАМА - функція, визначена на множині значень яскравості, областю значень якої є додатні цілі числа. Значенням функції f(L) у деякій точці є частота появи значення, яскравості, тобто кількість елементів (пікселів) зображення, які мають значення яскравості L

Точкові операції із зображеннями зміни гістограм зображень (розподілів щільності фототону), відповідно до певних законів – точкові операції із зображеннями: лінійне збагачення контрасту логарифмічне/експоненційне збагачення контрасту Застосування процедури лінійного збагачення контрасту Гістограма зображення після процедури експоненційного збагачення контрасту

Точкові операції із зображеннями гаусова підгонка гістограм (виходячи із статистичних параметрів розподілу щільності фототону) Схема процедури гаусового збагачення контрасту

Точкові операції із зображеннями балансові методи збагачення контрасту Зображення Landsat ETM після застосування процедури балансового збагачення контрасту за параболічним законом (Balance Contrast Enhancement Technique - BCTE)

Алгебраїчні операції із зображеннями Алгебраїчні операції, або точкові операції з багатьма зображеннями, це застосування арифметичних, логарифмічних, експоненційних, або тригонометричних функцій по відношенню до показників щільності фототону кожного пік селу різних шарів з утворенням нового зображення, тобто можуть бути визначені як: де n – кількість шарів зображення або смуг знімання

Алгебраїчні операції із зображеннями додавання зображень віднімання зображень де w – вагові коефіцієнти, k - масштабний фактор Віднімання зображень Landsat TM: a) TM 3 -TM 1 (глина); b) TM 4 -TM 3 (рослинність); c) TM 5 -TM 7 (оксиди заліза); d) композиція RGB = abc

Алгебраїчні операції із зображеннями множення зображень Множення зображень Landsat TM: a) результат класифікації вхідного зображення; b) результат множення а) на розподіл інтенсивності вхідного зображення

Алгебраїчні операції із зображеннями ділення зображень Ділення зображень Landsat TM: a) TM 3/TM 1; b) TM 4/TM 3; c) TM 5/TM 7; d) композиція RGB = abc

Алгебраїчні операції із зображеннями стандартизація по спектральним каналам приведення по логарифмічній різниці

Терміни та визначення ІНДЕКС – умовний показник, який обчислюється по емпіричній формулі; в результаті арифметичних операцій над яскравостями пікселів космічного зображення (знімку) обчислюється деякий показник (індекс), який дає числову імовірнісну оцінку наявності на поверхні Землі певних речовин, матеріалів (рослинності, мінералів і т. ін. )

Алгебраїчні операції із зображеннями отримання спектральних індексів і кероване покращення якості нормалізований диференційний вегетаційний індекс відношення оксиду заліза Крім того, вивчають розподіл сигналу на зображенні по відношенню до стандартного спектру випромінювання (сонячного чи модельних поверхонь), а також по відношенню до стандартизованих даних спостережень (наприклад, по відношенню до ETM, ASTER, MODIS тощо)

Спектральні індекси Спектральний індекс відношення оксиду заліза за даними Landsat TM Спектральний індекс відношення глини за даними Landsat TM