Fjärranalys. How do we discuss and catagorize remote sensing? the resolutions

HTML
DOWNLOAD

Storlek: px

Starta visningen från sidan:

Download "Fjärranalys. How do we discuss and catagorize remote sensing? the resolutions"

Stefan Bergman
för 9 år sedan
Visningar:

1 Fjärranalys Remote Sensing Systems How do we discuss and catagorize remote sensing? the resolutions Spatial Resolution -- what size we can resolve Spectral Resolution -- what wavelengths do we use Radiometric Resolution -- degree of detail observed Temporal Resolution -- how often do we observe 1

2 Remote Sensing Systems: the Human Eye Spectral Resolution: µm Spatial Resolution: ~ m Radiometric Resolution: ~16-32 shades B/W or ~100 colors Elektromagnetiska spektrum; 1 mikrometer =0.001 mm; 1 nanometer= mm 2

3 92% Olika filmslag-spektral känslighet 3

4 True True Color Color Photography Photography or or Imaging Imaging Radiation Radiation reaching reaching the the platform platform 4

5 Incident & reflected energy E ( λ) = E ( λ) + E ( λ) + E ( λ) I R A T Reflektion (DIFFUSE) 5

6 Rayleigh Scattering: why the sky is is blue α 1 λ 4 Leaf Reflectance & Absorption Fotosyntes Bean leaf x

7 Green Plants and red & near-infrared measurements Chlorophyll absorption no absorption by anything Leaf water content in grass is the best and easiest measure of green leaf biomass and is highly correlated with the chlorophyll content Spektraldiagram 7

8 Pizza Hut False color True color 8

9 Varanger sep.-69, Färg och IR-färg Olika filmslag, Pankromatisk, färg, IR-färg 9

10 Photogrammetric Products from Vertical Photographs Planimetric base maps accurate x,y locations Topographic maps accurate elevation (z) information Orthophotos aerial photographs that have accurate x,y information Stereofotografering 10

11 Projektioner Skalberäkning, skalvariationer 11

12 Lägesförskjutning Höjdskillnadsformeln 12

13 Satellitdata och multispektrala fjärranalyssystem Systemöversikt 13

14 Rasterdata (matrix) format, pixlar Lines or rows (i) Columns ( j) Bands (k ) Brightness value range (typically 8 bit) white gray Associated gray-scale 4 0 black X axis Picture element (pixel) at location Line 4, Column 4, in Band 1 has a Brightness Value of 24, i.e., BV4,4,1 = 24. Scanning och detektorsystem 2 Detector Configurations Used for for Panchromatic, Multispectral and Hyperspectral Remote Sensing 14

15 Spektral respons från en en pixel (picture element) Spectral Spectral and and Spatial Spatial Resolution of of the the Landsat Landsat Multispectral Scanner Scanner (MSS), (MSS), Landsat Landsat 4 and and 5 Thematic Thematic Mapper Mapper (TM), (TM), Landsat Landsat 7 Enhanced Thematic Thematic Mapper Mapper Plus Plus (ETM (ETM + + ), ), SPOT SPOT 1, 1, 2, 2, and and 3 High High Resolution Visible Visible (HRV), (HRV), and and SPOT SPOT 4 High High Resolution Visible Visible Infrared Infrared (HRVIR) (HRVIR) Sensor Sensor Systems Systems Landsat & SPOT 15

16 Landsat TM falska färger Landsat 7 Image of of Palm Palm Spring, CA CA x m (bands 7,4,2 7,4,2 = RGB) Landsat 7 Image of of Palm Palm Spring, CA CA x m (bands 4,3,2 4,3,2 = RGB) IKONOS Imagery of Columbia, SC Obtained on October 28, 2000 IKONOS pank-fcc Panchromatic 1 x 1 m Pan-sharpened multispectral 4 x 4 m 16

17 NOAA AVHRR 8-km 8 NDVI Data Set Radiation NOAA FCC Sverige 17

18 NOAA NDVI Mosaik & tidsserie Afrika Meteosat Europa (ESA) 18

19 Earth Observing System - Terra Instruments ASTER --Advanced Spaceborne Thermal Emission and and Reflection Radiometer CERES --Clouds and and the the Earth s Radiant Energy System MISR --Multi-angle Imaging Spectroradiometer MODIS --Moderate-resolution resolution Imaging Spectroradiometer MOPITT --Measurement of of Pollution in in the the Troposphere Terra Global vegetation monitoring (NOAA and MODIS) 19

20 Geometrisk anpassning (registrering) IMAGE IMAGE IMAGE MAP Landsat TM data contrast stretching 20

21 Landsat TM FCC generation + + Klassningsmetoder Box-klassning Minsta avstånd till tyngdpunkten Normalized distance Maximum-Likelihood (M-L) 21

22 Träningsytor & spektraldiagram med signaturer? TM1 haze removal 22

23 Arbetsgång vid klassning Bestäm klassindelningen Korrigera, registrera, geokoda alla data, gör gör snygg FCC Lägg in in vägar och planera fältdatainsamling Sampling av av träningsdata & data för för senare utvärdering av av noggrannhet Identifiera träningsdata i i satellitbilden Markera träningsytor för för alla klasser och beräkna signaturerna. Studera spekraldiagram o signaturer Klassa och utvärdera, om om dåligt gå gå tillbaka till till Snygga till till ( clean-up filterera?) och skriv ut. ut Klart!! Indicators of accuracy 23

24 GIS är ärett datorbaserat system för att: Administrera rumsliga rumsligadata data (databas) (databas) Analysera data data (statistik, (statistik, modellering) Presentera/rapportera (grafik, (grafik, tabeller, tabeller, rapporter) Databashantering sker skeri i databaser: tabeller tabellermed samband sambandför förval valoch kombinationer samt samtutdrag utdragav avdata för föranalys, rapport rapport eller ellerför föratt att skapa skapaen en ny nydatabas. Rumsliga Rumsligadata: X, X, Y koordinater samt samtattributvärden Raster GIS Raster: pixlar (picture elements) i i ett rutnät med ett attributvärde i i varje cell 24

25 Vektor GIS t.ex. ArcView Vektor data: punkter, linjer och polygoner definierade i i tabeller av av X, X, Y och attributvärden (Z) Rasterdata representation 25

26 Logiska operationer Venn diagram (Boolean operations) 26

27 Overlay raster Full polygonstruktur 27

28 Länkning av grafiska data och attribut Vektoroverlay, punkter, linjer 28

29 Vektoroverlay, polygon till polygon Koordinatsystem 29

En meridian är en linje mellan polerna som som skär ekvatorn i rät vinkel, den kan även beskrivas som snittet mellan ett meridianplan som innehåller jordaxeln, och klotytan.

30 En meridian är en linje mellan polerna som som skär ekvatorn i rät vinkel, den kan även beskrivas som snittet mellan ett meridianplan som innehåller jordaxeln, och klotytan. Vinkeln mellan meridianplanet och nollmeridianen (genom Greenwich) kallas meridianens longitud. En parallellcirkel är en cirkel parallell med ekvatorns plan, och ligger på en viss latitud, en vinkel räknad från ekvatorsplanet. Jordens gradnät. En punkts läge kan anges som latitud och longitud i grader ( ), minuter ( ' ) och sekunder ( " ) 360 =ett varv, 1 =60', 1'=60'' I Sverige motsvarar en latitudskillnad av 1 grad ungefär 110 km, och en longitudskillnad av 1 grad ungefär km (varierar med latituden). Som exempel har Skara domkyrka den ungefärliga positionen: latitud 58 23'12", longitud 13 26'36". Jordens gradnät 30

31 Ellipsoidens koordinatsystem Huvudprojektioner 31

32 Sverige Kartprojektionen i Sverige (Gauss- Krüger) kan ses som att en cylinder tangerar ellipsoiden längs en meridian, medelmeridianen. Punkterna avbildas (projiceras) på cylinderytan. När cylindern vecklas ut får man den plana kartan. Endast medelmeridianen avbildas som en (vertikal) rät linje, övriga meridianer konvergerar bågformigt in mot denna Om medelmeridianen väljs till 2.5 gon väst (*) om Stockholms gamla observatorium, vilket är lika med 15 48'29.8" öst Greenwich, så får vi projektionssystemet för allmänna svenska kartor. Det har alltså sitt sanna origo där medelmeridianen skär ekvatorn, över 610 mil söder om Sverige. (* 400 gon eller 'nygrader' = 1 varv = 360 ) Vi får ett plant koordinatsystem med medelmeridianens bild som x-axel, och ekvatorns bild som y-axel. (I Sverige och en del andra länder brukar Norr-koordinaten kallas för x, och Öst-koordinaten för y) Svenska koordinatsystemet 32

33 False easting För att undvika negativa y- koordinater har man som standard ett y-tillägg på 1500 kilometer. Det vill säga, punkter på medelmeridianen får y- koordinaten 1500 kilometer ( meter) Man får då i hela Sverige x- och y-koordinater i meter med 7 siffror, t.ex. Skara domkyrka med de ungefärliga koordinaterna x = m, y = m i Rikets koordinatsystem 1990 (RT gon V 0:-15) Rikets nät Man kan nu rita upp ett rätvinkligt rutnät i Rikets koordinatsystem, som täcker Sverige. Det utritade nätet är också grunden för de svenska kartornas bladindelning 33

34 Svenska kartans projektion RT90 Kartbladsindelning Bladsystemet Den grundläggande bladindelningen i Sverige baseras på ett rutnät i RT gon V 0:-15 med SV-hörnet i (x = m, y = m), och NO-hörnet i (x = m, y = m). 34

35 UTM (Universal Transverse Mercator) nätet Lägesangivelser i UTM anges även med en alfanumerisk kod, Military Grid Reference System (MGRS). Varje zon indelas mellan latituderna 80º syd och 80º nord i 8º latitudband som betecknas med en bokstav C - X, utom I och O, med bokstaven C för det sydligaste latitudbandet och X för det nordligaste. Varje zon är dessutom indelad i plana kvadrater med 100 km sida Interpolering lat.: interpolatio, interpolo= putsa upp, genom upputsning åstadkomma något som ser bättre ut ut än än det är, förfalskning 35

36 Avståndsviktad mv-interpolation Thiessen interpolation, 1% random sample 36

37 Anpassning i minsta kvadratmetodens mening Global interpolering 37

38 [Distance weighted] = x [Control], r-square = 92%? 38

Relevanta dokument

Ett geografiskt koordinatsystem definierar platser på en sfärisk modell av jorden. Det använder en ellipsoid modell av jorden.

Ett geografiskt koordinatsystem definierar platser på en sfärisk modell av jorden. Det använder en ellipsoid modell av jorden. Koordinatsystem och projektioner Ett koordinatsystem är en referensram för att definiera platser på en yta. Det är väldigt viktigt att man definierar rätt koordinatsystem för att kartan ska visas rätt