Nejdražší způsob, jak vytvořit obrázek Zajímavost na začátek Ing. Jiří Fejfar, Ph.D. Dálkový průzkum Země Nejdražší způsob, jak vytvořit obrázek Zajímavost na začátek

Kapitola 1: Historie a technologie Co je DPZ Dálkový průzkum je umění rozdělit svět na množství malých barevných čtverečků, se kterými si lze hrát na počítači a odhalovat jejich neuvěřitelný potenciál, který vždy přesahuje naše možnosti. (Jon Huntington, CSIRO Exploration, Geoscience, Australia) Dálkový průzkum Země je věda (a do jisté míry i umění) o získávání informací o zemském povrchu bez přímého kontaktu pomocí snímání a zaznamenávání odražené nebo vyzářené energie a zpracování, analýza a využití těchto informací. (RESORS, CCRS)

DPZ je… Zdroj energie a světla Záření a atmosféra Kontakt s předmětem Kapitola 1: Historie a technologie DPZ je… Zdroj energie a světla Záření a atmosféra Kontakt s předmětem Zaznamenání odražené energie senzorem Přenos, přijetí a zpracování dat Interpretace a analýza dat Využití informací

Kapitola 1: Historie a technologie

Elektromagnetické spektrum 1/5 Kapitola 1: Historie a technologie Elektromagnetické spektrum 1/5 Ultrafialová část Nejkratší vlnové délky využitelné v DPZ (0,1–0,4 mm) Výrazně pohlcováno atmosférou Využívá se především v geologických aplikacích pro detekci složení zemského povrchu, hornin a minerálů

Elektromagnetické spektrum 2/5 Kapitola 1: Historie a technologie Elektromagnetické spektrum 2/5 Viditelná část Od 0,4 do 0,7 mm Lze zaznamenat pouze v denních hodinách, neprochází oblačností a mlhou, značně rozptylováno a pohlcováno Konvenční metody snímání zemského povrchu Družicové systémy

Elektromagnetické spektrum 3/5 Kapitola 1: Historie a technologie Elektromagnetické spektrum 3/5 Červená: 0,620–0,700 mm Oranžová: 0,592–0,620 mm Žlutá: 0,578–0,592 mm Zelená: 0,500–0,578 mm Modrá: 0,446–0,500 mm Fialová: 0,400–0,446 mm

Elektromagnetické spektrum 4/5 Kapitola 1: Historie a technologie Elektromagnetické spektrum 4/5 Infračervená část 0,7–100 mm Blízké IČ: konvenční i elektronické metody – topografie, studium vegetace Střední IČ: studium vegetace, geologie, sníh a led, oblačnost, zdravotní stav vegetace, identifikace minerálů Tepelné IČ: povrchová teplota oceánů, znečištění řek a jezer, lesní požáry

Elektromagnetické spektrum 5/5 Kapitola 1: Historie a technologie Elektromagnetické spektrum 5/5 Mikrovlnné záření 1 mm–1 m Nejméně závislé na počasí Aktivní systémy – radar Meteorologie – srážkové oblasti a intenzita srážek

Interakce s atmosférou Kapitola 1: Historie a technologie Interakce s atmosférou Rozptyl Rayleighův rozptyl – částice, které mají mnohem menší rozměr než vlnová délka – ovlivňuje především krátkovlnné záření Aerosolový rozptyl rozptylující částice větší než vlnová délka záření – vodní pára, prach Neselektivní rozptyl – nezávisí na vlnové délce – velké částice – vodní kapky Pohlcování Hlavní pohlcující plyny jsou ozón, CO2, vodní pára Atmosférická okna Části elektromagnetického spektra, které nejsou ovlivňovány pohlcováním a rozptylem

Interakce s povrchem Kapitola 1: Historie a technologie V závislosti na chemickém složení a aktuálním fyzikálním stavu bude možno každý typ povrchu charakterizovat podle odraženého záření. Dva objekty, které v jednom intervalu odrážejí podobné množství záření, mohou v jiném intervalu odrážet rozdílné množství energie. Spektrální odrazivost podíl záření dopadajícího a odraženého Spektrální chování Pro určitou třídu objektů (vodní plocha, půda…) nabývá odrazivost v určité části spektra (pro určitou vlnovou délku) typických hodnot.

Obrazová data Kapitola 1: Historie a technologie Fotografie Pouze obrazy zaznamenané na fotografický film Ve viditelné části spektra a blízkého IČ spektra Digitální data Pixel – základní jednotka digitálního obrazu, kde jas dané plochy je definován numericky Informace je zaznamenávána v úzkých spektrálních pásmech – možné kombinovat

Digitální obrazová data Kapitola 1: Historie a technologie Digitální obrazová data Černobílý snímek Jas každého pixelu je pro jednotlivé primární barvy shodný, vzniká černobílý snímek Zobrazení v odstínech šedi od černé po bílou Barevný snímek Při zobrazení více než jednoho pásma v rozdílných primárních barvách

Metody pořizování dat 1/2 Kapitola 2: Pořizování dat Metody pořizování dat 1/2 Pasivní metody Přímé – zdrojem záření odražené od zemského povrchu – letecká fotografie Nepřímé – zdrojem je záření vyzařované objekty na zemském povrchu nebo v atmosféře - termovize Aktivní metody Záření není přirozené, ale je vysíláno ze zdroje na nosiči – radar

Metody pořizování dat 2/2 Kapitola 2: Pořizování dat Metody pořizování dat 2/2 Další hlediska: druh nosiče, dle zaznamenané části spektra, dle barevnosti, dle osy záběru, dle zorného pole kamery, dle velikosti snímaného území, …

Systém pořizování dat Kapitola 2: Pořizování dat Pozemní stanice: používají se pro zaznamenání přesných informací o jednotlivých druzích povrchů Letadla: používají se pro sběr velmi podrobných dat o zemském povrchu Raketoplány Družice: používají se pro souvislé a opakované snímkování celého povrchu Země

Snímací zařízení a letecká fotografie Kapitola 2: Pořizování dat Snímací zařízení a letecká fotografie Fotografická komora Digitální kamera Multispektrální snímkování Stereoskopické snímkování Obrazová data: černobílé snímky, barevné snímky: reálné (přirozené) barvy, nepravé barvy.

Charakteristiky digitálního obrazu Kapitola 2: Pořizování dat Charakteristiky digitálního obrazu Nízké prostorové rozlišení Lze rozlišit pouze velké objekty (uliční síť, vodní tok, mosty …) Vysoké prostorové rozlišení Můžeme zřetelně rozpoznat i malé objekty (domy, auta, koruny stromů, …)

Tepelné snímkování Kapitola 2: Pořizování dat Ve vlnových délkách 3-15 mm Rozdíl teplot až 0,1 °C Zaznamenávají energii vyzářenou nebo odraženou – mohou být pořizovány i v noci Teplené záření je málo rozptylované atmosférou Nižší prostorové rozlišení Využití vojenské účely, monitorování přírodních katastrof (požáry, vulkanická činnost), teplota oceánů

Družicové systémy 1/2 Kapitola 3: Družicové systémy Rovníková oběžná dráha Družice obíhá kolem Země v rovině rovníku od západu k východu Výška 36 000 km (doba oběhu rotace = doba rotace Země kolem vlastní osy) GEOSTACIONÁRNÍ Malé prostorové rozlišení, krátké časové intervaly Meteorologie

Družicové systémy 2/2 Kapitola 3: Družicové systémy Subpolární oběžná dráha Doba oběhu – 2 h Na denní straně obíhá od severu k jihu Synchronní se Sluncem Nad daným místem vždy ve stejnou dobu místního času Globální data (1:10 000 000) Lokální data (1:25 000) Pohyb přibližně v poledníkovém směru S rovinou rovníku úhel 80–100° Ve výškách 700–1000 km