تفاوت بین سیستم های لیدار و دوربین عمق سنجی

سیستم های لیدار و دوربین های عمق سنجی از حسگرهای عمق امروز در بازار دیجیتال هستند. سنجندهها با ارائه اطلاعات عمق در هر پیکسل از اشیاء هدف ، تصاویر RGB یکپارچه فعلی را تکمیل می کنند. سنسورهای عمق فاصله و طول موج یک هدف را به طور دقیق اندازه گیری می کنند و بازنمایی سه بعدی را برمی گردانند. اگرچه این دو فناوری از نظر ماهیتی مشابه هستند ، اما برخی از واریانس ها نیز دارند.

اطلاعات / لیدار

تفاوت های بین سیستم های لیدار و دوربین عمق سنجی

تعریف1

 سیستم لیدار یک تکنولوژی سنجش از راه دور است که برای تخمین فاصله و عمق جسم مورد استفاده قرار می‌گیرد.

دوربین عمق سنجی: دوربین های عمق سنجی دامنه عمق یک شی و اطلاعات مربوط به پیکسل را نشان می دهد.

2- قانون:

: lidar  مدت زمانی که یک نور کوچک روی سطح طول می کشد برای بازگشت به منبع آن را اندازه گیری کنید. این روش از یک پرتوی لیزری برای اندازه‌گیری این که چگونه پالس‌های نوری خاموش می‌شود و به نقطه شروع برمی گردد، استفاده می‌کند. این مساله فاصله جسم را مشخص می‌کند.

دوربین عمق: شدت نور محیط را از طریق روشنایی هدف مورد نظر اندازه گیری میکند. از سنجش از دور از زمان پرواز استفاده می کند تا نور منعکس شده را که از منبع تابش نور خود به دست می آید اندازه گیری کند.

3. محیط نقشه برداری و هوانوردی:

Lidar: تهیه نقشه های سه بعدی در یک منطقه خارجی. سیستم های لیدار سیستم موقعیت جهانی اطلاعات دقیق جغرافیایی یک شی را ارائه می دهد و نمی تواند در مناطق داخلی ساختمان حرکت کند. برای سنجش در فضای باز کاربرد دارد.

دوربین عمق سنجی: فناوری عمق سنجی مدل های سه بعدی فضای داخلی ساختمان را در اختیار شما قرار می دهد. مکان دقیق یک جسم در یک ساختمان را نشان می دهد. برای سنجش در داخل و خارج از ساختمان  کاربرد دارد.

4- فن آوری:

: Lidarدوربین عمق: اندازه‌گیری شدت نور محیط از طریق روشنایی شی هدف. از سنجش از راه دور پرواز برای اندازه‌گیری نور منعکس‌شده ناشی از ساطع کننده منبع نور خود استفاده می‌کند.

دوربین عمق  سنجی: عمق جسم مورد نظر را با روشن کردن جسم با الگوهای کنترل شده از نقاط با استفاده از چراغ مادون قرمز یا LED اندازه می گیرد و نور منعکس شده را تجزیه و تحلیل می کند. از تکنیک بینایی استریو برای تعیین عمق یک شی استفاده می کند.

5. تکامل

 : Lidar  اسکنرهای lidar برای ارایه نقشه‌های سه‌بعدی از یک شی مورد استفاده قرار می‌گیرند. این به دیگر سیستم‌های AR اجازه می‌دهد تا داده‌های پوششی دقیق در بالای نقشه سه‌بعدی را داشته باشند. مدل‌های ۳ بعدی ایجاد شده واقعیت مجازی و نیز تجسم مکان اشیا مجازی را مشخص می‌کنند.

دوربین عمق: از دوربین عمق برای ایجاد یک سنجنده عمق  با یک تخمین عمق فوری از شی فیزیکی ارائه می دهد. دوربين هاي محدوده اجازه انسداد هر دو اجسام مجازي و اجسام فيزيکي را مي دهند.

6. هزینه:

Lidar: سیستم Lidar با وضوح بالا در مقایسه با سخت افزار دوربین عمق سنج بسیار گران است.

دوربین عمق: دوربین ها با داشتن سخت افزار مقرون به صرفه و سنسورهای با وضوح بالا ارزان هستند.

7. تأثیرات محیطی:

لیدار: حسگرهای لیزری مستعد شرایط بد آب و هوایی هستند.

دوربین عمق سنجی: آنها مستعد ابتلا به سر و صدای بی نظیری مانند ابهام دامنه، پراکندگی و تاری حرکت هستند.

8. عملکرد کلی:

Lidar: سیستم های Lidar فقط نقشه های سه بعدی از شکل شی را ارائه می دهند. این قابلیت برای تفسیر اطلاعات جاده ای مانند نقاط دیدنی و مسیرهای قابل رانش محدود است.

دوربین عمق سنجی: دوربین ها با شناسایی شکل ، ظاهر و بافت شی ، داده های نقشه برداری با کیفیت بالا ایجاد می کنند. نه تنها اشیاء را ضبط می کند بلکه علائم قابل توجهی را نیز در بر می گیرد ، همچنین سایر داده ها را به یک حسگر قابل اعتماد تبدیل می کند.

9. فاصله و صحت اطلاعات:

Lidar: سیستم های Lidar از محدوده محدودی برخوردار هستند و در اشیاء کم برد با وضوح بالا دقیق تر هستند.

دوربین عمق: آنها می توانند تصویری با وضوح بالا از اشیاء مسافت بدست آورند ، بنابراین آنها را قادر می سازند اشیایی را مشاهده کنند که توسط Lidar با وضوح پایین قابل دسترسی نیستند.

10. الگوهای رنگی:

Lidar: سیستم های Lidar اطلاعات رنگی را در مورد اشیاء هدف ارائه نمی دهند. از لیزرها برای ایجاد نقاط بین منبع و شیء منعکس شده استفاده می کند.

دوربین عمق سنجی: برای نمایش شیء منعکس شده از الگوهای رنگی مادون قرمز استفاده می کند.

نتیجه:

دوربین های عمق سنجی و فن آوری های لیدار با کمک به دستگاه ها در درک محیط پیرامون خود، آینده را شکل می دهند. دوربین های عمق از امواج رادیویی مادون قرمز و استریوی مادون قرمز برای بهبود عملکرد دوربین ها در شرایط کم نور استفاده می کنند................

 ادامه مطلب در کتاب پردازش داده های لیدار

مولفان: سعید جوی زاده، منیژه براهیمی، مژگان صداقت

تلفن فروش: 09382252774

آدرس: شیراز، خیابان برق، کوچه ا، موسسه چشم انداز

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

 لیدار، عمق سنجی، تفاوت بین سیستم های لیدار و دوربین عمق سنجی، سنجنده، طول موج، سه بعدی، واریانس، سنجش از راه دور، تخمین فاصله و عمق جسم، lidar، نقشه برداری ،هوانوردی، نقشه های سه بعدی، اطلاعات دقیق جغرافیایی، دوربین عمق سنجی، فن آوری های لیدار، موسسه چشم انداز، نشر آکادمیک، سعید جوی زاده، تصویر هوایی، لیزر، پهباد، عمق سنجی، تصاویر رقومی هوایی، خوشه بندی کاهشی، خوشه بندی فازی، ابرنقاط، تصویر هوایی، توزیع نرمال، مثلث بندی دلونی،میانگین، شدت نمونه برداری، درون یابی، تابش های فضایی، داده های کمی پیوسته، داده های کمی گسسته ، تابع تحلیل تشخیص، لیدار هواشناسی، آمار، داده های لیدار، طبقه بندی در لیدار،

اهمیت دوام و قابل اطمینان بودن

برای استفاده‌های تجاری که نیاز به چندین سال و چندین کیلومتر استفاده از خدمات دارید، مسئله دوام و قابلیت اطمینان یک نکته حیاتی است، دوربین‌ها و رادار‌ها یک تکنولوژی ثابت شده‌اند که با قیمتی ارزان می‌توانند در انواع خودروها و اتومبیل‌های شاسی بلند مورد استفاده قرار بگیرند.

رادار ممکن است برخی از مزایای لیدار را نداشته باشد، اما رادار می‌تواند فواصل بیشتری را در مقایسه با لیدار پوشش دهد که برای کامیون‌ها که نیاز به زمان و فاصله بیشتری برای توقف کامل در مقایسه با خودروهای شخصی دارند بسیار مهم است. طبق گفته پرایس: در مورد کامیون‌ها چالش بزرگ این است که فاصله توقف آنها بسیار طولانی‌تر از اتومبیل‌های شخصی است. برای درک کامل محیط و اتخاذ تصمیمات مناسب در حین حرکت در بزرگراه‌ها مانند زمان تغییر خط، نیاز به سنسورهایی دارید که فواصل بیشتری را پوشش دهند.

اگر لیدار بتواند روزی به اندازه رادار مقرون به صرفه و قابل اطمینان باشد، احتمالا می‌تواند به استاندارد این صنعت تبدیل شود. تا زمانی که این اتفاق بیفتد، ما احتمالا باید از یک گزینه ترکیبی در این صنعت بین رادار ارزان قیمت، قابل اطمینان، با محدوده بالا و لیدار پیشرفته، با تکنولوژی بالا و جزئیات بیشتر استفاده کنیم.....................ادامه مطلب در کتاب پردازش داده های لیدار

مولفان: سعید جوی زاده، منیژه براهیمی، مژگان صداقت

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

لیدار، پهباد، نقشه برداری، سنجنده، نقشه برداری زمینی، نقشه برداری، عکس‌برداری، حفاری، طول موج، نقشه برداری توپوگرافی، پالس، نویز، سیستم لیدار، لیزر دیودی، مادون قرمز، لیزر سبز، سیگنال، هواپیما، لیزر هوایی، تصویربرداری از پهپاد، پیک بادپا، ژئوفیزیک هوایی، سنسورهای مغناطیس‌سنجی، برداشت فراطیفی، مدل سازی سه بعدی، وسایل نقلیه هوایی بدون سرنشین، مدل های ابر نقطه ای، مدل رقومی زمین، DTM، مدل ارتفاعی رقومی، DEM، پروژه های نقشه برداری، عمق سنجی، انواع لیدار، اجزای تشکیل دهنده لیدار، کاربردهای لایدار، معایب لیدار، DTM، محاسن لیدار، تفاوت بین لیدار و رادار، خروجی‌ لیدار،DSM، امواج راديويي، فرمت داده هاي لیدار، سنجش از دور، Remote sensing، مجموعه داده‌های Lidar، طول موج، لیدار چیست، لایدار چیست، Lidar چیست، آشنایی با لایدار، آشنایی با Lidar ، معرفی لیدار، معرفی لایدار، معرفی Lidar، کاربردهای لیدار، کاربردهای Lidar، انواع لایدار، انواع Lidar، فرمت داده هاي Lidar، فرمت داده هاي لایدار، آموزش لیدار، آموزش لایدار، آموزش Lidar، کاربرد لیدار در سنجش از دور، فیلم آموزشی لیدار، تبدیل داده های لیدار به رستر در نرم افزار ArcMap ، تبدیل لیدار به رستر،  لیدار چیست؟ ، نرم افزارهای لیدار، سایتهای رایگان دانلود لیدار، نرم افزار های لایدار، سایتهای رایگان دانلود لایدار، خصوصیات لیدار، ویژگی های لیدار، سعید جوی زاده، کاربرد لایدار، کاربرد لیدار، تفاوت لایدار با رادار، تفاوت لایدار با فتوگرامتری، تفاوت لیدار با رادار، کاربرد lidar، تفاوت لیدار با فتوگرامتری،داده های لایدار، داده های لیدار، فرمت لایدار، فرمت لیدار، منیژه براهیمی، خروجی داده های لیدار، خروجی داده های لیدار، کاربرد لیدار در سیل، کاربرد لیدار در آلودگی هوا، کاربرد لیدار در حمل و نقل، مژگان صداقت، کاربرد لیدار در هواشناسی، اجزای لیدار، سیستم لیدار، انواع لیدار، دقت لیدار، ارتفاع لیدار، اجزای تشکیل دهنده لیدار، اصول سنجش از دور لیدار، محاسن لیدار، معایب لیدار،  آموزشی لایدار، موسسه چشم انداز، فیلم آموزشی لایدار، فیلم آموزشی لیدار، آموش لیدار، مدل DSM ، Digital Surface Model، مدل DTM ، Digital Terrain Model ، مدل DEM ، Digital Elevation Model ، بررسی تفاوت مدل های DEM و DTM و DSM ، مدل رقومی ارتفاع، DEM ، مدل رقومی زمین، DTM ، مدل رقومی سطح، DSM، تولید DSM و DTM از داده های lidar،  تولید DSM و DTM از داده های لایدار، تولید DSM و DTM از داده های لیدار، آموزش تولید مدل های ارتفاعی،  آموزش کار با داده های lidar ، آموزش کار با داده های لایدار، آموزش کار با داده های لیدار، تولید DEM ، تولید DTM ، تولید digital elevation model، تولید digital surface model، تولید digital terrain model ، آموزش 3d در arcgis ، آموزش 3d در جی آی اس، آموزش سه بعدی gis ،آموزش نمایش سه بعدی DEM در ArcGIS ، نمایش سه بعدی DEM ، کاربرد DEM، کاربرد DTM، کاربرد DSM، موسسه علمی تحقیقاتی،

مبانی طبقه بندی

روش های رقومی استخراج اطلاعات

عمده ترین استخراج اطلاعات از تصاویر ماهواره ای (به صورت رقومی)را می توان به چهار دسته ی اصلی تقسیم نمود:

• حدآستانه یا برش گذاری
• محاسبات تصویری
• طبقه بندی(Classification)
• قطعه بندی

1. A.    برش گذاری(Slicing):برش گذاری را می توان از هیستوگرام تصویر یا  با بررسی مقادیرپیکسل ها به دست آورد.
2. B.     طبقه بندی(Classificatin):طبقه بندی را می توان یک فرایند تصمیم گیری دانست که درآن دادهای تصویری به فضای کلاس های مشخص انتقال میابد.در حقیقت طبقه بندی یک نگاشت از فضای چند طیفی به فضای عوارض است.

روش های طبقه بندی:

الف)طبقه بندی نظارت شده (Supervised Classificatio)

ب) طبقه بندی نظارت نشده(UnSupervised Classificatio)

C.قطعه بندی(Segmentation)

تقسیم یک تصویر به بخش های پیوسته که مطابق با عوارض روی زمین باشند و تفائت آن با طبقه بندی در این است که فقط براساس خصوصیات طیفی تصمیم نمیگیردو خصوصیات دیگر از یک قطعه مانند شکل، اندازه و همسایگی پیکسل هارا نیز در نظر می گیرد.

• براساس لبه(Edg Based)
• ناحیه ای(Region Based)
• درختی(Quadtree Bassed)

مراحل انجام طبقه بندی

1)تعریف کلاس ها:در این مرحله، باید دقت کافی را اعمال کرد و کلاس های مورد نظر را با توجه به تمامی شرایط موجود انتخاب نمود.

فاکتور های موثر بر روند طبقه بندی:

• خواست کاربر
• وضعیت منطقه
• شباهت طیفی عوارض
• اطلاعات و داده های موجود
• میزان اهمیت کلاس
• سطح پوشش
• روش طبقه بندی

2)انتخاب داده ها:انتخاب داده های لازم بستگی به عوامل گوناگونی دارد.

از جمله این عوامل:

•  نحوه ی تعریف کلاس ها
• در دسترس بودن داده ها
• ویژگی پروژه
• خصوصیات سنجنده های موجود
• روش طبقه بندی

پیش پردازش داده ها

a)     تصحیح رادیومتریکی

b)     تصحیح هندسی

c)      تقلیل باند ها

d)     انجام محاسبات تصویری

e)     اعمال فیلتر

پس پردازش طبقه بندی

• تصحیح و تکمیل داده ها
• ترکیب کلاس ها
• تصحیح هندسی
• عملیات کارتو گرافی

انواع روش های طبقه بندی

روش های طبقه بندی را می توان بر اساس خصوصیات مشترک و همچنین از مناظر مختلف در دسته ای جدا گانه قرار دارد و سامان دهی می شود.انواع دسته بندی برای طبقه بندی کننده ها:

1. روش های طبقه بندی نظارت نشده(Unsupervised)و نظارت شده(Supervised)
2. روش های طبقه بندی پارامتریک(Paramtric)و غیر پارامتریک(Non Paramtric)
3. روش های طبقه بندی متداول(Convetional)وپیشرفته(Advanced)
4. روش های طبقه بندی براساس پیکسل(Pixle-based)و جزءپیکسل(Sub-Pixle)

"دپارتمان سنجش از دور موسسه علمی آموزشی چشم­ انداز"

****با ما حرفه‌ای شوید****

_دوره آموزش تخصصی سنجش از دور_ همراه با فیلم کامل دوره

توسط اساتید مجرب و حرفه‌ای

با متد آسان و کاربردی

آدرس آموزشگاه شیراز:  خیابان برق، کوچه 1، موسسه چشم انداز

تلفن تماس آموزشگاه: 32341477-09382252774

مدرسین: سعید جوی‌زاده، صغری رنجبر، مینا معصومی، مرال پورحمزه

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

صحیح هندسی(Geometric Correction)

تصاویر در حالت خام دارای انواع خطا های هندسی و رادیومتریکی می باشد.ازجمله این خطاهای هندسی :

الف)جابه جایی

ب)تغییر شکل و وضعیت عوارض

خطاهای هندسی برا چهار عنصر تشکیل دهنده ی تصویر نشات میگیرد.

ازدیگرعوامل موثر در ایجاد خطاهای هندسی:

1)جابه جایی ناشی از اختلاف ارتفاع( در تصاویر ماهوارای وتصاویر هوایی)

2) دوران زمین حین تصویربرداری(تغییر وضعیت سکو یا سنجنده نیز به آن کمک میکند)

3) دید مایل

انحنای زمین

هندسه و سیستم تصویر برداری

زاویه ی دید بزرگ سنجنده

عدم کامل بودن سنجنده

عدم امکان کالیبراسیون دقیقدر سنجنده

از جمله موار عمده ای که در آنها تصویر نیاز به یک سیسیتم مختصات مشخص دارد:

• تبدیل یک تصویر به گونه ای که در یک سیستم مختصات مشخص قرار گیرد
• تعیین نقاط متناظر روی نقشه و تصویر 
• ایجاد موزاییک تصویری و اتصال تصاویر به یکدیگر
• آنالیز تصاویر چند زمانه یا چند سنجنده ای
• هم پوشانی تصاویر و لایه های اطلاعاتی مختلف در محیط GIS

روش های تصحیح هندسی

 روش های تصحیح هندسی به دودسته ی کلی تقسیم می شوند.

الف)روش جزبه جز (خطا تا حد امکان به طور دقیق مدل می شود و سپس به هر پیکسل اعمال می گردد)

ب)روش کلی(با ایجاد رابطه ی ریاضی میان فضای تصویر (دارای خطا)و فضای نقشه مبنا (فرض بدون خطا)ضمن انتقال مختصات ستر و ستون تصویر به مختصات واقعی سعی در مدل نمودن خطای هندسی می شود)

اثر کرویت زمین و خطای پانورامیک

در اسکنرهایی که برای تصویر برداری استفاده می شوند زاویهIFOVثابت است.بنابراین اندازه موثر پیکسل در قسمت نادیر تقریبا معادل اندازه واقعی پیکسل است.ولی هرچه از نقطه نادیر دورتر شویم اندازه پیکسل بزرگتر خواهد شد اما مقدار IFOVتغییری نمی کند.با این مسآله خطای پانورامیک (Panoramic Distortion) می گویند.

تصحیح  به روش کلی

1)تبدیلات سیستم مختصات دو بعدی

a)     تبدیل متشابه

b)     تبدیل افاین

c)      چند جمله ای ها

الگوریتم تصحیح هندسی به روش کلی

·        انتخاب نقاط کنترل روی تصویر و نقشه

·        تناظر مکانی میان تصویر و نقشه

·        مشخص کردن  مختصات این نقاط روی تصویر و نقشه

·        محاسبات برای یافتن پارامترهای  تبدیل

نقاط کنترل زمینی

نقاط کنترل زمینی (GCPc) نقاطی هستند که مختصات آنها در دوسیستم مختصات (تصویر و نقشه)مشخص است و برای حل دستگاه معادلات و یافتن مجهول به کار می رود.

متداول ترین منابع نقاط کنترل نقشه های موجود می باشد.انتخاب نقاط کنترل روی مناطقی که در حال تغییر سریع هستند نظیر خطوط ساحلی،بستر رودخانه ها و نظایر آنها مناسب به نظر نمی رسد.

نقاط مناسب:تقاطع جاده ها،لبه ی سد ها،ساختمان های شاخص،عوارض طبیعی مشخص و ثابت.باید به توزیع نقاط کنترل در سطح تصویر توجه داشته باشیم.به طور کلی نقاط کنترل در همه ی جای تصویر باید حظور داشته باشند.

تعداد نقاط کنترل:عوامل گوناگونی بر تعدادنقاط اثر می گذارد:

• نوع مدل تبدیل
• نوع منطقه از لحاظ توپوگرافی
• تعدد عوارض
• وسعت عوارض

دقت تصحیح هندسی

متداول ترین راه برای برآورد دقت عملیات تصحیح هندسی استفاده از باقیمانده (Residuals)می باشد.برای اینکه بدانیم یک مدل انتخابی تبدیل تا چه حدی در مدل کردن خطاها و تبعیت از رفتار نقاط کنترل موفق بوده است، می توان اختلاف آن را با واقعیت محاسبه نمود.

نمونه برداری مجدد(Resampeling)

پس از یافتن مدل تبدیل، مختصات زمینی هر پیکسل از تصویر مشخص است ولی هنوز عوارض،شکل هندسی صحیح خود را ندارند و همچنین ممکن است در جای صحیح نیزقرار نگرفته باشندبرای این کار باید تصویر جدید تشکیل داد و پیکسل را براساس مختصات زمینی در کنار هم قرار داد.

معروف ترین روش های نمونه برداری مجدد:

a)     روش نزدیکترین همسایه(Nearest Neighbour resampling)

b)     روش درون یابی دو خطی(Bilinear Interpolation)

c)      روش برآورد مکعبی(Cubic)

"دپارتمان سنجش از دور موسسه علمی آموزشی چشم­انداز"

****با ما حرفه‌ای شوید****

_دوره آموزش تخصصی سنجش از دور_ همراه با فیلم کامل دوره

توسط اساتید مجرب و حرفه‌ای

با متد آسان و کاربردی

آدرس آموزشگاه شیراز:  خیابان برق، کوچه 1، موسسه چشم انداز

تلفن تماس آموزشگاه: 32341477-09382252774

مدرسین: سعید جوی‌زاده، صغری رنجبر، مینا معصومی، مرال پورحمزه

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

پردازش‌های طیفی

پردازش‌های طیفی بخشی از کاربردها و عملیات خاص پردازش تصویر است. عملیات طیفی بیشتر با مقادیر پیکسل‌ها کار می‌کنند و به جنبه‌های هندسی مانند مختصات و اندازه پیکسل توجه چندانی ندارند.

از جمله این عملیات به موارد زیر می‌توان اشاره کرد:

الف) مسائل مربوط به هیستوگرام تصویر

ب) بهبود کنتراست تصویر

ج) تصحیحات رادیومتریکی

د) فیلترها

و) تبدیلات متعدد مانند تبدیل مولفه‌های اصلی(PCA)

ن) تلفیق تصاویر

ه) محاسبات تصویری یا محاسبات باندی

هیستوگرام و بهبود کنتراست تصویر:

هیستوگرام تصویر، توصیفی از چگونگی توزیع مقادیر درجات خاکستری است. در واقع اگر تعداد پیکسل‌های مربوط به یک درجه خاکستری را در مقابل درجه خاکستری مورد نظر ترسیم کنیم، هیستوگرام آن‌را ترسیم کرده‌ایم. این هیستوگرام می تواند به‌صورت گراف و یا جدول باشد. بررسی هیستوگرام تصویر اطلاعات با ارزشی از ویزگی‌های طیفی و کیفیت رادیومتریکی تصویر به دست می‌دهد.

 اگر هیستوگرام در یک بخش خاص از درجات خاکستری متراکم باشد،نشان دهنده کیفیت پایین رادیومتریکی آن تصویر است و برعکس هرچه وایانس بالا باشد و درجات خاکستری در کل دامنه رادیومتری توزیع شده باشد، حجم اطلاعات بیشتر با وضوح بیشتری خواهیم داشت.

معمولا وضوح تصویر به نوع باند، قدرت تفکیک مکانی، قدرت تفکیک رادیومتریکی و جنس عوارض بستگی دارد. برای بالابردن وضوح تصویر در برخی پردازش‌ها، از روش‌های بارزسازی تصویر (Image Enhancement) استفاده می‌گردد. در این روش‌ها سعی بر این است که هیستوگرام تصویر را با یک تابع تبدیل به یک توزیع مناسب تبدیل نمود. به‌گونه‌ای که از حداکثر دامنه ممکن برای درجات خاکستری استفاده شود.

روش‌های بارزسازی یا بهبود تصویر(Image Enhancement)

از میان روش‌های موجود، دو روش زیر متداول‌تر و معروف‌تر هستند:

1) تعدیلا خطی هیستوگرام(Linear Histogram Stretching) : تبدیل دامنه مشاهداتی به دامنه کامل دینامیکی ممکن(مثلا 0 تا 255)

2) یکنواخت‌سازی هیستوگرام(Image Equalization): تعداد پیکسل‌های متعلق به تمام درجات خاکستری را تقریبا با هم یکسان می‌کند.

تصحیحات رادیومتریکی:

تصاویر خام سنجش از دور همیشه دارای خطاهایی در مقادیر پیکسل‌های ثبت شده می‌باشند. بعضی از این خطاها در ایستگاه‌های گیرنده زمینی تصحیح می‌شوند، ولی تصاویر در نهایت توسط کاربران از لحاظ وجود این خطاها باید بررسی شوند و در صورت لزوم تصحیح گردند."تصحیح خطاها کاملا به کاربرد بستگی دارد". تصحیحات رادیومتریکی برای کاهش یا حذف دو نوع خطای عمده به کار می‌روند:

1) خطاهای اتمسفری

2) خطاهای دستگاهی

این نوع خطاها بسته به نوع سنجنده متفاوت می‌باشند. البته خطاهای دیگری نیز وجود دارند، نظیر اثر زاویه تابش خورشید و یا اثر توپوگرافی.  تصحیحات یا جایگزینی هستند، مانند تصحیح خطوط جا افتاده، یا حذفی هستند و در صدد حذف یک خطا از روی تصویرند و یا از نوع کاهشی هستند و اثر چیزی را کم می‌کنند.

خطاهای دستگاهی:

دو نوع تصحیح عمده خطای خطوط جاافتاده و خطای نوار نوار شدن را به‌طور نمونه توضیح می‌دهیم. خطوط جاافتاده(Bad Line) به علل مختلفی در تصویر ایجاد می‌شود. معمولا به‌صورت سفید یا سیاه ظاهر می‌شوند. تصحیح این نوع خطا از روش جایگزینی انجام می‌شود. برای این‌کار از مقادیر پیکسل‌های همسایه با توجه به پیوستگی و بزرگی عوارض که به یکدیگر شبیه می‌باشند، استفاده می‌شود که الگوریتم‌های مختلفی دارد.

خطای نوار نوار شدن به دلیل عدم عملکرد یکسان آشکارسازهای یک سنجنده به‌وجود می‌آید. این خطا مربوط به میزان سیگنال به نویز می‌باشد. برای حذف این خطا روش‌های مختلفی وجود دارد. یکی از این راه‌ها با این فرض شکل می‌گیرد که سیگنال تولید شده توسط آشکارسازهای مربوط به یک باند از لحاظ آماری به یکدیگر شبیه می‌باشند. با این فرضیات می‌توان اختلاف بین پارامترهای آماری را به عدم هماهنگی Gain و Offset آشکارسازها نسبت داد.   

خطای اتمسفری:

تصحیحات اتمسفری در کارهای معمولی موقعی که مقدار خطای اتمسفری چندان بالا نباشد که به عنوان مانعی برای استخراج اطلاعات محسوب شود، اغلب اعمال نمی‌شوند. اما در کارهای دقیق که به مقادیر واقعی انرزی‌های ساتع شده از اشیاء نیاز است، این تصحیح باید روی تصویر اعمال شود. البتهدر مواردی که شدت سیگنال ارسالی از طرف اشیاء از اثرات اتمسفری کمتر باشد نیز لازم می‌شود، مانند مطالعات اقیانوس‌شناسی. چون آب جذب کننده اکثر طول موج‌های انرژی الکترومغناطیس است.

روش‌های تصحیح اتمسفری به دو دسته کلی تقسیم می‌شوند:

مدل کردن(detailed Correction) : پارامترهایی همچون دما، رطوبت، فشار اتمسفری و .. اندازه‌گیری شده و اثر آن‌ها را مدل می‌کنند.

تصحیح کلی( Bulk Correction): در این روش به پارامترهای زیادی نیاز نیست و تصحیح اتمسفری تقریبی انجام می‌شود. مانند کم کردن کمترین مقدار پیکس‌ها از مقادیر کل پیکسل‌ها.

محاسبات تصویری(Image Arithmetic Operations)

 در بعضی اوقات استفاده از باندهای اصلی تصویر برای استخراج اطلاعات مورد نظر کافی نیستند وباید پردازش های مختلفی روی آنها انجام پذیرد.یکی از مجموعه پردازش های ممکن، استفاده از محاسبات تصویری است که به مجموعه عملیات و محاسباتی گفته می شود که روی باند های تصویر انجام شده و نتیجه آن یک تصویر جدید خواهد بود.هدف از این گونه محاسبات، آماده سازی داده ها برای ورود به یک الگوریتم استخراج اطلاعات نظیر طبقه بندی و قطعه بندی یا برای استخراج اطلاعات خاصی نظیر پوشش گیاهی یا کشف تغییرات در طی زمان مختلف.

معمول ترین و مهترین عملیات محاسباتی:

1-      تفریق( Image Subtraction): درمورد تصاویر چند زمانه و برای کشف تغییرات پدید آمده در طی زمان های مختلف تصوبر برداری انجام می شود.

2-      جمع: اغلب نتایجی شبیه میانگین گیریدارد که باعث کاهش نویز می شود.

3-      ضرب: به منظور جدا نمودن مناطق خاصی از تصویر(با ضرب تصویر واقعی در یک تصویر باینری[صفر و یک]که همان ماسک است) استفاده می شود.

4-      تقسیم( Image Division): به منظور بارزسازی تفاوت میان باندهای مختلف (که این تفاوت مربوط به پوشش های خاص است) انجام می شود.

شاخص های گیاهی

شاخص های گیاهی تبدیلات محاسباتی هستند که براساس رفتار طیفی گیاهان تعریف می شود.و برای ارزیابی و بررسی گیاهان در مشاهدات ماهواره ای چند طیفی طراحی شده اند.بیشترین باند هایی که در محاسبه ی شاخص های گیاهی مورد استفاده قرار می گیرند در محدوده باندهای قرمز و مادون قرمز و مادون قرمز نزدیک هستند.دلیل این امر خاصیت جذب نور قرمز توسط رنگدانه های موجود در کلروفیل (که باعث می شود گیاهان انعکاس کمتری در این باند داشته باشند)و انعکاس شدید گیاهان در بخش مادون قرمز طیف الکترو مغناطیس است.

شاخص های گیاهی از پر کاربرد ترین نمونه های محاسبات باندی می باشد که به منظور محاسبه درصد پوشش گیاهی،بررسی پوشش گیاهی، وضعیت سبزینگی یک منطقه طی دوران مختلف، و غیره به کار می رود.

شاخص های گیاهی نسبتی:(Ratio Vegetation Index)

RVI=NIR/R

کهNIRوR به ترتیب مقادیر پیکسل(ترجیحا بازتابندگی) در باند های مادن قرمز نزدیک (مثلا باند4سنجنده TM) و باند قرمز (مثلا باند 3سنجنده TM)می باشند.دامنه ی مقادیر این فرمول بین صفر و بی نهایت قرار می گیر،بنابراین نمایش مقادیر به دست آمده از آن به راحتی امکان پذیر نیست.برای رفع این مشکل از شاخص گیاهی NDVIاستفاده شد.

شاخص گیاهی تفاضلی نرمال شده(Normalized Difference Vegetation Index)

این شاخص گیاهی که معروف ترین و ساده ترین شاخص گیاهی مورد استفاده است بر حسب دو باند قرمز و مادون قرمز نزدیک است.

دامنه مقادیر بین 1- و1+                                                                                                                                  NDVI=NIR-R/NIR+R

مقادیر مختلف NDVIنمایان گر پوشش گیاهی مختلف می باشد.

• 5/تا 1،برای مناطق گیاهی تنک
• 1تا 5 برای مناطق گیاهی معمولی
• 5 به بال برای مناطق گیاهی بسیار متراکم و غنی می باشد.

یکی از عمده ترین خطاهای که روی مقادیر NDVIبه دست آمده اثر میگذارد:اثر ابرها آلودگی جوی از قبیل دود،مه و غبار می باشد.

شاخص تعدیل کننده ی اثر خاک(Soil Adjusted Vegetation)

این شاخص گیاهی با وارد کردن یک پارامتر به فرمول NDVIسعی در کاهش اثر پس زمینه های خاکی در مناطق گیاهی دارد.

SAVI=NIR-R/NIR+R(L+1)

Lفاکتور تعدیل کننده ی اثر خاک است،که معمولا با سعی و خطا محاسبه می شود.مقادیر Lبرای مناطق با پوشش گیاهی پایین 1و برای مناطق گیاهی بسیار متراکم معادل صفر است.

مشکلات استفاده از شاخص های گیاهی

• قدرت تفکیک زمانی سنجنده
• اختلات اتمسفری
• قدرت تفکیک مکانی
• تغییرات در سنجنده با گذر زمان

تفسیر نتایج

تفسیر نتایج محاسبات تصویری نیاز به علم ، اطلاعات جانبی و همچنین تجربه کافی دارد.علاوه براین،نوع تصویر،خصوصیات مکانی،طیفی رادیومتریکی آن و همچنین نوع محاسبه و فرمول به کار رفته در تولید نتایج بسیار مهم می باشد.ساده ترین راه استفاده از حد آستانه است.

تلفیق تصاویر

ماهواره های سنجش از دور داده هایی با خصوصیات مکانی و طیفی مختلفی از سطح زمین جمع آوری میکنند، که هرکدام بخشی از خصوصیات عوارض را نمایان میکند.بنابراین استفاده از این داده ها در کنار یکدیگر استخراج اطلاعات از تصاویر را دقیق تر می سازد.برای بهره برداری بهینه از داده های چند سنجنده ای،روش هایی تحت عنوان تلفیق داده های رقومی(Digital Data Integration) ارایه شده است.

مزایای تلفیق تصاویر

• واضح سازی تصاویر
• بهبود دقت در تحیح هندسی
• بهبود طبقه بندی
• کشف تغیررات به کمک داده های چند زمانه
• جایگزینی اطلاعات ناصحیح

سطوح مختلف تلفیق تصاویر

• سطح پیکسل(Pixel Level):ادغام در پایین ترین سطح پردازش و کوچترین المان موجود می باشد.
• سطح عارضه(Feature Level):استخراج عوارض مشخص از تصویر
• سطح تصمیم گیری(Image Level):استفاده از داده های پردازش شده به صورت توامان ،که هرکدام نتیجه پردازش جداگانه ی تصاویر ورودی می باشند.

روش های تلفیق تصاویر در سطح پیکسل

·         روش Brovey

·         تلفیق در فضای HIS

·         تلفیق تصاویر به کمک تبدیلPCA

"دپارتمان سنجش از دور موسسه علمی آموزشی چشم­انداز"

****با ما حرفه‌ای شوید****

_دوره آموزش تخصصی سنجش از دور_ همراه با فیلم کامل دوره

توسط اساتید مجرب و حرفه‌ای

با متد آسان و کاربردی

آدرس آموزشگاه شیراز:  خیابان برق، کوچه 1، موسسه چشم انداز

تلفن تماس آموزشگاه: 32341477-09382252774

مدرسین: سعید جوی‌زاده، صغری رنجبر، مینا معصومی، مرال پورحمزه

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

مبانی پردازش تصاویر

تصاویر اخذ شده توسط سنجنده ها به ایستگاه های زمینی مخابره می شوند.پس از دریافت داده ها، معمولا یک سری پردازش های اولیه روی تصاویر انجام می گیرد تا تصویر آماده استفاده توسط کاربران مختلف گردد.این پردازش ها بسیار متنوع می باشند و طیف وسیعی از عملیات را در بر می گیرند.تبدیل فرمت، حذف خطااهای رادیو متریکی، بهبود کنتراست، تصحیح هندسی، تبدیل سیستم مختصات، اعمال فیلتر ها و تبدیلات مختلف طیفی همگی می توانند دریک پروژه ی سنجش از دوری انجام شوند.

پس از این که تصویر تحت پردازش های مختلف قرار گرفت و آماده برای استخراج اطلاعات شد آنگاه انواع آنالیزها روی آن انجام می پذیرد. تفسیر بصری قدیمی ترین روش استخراج اطلاعات از عکس ه و تصاویر است که تا به حال نیز کاربرد دارد.ازجمله روش دیگرروش رقومی می باشد.در این روش ها تصمیم گیری براساس داده های ورودی و منطق به کار رفته در الگورتیم است.

تعاریف اولیه

امورزه اکثر داده های سنجش از دور به صورت رقومی ارایه میگردند و بنابراین به مجموعه عملیاتهای انجام شده روی این تصاویر، پردازش رقومی تصویر(Digital Image Processing)گویند.پردازش رقومی تصویر نگاشتی از فضای تصویر به فضای تصویر است.

تصویر(Image) :رقومی

عکس (Photo):آنالوگ

هر جز از تصویر که پیکسل(Pixel) نامیده می شود را با یک سطر و ستون می شناسیم.بنابراین تصویر را می توان به سادگی شبکه ای منظم از اعداد در نظر گرفت که بزرگی این اعداد متناسب با میزان انرژی الکترو مغناطیس ثبت شده توسط سنجنده می باشد.هر پیکسل نیز به تعداد باندها مقدار خواهد داشت.

تصاویر نسبت به عکس ها طبیعتی گسسته دارد.تصاویر در دنیای سنجش ازدور معمولا به صورت چند باندی می باشند و این موضوع باعث شده است تا برای ذخیره سازی باند های متعدد در یک فایل روش های مختلفی ابداع گردد. از جمله این روش ها:

الف) ترکیب باندی یا صفحه ای(Plane  Band Sequential,BSQ)،

        ب) ترکیب نقطه ای(Band-interleaved-by-pixel,BIP)

ج) ترکیب خطی(Band-interleaved-by-Line,BIL)

از جمله فرمت های تصویری برای نگهداری اطلاعات:                                                                                                                                                                   

1) فرمت های تصویری HDF,Geo Tiff,BMPفرمت های فشرده سازی معمولی بدون از دست دادن داده(Lossless)

2) فرمت های MrSID,JPEGاز فرمت های فشرده سازی با قابلیت بالاست.

فضای رنگی

فضای رنگی محملی برای تعریف چگونگی نمایش تصاویر چند باندی و فهم داده های تصویر است.از کاربرد های مهم فضای رنگی انجام تبدیلات و تغییرات تصویری با استفاده از آنها می باشد. بعضی از پردازش ها در یک سری از فضاهای رنگی ساده انجام می شود.ایجاد ترکیب صحیح رنگی نیاز به درک اطلاعات کافی از فرآیند تصویر برداری و همچنین شناخت رفتار طیفی عوارض در باند های گوناگون دارد.

سیستم رنگی RGB

سیستم رنگی RGBسه رنگ اصلی قرمز،سبز و آبی را برای تولید تمامی رنگ ها می برد.

سیستم رنگیHSI

سیستم رنگی RGBبا اینکه کاربرد زیادی در مانیتور های نمایش تصویر دارد ولی در زندگی معمولی ما کمتر مورد استفاده قرار می گیرد. ما بیشتر با نام رنگ ها و شدت و ضعف آنها سرو کار داریم.سیستم رنگی شدت (Intensity)،فام یا چردگی(Hue)و سیری رنگ(Saturation) که به اختصار سیستم HSIنامیده می شود.فام بیانگر طول موج رنگ غالبی است که مشاهده می شود.پارامتر سیری درجه خلوص رنگ را بیان می کند.سیستم HISبرمبنای یک مخروط استوار است که محور آن بیانگر شدت، فاصله از محور بیانگر سیری و موقعیت روی محیط مقطع افقی بیانگر چردگی است.

ترکیب های رنگی

معمولا سنجنده های مورد استفاده در سنجش از دور در بخش های مختلف طیف الکترو مغناطیس به جمع آوری اطلاعات می پردازند و این بخش ها غالبا به قسمت مرئی طیف محدود نمی شود.این موضوع با این علت است که قسمت عمده ای از اطلاعات مفید مربوط به اشیاء در بخش های غیر مرئی طیف قرار دارند.از آنجایی که مانیتور های رایج در بازار از فضای رنگی  RGBبرای نمایش رنگ ها استفاده می کنند باید ترکیبی از سه باند مورد نظر را به گونه ای قابل شناخت به سه تفنگ الکترو نیکی قرمز ،آبو سبز مانیتور نسبت دهیم.یکی از ساده ترین انتخاب ها انتساب باندهای همنام به رنگ یکسان با آنها می باشد.

یکی از معمول ترین ترکیب های مورد استفاده ترکیب رنگی رنگی کاذب (False Color Composite)است.

ترکیب های رنگی در ایجاد موزاییک های تصویری مورد استفاده قرار می گیرند.ولی مهمترین کاربرد آن در تفسیر بصری و استخراج اطلاعات به صورت سنتی است.

ترکیب رنگی کاذب معمولا برای تاکید روی عارضه ویا عوارض خاص به کار می رود.

"دپارتمان سنجش از دور موسسه علمی آموزشی چشم ­انداز"

****با ما حرفه‌ای شوید****

_دوره آموزش تخصصی سنجش از دور_ همراه با فیلم کامل دوره

توسط اساتید مجرب و حرفه‌ای

با متد آسان و کاربردی

آدرس آموزشگاه شیراز:  خیابان برق، کوچه 1، موسسه چشم انداز

تلفن تماس آموزشگاه: 32341477-09382252774

مدرسین: سعید جوی‌زاده، صغری رنجبر، مینا معصومی

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

سیستم‌های تصویربرداری راداری

سنجش از دور راداری مبحثی است که جنبه‌های متفاوتی از سنجش از دور را نمایان می‌سازد. این سیستم که شامل سنجنده فعال سنجش از دور است، از طول موج های واقع در محدوده ماکروویو برای تصویربرداری استفاده می کند.

ویژگی‌هایی که خصلت متفاوت بودن را به سیستم‌های سنجش از دور راداری می‌بخشد شامل موارد زیر است:

1) سنجنده فعال بوده و انرژی را در طول موج‌های مختلف منتشر می‌کند

2) تقریبا در تمامی شرایط جوی قادر به تصویربرداری است.

3) قابلیت نفوذ در اشیاء

4) قابلیت برداشت در قدرت تفکیک‌های متفاوت توسط یک سنجنده

اما کار کردن با تصاویر راداری به دلیل ساختار پیچیده‌ آن کمی مشکل است.

رادار چیست؟

رادار مخفف کلمه‌ی Radio Detection And Ranging به معنای مسافت‌یابی و آشکارسازی رادیویی است. یک سنجنده راداری امواج ماکروویو را تولید و به سمت سطح زمین ارسال می‌کند. بخشی از این انرژی به سمت سنجنده بازگشت داده و سنجنده آن‌را اندازه‌گیری و ثبت می‌کند.

یک تصویر راداری بیشتر شامل شامل نقاطی روشن و تاریک(و خاکستری) است که در کنار هم الگویی قابل تفسیر(تصویر) را تشکیل می‌دهند.

خصوصیات و پارامترهای سیگنال راداری

امواج راداری به‌صورت پالس‌های انرژی با فرکانس مشخص، به صورت سینوسی و با سرعت نور حرکت می‌کنند. این امواج دارای :

طول موج

فرکانس

دامنه

فاز

و پلاریزاسیون هستند. پلاریزاسیون در حقیقت جهت نوسان بردار میدان الکتریکی نسبت به محور انتشار موج(یا نسبت به سطح مرجعی که توسط آنتن رادار تعریف می‌شود) است(ITC, 1999). سنجنده راداری معمولا با پلاریزاسیون مشخص امواج را ارسال و با پلاریزاسیون مشخص نیز دریافت می‌کنند. انواع پلاریزاسیون به‌صورت زیر است.

پلاریزاسیون عمودی (V)

جهت نوسان بردار میدان الکتریکی نسبت به محور انتشار موج، عمود است.

پلاریزاسیون افقی(H)

جهت نوسان بردار میدان الکتریکی نسبت به محور انتشار موج، افقی است.

موج ارسالی پس از برخورد با اشیاء بسته به ناهمواری سطح و وضعیت شیء دچار تغییر پلاریزاسیون می‌شود. به‌طور مثال، اگر پلاریزاسیون ارسالی از نوع افقی و پلاریزاسیون بازگشتی از نوع عمودی باشد به‌صورت HV نوشته می‌شود. آب در تصاویر VV روشن ولی در تصاویر HH تاریک‌تر دیده می‌شود.

اجزای سیستم تصویربردار راداری

یک سیستم راداری از 4 جزء اصلی تشکیل شده است:

1) فرستنده(Transmitter)

2) آنتن(Antenna)

3) گیرنده(Reciver)

4) ثبت کننده(Recorder)

اندازه و شکل آنتن به‌گونه‌ای طراحی می‌شود که مشخصات نهایی لازم نظیر قدرت تفکیک را فراهم می‌آورد. اغلب اوقات شکل آنتن مستطیلی است که به ان دریچه گشودگی هم می‌گویند.

سیستم‌های راداری نوعی سیستم اندازه‌گیری فاصله هستند. تاخیر زمانی پالس‌های بازگشتی و مشخص بودن دیگر پارامترها می‌تواند موقعیت نسبی عوارض را در روی یک خط مشخص نماید.

انواع سیستم‌های راداری:

1) رادار با آنتن(روزنه) واقعی: (Real Aperture Radar(RAR))

2) رادار با آنتن (روزنه) مصنوعی(Synthetic Aperture Radar(SAR))

رادار با آنتن(روزنه) واقعی(RAR)

این نوع سیستم روی هواپیما نصب می‌شوند و یک سیستم کاملا استاندارد راداری است.

چند اصطلاح مهم در رابطه با سیستم‌های راداری:

ارتفاع(Altitude): فاصله عمودی میان سنجنده و سطح زمین است.

نادیر(Nadir): نقطه‌ای درست در زیر پای سنجنده در سطح زمین است.

آزیموت(Azimuth): جهت حرکت سکو(ماهواره یا هواپیما) را گویند.

فاصله مایل(SlantRange): فاصله میان سنجنده تا اشیاء را گویند.

فاصله زمینی(GroundRange): فاصله زمینی معادل فاصله مایل که فاصله جغرافیایی نیز نامیده می‌شوند.

دامنه نزدیک(NearRange): کوچکترین فاصله مایل و یا فاصله زمینی به نادیر.

دامنه دور(FarRange): بزرگترین فاصله مایل و یا فاصله زمینی به نادیر را گویند.

عرض برداشت(SwathWidth): مقطع بخشی از سطح زمین که توسط سیگنال پوشش داده شده و برداشت می‌شود.

طول برداشت(SwathLength): فاصله‌ای که توسط رادار در جهت آزیموت برداشت می‌شود.

زاویه دید(LookAngle): زاویه میان بردار عمود بر سطح زمین و راستای موج در محل سنجنده.

زاویه فرود(IncidenceAngle): زاویه میان راستای موج و خط عمود بر سطح زمین در سطح زمین. اگر سطح زمین مسطح باشد، آنگاه زاویه دید و زاویه فرود برابر می‌شوند.

اعوجاجات هندسی در تصاویر راداری

از آنجا که تصویربرداری راداری اندازه‌گیری فاصله مایل(جانبی) هستند، و هندسه تصویربرداری خاصی دارندچندین نوع اعوجاج هندسی در شکل و اندازه عوارض پیش می‌آید. مهمترین این اعوجاجات و تاثیرات عبارتند از: پدیده وارونگی(Layover)، پدیده کوتاه‌شدگی(Foreshortening) و سایه‌های راداری(Radar Shadow). تمامی این پدیده‌ها تابعی از زاویه دید و شیب محلی سطح زمین می‌باشند.

خصوصیات تاثیرگذار عوارض

خصوصیاتی که بر چگونگی شکل‌گیری تصویر تاثیر می‌گذارند عبارتند از:

ناهمواری سطح

پراکنش حجمی(Volume Scattering)

وضعیت و توجیه اشیاء(Angularity of target)

و ثابت هدایت الکتریکی(Dielectric Constant)

رنگ در تصاویر راداری

برای ایجاد ترکیب‌های رنگی از تصاویر راداری، مانند دیگر تصاویر، باید حداقل 3 تصویر با سیستم مختصات یکسان از یک منطقه وجود داشته باشد. انواع ترکیب‌های رنگی ممکن عبارتند از:

تصاویر چندزمانه

تصاویر با چند پلاریزاسیون

تصاویر چندباندی

تصاویر با چند زاویه دید

تصاویر با چند زاویه فرود

تصاویر چند سنجنده‌ای.

برای ایجاد ترکیب‌های رنگی بخصوص، باید از باندها شناخت دقیق داشت.

"دپارتمان سنجش از دور موسسه علمی آموزشی چشم ­انداز"

****با ما حرفه‌ای شوید****

_دوره آموزش تخصصی سنجش از دور_ همراه با فیلم کامل دوره

توسط اساتید مجرب و حرفه‌ای

با متد آسان و کاربردی

آدرس آموزشگاه شیراز:  خیابان برق، کوچه 1، موسسه چشم انداز

تلفن تماس آموزشگاه: 32341477-09382252774

مدرسین: سعید جوی‌زاده، صغری رنجبر، مینا معصومی

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

سکوها:

سنجنده ها در سنجش از دور وظیفه گرفتن و ثبت داده ها را بر عهده دارد.ولی برای نگهداری و انتقال آنها نیاز به سکوهایی (platforms) است تا بتوان آنها را در فضا نگهداری کرد.

از زمان اختراع دوربین های عکاسی تاکنون، سنجنده هاتقریبا روی هر وسیله ای که بتواند از فاصله ای دور از سطح زمین تصویر برداری نماید نصب شده اند.بالون،هلی کوپتر، هواپیما،فضاپیما،،ایستگاه فضایی وماهواره ها عمده ترین سکوهایی بوده اند که تاکنون در سنجش از دور مورد استفاده قرار گرفته اند.

دوسکوی پراستفاده و مهم در سنجش از دور، هواپیما و ماهواره می باشند.

هواپیماها از ارتفاع 100متری تا 40 کیلومتری می توانند به اخذ تصویر بپردازند.گرچه ناوبری هواپیما کاری دقیق و مشکل است ولی دارای مزایایی عبارت اند از:تنظیم بسیاری از پارامترهای تصویر برداری، ارتفاع پرواز، تعداد تصویر گرفته شده از یک منطقه و از همه مهمتر زمان تصویر برداری. همچنین، تاثیرات اتمسفری و مشکل ابر در تصاویر هوایی بسیار کمتر از تصاویر فضایی می باشند.

سنجش از دور فضایی بعضی از محدودیت های سنجش ار دور هوایی را رفع کرده است.از جمله: محدودیت های مکانی پرواز به دلیل مرز های سیاسی یا عوامل جغرافیایی،ارزان تر بودن آن.

خصوصیات مهم یک ماهواره:

مهمترین پارامتر موثر  مدار ماهواره می‌باشد.

زمان تناوب ماهواره: مدت زمانی است که ماهواره یک دور کامل مدار خود را طی میکند.

زاویه میل: زاویه میان صفحه ی مداری و صفحه ی استوایی زمین را زاویه میل (Inclination Angle)می گویند.

زاویه میل سنجنده مشخص میکند که ماهواره تا چه عرض جغرافیایی را میتواند پوشش داده واز آن تصویربرداری نماید.

زمان بازدید مجدد:مدت زمان لازم برای تصویر برداری مجدد از یک منطقه بدون احتساب قابلیت سنجنده و یا ماهواره برای تغییر آن.در حقیقت با استفاده از پارامتر های مداری نظیر پرید و عرض برداشت سنجنده محاسبه و به صورت اسمی گزارش می شود.

انواع مدارها:

زمین آهنگ(Geo-Synchronous): مدارهایی هستند که زمان تناوب آنها ضریبی از زمان چرخش زمین به دور خود است.

مدارهای زمین مرجع(Geostationary): دارای زمان تناوب معادل چرخش زمین هستند، میتوانند نسبت به یک نقطه زمینی ثابت فرض شوند.

اکثر ماهواره های سنجش ازدوری دارای مدار خورشید آهنگ (Sun Sychronous) هستند.این گونه مدارها همیشه در یک زمان محلی ثابت از نصف النهار محل عبور میکنند.

.Meteosat: زمین مرجع

Landsat,SPOT : خورشید آهنگ

مدار های خورشید آهنگ اکثرا مدارهای دایره ای هستند که تقریبا مداری قطب به قطب دارد.

حرکت ماهوار در مدار نزدیک قطبی و چرخش زمین به دور خود باعث میشود اغلب سطح زمین توسط تصاویر پوشش داده می شود. این تصاویر توسط دو شماره مشخص می گردند.شماره اول مسیر(Path) و شماره دوم ردیف(Row)نامیده میشود.

مسیرها منطبق بر مدار ماهواره هاو ردیف ها براثر قطع تصاویر در یک مسیر به وجود می آید.

سنجنده ها

سنجنده (Sensor) را میتوان دستگاهی دانست که انرژی الکترو مغناطیس را دریافت کرده، انرزی دریافتی را پس از اعمال یک سری تبدیلات به صورتی قابل بازیافت (به طور عددی ویا آنالوگ)ذخیره مینماید.

علاوه براصطلاح سنجنده دو اصطلاح دیگر نیز به کار میرود.آشکار ساز(Detector)و دستگاه(Instrument)

خصوصیات مهم سنجنده ها:

میدان دید: میدان دید یک سنجنده عبارت است از زاویه اسکن از یک سمت تا سمت دیگر

 قدرت تفکیک مکانی: توانایی ثبت اشیا کوچک درمجاور یکدیگر.

قدرت تفکیک طیفی: دامنه طیفی، عرض طیفی باند، نمونه برداری طیفی، نسبت سیگنال به نویز

قدرت تفکیک رادیومتریکی: حد درجه جزئیاتی است که داده های جمه آوری شده در آن بیان می شود.

قدرت تفکیک زمانی: حداقل مدت زمان مورد نیاز یک سنجنده برای تصویر برداری مجدد از یک ناحیه مشخص.

انواع سنجنده :

سنجنده ها از لحاظ منبع انرژی ، نوع و یا روش جمع آوری داده ها و یا لحاظ هندسه ی تصویر برداری تقسیم می‌شوند.

انواع سنجنده ها از لحاظ منبع انرژی:

فعال: انرژی الکترو مغناطیسی را خود تولید کرده  و انعکاس آن را دریافت و ثبت می کنند.

غیر فعال: انرژی انعکاسی خورشید (یا یک منبع خارجی )یا انرژی انتشاری اشیاء را دریافت میکنند.(وابستگی تام و تمامی به شرایط جوی دارند)

سنجنده های غیر فعال در تمامی بخش های طیف الکترو مغناطیس عمل میکنند ولی بیشترین کاربرد آن در بخش مرئی، مادون قرمز نزدیک و مادون قرمز حرارتی است.سنجنده های فعال اکثرأ در بخش ماکرویو عمل می کنند.

انواع سنجنده ها از لحاظ نوع داده :

سنجنده های  آنالوگ: دوربین های عکس برداری آنالوگ سال های سال است در دنیای فتو گرامتری به کار میرود.اما با پیشرفت فن آوری نوع دیگری از سنجنده ها ظهور کرد که خروجی آنها به صورت رقومی و اعداد و ارقام است.

سنجنده ها براساس فیلم(Film Based) همان دوربین های عکاسی که بیشترین مصرف آن در فتوگرامتری و تهییه نقشه های توپوگرافی است.

سنجنده های رقومی: از جمله  برتری آن نسبت به رقبای آنالوگ(دوربین عکاسی): عدم محدودیت تعداد فیلم ، وزن کمتر، سرعت بالاتر ،کیفیت بالاتر

انواع سنجنده ها از لحاظ نوع و هندسه ی جمع آوری داده ها:

سنجنده ها از نقطه نظر تصویر برداری به چند دسته اصلی تقسیم می شوند:

سنجنده های سطحی: دوربین های عکاسی

سنجنده های خطی(Linear Type): فن آوری که این دسته از سنجنده ها به خدمت میگیرند Pushbroom نامیده می شود.

سنجنده های نقطه ای(Point Type)

سنجنده های راداری (مهم ترین تولید آن DEMمیباشد.

انواع سنجنده ها از لحاظ طیفی :

1-     تعداد باند: پانکروماتیک(Panchromatic)

2-باند کم(15-10)چند طیفی(Multispectral)= TM(Landsat),LISS(IRS),HRV(SPOT)

 -3بیش از 30 باند:فراطیفی (HyperSpectral)= MODIS

"دپارتمان سنجش از دور موسسه علمی آموزشی چشم ­انداز"

****با ما حرفه‌ای شوید****

_دوره آموزش تخصصی سنجش از دور_ همراه با فیلم کامل دوره

توسط اساتید مجرب و حرفه‌ای

با متد آسان و کاربردی

آدرس آموزشگاه شیراز:  خیابان برق، کوچه 1، موسسه چشم انداز

تلفن تماس آموزشگاه: 32341477-09382252774

مدرسین: سعید جوی‌زاده، صغری رنجبر، مینا معصومی

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

تاریخچه سنجش از دور:

سنجش از دور را بسته به اینکه چگونه تعریف نماییم در هر مقطعی از تاریخ انسانی می‌توان یافت. اما به‌طور کلی توسعه قابل توجه این فن‌آوری با ظهور صنعت عکاسی در سال 1839 میلادی شکل یافت. 20 سال بعد در سال 1859 اولین عکس هوایی از ارتفاع بالای پاریس و از طریق بالون انجام گرفت. در جنگ جهانی اول(سال  1918) اولین کاربرد وسیع عکس‌های هوایی برای شناسایی محل و تجهیزات دشمن انجام گرفت. در جنگ جهانی دوم سیستم‌های مادون‌قرمز و رادار ظهور پیدا کردند. در دهه 1950 تمامی اختراعات  و اکتشافات دوران جنگ پیگیری شدند و برای شناسایی انواع پوشش گیاهی از عکسبرداری مادون‌قرمز استفاده شد.

 دهه 1960 نقطه عطفی در تاریخ سنجش از دور بود که بشر روی کره ماه پا گذاشت و برای این کار سنجنده‌های مختلف روی ماهواره‌ها دور ماه می‌چرخیدند. این سنجنده‌ها از بعضی نقاط مشخص زمینی نیز اطلاعاتی جمع‌آوری کردند. بلافاصله داده‌هایی از مناطق کشاورزی، جنگل، منابع طبیعی، معادن، منابع آب و اقیانوس‌ها نیز جمع‌آوری گردید. به دنبال این موفقیت‌ها اولین برنامه توسعه سنجش از دور در NASA شکل گرفت. پس از آن بود که کشورهای مختلف از سراسر نقاط جهان، به منظورهای نظامی و غیرنظامی، سنجنده‌های متعددی را به همراه ماهواره‌های مختلف طراحی کرده و به فضا فرستادند.

مزایا و کاربردهای سنجش از دور:

از مزایای سنجش از دور می توان به موارد مهم زیر اشاره کرد.

1) مشکل دسترسی به محل و حضور فیزیکی در آن را به حداقل رسانده است.

2) با ایجاد پوشش خوبی از منطقه مورد مطالعه، امکان دید کلی و عامتر از آن‌را فراهم می‌سازد.

3) هزینه انجام کار پایین می‌آید و از نظر اقتصادی نیز مقرون به‌صرفه است.

4) به نیروی انسانی کم(اما متخصص) و عملیات زمینی بسیار محدود نیاز دارد.

5) وجودانواع متنوعی از تصاویر ماهواره‌ای با خصوصیات مکانی و طیفی مختلف.

6) امکان انجام آنالیزهای چند زمانه

سنجش از دور امروزه، کاربردهای گسترده‌ای دارد و روز به روز به کاربردهای آن افزوده می‌شود. از جمله:

تخمین تولید و وسعت اراضی کشاورزی

برآورد سطح یک محصول خاص

طبقه‌بندی پوشش و نوع جنگل

بررسی تنش‌های پوشش گیاهی

تیپ‌بندی مراتع

تولید نقشه‌های کاربری/پوشش

تولید نقشه‌های شهری

تولید نقشه‌های خاک‌شناسی

نظارت و کنترل توسعه شهری

تنظیم شبکه جاده‌ها و دسترسی

ارزیابی ذخایر آبی

مطالعه اقیانوس‌شناسی

براورد خسارات ناشی از زلزله

بررسی خشکسالی

کاربردهای نظامی_ امنیتی و ....

انرژی الکترومغناطیس:

تا کنون دو نظریه عمده در رابطه با انرژی الکترومغناطیس ابراز گردیده است:

نظریه موجی(wave Theory): پارامتر طول موج در سنجش از دور را شفاف می‌کند.

نظریه ذره‌ای(Particle Theory): واکنش انرژی و سطح هدف یا اتمسفر را شفاف می‌دارد.

انرژی الکترومغناطیس به شکل امواج سینوسی در فضا با سرعت نور(C = 299792000 متر برثانیه) حرکت می‌کند. این امواج از دو میدان عمود برهم(الکتریکی و مغناطیسی) تشکیل شده‌اند. در فرمول زیر،علامت لاندا برابر با طول موج و  F برابر با بسامد(فرکانس) می‌باشد. طول موج و فرکانس رابطه عکس با هم دارند.

طیف الکترومغناطیس(Electromagnetic Spectrum):

مجموعه کل طول موج‌های امواج الکترومغناطیس که در کنار هم به ترتیب خاصی قرار گرفته‌اند.

این طیف از اشعه گاما با طول 1/0 آنگستروم، شروع شده و به امواج رادیویی با طول چند کیلومتر، ختم می‌شود.

باند(band): هر بخش باریک پیوسته از طیف الکترومغناطیس را باند گویند. هر سنجنده می‌تواند صدها باند داشته باشد. بسته به اینکه باند مذکور در کدام‌یک از بخش‌های طیف باشد، همان نام را می‌گیرد.

امضاء طیفی(Spectral Signature):

اگر برای هر جسم، مقدار انرزی منعکس شده از کل انرژی رسیده به آن را در طول موج‌های مختلف اندازه‌گیری و آن‌ها را به‌صورت یک نمودار ترسیم کنیم، منحنی حاصل را امضاء طیفی آن جسم خاص می‌گوییم. معروف‌ترین امضا طیفی در سنجش از دور، امضاء طیفی پوشش گیاهی(به دلیل رفتار منحصر به‌فرد در باندهای مختلف) می‌باشد. اندازه‌گیری این ویژگی در آزمایشگاه به‌طور دقیق انجام می‌گیرد و در کتابخانه‌های طیفی ثبت می‌شود.

اتمسفر و نقش آن در سنجش از دور:

اثرات اتمسفر بر امواج تا رسیدن به هدف و سنجنده شامل دو مورد زیر است:

الف) جذب(Absorption)

ب) تفرق (Scatter)

اولین اثر بصری اتمسفر روی تصاویر، کاهش کنتراست تصویر است که باعث ضعیف نمودن قدرت آشکارسازی تصویر و پنهان شدن جزئیات آن می‌شود. بیشتر اثرات اتمسفری وابسته به طول موج هستند. این اثرات را با الگوریتم‌های مختلفی روی تصویر کاهش می‌دهند.

"دپارتمان سنجش از دور موسسه علمی آموزشی چشم ­انداز"

****با ما حرفه‌ای شوید****

_دوره آموزش تخصصی سنجش از دور_ همراه با فیلم کامل دوره

توسط اساتید مجرب و حرفه‌ای

با متد آسان و کاربردی

آدرس آموزشگاه شیراز:  خیابان برق، کوچه 1، موسسه چشم انداز

تلفن تماس آموزشگاه: 32341477-09382252774

مدرسین: سعید جوی‌زاده، صغری رنجبر، مینا معصومی

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/

مقدمه‌ای بر سنجش از دور

روش‌های مختلفی برای جمع‌آوری داده‌ها(بخصوص داده‌های مکانمند) وجود دارد. سنجش از دور از روش‌های عمده جمع‌آوری داده‌ است. برای سنجش از دور تا کنون تعاریف بسیاری ارائه شده است.

کامل‌ترین تعریف سنجش از دور که تا حد زیادی وظایف و قابلیت‌های مهم آن را ارائه می‌دهد به‌صورت زیر است:

سنجش از دور، علم و هنر و فن‌آوری به‌دست آوردن اطلاعات درباره یک شیء، منطقه یا پدیده از طریق پردازش و آنالیز داده‌های دریافت شده به‌وسیله یک دستگاه، بدون تماس مستقیم با شیء منطقه با پدیده مورد مطالعه است(ASP، 1983).

 بر اساس این تعریف، سنجش از دور را می‌توان به دو بخش تقسیم کرد:

1) بخش جمع‌آوری داده

2) بخش استخراج اطلاعات

بخش جمع‌آوری داده شامل چهار عنصر اساسی است به‌صورت زیر است.

1. منبع انرژی
2. اتمسفر
3. اشیاء و پدیده‌های هدف
4. سنجنده

منبع انرژی(Energy Source):

منبع انرژی، موج الکترومغناطیس را تولید کرده و آن را از طریق اتمسفر به سمت اشیاء گسیل می‌دارد. در اغلب اوقات منبع انرژی خورشید است اما در برخی از سیستم‌های سنجش از دوری منبع انرژی همان سنجنده است که امواج را در طول موج‌های خاصی تولید می‌کند و وظیفه دریافت و ثبت انعکاسات این امواج را نیز به عهده دارد.

اثرات اتمسفر بر امواج تا رسیدن به هدف:

الف) جذب(Absorption)

ب) تفرق (Scatter)

رفتار امواج پس از رسیدن به هدف:

1) انعکاس(Reflection)

2) جذب (Absorption)

3) عبور (Transmition)

4) انتشار(Radiation)

سنجنده‌ها از دیدگاه منبع انرژی:

1) غیر فعال(Passive)

 2) فعال (Active)

حاصل تعامل چهار مولفه اصلی یاد شده، داده‌هایی به شکل تصاویر، عکس‌ها، داده‌های ارتفاعی و ... هستند که در بخش استخراج اطلاعات به کار گرفته می‌شوند.

پردازش تصویر:

پردازش معمولا به‌صورت رقومی انجام می‌شود و نگاشتی از فضای تصویر به فضای تصویر است. انواع عملیات پردازشی را می‌توان تصحیحات هندسی، تصحیحات رادیومتریکی، تصحیحات اتمسفری، بهبود کیفیت بصری تصویر، تبدیل به یک فضای جدید(مانند تبدیل فوریه)، به‌طور خلاصه معرفی کرد.

آنالیز تصویر:

آنالیز تصویر در واقع نگاشتی از فضای تصویر به فضای اطلاعات است، که به دو صورت تفسیر بصری و روش کامپیوتری انجام می‌پذیرد.

"دپارتمان سنجش از دور موسسه علمی آموزشی چشم­ انداز"

****با ما حرفه‌ای شوید****

_دوره آموزش تخصصی سنجش از دور_ همراه با فیلم کامل دوره

توسط اساتید مجرب و حرفه‌ای

با متد آسان و کاربردی

آدرس آموزشگاه شیراز:  خیابان برق، کوچه 1، موسسه چشم انداز

تلفن تماس آموزشگاه: 32341477-09382252774

مدرسین: سعید جوی‌زاده، صغری رنجبر، مینا معصومی

برای دانلود جزوات و فیلم های رایگان در زمینه GIS وRS به وب سایت زیر مراجعه نمایید:

https://gisland.org/