PRZESTRZENNE BAZY DANYCH

Transkrypt

1 PRZESTRZENNE BAZY DANYCH ĆWICZENIA 1 TEMAT: Analiza satelitarnych danych Landsat w programie ArcGIS

2 TELEDETEKCJA SYSTEM PASYWNY 1. Co to jest teledetekcja? 2. Co oznacza w teledetekcji system pasywny? 3. Jakie są główne parametry zobrazowań pozyskiwanych przez satelitę Landsat 8? 4. W jaki sposób pobrać dane Landsat 8? 5. Jak wyświetlić dane Landsat 8 w ArcGIS? 6. Jak utworzyć i interpretować kompozycje barwne na podstawie danych Landsat 8? 7. Jak wyznaczyć wskaźnik NDVI na podstawie danych Landsat 8? 8. Jak wykonać klasyfikację obrazów Landsat 8?

3 TELEDETEKCJA SYSTEM PASYWNY TELEDETEKCJA - «dziedzina nauk technicznych zajmująca się pozyskiwaniem wiarygodnych informacji o obiektach fizycznych i ich otoczeniu drogą rejestracji pomiaru i interpretacji obrazów lub ich reprezentacji numerycznych otrzymanych z sensorów nie będących w bezpośrednim kontakcie z tymi obiektami.» [Międzynarodowe Towarzystwo Fotogrametrii i Teledetekcji, definicja podana na XVI Kongresie w Kioto w 1988r] SYSTEM PASYWNY Metody pasywne: umożliwiają monitoring Ziemi tylko w ciągu dnia; są bardzo czułe na warunki atmosferyczne;

4 TELEDETEKCJA SYSTEM PASYWNY Nie wszystkie długości fal mają zastosowanie w teledetekcji. Dla niektórych długości fal znaczna część promieniowania ulega absorpcji i/lub rozproszeniu w atmosferze.

5 TELEDETEKCJA SYSTEM PASYWNY KANAŁ SPEKTRALNY określony (wąski) zakres spektrum elektromagnetycznego rejestrowany jako pojedynczy obraz. OBRAZOWANIE WIELOSPEKTRALNE jednoczesna rejestracja wielu zakresów spektralnych (dla każdego zakresu powstaje osobny obraz). KRZYWE SPEKTRALNE - charakterystyka współczynnika odbicia w zależności od długości fali. Zakłada się, że krzywe spektralne poszczególnych badanych obiektów wykazują różnice wystarczające do ich rozróżnienia.

6 TELEDETEKCJA LANDSAT 8 LANDSAT 8 to kolejny satelita misji Landsat, która obrazuje Ziemię od 40 lat. Data umieszczenia na orbicie L8: luty 2013 Wysokość orbity: 705 km Rozdzielczość czasowa L8: 16 dni (8 dni od Landsat 7) Rozmiar sceny: 170 km x 185 km Przyrządy pomiarowe L8: OLI (Operational Land Imager), TIRS (Thermal InfraRed Sensor) KANAŁY SPEKTRALNE SATELITY LANDSAT 8: Kanał 1 areozole (0,43-0,45 µm) 30 m Kanał 2 widzialny (0,450-0,51 µm) 30 m BLUE Kanał 3 widzialny (0,53-0,59 µm) 30 m GREEN Kanał 4 widzialny (0,64-0,67 µm) 30 m RED Kanał 5 bliska podczerwień (0,85-0,88 µm) 30 m Kanał 6 średnia podczewień 1 (1,57-1,65 µm) 30 m Kanał 7 średnia podczewień 2 (2,11-2,29 µm) 30 m Kanał 8 panchromatyczny (PAN) (0,50-0,68 µm) 15 m Kanał 9 Cirrus (1,36-1,38 µm) 30 m -> wykrywanie chmur wysokich Kanał 10 termalny 1 (10,6-11,19 µm) 100 m Kanał 11 termalny 2 (11,5-12,51 µm) 100 m Dane Landsat mogą być pobrane ze strony: EarthExplorer (

7 ZADANIE 1 Korzystając z EarthExplorer ( sprawdź dostępność danych L8 (Level-1) dla Krakowa dla przedziału czasowego między styczniem a majem 2017 roku. Zobrazowania powinny się charakteryzować bardzo niskim zachmurzeniem (<20%). Sprawdź co znajduje się na każdej z zakładek. Sprawdź do czego służą te narzędzia.

8 ZADANIE 2 1. Pobierz i rozpakuj dane: zin1.geol.agh.edu.pl/narzedzia/l8.rar 2. Wczytaj dane do programu ArcMap [File-> Add Data lub ] 3. Wyświetl poszczególne kanały spektralne i sprawdź, czy widzisz między nimi różnice. Szczególną uwagę zwróć na kanał panchromatyczny (b8). b7 b8 b11

9 ZADANIE 3 1. Utwórz kompozycje barwne [Composite Bands]: W barwach naturalnych: 4, 3, 2 W pseudokolorach: 5, 4, 3 2. Jak myślisz co oznacza, że kompozycja jest wykonana w barwach naturalnych a co oznacza, że kompozycja jest w pseudokolorach? 3. Wykonaj prostą interpretację otrzymanych kompozycji barwnych. 4. Przetestuj inne kombinacje przedstawione poniżej

10 ZADANIE 4 1. Oblicz współczynnik NDVI [Raster Calculator] NDVI = (b5 b4) / (b5 + b4) 2. Wyświetl współczynnik NDVI podzielony na następujące klasy [Properties -> Symbology ]: 1 > -1: 0 (kolor niebieski) 2 > 0 : 0,3 (kolor szary) 3 > 0,3 : 0,4 (kolor jasnozielony) 4 > 0,4 : 1 (kolor ciemnozielony)

11 ZADANIE 5 Wykonaj klasyfikację nadzorowaną kompozycji barwnej w barwach naturalnych. Wydziel następujące klasy: - Lasy - Łąki - Budynki - Woda - Odsłonięta gleba Dla każdej klasy zdefiniuj 3 pola treningowe.