کد خبر: 3315

تاریخ بروزرسانی : 1396/01/20

سرفصل های درس تفسیر و پردازش تصاویر ماهواره ای

Rating: 5.0. From 1 vote.
Please wait...
کانال تلگرام آزمون دکتری

 نام بسته درسی: تفسیر و پردازش تصاویر ماهواره­ای

————————————————————–

فهرست:   

  • فتوگرامتري
  • مشکلات اساسي نقشه­برداري زيرزميني
  • بخش­های فتوگرامتري
  • عکسبرداري هوائي
  • انواع دوربين­هاي عکس­برداري هوائي
  • زاويه ديد دوربين
  • هواپيما
  • انواع عکسبرداريهاي هوائي
  • اصول تفسير عکس­هاي هوائي
  • تاريخچه عكسهاي هوايي در ايران
  • محدوديت­هاي نقشه­هاي سنتي
  • نقشه­هاي رقومي
  • روش های تهیه نقشه های رقومی
  • برخی از كاربردهاي نقشه­هاي رقومي
  • مقايسه نقشه­هاي سنتي و رقومي
  • ويژگي­هاي عکس­هاي هوايي
  • اطلاعات حاشيه­اي عکس­هاي هوايي
  • علائم گوشه­اي و حاشيه عکس
  • پوشش مشترک Overlap عکس­هاي هوايي          
  • موزاييک عکس­هاي هوايي
  • انواع موزاييک عکس­هاي هوايي
  • موزاييک کنترل شده
  • موزاييک هاي بدون کنترل
  • موزاييک­هاي نيمه کنترل شده
  • کاربرد موزاييک عکس­هاي هوايي
  • مزايا ومعايب موزاييک عکس­هاي هوايي
  • تعاريف سنجش از دور Remote Sensing
  • ويژگيهاي داده­هاي ماهواره اي
  • دید وسیع و یکپارچه
  • چند طیفی بودن تصاویر
  • پوشش تکراری و به روز بودن
  • طبقه­بندي سنجنده­ها بر اساس بازده اطلاعاتي
  • مدار ماهواره‌ها

v  ماهواره‌های مدار پایین زمین

v  ماهواره‌های مدار قطبی

v  ماهواره‌های مدار زمین‌ایست

v  ماهواره‌های مدار بیضوی

  • انواع قدرت تفکیک برای تصاویر ماهواره ای
  • طبقه­بندي ماهواره­ها بر اساس نوع مدار
  • استفاده از تصاویر ماهواره ای برای مطالعات پوشش گیاهی

v  سنجش از دور و كاربرد آن در منابع طبيعي

  • به روز كردن نقشه هاي موجود
  • بررسي تغييرات پديده هاي زميني و كنترل آنها
  • تشخيص مناطق آتش سوزي، پراكنش آفات و بيماريهاي گياهي
  • كنترل فرسايش خاك و كوير زائي
  • تهيه نقشه هاي مختلف از تصاوير ماهواره اي
  • بررسي آلودگي آب
  • بررسي طغيان هاي آبي
  • کاربرد داده های سنجش از دور در ارزیابی نقش فرسایشی آب
  • شناسایی فرسایش
  • شناسایی اشکال و مناطق فرسایشی
  • شناسایی نتایج فرسایش
  • عوامل کنترل فرسایش
  • توپوگرافی
  • خاک
  • پوشش گیاهی
  • روش های حفاظتی
  • یکپارچه سازیداده هابرای رسم مدلفرسایش
  • مدل های فرسایش
  • روش های کیفیتی
  • اعتبار سنجی Validation
  • تفسیر تصاویر ماهواره ای
  • روند فرآیند تفسیر تصویر
  • مؤلفه های تفسیر
  • کلیدهای تفسیر
  • تولید نقشه های موضوعی
  • ترسیم
  • تفسیر عکس های هوایی
  • کاربرد عکسهاي هوايي در شناسايي اشکال ناهمواريها:
  • سنگهاي دگرگونه
  • ساختارها
  • چينها
  • گسلها
  • درزها
  • رخ و تورق
  • دگرشيبها
  • برای بررسی تغییرات کاربری/پوشش سطح زمین

تعاريف و اصطلاحات سنجش از دور                                                                                                                            

بخش هایی از بسته درسی تفسیر و پردازش تصاویر ماهواره­ای:

فتوگرامتري

تا مدت­ها پيش ژئودزي و نقشه­برداري براي تهيه نقشه کافي به نظرمي­رسيدند ولي با کاربرد روز افزون نقشه و بخصوص نقشه­هاي بزرگ که اساس مطالعه طرح و اجراي پروژه­هاي عمراني و مهندسي را تشکيل مي­دهد نارسايي نقشه­برداري زميني را آشکار نمود.

 مشکلات اساسي نقشه­برداري زيرزميني

  • براي اندازه­گيري و برداشت بايد مستقيماًًًًً با زمين تماس گرفت و رفتن در محل و نقاط مورد نظرهميشه امکان­پذير نبوده و يا لااقل آسان نيست.
  • اکيپ­هاي متعدد براي کار لازم است.
  • دوره عمليات معمولاً طولاني است.
  • انجام مشاهدات واندازه­گيري­ها به شرايط فصلي و هوا بستگي دارد.

با توجه به مشکلات بالا احتمال اشتباه و پائين آمدن دقت، زياد مي­شود.  براي از بين بردن اين مشکلات فکر استفاده عکس درنقشه­برداري قوت گرفت و با کار laureate در1851 رشته فوتوگرامتري بوجود آمد و اين رشته امروزه با پيشرفت­هاي نور و عکاسي و دخالت حسابگرها و ساير وسيله هاي الکتروني، نه تنها در تهيه نقشه بلکه در اغلب رشته­هاي علمي و فني بصورت ابزاري دقيق و سريع در آمده است.

فتوگرامتري از نجوم گرفته تا ميکروسکوپي در رشته هاي مختلفي بکار مي رودکه از آن جمله: زمين شناسي، جنگلباني وکشاورزي، مطالعه وطرحهاي مهندسي، باستان شناسي، معماري، پزشکي، مکانيک مايعات و بلاخره کاربرد آن را در کارهاي مربوط به پليس و سرويسهاي شناسايي نظامي وکنترل­هاي دقيق علمي وفني، پژوهش وبررسي پديده­هاي فرار را بايد نام برد.

چون عکس يکي از زمينه­هاي اساسي فتوگرامتري را تشکيل مي­دهد قبل از هر چيز مشخصات عکس، هندسه و بعضي از اصطلاحات مربوط به آن را از نظر مي­گذرانيم.

بخش­های فتوگرامتري

  • فتوگرامتري هوائي يا نقشه برداري هوائي
  • فتوگرامتري زميني
  • تفسير عکس­ها و دورکاوي (Remote sensing)

عکسبرداري هوائي

در نقشه­برداري هوائي به جاي اندازه­گيري و برداشت در روي زمين، يک هليکوپتر يا هواپيما مجهز به دوربين عکاسي دقيق، روي نوارهائي که از قبل طرح شده بر فراز منطقه پرواز نموده و روي هر نوار در فاصله­هاي معين از زمين عکس مي­گيرد.

بطوريکه عکس­هاي متوالي در طول هر نوار داراي پوشش مشترکي مي­باشند و براي هر دو نوار مجاور نيز پوشش مشترکي در نظر گرفته شده تا امکان تبديل عکس به نقشه وجود داشته باشد.

چنانچه مي­توانستيم از اين عکس­ها مستقيماً بعنوان نقشه استفاده کنيم کار بسيار آسان بود ولي بطوري که خواهيم ديد جز در بعضي شرايط خواص چنين امکاني وجود ندارد و بايد عکس را با عمليات مختلفي  به نقشه تبديل نمود که براي درک آنها بايد با هندسه عکس آشنا شد.

انواع دوربين­هاي عکس­برداري هوائي

دوربين هاي عکس برداري هوائي ،معمولاً به صورت انفرادي ،با يک مجموعه عدسي در هواپيما جاسازي ميشوند، ولي موارد متعددي وجود دارد که ممکن است به جاي يک دوربين، دو يا چند دوربين درهواپيما قرارگيرد و يا دوربين به جاي يک عدسي، داراي عدسي­هاي متعدد به صورت چند دوربين متصل به هم به کار گرفته شوند.

پس از عکس­برداري هوايي وتهيه عکس­ها، جهت تفسير، هر چهار عکس از يک منظره را که به تنهايي به رنگ سفيد و سياه مي­باشد، در داخل ابزار تعبير و تفسير قرار داده، در نتيجه از يک منظره ايجاد چهار تصوير بر روي هم وسيله فيلترهاي مختلف ميشود که حاصل اين عمل عکس رنگي کاذب خواهد بود. با اين قبيل تصاوير، قدرت ارائه اطلاعات مورد نظر از قبيل محل و شدت آلودگي­هاي آب و غيره، حتي با کمي تجربه قابل تشخيص ميباشد.

زاويه ديد دوربين

زاويه ديد براي هردوربين بستگي به نسبت قطر فيلم مورد مصرف (منظور از قطر، ضخامت نيست) به فاصله کانوني عدسي آن دارد اين زاويه ممکن است بين 50 الي 135 درجه متغير باشد. در عکسبرداريهاي هوائي، براي امور گوناگون انواع دوربين­هاي هوائي با فواصل کانوني مختلف مورد استفاده قرار مي­گيرد که انتخاب آنها بستگي به نياز و وضع  طبيعي منطقه دارد.

عدسي دوربين­هاي عکسبرداري هوائي ممکن است از يک قطعه يا چند قطعه شيشه مخصوص تراش خورده تشکيل شده باشد. از نظر دقت و ظرافت سعي ميشود که عدسي­هائي بسازند که داراي حداقل تابيدگي بوده و مشخصات آنها به فرم تئوري نزديک باشد. اين عدسي­ها را “بدون تابيدگي” Distortion free  گويند.

هواپيما

هر نوع هواپيمائي که داراي پاره­اي استانداردهاي لازم باشد ميتواند براي مصارف عکسبرداري هوائي به کار گرفته شود. از جمله اينکه: هواپيما داراي پنجره­هاي مناسب ودر نتيجه ديد کافي براي خلبان و ناوبر و خدمه باشد. ضمناً بايد فضاي کافي براي نصب دوربين و ابزار مربوطه را داشته باشد، به طوري که عکاس و خلبان جاي راحت و مناسبي داشته باشند. از نظر سوخت نيز هواپيما بايد لااقل براي شش ساعت پرواز بتواند بنزين حمل کند و بالاخره، هواپيما داراي ثبات کافي در هوا بوده و کمترين لرزش را داشته باشد تا تصوير حاصله داراي حداقل خطاي عکس گردد. اين هواپيماها براي امور مهندسي عمومي ميتواند داراي سقف پروازي حدود 25000 پا (8000 متر ) باشد. ضمنأ، کابين هواپيما بايد داراي تجهيزات اکسيژن (براي 10000 پا به بالا) وهواي درون آن بتواند به خوبي سرد يا گرم شود.

بنابراين ميتوان نتيجه گرفت که امکان ايجاد تغييرات لازم در اغلب هواپيماها به منظور آماده کردن آنها براي عکسبرداري، موجود است، مضافأ اينکه اگر هواپيمايي براي عکسبرداري آماده بوده و داراي شرائط لازم نيز باشد، ميتوان با ايجاد سوراخي در کف هواپيما و نصب شاسي و قسمت رابط و درب کشوئي آن را براي عکسبرداري هوائي مهيا نمود (انجام اين مرحله بسيار دقيق و پرهزينه است).

 

 

 

 

انواع عکسبرداريهاي هوائي

به طور کلي، عکس­هاي هوائي بر حسب اينکه محور دوربين عکسبرداري نسبت به سطح زمين عمود يا مايل باشد، به چند دسته تقسيم­بندي ميشوند :

  • عکس هاي هوائي قائم Vertical Photograps: محور دوربين عمود بر سطح زمين است يا به عبارت ديگر، صفحه فيلم حالت افقي دارد.
  • عکس­هاي هوائي کمي مايل Low oblique Photographs : محور دوربين عکس­برداري با خط قائم بر سطح زمين تشکيل زاويه داده، ولي افق در اين عکسها ديده نميشود.
  • عکس­هاي هوائي خيلي مايل : تمايل محور دوربين عکسبرداري زياد بوده، به طوري که افق در اين عکس­ها تصوير ميگردد.

اصول تفسير عکس­هاي هوائي

در شناخت عوارض عکس­هاي مايل يا آنها که به وسيله دوربين­هاي دستي  گرفته مي­شوند،کمتر کسي دچار مشکل ميگردد، چون آنچه در عکس تصوير شده مطابق شکلهايي است که روزانه انسان با چشم عادي مي­بيند در حالي که در عکسهاي هوائي عمودي که از چندين هزار متري زمين برداشته شده، شناخت اجسام چندان کار ساده­اي نبوده و به خصوص براي افرادي که هرگز زمين زير پاي خود را از هوا و از درون هواپيما يا هلي­کوپتر نديده­اند، اين مسئله مشکل­تر به نظر ميرسد.

يک مفسر خوب و با تجربه، هميشه دانستني­هاي ذهني خود را با درک عيني و داده­هاي عکس، در تشخيص عوارض طبيعت و شرائط مربوطه، تواٌم کرده و با توجه به تعدادي از عوامل مهم، مي­تواند عکسهاي هوائي را تعبير و تفسير نمايد.

 

  تاريخچه عكسهاي هوايي در ايران

  • اولين عكس هوايي: در سال 1314 توسط آمريكاييها به منظور باستان شناسي انجام گرفت.
  • اولين سري عكسهاي هوايي: در سال 1334-1336 با مقياس 55000 : 1
  • دومين سري عكسهاي هوايي: در سال 1343 با مقياس 20000 : 1
  • سومين سري عكسهاي هوايي: در سال 1371 با مقياسهاي : 40000 : 1 و  70000 : 1

محدوديت­هاي نقشه­هاي سنتي

  • محدوديت مقياس كه منجر به حذف عوارض مي­شود.
  • وجود تنوع در اطلاعات و كلاس­هاي عوارض مختلف كه امكان نمايش تمامي عوارض در دنياي واقعي را بصورت يكجا فراهم نمي­سازد.
  • در نقشه­هاي سنتي بازيابي اطلاعات بسيار سخت و پرهزينه است و جهت افزودن عوارض جديد ترسيم مجدد آن مورد نياز مي­باشد.
  • توليد نقشه­هاي سنتي از لحاظ زمان و هزينه به صرفه نمي­باشند.

نقشه­هاي رقومي

به نقشه هاي اطلاق مي­شوند كه توسط تكنيك هاي رقومي توليد شده و به فرم رقومي نيز ذخيره مي شوند. با توليد نقشه هاي رقومي بسياري از مشكلات موجود در نقشه هاي سنتي مرتفع گرديده است.

ذخيره سازي نقشه هاي رقومي به دو صورت برداري و رستري مي باشد.

روش های تهیه نقشه های رقومی

  • رقومي نمودن نقشه هاي سنتي (Digitizing)
  • تهیه مستقيم از روي عكس­هاي هوايي (مسير روش فتوگرافي)

برخی از كاربردهاي نقشه­هاي رقومي

کاربردهای شهري همانند: نقشه­هاي آب و فاضلاب، برق و تلفن ، طرح جامع  و تفضيلي شهرها و نقشه­هاي معماري ، نقشه هاي گاز شهري و نقشه­هاي كاربري اراضي ذكر شود.

كاربردهاي منطقه­اي: نقشه مديريت جنگل ها و مراتع، نقشه­هاي كاربري اراضي و نقشه­هاي تقسيمات كشاورزي نقشه­هاي فرسايش خاك و نقشه­هاي زمين شناسي

كاربردهاي محيط­زيست:

نقشه­هاي آلودگي هوا ، نقشه­هاي هواشناسي، نقشه اقليم شناسي، نقشه­هاي وضع آلودگي آبهاي موجود، ‌نقشه­هاي آلودگي زمين و عوامل آلوده­كننده آنها

 

 

 

 

 

 

مقايسه نقشه­هاي سنتي و رقومي


شاخصهاي اصلي
نقشه سنتي نقشه رقومي
ورودي عكس­هاي هوايي

 اطلاعات زميني

 

عكس­هاي هوايي  

 اطلاعات زميني

 تصاوير ماهواره­اي

نقشه­هاي اسكن شده

فايل­هاي اطلاعات رقومي

مقياس ثابت است آزاد است يعني تبديل مقياس­ها و امكان چند مقياسي بودن (Multiscaling) وجود دارد.
دقت طبق فرمول عبارت است از عدد مقياسي نقشه %15MM تا %2 وابسته به دقت اطلاعات ورودي است
تشخيص عوارض رنگ، نوع خط، سمبل و متن با كد و اطلاعات توصيفي
طبقه­بندي عوارض جدول­هاي اطلاعاتي و لايه­هاي عوارض
نمادها در راهنماي نقشه معرفي مي شود علاوه بر نماد و خطوط از فايل­هاي كتابخانه­اي مي­توان بهره­مند شد.
جمع­آوري داده­ها دو بعدي دو و سه بعدي
عوارض مسطحاتي و ارتفاعي جدا از هم تركيب و يا جدا از هم
تصحيح و بهنگام­سازي سنتي اتوماتيك و Interactive
نمايش داده ها كارتوگرافي سيستمهاي CAD
خروجي نقشه­هاي خطي نقشه­هاي خطي در مقياس­هاي مختلف

نقشه­هاي عكس

گزارشات

اطلاعات آماري

اطلاعات ورودي براي سيستمهاي LIS,GIS,DTM

 

 

 

ويژگي­هاي عکس­هاي هوايي                       

اطلاعات حاشيه­اي عکس­هاي هوايي

اندازه متعارف عکس­هاي هوايي معمولاً 23×23 سانتيمتر است. براي شناسايي و تفضيل عکس­هاي هوايي اطلاعاتي بر روي آنها درج مي­شود که عبارتند از:

1) شماره عکس و شماره خط پرواز:  در گوشه چپ اولين عدد سمت چپ شماره خط پرواز يا شماره سري عکس ديده مي­شود. هرامتدادي را که هواپيما هنگام عکس­برداري طي مي­کند يک خط پرواز گويند.عدد دوم شماره عکس را در خط پرواز نشان مي­دهد.

2) فاصله کانوني: اين رقم براي محاسبه مقياس عکس و همچنين تنظيم دستگاه تبديل عکس­هاي هوايي به نقشه به کار مي­رود و معمولاً بر حسب ميليمتر تا صدم آن در حاشيه نوشته يا چاپ مي­شود و با علامت Fنشان داده مي شود.

3) ارتفاع پرواز : علامتي در حاشيه عکس است که مي­تواند ارتفاع پرواز هواپيما را نسبت به سطح درياي آزاد نشان دهد. البته براي تعيين ارتفاع هواپيما تا زمين و منطقه مورد عکس­برداري بايد ارتفاع منطقه عکس­برداري را از سطح درياي آزاد با ساير مناطق مشخص نمود.

4 )تاريخ و زمان عکسبرداري: معمولاً تاريخ و ساعت عکسبرداري در روي عکس مشخص مي­شود که براي اطلاع از زمان دقيق عکسبرداري و شناخت ساير عوارض و پديده­ها به کار برده مي­شوند.

5 )تراز دوربين: در بيشتر دوربين­هاي عکسبرداري هوايي­، تراز يا حباب مدوري با تعدادي خطوط دايره­اي وجود دارد که مي­توان به کمک آن ميزان انحراف تقريبي دوربين را بدست آورد.

6) شماره طرح يا بلوک: در سازمان نقشه برداري کشور،تمام ايران بلوک بندي و به هر بلوک شماره اي اختصاص داده شده است. بنابراين، شماره بلوک محل عکس­برداري را نشان مي­دهد که در روي دوربين منعکس است.

شماره دوربين درعکس­هاي هوايي ،علاوه بر شماره دوربين، شماره کنتور دوربين نيز قابل تشخيص است که نشان دهنده تعداد عکس­هاي گرفته شده است.

علائم گوشه­اي و حاشيه عکس

اين علائم معمولاًبه صورت ضربدر در گوشه عکس هوايي يا به صورت شکاف مثلثي شکل در وسط اضلاع عکس نشان داده ميشود. نقش اين علائم در تعيين مرکز عکس­هاي هوايي است يعني از برخورد خطوطي که علائم مقابل را به يکديگر وصل مي­کند، مرکز عکس يا به عبارت ديگر، نقطه اصلي عکس که داراي اهميت فوق العاده­اي است مشخص مي­گردد. اطلاعات فوق معمولاً در يک طرف دوربين نصب شده­است و با هر بار باز و بسته شدن پلک دوربين همگي در حاشيه عکس نقش مي­گيرند. علاوه بر آنها ممکن است بعضي اطلاعات  ديگر را بعداً در حاشيه فيلم يا عکس نوشت مانند سازماني که سفارش عکس را داده­است. به غير از اين اطلاعات ديگري نيز با توجه به پروژه­هاي مختلف با دوربين­هاي گوناگون در حاشيه عکس ثبت ميشود.

پوشش مشترک Overlap  عکس­هاي هوايي          

براي اينکه يک جفت عکس هوايي را به صورت سه بعدي يا برجسته نگاه کنيم، لازم است که عکس­برداري طوري انجام شود که قسمتهايي از يک منطقه در عکس­هاي مجاور ديده شود. اين قسمت مشترک را که در عکس­هاي متوالي تکرار ميشود، اصطلاحاً پوشش مشترک عکس مي­نامند.

 

 

ویژه داوطلبان آزمون دکتری
Rating: 5.0. From 1 vote.
Please wait...
ارسال دیدگاه