تاریخ بروزرسانی : 1402/01/25
نام بسته درسی: درس تفسیر و پردازش تصاویر ماهواره ای
————————————————————–
فهرست:
فتوگرامتری
مشکلات اساسی نقشه برداری زیرزمینی
بخشهای فتوگرامتری
عکسبرداری هوائی
انواع دوربین های عکسبرداری هوائی
زاویه دید دوربین
هواپیما
انواع عکسبرداری های هوائی
اصول تفسیر عکسهای هوائی
تاریخچه عکسهای هوایی در ایران
محدودیتهای نقشه های سنتی
نقشه های رقومی
روش های تهیه نقشه های رقومی
برخی از کاربردهای نقشه های رقومی
مقایسه نقشه های سنتی و رقومی
ویژگیهای عکسهای هوایی
اطلاعات حاشیه ای عکسهای هوایی
علائم گوشه ای و حاشیه عکس
پوشش مشترک Overlap عکسهای هوایی
موزاییک عکسهای هوایی
انواع موزاییک عکسهای هوایی
موزاییک کنترل شده
موزاییک های بدون کنترل
موزاییکهای نیمه کنترل شده
کاربرد موزاییک عکسهای هوایی
مزایا ومعایب موزاییک عکسهای هوایی
تعاریف سنجش از دور Remote Sensing
ویژگیهای دادههای ماهواره ای
دید وسیع و یکپارچه
چند طیفی بودن تصاویر
پوشش تکراری و به روز بودن
طبقه بندی سنجنده ها بر اساس بازده اطلاعاتی
مدار ماهوارهها
ماهوارههای مدار پایین زمین
ماهوارههای مدار قطبی
ماهوارههای مدار زمینایست
ماهوارههای مدار بیضوی
انواع قدرت تفکیک برای تصاویر ماهواره ای
طبقه بندی ماهواره ها بر اساس نوع مدار
استفاده از تصاویر ماهواره ای برای مطالعات پوشش گیاهی
سنجش از دور و کاربرد آن در منابع طبیعی
به روز کردن نقشه های موجود
بررسی تغییرات پدیده های زمینی و کنترل آنها
تشخیص مناطق آتش سوزی، پراکنش آفات و بیماریهای گیاهی
کنترل فرسایش خاک و کویر زائی
تهیه نقشه های مختلف از تصاویر ماهواره ای
بررسی آلودگی آب
بررسی طغیان های آبی
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 عکسهای هوایی در شناسایی اشکال ناهمواری ها
سنگهای دگرگونه
ساختارها
چینها
گسلها
درزها
رخ و تورق
دگرشیب ها
برای بررسی تغییرات کاربری/پوشش سطح زمین
تعاریف و اصطلاحات سنجش از دور
فتوگرامتری
تا مدتها پیش ژئودزی و نقشهبرداری برای تهیه نقشه کافی به نظرمیرسیدند ولی با کاربرد روز افزون نقشه و بخصوص نقشههای بزرگ که اساس مطالعه طرح و اجرای پروژههای عمرانی و مهندسی را تشکیل میدهد نارسایی نقشهبرداری زمینی را آشکار نمود.
مشکلات اساسی نقشه برداری زیرزمینی
🔴 برای اندازه گیری و برداشت باید مستقیماًًًًً با زمین تماس گرفت و رفتن در محل و نقاط مورد نظرهمیشه امکانپذیر نبوده و یا لااقل آسان نیست.
🔴 اکیپ های متعدد برای کار لازم است.
🔴 دوره عملیات معمولاً طولانی است.
🔴 انجام مشاهدات واندازه گیری ها به شرایط فصلی و هوا بستگی دارد.
با توجه به مشکلات بالا احتمال اشتباه و پائین آمدن دقت، زیاد میشود. برای از بین بردن این مشکلات فکر استفاده عکس درنقشه برداری قوت گرفت و با کار laureate در1851 رشته فوتوگرامتری بوجود آمد و این رشته امروزه با پیشرفتهای نور و عکاسی و دخالت حسابگرها و سایر وسیله های الکترونی، نه تنها در تهیه نقشه بلکه در اغلب رشتههای علمی و فنی بصورت ابزاری دقیق و سریع در آمده است.
فتوگرامتری از نجوم گرفته تا میکروسکوپی در رشته های مختلفی بکار می رودکه از آن جمله: زمین شناسی، جنگلبانی وکشاورزی، مطالعه وطرحهای مهندسی، باستان شناسی، معماری، پزشکی، مکانیک مایعات و بلاخره کاربرد آن را در کارهای مربوط به پلیس و سرویسهای شناسایی نظامی وکنترلهای دقیق علمی وفنی، پژوهش وبررسی پدیده های فرار را باید نام برد.
چون عکس یکی از زمینه های اساسی فتوگرامتری را تشکیل میدهد قبل از هر چیز مشخصات عکس، هندسه و بعضی از اصطلاحات مربوط به آن را از نظر میگذرانیم.
بخشهای فتوگرامتری
🔍 فتوگرامتری هوائی یا نقشه برداری هوائی
🔍 فتوگرامتری زمینی
🔍 تفسیر عکسها و دورکاوی (Remote sensing)
عکسبرداری هوائی
در نقشه برداری هوائی به جای اندازه گیری و برداشت در روی زمین، یک هلیکوپتر یا هواپیما مجهز به دوربین عکاسی دقیق، روی نوارهائی که از قبل طرح شده بر فراز منطقه پرواز نموده و روی هر نوار در فاصله های معین از زمین عکس میگیرد.
بطوریکه عکسهای متوالی در طول هر نوار دارای پوشش مشترکی میباشند و برای هر دو نوار مجاور نیز پوشش مشترکی در نظر گرفته شده تا امکان تبدیل عکس به نقشه وجود داشته باشد.
چنانچه میتوانستیم از این عکسها مستقیماً بعنوان نقشه استفاده کنیم کار بسیار آسان بود ولی بطوری که خواهیم دید جز در بعضی شرایط خواص چنین امکانی وجود ندارد و باید عکس را با عملیات مختلفی به نقشه تبدیل نمود که برای درک آنها باید با هندسه عکس آشنا شد.
انواع دوربینهای عکسبرداری هوائی
دوربین های عکس برداری هوائی ،معمولاً به صورت انفرادی ،با یک مجموعه عدسی در هواپیما جاسازی میشوند، ولی موارد متعددی وجود دارد که ممکن است به جای یک دوربین، دو یا چند دوربین درهواپیما قرارگیرد و یا دوربین به جای یک عدسی، دارای عدسیهای متعدد به صورت چند دوربین متصل به هم به کار گرفته شوند.
پس از عکسبرداری هوایی وتهیه عکسها، جهت تفسیر، هر چهار عکس از یک منظره را که به تنهایی به رنگ سفید و سیاه میباشد، در داخل ابزار تعبیر و تفسیر قرار داده، در نتیجه از یک منظره ایجاد چهار تصویر بر روی هم وسیله فیلترهای مختلف میشود که حاصل این عمل عکس رنگی کاذب خواهد بود. با این قبیل تصاویر، قدرت ارائه اطلاعات مورد نظر از قبیل محل و شدت آلودگیهای آب و غیره، حتی با کمی تجربه قابل تشخیص میباشد.
زاویه دید دوربین
زاویه دید برای هردوربین بستگی به نسبت قطر فیلم مورد مصرف (منظور از قطر، ضخامت نیست) به فاصله کانونی عدسی آن دارد این زاویه ممکن است بین 50 الی 135 درجه متغیر باشد. در عکسبرداریهای هوائی، برای امور گوناگون انواع دوربینهای هوائی با فواصل کانونی مختلف مورد استفاده قرار میگیرد که انتخاب آنها بستگی به نیاز و وضع طبیعی منطقه دارد.
عدسی دوربینهای عکسبرداری هوائی ممکن است از یک قطعه یا چند قطعه شیشه مخصوص تراش خورده تشکیل شده باشد. از نظر دقت و ظرافت سعی میشود که عدسیهائی بسازند که دارای حداقل تابیدگی بوده و مشخصات آنها به فرم تئوری نزدیک باشد. این عدسیها را “بدون تابیدگی” Distortion free گویند.
هواپیما
هر نوع هواپیمائی که دارای پارهای استانداردهای لازم باشد میتواند برای مصارف عکسبرداری هوائی به کار گرفته شود. از جمله اینکه: هواپیما دارای پنجره های مناسب ودر نتیجه دید کافی برای خلبان و ناوبر و خدمه باشد. ضمناً باید فضای کافی برای نصب دوربین و ابزار مربوطه را داشته باشد، به طوری که عکاس و خلبان جای راحت و مناسبی داشته باشند. از نظر سوخت نیز هواپیما باید لااقل برای شش ساعت پرواز بتواند بنزین حمل کند و بالاخره، هواپیما دارای ثبات کافی در هوا بوده و کمترین لرزش را داشته باشد تا تصویر حاصله دارای حداقل خطای عکس گردد. این هواپیماها برای امور مهندسی عمومی میتواند دارای سقف پروازی حدود 25000 پا (8000 متر ) باشد. ضمنأ، کابین هواپیما باید دارای تجهیزات اکسیژن (برای 10000 پا به بالا) وهوای درون آن بتواند به خوبی سرد یا گرم شود.
بنابراین میتوان نتیجه گرفت که امکان ایجاد تغییرات لازم در اغلب هواپیماها به منظور آماده کردن آنها برای عکسبرداری، موجود است، مضافأ اینکه اگر هواپیمایی برای عکسبرداری آماده بوده و دارای شرائط لازم نیز باشد، میتوان با ایجاد سوراخی در کف هواپیما و نصب شاسی و قسمت رابط و درب کشوئی آن را برای عکسبرداری هوائی مهیا نمود (انجام این مرحله بسیار دقیق و پرهزینه است).
انواع عکسبرداریهای هوائی
به طور کلی، عکسهای هوائی بر حسب اینکه محور دوربین عکسبرداری نسبت به سطح زمین عمود یا مایل باشد، به چند دسته تقسیمبندی میشوند :
اصول تفسیر عکسهای هوائی
در شناخت عوارض عکسهای مایل یا آنها که به وسیله دوربینهای دستی گرفته میشوند،کمتر کسی دچار مشکل میگردد، چون آنچه در عکس تصویر شده مطابق شکلهایی است که روزانه انسان با چشم عادی میبیند در حالی که در عکسهای هوائی عمودی که از چندین هزار متری زمین برداشته شده، شناخت اجسام چندان کار سادهای نبوده و به خصوص برای افرادی که هرگز زمین زیر پای خود را از هوا و از درون هواپیما یا هلیکوپتر ندیدهاند، این مسئله مشکلتر به نظر میرسد.
یک مفسر خوب و با تجربه، همیشه دانستنیهای ذهنی خود را با درک عینی و دادههای عکس، در تشخیص عوارض طبیعت و شرائط مربوطه، تواٌم کرده و با توجه به تعدادی از عوامل مهم، میتواند عکسهای هوائی را تعبیر و تفسیر نماید.
تاریخچه عکسهای هوایی در ایران
🟩 اولین عکس هوایی: در سال 1314 توسط آمریکاییها به منظور باستان شناسی انجام گرفت.
🟩 اولین سری عکسهای هوایی: در سال 1334-1336 با مقیاس 55000 : 1
🟩 دومین سری عکسهای هوایی: در سال 1343 با مقیاس 20000 : 1
🟩 سومین سری عکسهای هوایی: در سال 1371 با مقیاسهای : 40000 : 1 و 70000 : 1
محدودیتهای نقشه های سنتی
💡 محدودیت مقیاس که منجر به حذف عوارض میشود.
💡 وجود تنوع در اطلاعات و کلاسهای عوارض مختلف که امکان نمایش تمامی عوارض در دنیای واقعی را بصورت یکجا فراهم نمیسازد.
💡 در نقشه های سنتی بازیابی اطلاعات بسیار سخت و پرهزینه است و جهت افزودن عوارض جدید ترسیم مجدد آن مورد نیاز میباشد.
💡تولید نقشه های سنتی از لحاظ زمان و هزینه به صرفه نمیباشند.
نقشه های رقومی
به نقشه های اطلاق میشوند که توسط تکنیک های رقومی تولید شده و به فرم رقومی نیز ذخیره می شوند. با تولید نقشه های رقومی بسیاری از مشکلات موجود در نقشه های سنتی مرتفع گردیده است. ذخیره سازی نقشه های رقومی به دو صورت برداری و رستری می باشد.
روش های تهیه نقشه های رقومی
📢 رقومی نمودن نقشه های سنتی (Digitizing)
📢 تهیه مستقیم از روی عکسهای هوایی (مسیر روش فتوگرافی)
برخی از کاربردهای نقشه های رقومی
کاربردهای شهری همانند: نقشه های آب و فاضلاب، برق و تلفن ، طرح جامع و تفضیلی شهرها و نقشه های معماری ، نقشه های گاز شهری و نقشه های کاربری اراضی ذکر شود.
کاربردهای منطقه ای: نقشه مدیریت جنگل ها و مراتع، نقشه های کاربری اراضی و نقشه های تقسیمات کشاورزی نقشه های فرسایش خاک و نقشه های زمین شناسی
کاربردهای محیط زیست:
نقشه های آلودگی هوا ، نقشه های هواشناسی، نقشه اقلیم شناسی، نقشه های وضع آلودگی آبهای موجود، نقشه های آلودگی زمین و عوامل آلوده کننده آنها
مقایسه نقشه های سنتی و رقومی
شاخص های اصلی | نقشه سنتی | نقشه رقومی |
ورودی | عکسهای هوایی اطلاعات زمینی
| عکسهای هوایی اطلاعات زمینی تصاویر ماهواره ای نقشه های اسکن شده فایلهای اطلاعات رقومی |
مقیاس | ثابت است | آزاد است یعنی تبدیل مقیاسها و امکان چند مقیاسی بودن (Multiscaling) وجود دارد. |
دقت | طبق فرمول عبارت است از عدد مقیاسی نقشه %15MM تا %2 | وابسته به دقت اطلاعات ورودی است |
تشخیص عوارض | رنگ، نوع خط، سمبل و متن | با کد و اطلاعات توصیفی |
طبقه بندی عوارض | – | جدولهای اطلاعاتی و لایه های عوارض |
نمادها | در راهنمای نقشه معرفی می شود | علاوه بر نماد و خطوط از فایلهای کتابخانه ای میتوان بهره مند شد. |
جمع آوری داده ها | دو بعدی | دو و سه بعدی |
عوارض مسطحاتی و ارتفاعی | جدا از هم | ترکیب و یا جدا از هم |
تصحیح و بهنگام سازی | سنتی | اتوماتیک و Interactive |
نمایش داده ها | کارتوگرافی | سیستمهای CAD |
خروجی | نقشه های خطی | نقشه های خطی در مقیاسهای مختلف نقشه های عکس گزارشات اطلاعات آماری اطلاعات ورودی برای سیستمهای LIS,GIS,DTM |
اطلاعات حاشیه ای عکسهای هوایی
اندازه متعارف عکسهای هوایی معمولاً 23×23 سانتیمتر است. برای شناسایی و تفضیل عکسهای هوایی اطلاعاتی بر روی آنها درج میشود که عبارتند از:
1) شماره عکس و شماره خط پرواز: در گوشه چپ اولین عدد سمت چپ شماره خط پرواز یا شماره سری عکس دیده میشود. هرامتدادی را که هواپیما هنگام عکسبرداری طی میکند یک خط پرواز گویند. عدد دوم شماره عکس را در خط پرواز نشان میدهد.
2) فاصله کانونی: این رقم برای محاسبه مقیاس عکس و همچنین تنظیم دستگاه تبدیل عکسهای هوایی به نقشه به کار میرود و معمولاً بر حسب میلیمتر تا صدم آن در حاشیه نوشته یا چاپ میشود و با علامت Fنشان داده می شود.
3) ارتفاع پرواز : علامتی در حاشیه عکس است که میتواند ارتفاع پرواز هواپیما را نسبت به سطح دریای آزاد نشان دهد. البته برای تعیین ارتفاع هواپیما تا زمین و منطقه مورد عکسبرداری باید ارتفاع منطقه عکسبرداری را از سطح دریای آزاد با سایر مناطق مشخص نمود.
4 )تاریخ و زمان عکسبرداری: معمولاً تاریخ و ساعت عکسبرداری در روی عکس مشخص میشود که برای اطلاع از زمان دقیق عکسبرداری و شناخت سایر عوارض و پدیده ها به کار برده میشوند.
5 )تراز دوربین: در بیشتر دوربینهای عکسبرداری هوایی، تراز یا حباب مدوری با تعدادی خطوط دایره ای وجود دارد که میتوان به کمک آن میزان انحراف تقریبی دوربین را بدست آورد.
6) شماره طرح یا بلوک: در سازمان نقشه برداری کشور،تمام ایران بلوک بندی و به هر بلوک شماره ای اختصاص داده شده است. بنابراین، شماره بلوک محل عکسبرداری را نشان میدهد که در روی دوربین منعکس است.
شماره دوربین درعکسهای هوایی ،علاوه بر شماره دوربین، شماره کنتور دوربین نیز قابل تشخیص است که نشان دهنده تعداد عکسهای گرفته شده است.
علائم گوشه ای و حاشیه عکس
این علائم معمولاًبه صورت ضربدر در گوشه عکس هوایی یا به صورت شکاف مثلثی شکل در وسط اضلاع عکس نشان داده میشود. نقش این علائم در تعیین مرکز عکسهای هوایی است یعنی از برخورد خطوطی که علائم مقابل را به یکدیگر وصل میکند، مرکز عکس یا به عبارت دیگر، نقطه اصلی عکس که دارای اهمیت فوق العاده ای است مشخص میگردد. اطلاعات فوق معمولاً در یک طرف دوربین نصب شدهاست و با هر بار باز و بسته شدن پلک دوربین همگی در حاشیه عکس نقش میگیرند. علاوه بر آنها ممکن است بعضی اطلاعات دیگر را بعداً در حاشیه فیلم یا عکس نوشت مانند سازمانی که سفارش عکس را دادهاست. به غیر از این اطلاعات دیگری نیز با توجه به پروژههای مختلف با دوربینهای گوناگون در حاشیه عکس ثبت میشود.
پوشش مشترک Overlap عکسهای هوایی
برای اینکه یک جفت عکس هوایی را به صورت سه بعدی یا برجسته نگاه کنیم، لازم است که عکسبرداری طوری انجام شود که قسمتهایی از یک منطقه در عکسهای مجاور دیده شود. این قسمت مشترک را که در عکسهای متوالی تکرار میشود، اصطلاحاً پوشش مشترک عکس مینامند.
نوشتههای تازه