Дистанционные методы диагностики поверхности Земли

1. Дистанционные методы диагностики поверхности Земли

2. Пространственные данные по факторам почвообразования

S = f(s, c, o, r, p, a, n) + ε
Климат
Рельеф
Организмы
Порода
ЦМР
Климатические модели
(worldclim.org)
Дистанционное
зондирование
Оцифрованные
геологические
карты

3. Преимущества дистанционных методов

1.
2.
3.
4.
5.
Объективность;
Обзорность;
Оперативность;
Технологичность;
Экономичность.

4. С помощью дистанционных данных могут решаться следующие задачи:

• уточнение границ угодий, подсчет
площадей, определение формы и размеров
земельного участка;
• выявление и уточнение границ почвенных
неоднородностей;
• оценка
влияния
почвенных
неоднородностей на посевы;
• мониторинг.

5. Технологии дистанционного зондирования

Пассивное зондирование
Активное зондирование

6. Общий принцип работы дистанционного зондирования Земли

А – источник излучения;
В
–
взаимодействие
с
атмосферой
(рассеивание,
отражение, преломление);
С – взаимодействие с земной
поверхностью, отражение;
D – регистрация отраженного
излучения
сенсором
спутника;
E – передача записанного
сигнала
в
приемный
наземный центр;
F – интерпретация и анализ
полученных
сигналов
(данных);
G
–
использование
информации.

7. Способы получения ДЗЗ

• с борта искусственных спутников Земли;
• с самолетов;
• с беспилотных летательных аппаратов
(БПЛА).

8. Электромагнитный спектр

9. Атмосферные окна

*Голубым цветом показаны участки спектра, поглощаемые атмосферой,
а желтым цветом показаны атмосферные окна, в которых возможно получение
спутниковых снимков земной поверхности методами дистанционного зондирования

10.

Спектральное разрешение средств ДЗ
1 км
1
AVHRR
3
4
2
3a
250 м
500 м
MODIS
1 км
1
1
2
3
2
5
6
7
1
2
5
4
1
2
60 м
7
6
30 м
3
4
10м
SPOT 5
1 км
30 м
15 м
ASTER
4 5
500 м
30 м
Landsat
3b
90 м
5
10 12 14
10м
3
4
30 м
Hyperion
0.5
1
2
Длина волны, мкм
5
10
http://wiki.gis-lab.info/w/Спутники_и_сенсоры

11.

Съемка в 6 зонах спектра (Landsat 7)
1
2
3
4
5
6

12. Пространственное разрешение

Какое пространственное разрешение выбрать?

13. "Уровень серого" пикселя снимка (DN) или как сенсор фиксирует энергию, отраженную и испущенную от земной поверхности

"Уровень серого" пикселя снимка (DN) или
как сенсор фиксирует энергию, отраженную и
испущенную от земной поверхности
DN – число градаций
цвета
6 бит – 63 ступени
8 бит – 255 ступеней
16 бит – 65 535 ступеней

14. Получение космических изображений

http://earthexplorer.usgs.gov/

15.

Выбор оптимальной даты
съемки
01
02
03
04
05
06
07
08
09
10
11
12
07
08
09
10
11
12
08
09
10
11
12
Поля с озимыми посеянными в текущем году
01
02
03
04
05
06
Поля с озимыми посеянными в предыдущем году
01
02
03
04
05
06
07
Поля с пропашными культурами
Период с устойчивым снежным покровом
Период с обнаженной почвой пашни
Период с почвой закрытой растительностью
Период с пожнивными остатками на полях
01
Номер месяца
Оптимальный период съемки
для
дешифрирования
почвенного покрова

16. График спектральной кривой или на чем основан принцип изучения земной поверхности по снимкам

http://gis-lab.info/qa/spectrum-lib.html

17.

Liquidambar styraciflua
Изменение спектральной отражательной
способности листьев при изменении их
цвета (по данным Hoogs et al., 2004)

18.

Виды дешифрирования (по методике
выполнения)
Дешифрирование
Визуальное
По прямым
признакам
Тон, цвет, псевдоцвет
Размер, форма, текстура
Рисунок
Временная цикличность
По косвенным
признакам
Рельеф
Почвообразующие породы
Растительность
Хозяйственная деятельность
Автоматизированное
С обучением
Без обучения

19. Предварительная обработка спутниковых данных

1.
2.
3.
4.
5.
6.
Геометрическая коррекция;
Радиометрическая коррекция;
Атмосферная коррекция;
Контрастирование изображений;
Фильтрация изображений;
Использование композитных
изображений.

20. RGB

RGB (Red, Green, Blue) —
аддитивная цветовая модель,
описывающая способ синтеза
цвета.
RED – 0 … 255
GREEN – 0 … 255
BLUE – 0 … 255

21. Натуральная и ложная передача цветов

«3,2,1» (что означает, что Red=3 канал,
Green = 2 канал, Blue = 1 канал)
«4,3,2» (что означает, что Red=4 канал, Green =
3 канал, Blue = 2 канал)
http://gis-lab.info/qa/landsat-bandcomb.html

22. Приемы автоматизированного дешифрирования

1. Арифметические и логические операции с
изображениями;
2. Индексные изображения;
3. Экспертное разбиение изображения на
классы;
4. Кластеризация изображения;
5. Классификация с обучением.

23. Индексные изображения