Principer för fjärranalys-Centrum för Fjärravbildning, avkänning och bearbetning, CRISP
tolka optiska Fjärranalysbilder
 |
 |
 |
 |
fyra huvudtyper av information som finns i en optisk bild används ofta för bildtolkning:
- radiometrisk Information (dvs. ljusstyrka, intensitet, ton),
- spektral Information (dvs. färg, nyans),
- Texturinformation,
- geometrisk och kontextuell Information.
de illustreras i följande exempel.
Pankromatiska bilder
en pankromatisk bild består av endast ett band. Det visas vanligtvis som en gråskalabild, dvs den visade ljusstyrkan för en viss pixel är proportionell mot pixelns digitala nummer som är relaterat till intensiteten av solstrålning som reflekteras av målen i pixeln och detekteras av detektorn. Således kan en pankromatisk bild tolkas på liknande sätt som ett svartvitt flygfoto av området. Den radiometriska informationen är den viktigaste informationstypen som används vid tolkningen.
en pankromatisk bild extraherad från en FLÄCKPANKROMATISK scen vid en markupplösning på 10 m. marktäckningen är cirka 6,5 km (bredd) med 5,5 km (Höjd). Stadsområdet längst ner till vänster och en clearing nära toppen av bilden har hög reflekterad intensitet,medan de vegeterade områdena på den högra delen av bilden i allmänhet är mörka. Vägar och block av byggnader i stadsområdet är synliga. En flod som strömmar genom det vegetativa området, skär över det övre högra hörnet av bilden kan ses. Floden verkar ljus på grund av sediment medan havet i bildens nedre kant verkar mörkt.
multispektrala bilder
en multispektral bild består av flera band av data. För visuell visning kan varje band i bilden visas ett band i taget som en gråskalabild eller i kombination med tre band i taget som en färgkompositbild. Tolkning av en multispektral färgkompositbild kräver kunskap om spektralreflektionssignaturen för målen i scenen. I detta fall används bildens spektrala informationsinnehåll i tolkningen.
följande tre bilder visar de tre banden av en multispektral bild extraherad från en punkt multispektral scen med en markupplösning på 20 m. det täckta området är detsamma som det som visas i ovanstående pankromatiska bild. Observera att både XS1 (grön) och XS2 (röd) band ser nästan identisk med den pankromatiska bilden som visas ovan. Däremot verkar de vegeterade områdena nu ljusa i XS3 (nära infrarött) band på grund av hög reflektans av löv i det nära infraröda våglängdsområdet. Flera gråtoner kan identifieras för de vegetativa områdena, vilket motsvarar olika typer av vegetation. Vattenmassa (både floden och havet) verkar mörk i XS3 (nära IR) – bandet.
plats XS1 (grönt band)
plats XS2 (rött band)
SPOT XS3 (nära IR-bandet)
Färgkompositbilder
vid visning av en färgkompositbild används tre primära färger (röd, grön och blå). När dessa tre färger kombineras i olika proportioner, producerar de olika färger i det synliga spektrumet. Att associera varje spektralband (inte nödvändigtvis ett synligt band) till en separat primärfärg resulterar i en färgkompositbild.
True Colour Composite
om en multispektral bild består av de tre visuella primära färgbanden (röd, grön, blå), kan de tre banden kombineras för att producera en “true colour” – bild. Till exempel kan banden 3 (rött band), 2 (grönt band) och 1 (blått band) i en LANDSAT TM-bild eller en IKONOS multispektral bild tilldelas respektive R -, G-och B-färgerna för visning. På detta sätt liknar färgerna på den resulterande färgkompositbilden nära vad som skulle observeras av de mänskliga ögonen.
en 1-m upplösning sann färg IKONOS bild.
falsk Färgkomposit
visningsfärgtilldelningen för alla band i en multispektral bild kan göras på ett helt godtyckligt sätt. I det här fallet har färgen på ett mål i den visade bilden ingen likhet med dess faktiska färg. Den resulterande produkten är känd som en falsk färgkompositbild. Det finns många möjliga system för att producera falska färgkompositbilder. Vissa system kan dock vara mer lämpade för att upptäcka vissa objekt i bilden.
ett mycket vanligt falskt färgkompositschema för visning av en fläck multispektral bild visas nedan:
G = XS2 (rött band)
B = XS1 (grönt band)
detta falska färgkompositschema gör att vegetation lätt kan detekteras i bilden. I denna typ av falska färgkompositbilder visas vegetation i olika nyanser av rött beroende på vegetationens typer och förhållanden, eftersom den har en hög reflektans i NIR-bandet (som visas i diagrammet för spektralreflektans signatur).
klart vatten verkar mörkblå (högre grönt bandreflektans), medan grumligt vatten verkar cyan (högre röd reflektans på grund av sediment) jämfört med klart vatten. Kala jordar, vägar och byggnader kan förekomma i olika nyanser av blått, gult eller grått, beroende på deras sammansättning.
falsk färgkomposit multispektral Spotbild:
röd: XS3; grön: XS2; blå: XS1
ett annat vanligt falskt färgkompositschema för visning av en optisk bild med ett kortvågigt infrarött (SWIR)-band visas nedan:
G = NIR-band (SPOT4-band 3, Landsat TM Band 4)
b = rött band (SPOT4 Band 2, Landsat TM band 3)
ett exempel på denna falska färgkompositdisplay visas nedan för en SPOT 4-bild.
falsk färgkomposit av en SPOT 4 multispektral bild inklusive SWIR band:
röd: SWIR band; grön: NIR band; blå: rött band. I det här visningsschemat visas vegetation
i nyanser av grönt. Kala jordar och tydliga områden verkar lila eller magenta.
plåstret med ljusrött område till vänster är platsen för aktiva bränder.
en rökplume som kommer från den aktiva brandplatsen verkar svagt blåaktig i färgen.
falsk färgkomposit av en fläck 4 multispektral bild utan att visa SWIR-bandet:
röd: NIR band; grön: rött band; blå: grönt band. Vegetation visas i nyanser av rött.
rökplummen verkar ljus blåaktig vit.
naturlig Färgkomposit
för optiska bilder som saknar ett eller flera av de tre primära visuella färgbanden (dvs. rött, grönt och blått) kan spektralbanden (av vilka vissa kanske inte finns i det synliga området) kombineras på ett sådant sätt att den visade bildens utseende liknar ett synligt färgfotografi, dvs. vegetation i grönt, vatten i blått, jord i brunt eller grått etc. Många hänvisar till denna komposit som en” sann färg ” komposit. Denna term är dock vilseledande eftersom färgerna i många fall bara simuleras för att likna de “sanna” färgerna på målen. Termen “naturlig färg” är att föredra.
SPOT HRV multispektral sensor har inte ett blått band. De tre banden, XS1, XS2 och XS3 motsvarar de gröna, röda respektive NIR-banden. Men en ganska bra naturlig färgkomposit kan produceras genom följande kombination av spektralbanden:
G = (3 XS1 + XS3) / 4
B = (3 XS1-XS3)/4
där R, G och B är displayens färgkanaler.
naturlig färg sammansatt multispektral Spotbild:
röd: XS2; grön: 0,75 XS2 + 0,25 XS3; blå: 0,75 XS2 – 0,25 XS3
vegetationsindex
olika band av en multispektral bild kan kombineras för att framhäva de vegetativa områdena. En sådan kombination är förhållandet mellan det nära infraröda bandet och det röda bandet. Detta förhållande är känt som Ratio vegetationsindex (RVI)
eftersom vegetationen har hög NIR-reflektans men låg röd reflektans, kommer vegeterade områden att ha högre RVI-värden jämfört med icke-vegeterade luftar. Ett annat vanligt använt vegetationsindex är Normalised Difference vegetationsindex (NDVI) beräknat med
Normalised Difference vegetationsindex (NDVI) härledd från ovanstående Spotbild
på NDVI-kartan som visas ovan är de ljusa områdena vegeterade medan de icke-vegetativa områdena (byggnader, röjningar, flod, hav) i allmänhet är mörka. Observera att träden som kantar vägarna är tydligt synliga som grå linjära drag mot den mörka bakgrunden.
NDVI-bandet kan också kombineras med andra band i den multispektrala bilden för att bilda en färgkompositbild som hjälper till att diskriminera olika typer av vegetation. Ett sådant exempel visas nedan. I den här bilden är visningsfärgtilldelningen:
G = (XS3-XS2) / (XS3 + XS2) (NDVI-band)
B = XS1 (grönt band)
NDVI-Färgkomposit av PLATSBILDEN: röd: XS3; grön: NDVI; blå: XS1.
minst tre typer av vegetation kan diskrimineras i denna färgkompositbild: gröna, ljusgula och guldgula områden. De gröna områdena består av täta träd med sluten baldakin. De ljusgula områdena är täckta med buskar eller mindre täta träd. De guldgula områdena är täckta med gräs. De icke vegeterade områdena visas i mörkblå och magenta.
Textural Information
textur är ett viktigt hjälpmedel vid visuell bildtolkning, särskilt för högupplösta bilder. Ett exempel visas nedan. Det är också möjligt att karakterisera texturfunktionerna numeriskt, och algoritmer för datorstödd automatisk descrimination av olika texturer i en bild finns tillgängliga.
 |
detta är en IKONOS 1-m upplösning pan-slipad färgbild av en oljepalmplantage. Bilden är 300 m över. Även om den allmänna färgen är grön hela tiden, kan tre distinkta landtäckningstyper identifieras från bildtexturen. Den triangulära plåstret i det nedre vänstra hörnet är oljepalmplantagen med mogna palmer. Enskilda träd kan ses. Den dominerande strukturen är det vanliga mönstret som bildas av trädkronorna. Nära till toppen av bilden är träden närmare varandra, och trädkronorna smälter samman och bildar ett annat distinkt texturmönster. Detta område hämmas troligen av buskar eller övergivna träd med höga underväxter och buskar mellan träden. I det nedre högra hörnet är färgen mer homogen, vilket indikerar att det förmodligen är ett öppet fält med kort gräs. |
geometrisk och Kontexturinformation
använda geometriska och kontextuella funktioner för bildtolkning kräver viss a-priori-information om intresseområdet. De “tolkningsnycklar” som vanligtvis används är: form, storlek, mönster, plats och förening med andra bekanta funktioner.
kontextuell och geometrisk information spelar en viktig roll i tolkningen av mycket högupplösta bilder. Bekanta funktioner som syns i bilden, som byggnader, vägträd, vägar och fordon, gör tolkningen av bilden rakt fram.
detta är en IKONOS-bild av en containerport, vilket framgår av närvaron av fartyg, kranar och vanliga rader med rektangulära behållare. Hamnen arbetar förmodligen inte med sin maximala kapacitet, eftersom tomma utrymmen kan ses mellan behållarna.
denna Spotbild visar en oljepalmplantage intill en loggad skog i Riau, Sumatra. Bildområdet är 8,6 km med 6,4 km. Det rektangulära rutmönster som ses här är ett huvudkaraktäristik för storskaliga oljepalmplantager i denna region.
denna Spotbild visar att markrensning utförs i en loggad skog. De mörkröda
regionerna är de återstående skogarna. Spår kan ses tränga in i skogarna, vilket medför några
skogsavverkningar i skogarna. Loggspåren syns också i de rensade områdena
(mörkgröna områden). Det är uppenbart att markrensningsverksamheten utförs med hjälp av bränder.
en rökplume kan ses som härrör från en plats med aktiva bränder.
optisk fjärranalys
infraröd fjärranalys
gå till huvudindex 