Č ást 2 Kompozice v nepravých barvách Datové formáty Neřízená klasifikace. Program přednášky

Transkript

1 DPZ Č ást Kompozice v nepravých barvách Datové formáty Neřízená klasifikace Program přednášky Popis využití pásem Landsat TM Vhodnost kombinací pásem TM Datové formáty Klasifikace obrazu Neřízená klasifikace Řízená klasifikace Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG

2 Synté za v nepravých barvách Spektrální zvýraznění barevná synté za R-G-B přirozené barvy: TM -- nepravé barvy: kombinace dalších kanálů cíl: zobrazení prvků obrazu, nepostřehnutelných ve viditelných pásmech kombinace různých pásem vhodná pro různé účely Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG Pásma Landsat TM a... vegetace b... voda c...holá půda Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG

3 Landsat TM - pásma TM B TM G TM R TM Near-IR TM5 Mid-IR TM6 Thermal TM7 Mid-IR viditelná čá st spektra infračervená čá st spektra Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 5 Landsat TM popis pásem TM (viditelné pá smo, modrá ) malý kontrast značné ovlivnění rozptylem v atmosfé ře Využití odlišení vegetace a holé půdy odlišení různých typů lesa identifikace antropog. tvarů zastavěné plochy plochy ovlivněné těžbou Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 6

4 Landsat TM popis pásem TM (viditelné pá smo, zelená ) ovlivnění rozptylem v atmosfé ře spektrum v intervalu maximální odrazivosti vegetace Využití mapování výskytu vegetace Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 7 Landsat TM popis pásem TM (viditelné pá smo, červená ) ovlivňován pohlcováním záření chlorofylem Využití mapování průběhu komunikací mapování ploch bez vegetace odlišování druhů vegetace určování množství zelené hmoty Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 8

5 Landsat TM popis pásem TM blízké infračervené pásmo Využití identifikace vodních ploch mapování půdní vlhkosti výpočet vegetačních indexů Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 9 Landsat TM popis pásem TM5 střední infračervené pásmo malý vliv atmosfé ry Využití odlišení různých druhů vegetace a holých půd mapování půdní vlhkosti výpočet vegetačních indexů odlišení sněhu od oblačnosti Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 0 5

6 Landsat TM popis pásem TM6 infračervené termální pásmo termální radiace povrchu nízké prostorové rozlišení Využití teplotní parametry krajiny teplotní stres rostlin vláhový deficit Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG Landsat TM popis pásem TM7 střední infračervené pásmo Využití geologické aplikace rozlišení minerálů a hornin vlastnosti půdního pokryvu špatné využití pro rozlišení vegetace Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 6

7 Landsat TM vhodnost pásem pro identifikaci tříd povrchu Třída povrchu Identifikace vodních objektů Vlastnosti vodních objektů Uspořádání říční sítě TM- B TM- G TM- R TM- NIR TM-5 MIR TM-7 MIR Půdní druhy Lesní plochy Zemědělská půda / Zastavěné plochy / / Oblasti těžby Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG Synté za v pravých barvách TM -- Zobrazení v přirozených barvá ch, nevhodné pro většinu aplikací s výjimkou odlišení sedimentů ve vodě. Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 7

8 Synté za v nepravých barvách TM -- Optimá lní pro lokalizaci zastavěných oblastí, hranic zemědělské půdy, vody a půdní poměry. Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 5 Synté za v nepravých barvách TM 5-- Nepříliš vhodná kombinace pro většinu aplikací. Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 6 8

9 Synté za v nepravých barvách TM 5-- Vhodná kombinace pro odlišení různých druhů vegetace, odlišení hranice vody a vegetace, půdní poměry a identifikaci intravilá nu. Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 7 Synté za v nepravých barvách TM -5- Vhodná kombinace pro řadu aplikací, zejména odlišení intravilá nů, zemědělské půdy, různých druhů vegetace, půdní poměry a struktury hydrografické sítě. Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 8 9

10 Synté za v nepravých barvách TM --5 Kombinace s omezenou použitelností. Vhodná pro identifikaci sídel, půdních poměrů a vodních ploch, nevhodné pro odlišení zemědělské půdy a různých druhů vegetace. Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 9 Synté za v nepravých barvách TM 7-- Kombinace s omezenou použitelností. Vhodná pro identifikaci hranic zemědělské půdy a vodních ploch, mé ně vhodná pro odlišení půdních poměrů a intravilá nu. Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 0 0

11 Landsat TM vhodnost barevný ch synté z pro identifikaci jevů Identifikovaný jev Zastavěné oblasti TM- - TM- 6 TM- 5 5 TM- 5 - TM- 5 TM- 5 - TM- 7 Obsah sedimentů ve vodě Uspořádání říční sítě 6-5 Hranice zemědělské půdy 6 5 Hranice vody a vegetace Půdní poměry Druhy vegetace 6 5 Menší vodní plochy 6 5 Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG Datové formáty v DPZ BIL (Band Interleaved by Line) LAN, IMG (Erdas) BSQ (Band Sequential) BIS (Band Interleaved by Sample) BIP (Band Interleaved by Pixel) ECW (ER Mapper) PIX (PCI) MrSID GeoTIFF Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG

12 Datové formáty v DPZ BIL x BSQ Dva nejběžnější formáty v DPZ Hrubá data, pro definici geometrie, počtu pásem, barevné hloubky, souřadnic atp. potřebují hlavičku Rozdíl ve způsobu uložení dat: BIL BIP BSQ R R R R R R R R R R G G G G G B B B B B R R R R R G G G G G B B B B B R R R R R G G G G G B B B B B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R G B R R R R R R R R R R G G G G G G G G G G G G G G G B B B B B B B B B B B B B B B Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG Datové formáty - cvičení Export barevné kompozice do tiffu celý obraz výřez Import z tiffu separátní soubory pro TM-7 link to active window Změna formátování uložení v jiné m formátu (BIL, BSQ, hlavičky) Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG

13 Datové formáty - cvičení Změna formátování. uložení v jiné m formátu (BIL, BSQ, hlavičky). Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 5 Datové formáty - cvičení Export barevné kompozice do tiffu celý obraz výřez Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 6

14 Klasifikace obrazu Neřízená klasifikace Řízená klasifikace Interpretace a hodnocení výsledků Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 7 Ř ízená x neřízená klasifikace Neřízená klasifikace pomocí matematických algoritmů vytvoříme spektrálně separovené kategorie, kterým podle podpůrných dat (mapa, teré n, letecké foto) přiřazujeme funkční význam Řízená klasifikace nejprve definujeme informační kategorie (legendu) a pak zkoumáme jejich spektrální odlišnost Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 8

15 Neřízená klasifikace Výchozí předpoklad: pixely, patřící stejné mu povrchu jsou ve vícerozměrné m prostoru blízko sebe pixely, patřící odlišným kategoriím povrchu jsou od sebe vzdáleny Výsledek neřízené klasifikace: spektrální třídy informační hodnota tříd se určuje následně podle podpůrných dat Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 9 Neřízená klasifikace Agregování pixelů v obrazu do skupin s obdobnými spektrálními vlastnostmi v jednotlivých pásmech Agregace probíhá na základě tendence vytvářet shluky ve vícerozměrné m prostoru Metody vícerozměrné statistické analýzy shlukové metody (clusterová analýza) Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 0 5

16 Neřízená klasifikace Příklad spektrá lních tříd: a. lesní porost s převahou listnáčů b. lesní porost s převahou jehličnanů c. usychající porost Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG Neřízená klasifikace Princip shluková ní Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 6

17 Algoritmy neřízené klasifikace K-means Nejjednodušší algoritmus zadání počtu shluků a parametrů shlukování (počet iterací nebo práh změny počtu pixelů). Algoritmus vypočítá středy shluků. Pixely přiřadí ke shlukům, k nimž mají nejblíže ISODATA Rozšířený algoritmus K-means umožňuje měnit shluky v průběhu iterací Shluky, které se stanou heterogenní se rozdělí Shluky, které jsou blízko sebe se sloučí Shluky s malým počtem pixelů se rozpustí do ostatních Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG Neřízená klasifikace Výhody: Spektrálních tříd je v obraze víc, než lze vizuálně nalé zt neřízená klasifikace proto často odhalí jemné rozdíly mezi navenek příbuznými třídami např. poškozené stromy, odlišnou vlhkost ploch apod.) Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 7

18 Neřízená klasifikace Příklad Frymburk.lan Processor Cluster ISODATA 5 clusters 98% convergence 8 pixel minimum size Channel subset --5 Write to: cluster mask file overlay Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 5 Neřízená klasifikace - cvičení Popis tříd Změna barevnosti Zvýrazněné zobrazení Klasifikace s jinými parametry více/mé ně clusterů jiné prahové hodnoty jiná pásma Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 6 8

19 Neřízená klasifikace - cvičení Clusterová analýza.. Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 7 Neřízená klasifikace - cvičení File Open File Type - Thematic Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 8 9

20 Neřízená klasifikace - cvičení Popis tříd Změna barevnosti Zvýrazněné zobrazení Klasifikace s jinými parametry více/mé ně clusterů jiné prahové hodnoty jiná pásma Jakub Langhammer, 00 Aplikace VT ve FG 9 0