Lézerszkennelés

1. Lézerszkennelés Távérzékelési technológiák áttekintése Fotogrammetria

2. Lézerszkennelés • LiDAR (USA): • Light Detection (Detecting) and Ranging • Laserscanning (Európa) • ALS: Airborne Laser Scanning • ALM: Airborne Laser Mapping

3. A távérzékelés fogalma • Adatnyerés közvetlen fizikai kapcsolat nélkül • Távérzékelés – Fotogrammetria • Fernerkundung – Photogrammetrie • Remote Sensing – Photogrammetry • Airborne / spaceborne imagery

4. Távérzékelési technológiák csoportosítása I.Aktív-passzív szenzorok • Passzív szenzorok • Tárgyak saját sugárzását vagy a Nap visszavert elektromágneses sugárzását érzékelik • Légi és űrfelvételek • Aktív szenzorok • Saját maguk által kibocsátott és a tárgyról visszavert sugárzást érzékelik • Radar, Lidar, stb.

5. Távérzékelési technológiák csoportosítása II.Platformok • Földi • Műszerállvány, jármű, pózna stb. • Videokamera, közelfotogrammetria, földi lézerszkenner • Légi • Repülőgép, helikopter, sárkányrepülő, hőlégballon, UAV (Unmanned Aerial Vehicle) • Videokamera, légi fotogrammetria, Lidar, Radar • Űr • Műholdak • Űrfelvételek, Lidar, Radar

6. Távérzékelési technológiák csoportosítása III.Adatok, termékek • Geometria • Objektumok helyére, helyzetére, alakjára vonatkozó információk: koordináták, méretek, szögek • Attribútumok • Objektumok tulajdonságaira, jellemzőire vonatkozó információk

7. Távérzékeléstörténeti áttekintés • Fotogrammetria • 1800-as évek végén földi fotogrammetria • II. vh. előtt légi • Műholdak • 50-es évek végétől • Első távérzékelési műhold: Landsat 1972 • Radar; II. világháború • LiDAR • Kutatások 1970-es évektől • Gyakorlati alkalmazás 1990-es évektől

8. Fotogrammetriaszakmai és tudományos szervezetek • ISPRS: International Society for Photogrammetry and Remote Sensing • www.isprs.org • ASPRS: The American Society for Photogrammetry and Remote Sensing • www.asprs.org • MFTTT: Magyar Földmérési, Térképészeti és Távérzékelési Társaság • www.mfttt.hu

9. Fotogrammetriadefiníció, termékek • ISPRS: „a tárgyak helyének és alakjának fényképek alapján történő meghatározására szolgáló művészet és tudomány” • Termékek • mérőszámok, pl. pontok koordinátái • rajzok, pl. térképek • képek, pl. átalakított képek; ortofotók

10. Fotogrammetriaföldi felmérés • Mérőkamera műszerállványon • Külső tájékozás könnyen megoldható • Statikus mérés • Alkalmazási területek • Építészet • Ipari alkalmazások • Műemlékrekonstrukció

11. Fotogrammetrialégi felmérés • Mérőkamera repülőn • Külső tájékozás • Paradigma-váltás: direct orientation • Aktív szenzoroknál nélkülözhetetlen! • Alkalmazási területek • DDM/DFM • Infrastruktúra alkalmazás • Település-fejlődés • Kataszteri alkalmazások

12. Fotogrammetriaűrfelmérés • Egyképes alkalmazások • Nagyfelbontású űrfelvételek • Sztereoképek • SPOT, Ikonos • Planetáris fotogrammetria • Hold, Mars, stb.

13. Fotogrammetriaelőnyök/hátrányok • Előnyök • Nagy felbontás: 10-30 cm • Magas fokú tervezhetőség • 3D koordináták • Hátrányok • Időjárás-függő • Drága • Viszonylag bonyolult utófeldolgozás • Szakember-igény

14. Fotogrammetriaalapjai; légifényképezés

15. Légifényképező kamerák LH Systems RC30 Leica ADS 80

16. Kiértékelő műszerek I.

17. Kiértékelő műszerek II.

18. Kiértékelési eredmények

19. Képek

20. A belső tájékozás • Cél: • kép- és műszer-koordinátarendszer kapcsolata • műszer-koordinátarendszer lehet digitális kép pixel koordinátarendszere • Megoldás: • keretjelek • síkbeli transzformáció

21. Felvételi elrendezés (kollinearitás)

22. A külső tájékozás • Cél: • vetítési centrum térbeli helyének és helyzetének meghatározása • Megoldás: • illesztőpontok • kollinearitás

23. Térbeli hátrametszés • Adott: • illesztőpontok terepi koordinátái • Mért: • illesztőpontok képkoordinátái • Keresett: • külső tájékozási elemek

24. Térbeli előmetszés • Adott: • külső tájékozási elemek • Mért: • tereppontok képkoordinátái • Keresett: • tereppontok tárgykoordinátái

25. Relatív és abszolút tájékozás • Célok • Ismert mennyiségek • Ismeretlenek • Független ésegyüttes megoldás

26. Sugárnyaláb kiegyenlítés

27. Űrtávérzékelésmultispektrális képek • LandSat (USA) • SPOT (F) • IRS (IND) • NOAA (USA)

28. Űrtávérzékelésmulti és hiperspektrális képek kiértékelésének alapelve • Reflektancia görbék

29. ŰrtávérzékelésLandsat • 700 km magas pálya • 98 perc keringési idő • 16 nap visszatérési idő • 15 m pánkromatikus felbontás • 30 m multispektrális felbontás

30. ŰrtávérzékelésSPOT • 832 km magas pálya • 26 napos visszatérési idő • 60x60 km-es lefedettség • 2.5m pánkromatikus felbontás • 10m multispektrális felbontás • 20m rövidhullámú infra felbontás

31. ŰrtávérzékelésSPOT-sztereoképek

32. Űrtávérzékelésnagyfelbontású űrfelvételek • SpaceImaging: IKONOS • www.spaceimaging.com • DigitalGlobe: QuickBird • www.digitalglobe.com • GeoEye Co.: GeoEye-1 • www.geoeye.com • SpatialEnergy: WorldView2 • www.spatialenergy.com

33. ŰrtávérzékelésIKONOS • 1999-ben lőtték fel • 680km magas pálya • 98 perces keringési idő • 5 nap visszatérési idő • 11 x 11 km lefedettség • Felvételek minden irányból (Landsat csak Nadír, Spot csak egy irányba) • 1 m-es pánkromatikus felbontás • 4 m-es multispektrális felbontás

34. ŰrtávérzékelésIKONOS • Sztereo-képek

35. ŰrtávérzékelésQuickBird • 2001-ben lőtték fel • 450 km magas pálya • 94 perces keringési idő • 1-5 nap visszatérési idő • 16.5 x 16.5 km lefedettség • 0.61 m-es pánkromatikus felbontás • 2.44 m-es multispektrális felbontás

36. ŰrtávérzékelésQuickBird-felbontás

37. ŰrtávérzékelésGeoEye

38. IKONOS vs. GeoEye-1

39. ŰrtávérzékelésQuickBird-Spot • Spot: nincs kék sáv • QuickBird: nincs közepes infra sáv

40. Űrtávérzékelésmintaképek

41. Űrtávérzékelésmintaképek

42. Űrtávérzékelésmintaképek

43. RADARRadio Detection and Ranging • 1mm-1m hullámhossz • Ka, K, Ku, X, C, S, I, P • Mikrohullám áthatol esőn, ködön, füstön, felhőn • Akár a felszínbe is behatol • Visszaverődés függ a felület érdességétől, nedvességtartalmától, beesési szögétől (vízfelületek radarképeken sötétek; tükör) • Aktív ill. passzív rendszer • Aktív: kibocsátott sugárzás visszaverődése • Passzív: objektumok saját elektromágneses sugárzását méri (radiométer)

44. RADAR • RAR-Real Aperture Radar • SLAR-Side Looking Airborne Radar • SAR-Synthetic Aperture Radar • InSAR/IfSAR-Interferometrikus Radar • DInSAR- Differenciális Interferometrikus Radar • Multispektrális Radar • Stb.

45. Real Aperture Radar (RAR)

46. RADARjellemzők RAR • Felbontás • Haladási irányban repülési magasságtól és az antenna méretétől függ • Keresztirányban a legkisebb mérhető időkülönbségtől és impulzus-hossztól függ • A haladási és keresztirányban mért felbontás közelítéséhez alacsony repülési magasságra vagy nagy méretű antennára van szükség. Ezt áthidalandó: SAR • Mérési eredmények • Visszatérési idő • Visszavert impulzusok intenzitása (amplitúdó)

47. Geometriai felbontás

48. RADARSAR működési elve • Doppler-hatás • Külön adó és vevő antenna • Többszörös kibocsátás

49. RADARjellemzők SAR • Felbontás • Nem függ a repülési magasságtól (műholdakon is alkalmazható); tkp. Hosszabb antennával ekvivalens megoldást ad • Mérési eredmények • Visszatérési idő • Visszavert impulzusok fázisa (azaz tudjuk, hogy melyik kibocsátásból származik a visszaverődés)

50. SAR jellemzők • Azimut irányúfootprint-ek • Mozgó szenzor • Antenna„szintetizálása” • Antennahossz • Felbontás