Ćwiczenie do Tematu 5 - Instrukcje dla nauczyciela

Przetwarzanie obrazów
Nadawanie georeferencji - wzmacnianie i mozaikowanie obrazów

Cele:

By utworzyć znaczące i wartościowe obrazy satelitarne, takie jakie znamy z życia codziennego, lub mozaikę scen jak z Ćwiczenia 4 (Interpretacja wizualna obrazów), surowe dane satelitarne muszą zostać odpowniednio przetworzone, wzmocnione i zmozaikowane. Co więcej, obrazom muszą zostać nadane georeferencje, tak by móc je porównywać z innymi źródłami. W tym procesie odnajduje się dla wybranych pikseli odpowiadające im w rzeczywistości punkty na powierzchni Ziemi.

Komentarz dydaktyczny:

• Ćwiczenie "Przetwarzanie obrazów" pokazuje, że dane satelitarne muszą być przetworzone, wzmocnione i opracowane na wiele róznych sposobów zanim będa faktycznie przydatne.
• Uczniowie powinni zrozumieć, że wpływ takich zakłóceń jak chmury lub odbicie Słońca musi być wyeliminowany tak aby uzyskać "czysty" obraz powierzchni.
• Uczniowie powinni potrafić opisać i odtworzyć poszczególne kroki procesu przetwarzania obrazów.

Rozwiązanie do ćwiczenia "Przetwarzanie obrazów"

1. Wyjaśnij dlaczego wzmacniamy dane.
   • Na nie skorygowane zdjęcia satelitarne mają zbyt duży wpływ atmosfera i warunki pogodowe.
   • Dzięki wzmacnianiu obrazu poprzez korekcję geometryczną i radiometryczną łatwiej jest uzyskać przydatne informacje i zastosować je w rozwiązywaniu różnorodnych problemów.
   • Korekcja atmosferyczna zawiera w sobie informacje z wielu różnych źródeł na temat zakłóceń, jakie powoduje atmosfera pomiędzy satelitą a powierzchnią Ziemi, jak na przykład zawartość aerozoli. Posiadając właściwe informacje możemy takie zakłócenia usunąć.
2. Rozważ w jaki sposób zdjęcia satelitarne na powyższym obrazie zostały zmodyfikowane. Jakiemu rodzajowi przetworzeń zostały poddane?
   • Zobrazowania były wpierw poprawione radiometrycznie i spektralnie, co oznacza że wpływ atmosfery (zamglenie) został usunięty a kolory zoptymalizowane.
   • Nastepnie obrazy zostały poprawione geometrycznie. Oznacza to utworzenie połączenia pomiędzy pikselem na obrazie i odpowiadającemu mu punktowi na powierzchni Ziemi. Dzięki temu obrazy uzyskane w różnych terminach mogą być połączone w mozaikę.
3. Opisz i zinterpretuj różnice w barwach pomiędzy poszczególnymi scenami.
   • Ocean posiada zróżnicowaną kolorystykę od średnich odcieni niebieskiego aż po czarny.
   • Niektóre zobrazowania z obszarów dawnej Jugosławii posiadają ciemniejszy odcień zieleni niż zobrazowania z reszty Europy.
   • Zobrazowania z północnej Afryki przedstawiają zupełnie inną paletę barw ze względu na występowanie licznych pustyń i form geologicznych.

   a. Co mogą przedstawiać białe plamy nad Islandią?

   • Są to chmury nad wyspą.
   • MERIS to sensor optyczny, który nie jest w stanie spenetrować chmur lub deszczu w przeciwieństwie do aktywnych sensorów radarowych. Tak też chmury widoczne są w odcieniach bieli.

   b. Czym są białe obszary w południowej części Morza Śródziemnego?

   • Te białe obszary to odbijające się Słońce od powierzchni morza.
4. Rozważ w jaki sposób zdjęcia satelitarne na powyższym obrazie zostały zmodyfikowane. Jakiemu rodzajowi przetworzeń zostały poddane?
   • Poszczególne zobrazowania musiały być zmodyfikowane pod kątem spektralnym tak aby posiadały zbliżone kolory do zobrazowań sąsiadujących.
   • Brakujące zobrazowania musiały zostać wbudowane w mozaikę.