Что такое пространственное разрешение снимков

Городской остров тепла Москвы на снимках различного пространственного разрешения

Распределение относительных температур в пределах города и его окрестностей рассмотрим на примере снимков, полученных системами MODIS и ASTER (спутник Terra), TM и ETM+ (Landsat 5, 7) различного пространственного разрешения (1000, 90, 120, и 60 метров соответственно).

Изображения, полученные спектрометром MODIS (Рис. 1) с разрешением 1 км в тепловом канале интересны тем, что они дают наиболее общую картину распределения теплового излучения на территории Москвы и ее окрестностей. Снимок отчётливо показывает, что город на тепловом снимке выглядит как остров тепла, то есть он выделяется повышенной яркостью по сравнению с окружающей территорией. Тёмная область в северо-западной части изображения — облачность. Из-за низкого разрешения снимка в пределах города проблематично выделить конкретные объекты, к которым приурочены тепловые аномалии. Однако по снимку можно проследить радиально-кольцевую структуру города. По несколько более темному тону на северо-востоке города можно выделить территорию национального парка «Лосиный остров». За чертой города на территории Московской области по тону изображения можно выделить крупные населённые пункты, отличающиеся по своим тепловым свойствам от окружающей территории.

Рис. 1 Фрагмент теплового изображения на территорию
Москвы и Московской области, полученного системой MODIS
18 марта 2009 г., пространственное разрешение 1000 м,
31 канал (10.780-11.280 мкм)

Рис. 2 Фрагмент общегеографической карты
на территорию Москвы и Московской области

Несмотря на недостаточное для детального изучения городских территорий пространственное разрешение, тепловые изображения MODIS имеют важное достоинство: по ним представляется возможным получение абсолютных значений термодинамических температур поверхности несколько раз в сутки (периодичность съёмки, с учётом перекрытия трасс съёмки в средних широтах и работы MODIS на двух спутниках, составляет 4-6 раз в сутки).

На снимке TM/Landsat-5 (см. Рис. 3), характеризующемся пространственным разрешением почти в 8 раз более высоким, чем Terra/MODIS (120 м), можно идентифицировать городские объекты, ориентируясь на хорошо заметные характерные излучины р. Москвы и лесопарковые массивы.

Рис. 3 Фрагмент теплового изображения на территорию
Москвы TM/Landsat-5 за 8 октября 1991 г.,
пространственное разрешение 120 м.

Разрешение этого снимка позволяет выделить тепловые аномалии города и связать их с конкретными городскими объектами. По сравнению со снимком MODIS/Terra, на снимке TM/Landsat-5 хорошо дешифрируются: река и её тепловые контрасты, лесная растительность, крупнейшие промышленные предприятия.

Рассмотрим далее снимок ASTER/Terra (Рис.4) с пространственным разрешением 90 м.

Рис. 4 Фрагмент теплового изображения ASTER/Terra на территорию
Москвы 4 мая 2001 г., пространственное разрешение 90 м.

С повышением разрешения на 30 м по сравнению с выше рассмотренным снимком TM/Landsat-5 на изображении Москвы ASTER/Terra значительно более отчётливо выделяются как положительные (промышленные зоны), так и отрицательные (лесные массивы и крупные водоёмы) тепловые аномалии города, хорошо прослеживаются геометрические параметры объектов (форма, размер). Достаточно хорошо выделяются основные магистрали города. Благодаря более чёткому выделению геометрических особенностей тепловых аномалий, расширяются возможности по их идентификации с конкретными объектами земной поверхности. С повышением пространственного разрешения становится возможным дешифрирование типов структуры городской застройки. Становятся различимыми взлётно-посадочные полосы аэродромов (см. Рис. 5 , 6).

Пример изображения испытательного аэродрома ЛИИ им. Громова на тепловых космических снимках:

Рис. 5 TM/Landsat-5, 8 октября 1991 г.,
пространственное разрешение 120 м.

Рис. 6 ASTER/Terra , 4 мая 2001 г.,
пространственное разрешение 90 м.

Резко выраженные различия в тоне изображения Москвы-реки на этих фрагментах обусловлены разницей в интенсивности теплового излучения, обсловленной сезонным состоянием местности.

Самое высокое разрешение доступных тепловых космических снимков на сегодняшний день составляет 60 метров. Снимки такого разрешения получают с КА Landsat-7 сканером ETM+, но, к сожалению, в мае 2003 года произошел сбой в работе съёмочной аппаратуры, вызванный отказом корректора линии сканирования (scan line corrector), поэтому съёмка в настоящее время продолжается в режиме отключённого корректора линий сканирования «SLC-off». На Рис. 7 представлен снимок съёмочной системы ETM+ 2001 года.

Снимок ETM+ позволяет получить значительно более детальную характеристику температурного поля города. Благодаря более высокому пространственному разрешению снимков можно дешифрировать не только крупные тепловые аномалии, но и особенности структуры жилой застройки в городе.

Рис. 7 Фрагмент теплового изображения ETM+/Lаndsat-7 на территорию
Москвы, 4 мая 2001 г., пространственное разрешение 60 м.

Хорошо проявляется структура застройки некоторых промышленных объектов (характеризующихся повышенной по сравнению с окружающим фоном интенсивностью теплового излучения). Чётко дешифрируются транспортные магистрали, водные объекты (не только крупные реки, но и небольшие водоёмы).

Проведенное сравнение показывает:

  • космические тепловые снимки разного пространственного разрешения позволяют выделять тепловые аномалии разного территориального уровня — от регионального (MODIS/Terra ), когда мегаполис выделяется на фоне окружающих территорий, до локального (ETM+/Lаndsat-7 ), когда становится возможным дешифрирование тепловых характеристик промышленных зон города и разных видов застройки жилых кварталов;
  • при повышении разрешения снимка увеличивается детальность отображённых на нём объектов и температурных контрастов — при более низком разрешении теряется чёткость выделения тепловых аномалий многих объектов, т.к. пиксел большего размера может включать в себя не только «тёплые», но и «холодные» объекты, что снижает контрастность снимка и уменьшает число выделяемых степеней интенсивности тепловых аномалий.
  • www.geogr.msu.ru

    Разрешение снимков

    Разрешение количественные показатели, характеризующие изобразительное качество снимков, их детальность.

    Разрешение определяет возможности использования снимков для решения определенного круга задач. В аэрокосмическом зондировании наибольшее распространение получили два показателя: разрешающая способность и пространственное разрешение.

    Разрешающую способность определяют числом белых и черных штрихов, раздельно воспроизводимых на 1 мм изображения снимка и выражают в миллиметрах в минус первой степени. Для цифровых снимков нередко выражают разрешающую способность числом точек на дюйм.

    Под пространственным разрешением обычно понимают минимальную линейную величину изображающихся на снимке деталей местности. Для фотографических снимков в качестве такого показателя принимают линейное разрешение, т. е. наименьшую ширину на местности линейного протяженного объекта, еще воспроизводимого конкретным снимком. Под пространственным разрешением цифровых снимков понимают размер на местности минимального элемента изображения – пиксела. Космические снимки варьируют по разрешению от низкого, измеряемого километрами, до очень высокого, субметрового.

    Кроме количественных, для оценки снимков предложен также качественный показатель – географическое разрешение, которое характеризует воспроизводимость на снимках определенных (репрезентативных) объектов.

    Помимо пространственного, используют и другие виды разрешения.

    • Радиометрическое (яркостное) разрешение определяется числом уровней яркости, регистрируемых приемником излучения. Используются приемники, регистрирующие 64, 256, 1024 уровней яркости.
    • Спектральное разрешение определяется шириной спектральных зон съемки при многозональной и гиперспектральной съемке и измеряется в нанометрах или микрометрах. Наиболее низкое спектральное разрешение в сотни нанометров имеют панхроматические снимки, а наиболее высокое, до 10 нанометров – гиперспектральные.
    • Тепловое разрешение характеризуется величиной разности температур различных объектов, которые удается зарегистрировать тепловым снимком. У лучших снимков оно составляет десятые градуса.
    • Иногда понятие разрешение, т.н. временное разрешение применяют для характеристики периодичности повторных аэрокосмических съемок, осуществляемых для мониторинга изменяющихся объектов.

      Эта статья еще не написана, но вы можете сделать это.

      www.lomonosov-fund.ru

      Что такое пространственное разрешение снимков














      Увеличение пространственного разрешения мультиспектральных космических снимков (Landsat, SPOT, IKONOS, QuickBird)

      На сайте компании «Совзонд» в разделе «Статьи о ДЗЗ» (http://www.sovzond.ru/articles/articles.html) опубликована статья, посвященная методам обработки мультиспектральных космических снимков с целью увеличения их пространственного разрешения.

      Слияние изображений (fusion), также называемое pan-sharpening (то есть искусственное увеличение пространственного разрешения), это метод, использующий объединение геометрических деталей панхроматического изображения с высокой разрешающей способностью (Pan) и цветной информации мультиспектрального изображение с низкой разрешающей способностью ( MS ) с целью получения мультиспектрального изображения с высокой разрешающей способностью. Этот метод имеет особенно большое значение для космических изображений крупного масштаба (IKONOS, QuickBird).

      Компания «Совзонд» является официальным дистрибьютором компании Space Imaging по распространению данных дистанционного зондирования, получаемых со спутника IKONOS
      Компания «Совзонд» является официальным дистрибьютором компании DigitalGlobe по распространению данных дистанционного зондирования, получаемых со спутника QuickBird
      Компания «Совзонд» является официальным дистрибьютором компании SPOTIMAGE по распространению данных дистанционного зондирования, получаемых со спутников серии SPOT
      Компания «Совзонд» является официа/льным партнером Геологической службы США USGS по распространению данных дистанционного зондирования, получаемых со спутника LANDSAT-7

      www.gisa.ru

      Пространственное и временное разрешение снимков

      По пространственному разрешению (размеру на местности минимального изображающегося элемента LR) снимки разделяют так:

      1. Снимки низкого разрешения (измеряется километрами, LR≥ 1000 м). Такое разрешение характерно для сканерных и тепловых инфракрасных снимков с метеоспутников, включая геостационарные, и для снимков, получаемых сканерами малого разрешения с ресурсных спутников, где основные изображающиеся объекты — облачность, тепловая структура вод океана, крупнейшие геологические структуры суши.

      2. Снимки среднего разрешения (сотни метров, LR= 100-1000 м), на которых отображаются многие природные объекты, но в большинстве случаев не воспроизводятся объекты, связанные с хозяйственной деятельностью. Это снимки, получаемые сканерами Среднего разрешения, и тепловые инфракрасные снимки с ресурсных спутников.

      3. Снимки высокого разрешения (десятки метров, LR= 10-100 м), на которых изображаются не только природные, но и многие хозяйственные объекты. Высокое разрешение характерно для наиболее широко используемых сканерных снимков с ресурсных спутников и фотографических снимков с пилотируемых кораблей, орбитальных станций, автоматических картографических спутников. Поскольку размерность большинства изучаемых географических объектов находится как раз в этих пределах, снимками этой группы удовлетворяется большинство географических задач. Но для решения этих задач они неравноценны. Поэтому эта группа подразделяется на две подгруппы:

      а) снимки относительно высокого разрешения (30-100 м), получаемые главным образом сканирующей аппаратурой с ресурсных спутников для решения оперативных задач и обзорного тематического картографирования;

      б) снимки высокого разрешения (10-30 м) — это фотографические, сканерные и ПЗС-снимки с ресурсно-картографических и ресурсных спутников, используемые для детального тематического картографирования.

      4. Снимки очень высокого разрешения (единицы метров, LR= 1-10 м), на которых отображается весь комплекс природных и хозяйственных объектов, включая населенные пункты и транспортные сети. Снимки получают длиннофокусной фотографической и аппаратурой ПЗС-съемки с картографических спутников для решения задач топографического картографирования.

      5. Снимки сверхвысокого разрешения (доли метра, LR≤ 1 м), детально отображающие населенные пункты, промышленные, транспортные и другие хозяйственные объекты. Эти снимки получают с использующих аппаратуру ПЗС-съемки специализированных спутников для детальной съемки и крупномасштабного топографического картографирования. К данной группе относится и весь огромный массив аэрофотоснимков.

      При классификации снимков по масштабу следует учитывать, что для фотографических снимков принято указывать оригинальный масштаб снимков, получаемых при съемке; для сканерных же снимков принимают масштаб, наиболее широко используемый при визуализации изображения.

      Временное разрешение – это период времени, когда происходит повторная съемка одной и той же территории (например, каждый день; один раз в 16 дней).

      Для снимков низкого пространственного разрешения периодичность съемки одной и той же территории 1 раз в день.Для снимков высокого пространственного разрешения периодичность съемки одной и той же территории 1 раз в 16 дней

      studopedia.org

      FAQ по ДЗЗ

      Для чего используются космоснимки?
      Космические снимки широко используются в самых разных областях человеческой деятельности — исследование природных ресурсов, мониторинг стихийных бедствий и оценка их последствий, изучение влияния антропогенного воздействия на окружающую среду, строительные и проектно-изыскательские работы, городской и земельный кадастр, планирование и управление развитием территорий, градостроительство, геология и освоение недр, промышленность, сельское и лесное хозяйства, туризм и т.д. Современные геоинформационные технологии и создание карт различных масштабов также немыслимы без использования космических снимков.

      Какая съемка лучше: космическая или авиационная?
      Спутниковые изображения и аэрофотоснимки – сравните достоинства и недостатки:

      Оптические спутниковые изображения

      Аэрофотоснимки (на пленке)

      Цена возрастает пропорционально увеличению площади

      С увеличением площади цена растет в меньшей степени.

      Данные фиксируются в цифровом виде, поэтому не нужно обрабатывать пленку.

      Данные обычно записываются на пленку. Требуется сканирование и коррекция за направление полета.

      Облачность является большой проблемой. Период повторного посещения от 3 дней и более.

      Самолет может летать ниже облаков или повторить полет на следующий день.

      Минимальная площадь заказа составляет всего 64 кв. км.

      Аэрофотосъемка нерентабельна для небольших площадей

      Никакого согласования для проведения космической съемки не требуется.

      Процедура планирования и согласования проведения аэрофотосъемки сложна и занимает много времени

      В настоящее время самым лучшим считается пространственное разрешение 50 см.

      Можно получать изображения с разрешением до нескольких сантиметров в зависимости от высоты полета.

      Одновременно получают изображения в видимом и ближнем инфракрасном диапазонах.

      Пленочные камеры обычно получают раздельно цветные и инфракрасные изображения.

      Одна сцена покрывает площадь городской застройки 10х10 км или 16х16 км (IK и QB).

      На снимках масштаба 1:40 000 с размером пиксела 1 м используемая площадь одного кадра равна 3.6 км х 6.4 км.

      Составление мозаики занимает меньше времени.

      Составление мозаики занимает больше времени.

      Из-за распространенности околополярных спутниковых орбит более предпочтительным является направление получения изображений с Севера на Юг, чем с Востока на Запад.

      Направление получения изображений не имеет значения

      Средний срок поставки изображения после заказа составляет 7 дней. Для некоторых облачных/дождливых районов срок может увеличиваться до месяца.

      Срок поставки изображения зависит только от доступности самолета и от летной погоды.

      Быстрота и удобство обработки цифровых данных в камеральных условиях.

      Трудоемкость и вследствие этого большие затраты при обработке результатов аэрофотосъемки в камеральных условиях

      Возможность покрытия одним снимком больших площадей без необходимости последующей «сшивки» отдельных фрагментов.

      Необходимость сшивки небольших фрагментов в единый массив

      Снимки с каких спутников в настоящее время можно приобрести?
      Снимки со спутников «РЕСУРС-ДК1», Доступны снимки как со спутников, находящихся на орбите, так и архивные.

      Как выбрать снимок?
      Самым лучшим вариантом решения является обращение к нашим специалистам, которые вместе с Вами проанализируют Ваш запрос и дадут необходимые рекомендации. Вы можете обратиться по телефону +7 (495) 925-04-19, 229-43-89, по электронной почте ntsomz@ntsomz.ru или заполнить специальную заявку.

      Какие объекты я могу увидеть на космическом снимке?
      В зависимости от пространственного разрешения на снимках можно различать объекты, сопоставимые с величиной единичного элемента разрешения (пиксела). В настоящее время самым лучшим считается пространственное разрешение 50 см.

      Что значит «пространственное разрешение» снимка?
      Пространственное разрешение — величина, характеризующая размер наименьших объектов, различимых на изображении.

      Что значит «панхроматические» или «мультиспектральные» изображения?
      Панхроматические изображения занимают практически весь видимый диапазон электромагнитного спектра (450-900 нм) и поэтому являются черно-белыми.
      Мультиспектральные (или спектрозональные) изображения — представлены в виде отдельных спектральных каналов (RGB и инфракрасные каналы) или виде синтеза отдельных каналов для получения цветного изображения. Поочередный синтез отдельных каналов позволяет решать многочисленные тематические задачи, а также помогает при дешифрировании снимков.

      Что означает «радиометрическое разрешение»?
      Радиометрическая разрешающая способность определяется количеством градаций значений цвета, соответствующих переходу от яркости абсолютно «черного» к абсолютно «белому», и выражается в количестве бит на пиксел изображения. Это означает, что в случае радиометрического разрешения 6 бит на пиксел мы имеем всего 64 градации цвета (2(6) = 64); в случае 8 бит на пиксел — 256 градаций (2(8) = 256), 11 бит на пиксел — 2048 градаций (2(11) = 2048). В настоящее время, как правило, сенсоры, установленные на спутниках ДЗЗ, имеют радиометрическое разрешение не хуже 8 бит на пиксел. Есть сенсоры и с более высоким радиометрическим разрешением (например, 11 бит для WorldView-1, IKONOS, QuickBird, OrbView-3 и 16 бит для EO-1), позволяющим различать больше деталей на очень ярких или очень темных областях снимка.

      Как можно узнать, есть ли архивные снимки на интересующую меня область?
      Для этого необходимо отправить электронное сообщение по адресу ntsomz@ntsomz.ru или по тел. +7 (495) 925-04-19, 229-43-89 с указанием интересующей Вас области и с каким пространственным разрешением снимки Вас интересуют. Можно прислать координаты интересующего Вас района, фрагмент карты с очерченной областью или просто описать запрашиваемую территорию (например, «в границах Тверской области» или «на город Коломна»).

      Как я могу заказать космический снимок?
      Для того, чтобы заказать архивный снимок или новую съемку, необходимо отравить электронное сообщение по адресу ntsomz@ntsomz.ru, телефону +7 (495) 925-04-19, 229-43-89 или заполнить специальную заявку. с указанием интересующей Вас области и с каким пространственным разрешением снимки Вас интересуют. Лучше прислать точные географические координаты интересующей Вас области или файлы в векторном виде (формат Microstation, ENVI, ESRI, MapInfo).

      В каком формате я получу снимок?
      Вы получите уже геопривязанные снимки (для высокого разрешения к масштабу 1:100 000) в формате GeoTIFF. По умолчанию снимки поставляются в системе координат WGS-84 и проекции UTM. Возможна поставка снимков в других проекциях и системах координат.

      Поставляемый заказчику снимок уже подвергался какой-либо обработке?
      Поставляемые снимки уже проходят геометрическую и радиометрическую коррекцию (устраняются помехи, вносимые приемным трактом).

      Какую минимальную площадь я могу заказать?
      Все зависит от заказываемых снимков.

      Что такое сцена и могу ли я заказать сцену произвольной формы?
      Сцена — это часть принимаемого со спутника потока данных. Схемы нарезки потока на сцены для разных спутников имеют отличия. Сцену произвольной формы можно заказать, если речь идет о данных высокого разрешения. Ограничения – для протяженных объектов ширина полосы должна быть не уже 5 км, расстояния между вершинами полигона также не должны быть менее 5 км. Количество вершин полигона не должно превышать 50.

      Через сколько дней я могу получить архивный снимок?
      Максимум через неделю после поступления средств на счет.

      Если в архиве нет данных на интересующую меня область, могу ли я заказать новую съемку?
      Да, конечно. Практически с любого спутника имеется возможность заказать новую съемку, в том числе стереопары.

      Какова точность построения ЦМР по высоте по результатам обработки стереосъемки для различных спутников?
      Точность построения цифровой модели рельефа (ЦМР) для IKONOS, QUICKBIRD – 2- 3 м , SPOT – 8- 12 м.

      С какой периодичностью спутник проходит над одной и той же областью земного шара?
      Периодичность прохождения спутника над одной и той же точкой над поверхностью Земли называется периодичностью съемки, она различна у разных спутников.

      Во сколько спутник пролетает над Москвой?
      Как правило, спутники дистанционного зондирования имеют солнечно-синхронную орбиту и проходят над одной и той же точкой земного шара в одно и то же время независимо от широты. Например, спутники IKONOS и QUICKBIRD пролетают примерно в 10 часов 30 минут над одной и той же точкой – будь то Москва или Красноярск.

      Где можно получить подробную информацию о характеристиках спутников?
      На нашем сайте, в разделе Космические средства ДЗЗ а также обратившись к нашим специалистам по тел. +7 (495) 925-04-19, 229-43-89.

      Что такое «ортотрансформирование снимков»?
      Ортотрансформирование – это процесс геометрической коррекции изображения, во время которого вносятся поправки за существенные геометрические неточности, которые могут быть обусловлены топографией, геометрией камеры и ошибками сенсора. В результате ортотрансформирования получается планиметрически точное изображение. Большинство пользователей проводят ортотрансформирование спутниковых изображений потому, что задачи, для которых они собираются использовать эти изображения, требуют очень высокой точности позиционирования или однородного масштаба по всему изображению. Например, после ортотрансформирования становится возможным:

      • провести измерения по изображению;
      • определить точное местоположение деталей изображения;
      • получить информацию для ГИС;
      • объединить изображение с другими таким же образом трансформированными изображениями для проведения более сложных исследований.
      • www.ntsomz.ru

    Смотрите так же:

    • Семейная пара ищет работу с проживанием вахта Семейная пара ищет работу с проживанием вахта Кадровое агентство домашнего персонала АЮШКА • Москва Добрый Ангел • Москва Гросс/год: 110 000 руб. "МИКС КЦ" • Москва Гросс/год: 120 000 руб. Семейная пара вахта МИКС КЦ • Москва Семейная […]
    • Штраф за пребывание в турции Турция (60 дней) Гражданам России для посещения Турции с целью туризма, частного или краткосрочного делового визита, а также транзита виза не требуется, в случае если срок пребывания в стране не превышает 60 дней. При этом загранпаспорт […]
    • Закон по эмиграции В России вступил в силу закон о запрете на въезд для мигрантов-нарушителей С 10 января вступил в силу закон, согласно которому въезд в страну может быть закрыт более чем для миллиона иностранцев Москва. 10 января. INTERFAX.RU - Закон, […]
    • Правила проезда в автобусе в москве Порядок пользования проездными билетами 1. Общие положения 1.1. Настоящий Порядок определяет правила использования проездных билетов для проезда на Московском метрополитене, Московской монорельсовой транспортной системе. Порядок […]
    • Купля продажа волка цитата: Изначально написано Ната1975:[b]перемещено из Частные обьявления Характеристики оклада волчьего (флажки на волка):1. Длинна оклада - от 1 километра.2. На одном погонном метре располагается один флажок (1000 флажков/1 км.). 3. […]
    • Нотариусы в г Королев Сортировать по: группам | названию | району | улице | почтовому индексу | дате публикации | Нотариусы нотариального округа Королев МО: Ерёмина Татьяна Борисовна, Сергиенко Елена Ивановна Нотариальная контора. Бесплатные консультации. […]