TEMAT: Wykorzystanie danych rastrowych w GIS

1. Definicja danych rastrowych.

Obraz rastrowy jest cyfrową reprezentacją (odwzorowaniem) badanego obiektu. W przypadku cyfrowej reprezentacji powierzchni Ziemi są to zdalnie pozyskiwane obrazy satelitarne, radarowe oraz lotnicze zdjęcia fotogrametryczne. Dla potrzeb GIS wykorzystywane są głównie zdjęcia satelitarne. Dane cyfrowe są przechowywane w plikach danych zazwyczaj w specjalnie stworzonych dla tego celu formatach i w takiej formie są one dystrybuowane.

Obraz rastrowy uważać można za macierz o N wierszach i M kolumnach, której każdy element stanowi najmniejszą (atomową / niepodzielną) składową obrazu rastrowego o NxM wymiarach. Taką składową nazywamy pixlem (pikselem). W zależności od przyjętego formatu archiwizacji danych oraz ich rozdzielczości matematycznym opisem piksela może być wartość, grupa wartości lub funkcją.

Np. Dla obrazka binarnego (wartości 0 lub 1 logiczne) Jest to macierz 0 i 1.

OBRAZ RASTROWY                            REPREZENTACJA CYFROWA

N=7 M=5

Piksel na zdjęciu satelitarnym opisuje wartości jasności odbicia spektralnego w danym zakresie widma.

Rys. Widmo fali elektromagnetycznej ( za Erdas Fidel Guide)

2. Charakterystyka zobrazowań satelitarnych pod względem organizacyjnym.

Jak wspomniano powyżej pojedyncze zdjęcie jest reprezentacją powierzchni terenu w pewnym zakresie widma spektralnego, zatem w celu pozyskania możliwie największej i najbardziej istotnej dla odbiorcy informacji kompletne dane o wybranym fragmencie powierzchni zawierają szereg zdjęć w różnych, specjalnie dobranych zakresach widma. Taką pojedynczą porcję informacji nazywamy kanałem (ang. Band – zakres, pasmo).

Rys. Organizacja rastrowych danych satelitarnych.

Zobrazowania satelitarne jako dane surowe posiadają zniekształcenia katów i powierzchni, ponadto posiadają własny układ odniesienia w postaci kolumn i wierszy. Aby doprowadzić obraz do kartometryczności należ poddać go procesowi geometryzacji.

q     Proces geometryzacji polega na takim przekształceniu, w wyniku którego usytuowanie punktów względem siebie staje się takie jak na mapie. Przy porównaniu zdjęć z innymi materiałami lub zasilaniu go w inne informacje konieczne jest uprzednie zgeometryzowanie danych.

3. Rozdzielczość zdjęć satelitarnych.

Wyróżniamy następujące rodzaje rozdzielczości:

§         PRZESTRZENNA – wymiar piksela

§         RADIOMETRYCZNA – liczba tonów szarości  (6,8,10,11 bitów)

§         SPEKTRALNA – liczba i zakres kanałów

§         CZASOWA  – częstotliwość zobrazowań

4. Podstawowe systemy satelitarne.

Pierwszym systemem satelitarnego pozyskiwania informacji był TIROS. Powstał on w 1960r.

Obecnie jako źródła danych dla GIS powszechnie wykorzystuje się wiele systemów satelitarnych. Najważniejsze ( wg rozdzielczości przestrzennej) to:

•         NOAA

•         LANDSAT MSS

•         LANDSAT TM

•         SPOT

•         IKONOS

•         QUICK BIRD

4.1 NOAA (The National Oceanic and Atmospheric Administration)

System zaprojektowano specjalnie dla meteorologii, jednakże ze względu na jakość i przydatność danych  gromadzonych przez niego wykorzystuje się je w wielu dziedzinach (od Rolnictwa do Oceanografii)

Skaner AVHRR satelity NOAA  charakteryzuje się mał...