Teoría de la interpretación de imágenes aéreas y espaciales. Descifrado de imágenes

Método de descifrado visual, signos directos e indirectos de descifrado.

Materiales utilizados en la interpretación visual

El concepto de descifrar imágenes. Clasificación de la decodificación.

Decodificación (interpretación) llamado análisis de información de video para extraer información sobre la superficie y el interior de la Tierra (otros planetas, sus satélites), objetos ubicados en la superficie, procesos que ocurren en la superficie y en el espacio cercano a la superficie.

La composición de la información incluye, por ejemplo, la determinación de la posición espacial de los objetos, sus características cualitativas y cuantitativas, la determinación de los límites de la huelga de los procesos en estudio y los datos sobre su dinámica, y mucho más. Las tareas de desciframiento también incluyen obtener de otras fuentes información que no se puede leer directamente de las imágenes, por ejemplo, información sobre la presencia, posición y propiedades de los objetos que no se muestran, nombres de asentamientos, ríos, límites naturales. Dichas fuentes pueden ser materiales de decodificación previamente realizada, planos, mapas, imágenes auxiliares, literatura de referencia, el propio terreno.

Otra definición de descifrar:

Descifrar imágenes (interpretación) - el proceso de reconocer objetos locales a partir de una imagen fotográfica e identificar su contenido con la designación de características cualitativas y cuantitativas mediante signos convencionales .

Dependiendo del contenido, la decodificación se divide en:

geográfica general

especial (temática, rama).

La interpretación geográfica general incluye dos variedades:

Interpretación topográfica- se realiza para detectar, reconocer y obtener las características de los objetos que deben ser representados en los mapas topográficos, es uno de los fundamentos de los procesos del esquema tecnológico de actualización y creación de mapas.

interpretación del paisaje– se lleva a cabo para la zonificación regional y tipológica del área y la solución de problemas especiales.

Interpretación especial (temática, sectorial) producido para resolver tareas departamentales para determinar las características de conjuntos individuales de objetos. Hay muchos tipos de interpretación temática. agrícola, forestal. geológicos, de suelos, geobotánicos, etc. y otros fines departamentales. Si el objetivo final de la interpretación especial es la compilación de mapas temáticos, como agrícolas, de suelos o geobotánicos, entonces. en ausencia de una base topográfica adecuada, una interpretación especial va acompañada de una topográfica.

La base de la clasificación metodológica del desciframiento en sus nivel moderno El desarrollo son los medios para leer y analizar la información del video. En base a esto, se pueden distinguir los siguientes métodos principales de descifrado:

visual, en el que la información de las imágenes es leída y analizada por una persona:

máquina-visual, en el que la información del video es convertida preliminarmente por máquinas de interpretación especializadas o universales para facilitar el posterior análisis visual de la imagen resultante:

automatizado(diálogo), en el que lectura de imágenes y análisis. o análisis directo de la información de video grabada línea por línea, son realizados por máquinas de interpretación especializadas o universales con la parte activa del operador:

auto(máquina), en el que el descifrado es realizado íntegramente por máquinas de interpretación. Una persona define tareas y establece un programa para el procesamiento y la información de video.

En todos los métodos, se pueden distinguir los niveles inferiores de clasificación: métodos y variantes de métodos.

El esquema principal del proceso de descifrado en cualquier método permanece sin cambios: reconocimiento se realiza comparando y determinando el grado de proximidad de un determinado conjunto de características del objeto que se está decodificando con las características de referencia correspondientes que están en la memoria de una persona o máquina. En este caso, el proceso de reconocimiento está precedido por un proceso de aprendizaje (o autoaprendizaje), en el que se determina una lista de objetos a descifrar, se selecciona un conjunto de sus características y se establece un grado aceptable de su diferencia.

Con información a priori insuficiente sobre las clases de objetos y sus características, una persona y una máquina pueden dividir los objetos representados de acuerdo con la proximidad de algunas características en grupos homogéneos, grupos, cuyo contenido luego es determinado por una persona o máquina usando datos adicionales.

2. Método visual de descifrado, signos directos e indirectos de descifrado .

Los objetos naturales representados en las imágenes pueden ser identificados e interpretados por el decodificador de acuerdo con sus propiedades, que se reflejan en las características de descifrado de estos objetos. Todos los signos de descifrado se pueden dividir en dos grupos: signos de descifrado directos e indirectos.

Los signos directos incluyen aquellas propiedades y características de los objetos que se muestran directamente en las imágenes y pueden percibirse visualmente o utilizando medios técnicos.

Para descifrar signos directosmetro incluyen la forma y las dimensiones de la imagen de los objetos en planta y altura, el tono general (integral) de las imágenes en blanco y negro o el color de las imágenes en color (espectrozonal), la textura de la imagen.

La forma en la mayoría de los casos, es un signo suficiente para separar objetos de origen natural y antropogénico. Los objetos creados por el hombre, por regla general, se distinguen por la configuración correcta. Entonces, por ejemplo, cualquier edificio y estructura tiene formas geométricas regulares. Lo mismo puede decirse de los canales, carreteras y vías férreas, parques y plazas, tierras de cultivo y forrajes y otros objetos. La forma de los objetos a veces se usa como un signo indirecto para determinar las características de otros objetos.

Dimensiones de los objetos a decodificar en la mayoría de los casos se evalúan relativamente. La altura relativa de los objetos se juzga directamente a partir de su imagen en los bordes de las imágenes obtenidas utilizando sistemas de imágenes de gran angular. El tamaño, así como la forma en altura, se pueden juzgar por las sombras que caen de los objetos. Eso sí, la zona sobre la que cae la sombra debe ser horizontal.

Las dimensiones de la imagen de los objetos, así como la forma, se distorsionan debido a la influencia del terreno y las especificidades de la proyección utilizada en el sistema de filmación.

Tono de imagen es una función del brillo del objeto dentro de la sensibilidad espectral del receptor de radiación del sistema de imágenes. En fotometría, el análogo del tono es la densidad óptica de la imagen. la variabilidad de esta característica está asociada a los siguientes factores: condiciones de iluminación, estructura de la superficie, tipo de material fotográfico y sus condiciones de procesamiento, zonas de espectro electromagnético y otras causas de gris, etc. El número de pasos está determinado por el umbral de sensibilidad a la luz del aparato visual humano.

Se ha establecido experimentalmente que el ojo humano Se ha establecido experimentalmente que el ojo humano puede distinguir hasta 25 gradaciones de tono de gris, para fines prácticos se utiliza con mayor frecuencia una escala de tonos de gris de siete a diez pasos (Tabla 2).

Tabla 1Características cuantitativas de la densidad de imagen

Con la ayuda de computadoras, es posible distinguir hasta 225 niveles de gris de fotografías y películas. Además, estos niveles, dependiendo de la tarea, se pueden agrupar según determinados pasos con sus características cuantitativas. Las propiedades texturales de los objetos, en las que la distribución de la luz reflejada desde la superficie del objeto hacia el espacio, tienen una influencia significativa en el tono de la imagen fotográfica.

La densidad óptica sirve como un código que transmite las propiedades de los objetos. Los objetos que son completamente diferentes en color se pueden mostrar en una fotografía en blanco y negro o en una imagen de televisión en el mismo tono. Dada la inestabilidad del indicador, al descifrar, el fototono se evalúa solo en combinación con otras características de descifrado (por ejemplo, la estructura). Sin embargo, es el fototono el que actúa como la principal característica de descifrado que forma los contornos de los límites, las dimensiones y la estructura de la imagen del objeto.

El tono puede ser una señal bastante informativa con los elementos correctos del sistema de disparo y las condiciones de disparo.

El tono de la imagen de la tierra cultivable puede variar significativamente en el tiempo y el espacio, ya que depende significativamente del estado de la superficie de los campos desocupados (arada, rastrada, seca, húmeda, etc.), del tipo y fenofase de los cultivos en campos ocupados.

color de la imagen es una característica espectral y determina la energía del flujo de luz.La gama de colores de las imágenes es un signo esencial de interpretación. Este signo debe ser considerado en dos aspectos. En el primer caso, cuando la imagen en las imágenes aéreas y de satélite se forma en colores próximos a los colores naturales (imágenes en color), el reconocimiento y la clasificación de los objetos del terreno no presenta dificultades particulares. En este caso, se tienen en cuenta características de color como su luminosidad y saturación, así como varios tonos el mismo color. En otro caso, una imagen en color se forma en colores arbitrarios (pseudo-colores), como es el caso de la formación de imágenes zonales espectrales. El significado de esta distorsión consciente colores la naturaleza en la imagen radica en que en las imágenes el observador percibe con mayor facilidad los contrastes de color de los detalles de la imagen, por lo que las imágenes aéreas y espaciales en color tienen una mayor descifrabilidad que las en blanco y negro. Los mejores resultados se obtienen al descifrar fotografías aéreas multiespectrales con un mayor contraste de color.

Los colores de una fotografía aérea multiespectral son menos estables que los de una fotografía en color natural. Si es necesario, se pueden cambiar significativamente con la ayuda de filtros de luz.

Existe una técnica especial para descifrar cuando el color de las imágenes se utiliza para codificar detalles de la imagen que tienen la misma densidad óptica. Este método es ampliamente utilizado en la interpretación de imágenes zonales obtenidas como resultado de levantamientos multizonales. Es muy eficaz en la interpretación del paisaje. En este caso, las unidades de paisaje elementales individuales se pueden codificar en algún color, en función de sus características y propiedades relacionadas.

Sombra como característica de descifrado juega un papel importante en el descifrado de objetos y sus propiedades. La sombra que cae proyectada por un objeto sobre la superficie de la tierra, ubicado en el lado opuesto al Sol, enfatiza el volumen del objeto y su forma. Su forma y tamaño dependen de la altura del Sol, el terreno (área) sobre el que cae la sombra y la dirección de la iluminación.

Hay varias formas de determinar la altura de un objeto a partir de una sombra paralela:

donde l es la longitud de la sombra del objeto en la fotografía aérea;

m - denominador de escala de imagen;

n es la longitud relativa de la sombra, que se toma de las tablas de V.I. Drury (ver Smirnov L.E., 1975)

donde b₁ es la longitud de la sombra del objeto en la fotografía aérea;

h₂ es la altura de un objeto conocido en una fotografía aérea;

b₂ es la longitud de la sombra en una fotografía aérea de un objeto conocido

La forma de la sombra que cae se puede utilizar para reconocer tanto objetos artificiales (edificios, pilares, puntos de triangulación) como objetos naturales. Las sombras descendentes son ampliamente utilizadas como signos de interpretación en el estudio de la vegetación. .Las sombras paralelas muestran la forma alargada de la silueta del objeto. Esta propiedad se utiliza para descifrar vallas, postes de telégrafo, torres de agua y silos, señales exteriores de puntos de red geodésica, árboles individuales, así como accidentes geográficos pronunciados (acantilados, barrancos, etc.). Debe tenerse en cuenta que el tamaño de la sombra está influenciado por el terreno, cada raza tiene su propia forma de corona específica, que se refleja en su sombra y le permite determinar su composición de especies. Por ejemplo, la forma de la sombra descendente de un abeto se asemeja a un triángulo agudo, mientras que la de un pino es ovalada. Sin embargo, debe recordarse que la sombra es una característica de descifrado muy dinámica (cambia durante el día). Puede exceder el tamaño de un objeto cuando el Sol está bajo sobre el horizonte.

Textura (estructura de la imagen) - la naturaleza de la distribución densidad óptica a través del campo de imagen del objeto. La estructura de la imagen es la característica de descifrado directo más estable, prácticamente independiente de las condiciones de disparo. La estructura es una característica compleja que combina algunas otras características de descifrado directo (forma, tono, tamaño, sombra) de un grupo compacto de detalles homogéneos y heterogéneos de la imagen del terreno en la imagen. La repetibilidad, ubicación y cantidad de estos detalles conducen a la identificación de nuevas propiedades y contribuyen a aumentar la confiabilidad de la interpretación. La importancia de esta característica aumenta a medida que disminuye la escala de la imagen. Por ejemplo, la textura de un macizo forestal está formada por la imagen de las copas de los árboles individuales en las fotografías, y con una alta resolución del sistema de disparo, por la imagen de los elementos de la copa, ramas o incluso hojas; la textura de la tierra cultivable pura está formada por la exhibición de surcos cultivables o terrones individuales.

Hay un número bastante grande de estructuras formadas por combinaciones de puntos, áreas, bandas estrechas varias formas, ancho y largo. Algunos de ellos se discuten a continuación.

Estructura de grano característica de la imagen de los bosques. El patrón está creado por manchas grises de forma redondeada (copas de árboles) en más fondo oscuro creado por espacios sombreados entre los árboles. La imagen de la vegetación cultivada (jardines) tiene una estructura similar.

Estructura homogénea Está formado por el mismo tipo de microrrelieve y es característico de pantanos herbosos bajos, llanuras esteparias, desiertos arcillosos y embalses en estado de aguas tranquilas.

Estructura en bandas típico de imágenes de huertas y tierras de labranza y es consecuencia de la disposición paralela de surcos.

Estructura de grano fino típico para la imagen de arbustos de varias especies.

estructura de mosaico Está formado por una cubierta vegetal o de suelo de humedad desigual y es característico de áreas ubicadas al azar de varios colores, tamaños y formas. Una estructura similar, creada por la alternancia de rectángulos de diferentes tamaños y densidades, es típica de la imagen de parcelas personales,

Estructura manchada típico para imágenes de jardines y pantanos.

estructura cuadrada característico de algunos tipos de pantanos forestales y asentamientos de tipo urbano. Está formado por una combinación de áreas de bosque separadas por ligeras franjas de un pantano, y se lee como una combinación de áreas de un tono uniforme. La misma estructura es creada por imágenes de edificios de varios pisos (rectángulos relativamente grandes) y elementos de desarrollo dentro del barrio en asentamientos.

A medida que la escala disminuye, la textura es creada por elementos de terreno más grandes, por ejemplo, campos individuales de tierra cultivable.La textura es una de las características más informativas. Es por la textura que una persona identifica inequívocamente bosques, jardines, asentamientos y muchos otros objetos. Para estos objetos, la textura es relativamente estable en el tiempo.

Signos indirectos se pueden dividir en tres grupos principales. natural, antropogénico y natural-antropogénico. Los signos de descifrado indirecto son bastante estables y dependen en menor medida de la escala.

A natural incluyen la relación e interdependencia de los objetos y fenómenos en la naturaleza. también se les llama paisaje. Tales características pueden ser, por ejemplo, la dependencia del tipo de cubierta vegetal con el tipo de suelo, su salinidad y humedad, o la relación del relieve con la estructura geológica del área y su papel conjunto en el proceso de formación del suelo.

Mediante el uso antropogénico los signos indirectos identifican objetos creados por el hombre. En este caso, se utilizan enlaces funcionales entre objetos, su posición en el complejo general de estructuras, especificidad zonal de la organización del territorio, soporte de comunicación de objetos. Por ejemplo, una explotación ganadera de una empresa agrícola se puede identificar por la combinación de edificios principales y auxiliares, distribución de interiores territorio, carreras intensamente talladas, la posición del complejo descifrado de estructuras en relación con el área residencial, la naturaleza de la red de carreteras. Del mismo modo, los talleres de reparación se identifican por la imagen de los vehículos ubicados en el territorio, la yeguada se identifica de manera confiable por la arena adyacente a su territorio. Al mismo tiempo, cada una de las estructuras del complejo por separado, sin conexión con otras, no se descifra. . Por ejemplo, una línea sinuosa y ligera que conecta los asentamientos es casi con certeza una imagen de un camino rural; con la misma probabilidad, las líneas sinuosas ligeras perdidas en un bosque o en un campo son caminos de campo o forestales; la construcción cerca de la intersección de una franja sinuosa ligera (camino de tierra) con el ferrocarril indica la presencia de un cruce aquí; un camino que parte a la orilla del río y continúa al otro lado indica la presencia de un vado o balsa; un grupo de edificios cerca de un ferrocarril de múltiples ramales sugiere la presencia de una estación de ferrocarril. El análisis lógico de los signos de descifrado directo e indirecto aumenta significativamente la fiabilidad del descifrado.

A natural-antropogénico indirecto los signos incluyen la dependencia de la actividad económica humana de ciertas condiciones naturales, la manifestación de las propiedades de los objetos naturales en la actividad humana, y más. Por ejemplo, según la ubicación de ciertos tipos de cultivos, es posible hacer un cierto juicio sobre las propiedades de los suelos, su contenido de humedad; según el cambio en la humedad superficial en la ubicación de los drenajes, los elementos de un drenaje cerrado sistema son descifrados. Los objetos utilizados en la identificación y determinación de las características de los objetos que no se pueden descifrar directamente se denominan indicadores, y el descifrado indicación. Tal descifrado puede ser de varias etapas, cuando los indicadores directos de objetos descifrables se identifican con la ayuda de indicadores auxiliares. Los métodos de interpretación de indicaciones resuelven los problemas de detección y determinación de las características de los objetos que no se muestran en las imágenes. Los indicadores más importantes de varios fenómenos en interpretación indirecta son la vegetación, el relieve y la hidrografía.

Vegetación es un buen indicador de suelos, sedimentos cuaternarios, humedad del suelo, etc. Al descifrar, se pueden usar los siguientes signos indicativos de vegetación:

Características morfológicas permiten distinguir la vegetación leñosa, arbustiva y de pradera en imágenes aeroespaciales.

Características florísticas (especies) permiten descifrar la composición de especies, por ejemplo, las plantaciones de pinos se limitan a suelos automórficos arenosos, las plantaciones de aliso negro a suelos soddy-gley.

Signos fisiológicos se basan en la relación de las condiciones hidrogeológicas y geoquímicas del lugar de crecimiento con propiedades químicas razas Por ejemplo, en las calizas, los líquenes son de color naranja y en los granitos son de color amarillo.

Características fenológicas basado en las diferencias en los ritmos de desarrollo de la vegetación. Esto se manifiesta especialmente bien en otoño en la vegetación caducifolia en un cambio en el color de las hojas. En las imágenes aeroespaciales en color, la composición de especies de la vegetación se distingue claramente, lo que enfatiza las condiciones de crecimiento.

Características fitocenóticas permiten descifrar los tipos de vegetación forestal y las asociaciones de vegetación de pradera, que se limitan a determinadas condiciones de cultivo. Por ejemplo, los bosques de pinos de líquenes crecen en elementos de relieve elevados con suelos arenosos sueltos automórficos, los bosques de pinos de musgo largo están confinados a elementos de relieve más bajos y suelos pantanosos sódicos-podzólicos.

Alivio es uno de los indicadores más importantes. La conexión del relieve con otros componentes de complejos naturales, su gran papel en la formación apariencia Los paisajes y la posibilidad de interpretación directa hacen posible utilizar el relieve como indicador de una amplia variedad de objetos naturales y sus propiedades. Dichos indicadores pueden ser las siguientes características morfométricas y morfológicas del relieve: a) alturas absolutas y amplitudes de fluctuaciones de altura en un área determinada; b) la disección general del relieve y los ángulos de inclinación de los taludes; c) la orientación de los accidentes geográficos individuales y la exposición de las pendientes (solar, viento), que, junto con las alturas absolutas, determinan las condiciones climáticas y régimen hídrico en este territorio; d) conexión del relieve con la geología; e) la génesis del relieve, su edad y dinámica moderna, etc.

Hidrografía es un indicador importante de las condiciones físico-geográficas y geológicas. La estrecha relación entre la estructura y densidad de la red hidrográfica (lagos, ríos y pantanos) y la geología y el relieve hace posible el uso de fotografías aéreas, especialmente de la red fluvial, como elemento paisajístico directo en el análisis del terreno en geomorfología. términos geológicos y paleográficos.

Los signos de desciframiento generalmente se usan colectivamente, sin dividirlos en ningún grupo. La imagen en el área descifrada generalmente la percibe una persona como un todo: un modelo de terreno. Con base en el análisis del modelo, creamos una hipótesis preliminar sobre la esencia del objeto (fenómeno) y sus propiedades. La corrección de la hipótesis se confirma o rechaza (a veces varias veces) con la ayuda de funciones adicionales.

5. Propiedades de información de las imágenes desde el punto de vista de la interpretación visual

Se utilizan dos características para evaluar las propiedades de información de una imagen:

1. informativo;

2. . descifrabilidad.

informativo - evaluación experta de la posibilidad potencial de obtener la información necesaria sobre los objetos a partir de estas imágenes. Es imposible seleccionar un criterio cuantitativo para evaluar el contenido de información de una imagen. el contenido de la información generalmente se evalúa verbalmente: alto contenido de información, contenido de información insuficiente, etc. Dependiendo de los objetivos de descifrado (tareas a resolver), las mismas imágenes pueden reconocerse como altamente informativas e insuficientemente informativas.

Una evaluación formal de la cantidad de información contenida en una imagen puede basarse en su relación con la resolución. Cuanto mayor sea la resolución de las imágenes, más información contienen. Sobre la base de la información semántica, es posible determinar su valor para el investigador. Por ejemplo, una imagen clara de la composición de especies de la vegetación forestal en fotografías aéreas infrarrojas indica la efectividad del uso de estas imágenes para descifrar su composición de especies. Al descifrar el aero imágenes de satélite puede obtener una amplia variedad de información, hechos. Sin embargo, la información incluye solo aquellos que cumplen con la tarea, objetivo.

Para determinar la cantidad máxima de información, el concepto de " información completa", la cual debe entenderse como la información que en cada caso particular puede extraerse de imágenes obtenidas en condiciones técnicas y climáticas óptimas para la toma, así como la escala. Sin embargo, a menudo se utilizan imágenes con propiedades distintas a las óptimas. La cantidad de información contenida en ellos es generalmente menor que la información completa y asciende a Operacional información. La información operativa incluye la información necesaria que se puede calcular: obtenida descifrando los datos de la imagen. Sin embargo, la información extraída casi siempre es menos operativa debido a errores de descifrado. Los errores en la decodificación de objetos pueden ocurrir por las siguientes razones: al decodificar objetos de bajo contraste; identificación falsa de objetos debido a la coincidencia de características de descifrado (por ejemplo, calizas y campos de nieve). Sin embargo, a menudo el decodificador encuentra interferencias y ruidos que no tienen ningún valor para el investigador. Las interferencias incluyen la presencia de deslumbramiento, así como la imagen en las imágenes de la atmósfera, que se superpone a la imagen en forma de neblina, o fenómenos atmosféricos como niebla, tormentas de polvo, etc. La variedad cualitativa y la cantidad de la información está determinada en gran medida por las propiedades del campo de información de las imágenes.

Sencillez la comparación de las imágenes con la naturaleza, la coincidencia externa de la imagen de los objetos con la forma en que los vemos, determinan la claridad de las imágenes. Los objetos se reconocen en las fotografías si su imagen corresponde a una imagen visual directa y si es bien conocida por la práctica, por ejemplo, la nubosidad. Siempre se ha valorado especialmente la visibilidad de las fotografías. Se asumió que la posibilidad de reconocimiento visual directo es la principal ventaja de las imágenes de aeronaves. Pero con el desarrollo del método gran importancia comenzó a dar expresividad a la imagen. La imagen es tanto más expresiva cuanto más intensa y contrastada se destacan en ella los objetos y fenómenos que son objeto de interpretación.

De este modo, expresividad las imágenes se caracterizan por la sencillez de descifrar los objetos y fenómenos que son más esenciales para la solución del problema. Visibilidad y expresividad en cierto sentido, propiedades opuestas y mutuamente excluyentes de la imagen aeroespacial. Entonces, colorea colores naturales fotos. Las imágenes zonales del espectro de colores son menos claras, pero al descifrar, por ejemplo, la vegetación forestal, son más expresivas. La claridad y la expresividad de la imagen están relacionadas con su escala, pero la expresividad y la claridad óptimas de las escalas de la imagen no coinciden entre sí. La visibilidad aumenta con el acercamiento.

descifrabilidad Las imágenes aeroespaciales son la suma de sus propiedades que determinan la cantidad de información que se puede obtener al descifrar imágenes para resolver un problema dado.Se sabe que las mismas imágenes tienen diferente descifrabilidad en relación con diferentes objetos y tareas. Tareas. Cuantitativamente se puede expresar a través de la relación de información operativa (I 0) contenida en estas imágenes, e Ip de información completa:

Sin embargo, a menudo para determinar la descifrabilidad de las imágenes se utiliza la descifrabilidad relativa, que se caracteriza a través de la relación información útil(I) llevado por la fotografía aérea a la información completa que se puede obtener de la fotografía aérea:

El valor de Dc se denomina coeficiente de descifrabilidad. El concepto de "información completa" puede interpretarse de diferentes maneras, de acuerdo con esto, la descifrabilidad relativa puede caracterizar varias propiedades de las fotografías aéreas. Si tomamos la máxima capacidad de información de las fotografías aéreas como información completa, entonces el coeficiente de descifrabilidad mostrará la carga de fotografías aéreas con información inútil, es decir, “nivel de ruido

La misma fórmula (Dc = I / Imax) también se puede utilizar para calcular la descifrabilidad relativa de objetos individuales. Con el enfoque adecuado, le permite comparar fotografías aéreas tomadas en diferentes películas, impresas en papel diferente etc. Así, el valor de una fotografía aérea como fuente de información se expresa a través del coeficiente de descifrabilidad.

Integridad del descifrado se puede caracterizar en términos de la proporción de información útil utilizada (reconocida) (I 1) a toda la información útil contenida en los datos

fotografías aéreas:

La integridad del descifrado depende en gran medida de la formación de los descifradores, su experiencia y conocimientos especiales.

Bajo la fiabilidad de descifrar uno debe comprender la probabilidad de identificar o interpretar correctamente los objetos. Se puede estimar a través de la relación entre el número de objetos correctamente reconocidos (n) y la suma de todos los objetos reconocidos.

La descifrabilidad se puede mejorar ampliando la imagen, cambiando el contraste, reduciendo el desenfoque y otras transformaciones.

A la persona no iniciada le parece inusual y oscuro. A diferencia del mapa, no tiene simbolos, subtítulos explicativos. Por lo tanto, uno debe poder leer imágenes o, como dicen los expertos, descifrarlas. El descifrado se basa en el conocimiento de las características de descifrado distintivas de los objetos, una especie de alfabeto de imágenes. Algunos de estos signos son directos, indican directamente qué objeto se representa en la imagen. Por ejemplo, el color blanco es un signo de nieve o costra de sal, la forma rectangular de los terrenos es un signo de campos arados o sembrados, y la forma de la sombra puede determinar la naturaleza del edificio. Los cinco principales signos directos se muestran en la figura. Sin embargo, los signos indirectos son más significativos. Le permiten obtener información sobre objetos y procesos que no se muestran en las imágenes, utilizando sus relaciones. Por ejemplo, el carácter en regiones áridas atestigua la profundidad del agua subterránea invisible y su saturación con sales minerales. El desciframiento por signos indirectos se llama indicativo. Este tipo complejo de análisis geográfico proporciona información sobre objetos invisibles en el suelo por sus indicadores visibles.

Las computadoras personales se utilizan a menudo para trabajar con imágenes de satélite. Una fotografía digital se puede mostrar en la pantalla de una computadora, ampliada o reducida, de mejor calidad y más contrastada, coloreada en varios colores mirar un objeto desde diferentes ángulos. Una serie de imágenes zonales en blanco y negro permite sintetizar una imagen en color seleccionando dichas zonas y filtros de luz en los que se destacan con mayor claridad los objetos de interés para el investigador. Con base en el análisis del brillo de las imágenes zonales, la computadora misma identificará grupos homogéneos de objetos, es decir, realizará una clasificación sin control, sin control. Si los objetos de la imagen se conocen para áreas individuales (se llaman prueba, referencia), entonces la computadora, por analogía, seleccionará los mismos objetos en el resto de la imagen, es decir, realizará una clasificación controlada.

Aquí hay un ejemplo de un procesamiento informático de este tipo de una imagen satelital de la parte central, donde opera la planta de cobre y níquel Severonickel en la orilla del lago Imandra en Monchegorsk, cuyas emisiones de humo tienen un efecto perjudicial en la vegetación de los territorios cercanos.

En la imagen, las áreas de daño y destrucción de la vegetación se distinguen por el color de la imagen: sus manchas de color marrón rojizo contrastan fuertemente con los tonos verdosos de los bosques aún conservados. El mapa informático elaborado como resultado de la clasificación controlada muestra la distribución de las zonas con grados variables impacto industrial sobre la vegetación. La repetición de tal clasificación basada en imágenes tomadas en diferentes años permite monitorear el cambio en el grado de impacto, lo cual es necesario para llevar a cabo medidas de restauración y protección ambiental.

Dos imágenes de la misma área, obtenidas desde diferentes puntos, forman un par estereoscópico (es decir, recreando una imagen tridimensional). Armado con un dispositivo óptico especial, un estereoscopio, se puede observar un modelo tridimensional muy expresivo del terreno. Esta notable propiedad de las fotografías es importante para estudiar el relieve de la superficie terrestre. Usando instrumentos estereofotogramétricos, dicho modelo en relieve se mide con gran precisión. Entonces, los estereopares se usan para hacer mapas del área, principalmente topográficos. Ahora ese trabajo se realiza usando una computadora, usando lentes estéreo especiales.

Descifrado de imágenes

Decodificación de imágenes

un método para estudiar territorios, áreas de agua, fenómenos atmosféricos basados ​​​​en sus imágenes en fotografías aéreas, espaciales, submarinas, esquemas fotográficos, planos fotográficos. La esencia del desciframiento es descifrar el contenido de las imágenes, reconocer los objetos representados, determinar sus características cualitativas y cuantitativas, extraer información basada en las dependencias que existen entre las propiedades de los objetos y su visualización en imágenes.
Por formas técnicas Hay interpretación visual (cámara y campo, incluida la aerovisual), instrumental (medición) y automatizada, y a menudo estos métodos se utilizan en combinación. Según el contenido, el descifrado se divide en geográfico general (incluida la topografía), temático (geológico, paisajístico, ecológico, etc.) y especial (gestión forestal, recuperación, etc.). La calidad y confiabilidad del reconocimiento de objetos está determinada por las características de descifrado, la escala y resolución de las imágenes, sus propiedades estereoscópicas, el soporte técnico y los algoritmos utilizados.
Las características de descifrado son los rasgos característicos de los objetos por los cuales pueden ser reconocidos, distinguidos de otros e interpretados. Se dividen en directos e indirectos. Directo los signos son inherentes a los objetos mismos, estos son la configuración, el tamaño, el color, el fototono, la sombra del objeto, la estructura y la textura de la imagen. Indirecto Las características de descifrado (indicativas) caracterizan un objeto indirectamente a través de las propiedades de algún otro objeto asociado con él. Por ejemplo, fallas tectónicas y agua subterránea a menudo se encuentran en fotografías a lo largo de las franjas de vegetación asociadas con ellos. En el proceso de decodificación, generalmente se utilizan conjuntos de características de referencia preparados previamente.
El decodificador ciertamente debe conocer las características específicas (geográficas, geológicas, etc.) del territorio y comprender la naturaleza del objeto descifrado en sí. Los resultados se presentan en formato digital o se elaboran en forma de esquemas de decodificación, según los cuales se compilan, refinan y actualizan los mapas.
La decodificación automatizada moderna implica el uso de dispositivos ópticos electrónicos fotogramétricos especiales, computadoras, software y herramientas de información. La automatización cubre todo el ciclo de trabajo, incluida la corrección preliminar de imágenes, la selección, el reconocimiento y la digitalización de objetos, la elaboración de mapas y su visualización en pantalla o en una impresora.

Geografía. Enciclopedia ilustrada moderna. - M.: Rosman. Bajo la dirección del prof. AP Gorkina. 2006 .

Vea qué es "descodificación de imágenes" en otros diccionarios:

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Interpretación de fotografías aéreas, uno de los métodos para estudiar el terreno a partir de su imagen obtenida mediante fotografía aérea. Consiste en identificar y reconocer los objetos fotografiados, estableciendo sus características cualitativas y cuantitativas, así como... ... Gran enciclopedia soviética

Lectura, transcripción, interpretación de contenidos. tomas fotográficas y de televisión realizadas en descomposición. intervalos de la zona visible del espectro e imágenes infrarrojas (IR) en el rango de 1,8-14 mkm. Disparar desde el espacio se hace desde el espacio tripulado... ... Enciclopedia geológica- 8.4.6 Se realiza la interpretación de imágenes aéreas y espaciales de gran escala para una evaluación retrospectiva de la situación ambiental.

Esencia de descifrado. La interpretación de imágenes como método para estudiar territorios, áreas de agua, fenómenos se basa en la relación entre las propiedades de los objetos y la naturaleza de su reproducción en imágenes.

Las propiedades de descifrado son una propiedad de los objetos que se reflejan en la imagen y se utilizan para el reconocimiento.

Descifrar una instantánea significa detectar, reconocer, clasificar e interpretar un objeto o fenómeno identificado.

La decodificación es el proceso de reconocer: objetos, sus propiedades, relaciones por sus imágenes en la imagen. Este es también un método de estudio y estudio de objetos, fenómenos y procesos en la superficie terrestre, que consiste en reconocer objetos por sus características, determinar características y establecer relaciones con otros objetos.

2. El papel y la importancia del desciframiento en la creación y actualización de mapas topográficos.

El proceso de interpretación en la elaboración y actualización de mapas topográficos se considera sobre una base geográfica amplia, teniendo en cuenta la complejidad de las tareas a resolver y la orientación de producción de la cartografía.

3. Tipos y métodos de decodificación.

Tipos de descifrado. Hay descifrado militar, topográfico, geológico, agrícola, forestal, etc. Al descifrar geográficamente, es necesario determinar lo que se muestra en la imagen. Según los objetivos de la investigación y la interpretación, la respuesta puede ser simple (bosque, estanque, glaciar) o más compleja.

Actualmente, la interpretación visual es la principal y más común, ya que en ella se considera el objeto o fenómeno objeto de estudio en conexión espacial con su entorno, lo que aporta información adicional que se escapa durante el procesamiento informático. Por lo tanto, para obtener información temática compleja, se esfuerzan por integrar la interpretación visual y la informática, cada una de las cuales tiene sus propias ventajas y limitaciones.

4. Descifrar signos de imágenes de objetos del terreno.

Los signos de descifrado se dividen en directos e indirectos.

Las propiedades de los objetos que se reflejan directamente en las imágenes suelen denominarse características de descifrado directo.

Estos incluyen tres grupos de características:

Geométrica (forma, sombra, tamaño),

Luminancia (fototono, nivel de brillo, color, imagen espectral),

Estructural (textura, estructura, patrón de imagen).

Las funciones de descifrado directo permiten reconocer los objetos representados en la imagen, sin embargo, no siempre es posible determinar sus propiedades a partir de ellos, es decir, interpretarlos, así como mapear objetos que no están representados en las imágenes, para estudiar procesos y fenómenos.

Los signos indirectos incluyen la interdependencia e interconexiones existentes en la naturaleza entre fenómenos y objetos reflejados en fotografías aéreas: geomorfológicos, geobotánicos, la relación entre el relieve y la resistencia de suelos y rocas a la erosión, meteorización, etc.

Por ejemplo, por la naturaleza de la cubierta vegetal, se puede juzgar el suelo y la estructura hidrogeológica del área, por el contorno de los cauces de los ríos en el plan, se puede juzgar el tipo de proceso del cauce, por los ríos antiguos en las llanuras aluviales - su dirección y ritmo, etc.

El uso de otro tipo de levantamientos aéreos en combinación con la fotografía aérea tradicional planificada: perspectiva, color, espectral-zonal, multizona, térmica, radar, láser aerotransportado, etc., amplía significativamente las posibilidades de interpretación.

Decodificación: responde a la pregunta de qué hay en este lugar instantánea (qué objeto), es decir, la posibilidad de obtener información del sujeto sobre el objeto. Un único proceso de descifrado incluye las siguientes etapas: detección, reconocimiento e interpretación, así como determinar las características cualitativas y cuantitativas de los objetos y presentar los resultados del descifrado en forma gráfica, digital o textual. Hay interpretaciones de imágenes militares, topográficas, geológicas, agrícolas, etc.. En la interpretación geográfica, en primer lugar, es necesario responder a la pregunta de qué en la foto Dependiendo de los objetivos de la investigación aeroespacial, el contenido de esta respuesta puede ser bastante simple (bosque, reservorio, glaciar) o más complejo (bosque de cedro muy dañado por el gusano de seda siberiano; áreas del reservorio con diferentes concentraciones de materia en suspensión y fitoplancton) . Tecnologías de clasificación: clúster (en función de las características formales que establecemos, el programa distribuye píxeles en clases), clasificación con entrenamiento (el decodificador establece estándares (entrena al programa)) La decodificación siempre se ha entendido como la extracción de geoinformación de alta calidad de imágenes cuando se ven directamente. Actualmente, esta es la forma principal y más común de extraer información de las imágenes. Durante la interpretación visual, el objeto o fenómeno local estudiado siempre se considera en relación espacial con su entorno, lo que proporciona información adicional importante que generalmente se escapa durante el procesamiento informático. Por tanto, la estrategia para mejorar los métodos de obtención de información temática a partir de imágenes aeroespaciales es integrar la interpretación visual y la informática, cada una de las cuales tiene sus propias ventajas y limitaciones. Por lo tanto, la interpretación visual de las imágenes en la pantalla de una computadora se complementa con éxito con el procesamiento automatizado utilizando programas especiales que mejoran las propiedades de decodificación de la imagen, o de forma rápida y con gran detalle para seleccionar objetos claramente representados. Para separar objetos de diferentes tipos, para determinar los límites entre ellos, se utilizan métodos de clasificación informática (agrupación). La computadora permite analizar grandes cantidades de información digital, lo cual es necesario, por ejemplo, cuando se procesan imágenes hiperespectrales. Cabe señalar que para juzgar la confiabilidad de los resultados del procesamiento de imágenes por computadora, a menudo es necesario utilizar evaluaciones visuales.

№34 Decodificación cuantitativa, instrumental, automatizada y automática. Dificultades de la decodificación informática.

Los resultados de la interpretación visual suelen ser subjetivos, por lo que es importante objetivar este método de obtención de información introduciendo en él la medida y el número. Cuando se utilizan instrumentos de observación y medición, se habla de instrumental y medición descifrado; si el resultado de la decodificación se obtiene sobre la base de las características numéricas de la imagen, entonces se llama decodificación cuantitativo. Siempre nos hemos esforzado por automatizar el proceso heurístico de descifrado en general, por lo tanto, en los libros de texto sobre la disciplina, hay términos: automatizado e incluso completamente automático decodificación, que pertenece legítimamente a la dirección científica fundamental: el reconocimiento de patrones.

Con la difusión de las computadoras personales, el descifrado comenzó a dividirse más a menudo en visual, en el que, como antes, el resultado lo logra una persona usando su sistema visual e intelecto, y computadora, cuando se confía (en general, parcialmente) a una computadora electrónica.

La tarea de interpretación informática de imágenes se reduce a la clasificación: "clasificación" secuencial de todos los píxeles de una imagen digital en varios grupos.

Para ello se proponen dos tipos de algoritmos de clasificación - con y sin entrenamiento (clustering - del inglés "cluster, group").

Al clasificar con entrenamiento, los píxeles de una imagen multizona se agrupan en función de una comparación de su brillo en cada zona espectral con valores de referencia.

Al agrupar, todos los píxeles se dividen en grupos de clúster de acuerdo con alguna característica formal, sin recurrir a datos de entrenamiento. Luego, los grupos obtenidos como resultado de la agrupación automática de píxeles son asignados por el decodificador a ciertos objetos.

Desventaja del método:

* los resultados no siempre son objetivos (la confiabilidad es solo del 60-80%);

* el método no es del todo independiente (a menudo ayuda y complementa al ejecutante).

№35 Resolución de imagen y resolución espacial.

Para caracterizar el detalle de las imágenes aeroespaciales, se han propuesto varios indicadores cuantitativos. Entre los decodificadores, dos indicadores son los más utilizados: la resolución espacial y la resolución, que se utiliza para evaluar materiales fotográficos.

Resolución.– la posibilidad de reproducción separada por una capa de pequeños detalles de imagen estrechamente espaciados . Está determinado por la imagen fotográfica de un objeto de prueba estándar especial: mundos El mundo discontinuo consta de elementos con un número diferente de trazos por milímetro lineal. Los trazos de los mundos se hacen absolutamente blancos y absolutamente negros, es decir, su contraste visual Kv = 1. Actualmente, se aceptan como unidad de medida los milímetros hasta el menos primer grado (mm-1). cuando dicen

que el material fotográfico tiene una resolución de 50 líneas por milímetro (50 mm-1), esto significa que puede reproducir por separado 50 trazos negros con un ancho de 0,01 mm y 50 trazos blancos en un milímetro corrido.

Resolución:

Fotos aéreas (10-40 mm^-1)

Espacio (en 2-3r. arriba)

La resolución espacial es un valor que caracteriza el tamaño de los objetos más pequeños distinguibles en la imagen.

№36 Interpretación comparada. Descifrar imágenes multitemporales. Interpretación de campo y cameral. Decodificación de referencias. Indicación.

Descifrado comparativo - se basa en el uso de imágenes espectrales de objetos representados en la imagen. La imagen espectral de un objeto en una imagen fotográfica se determina visualmente por el tono de su imagen en una serie de imágenes zonales en blanco y negro. En base a los datos obtenidos, se construye una curva de la imagen espectral, que refleja el cambio en la densidad óptica de la imagen en las imágenes en diferentes zonas espectrales. En este caso, los valores de la densidad óptica de las impresiones trazadas a lo largo del eje de ordenadas D, hacia arriba, disminuya el eje para que la curva de imagen espectral coincida con la curva de brillo espectral. Esquema de descifrado comparativo: determinación de la imagen espectral del objeto a partir de imágenes - comparación con la reflectividad espectral conocida - identificación del objeto.

En cada una de las imágenes zonales, ciertos conjuntos de objetos están separados por el tono de la imagen, y estos conjuntos son diferentes en imágenes en diferentes zonas. La comparación de imágenes zonales le permite separar estos conjuntos y resaltar objetos individuales, en este caso. Tal comparación puede implementarse combinando ("restando") los esquemas para descifrar imágenes zonales, cada una de las cuales identifica diferentes conjuntos de objetos.

Descifrar imágenes multitemporales. Las imágenes multitemporales proporcionan un estudio cualitativo de los cambios en los objetos bajo estudio y una interpretación indirecta de los objetos por sus características dinámicas.

Investigación de la dinámica. Para identificar cambios en imágenes multitemporales, deben compararse entre sí, lo que se lleva a cabo mediante observación alterna (separada) o simultánea (conjunta). Técnicamente, la comparación visual de imágenes multitemporales se lleva a cabo de la forma más sencilla observándolas una a una. Una forma muy antigua de "parpadeo" (método de parpadeo) le permite simplemente detectar un objeto separado recién aparecido al ver rápidamente dos imágenes en diferentes momentos por turno. A partir de una serie de tomas de un objeto cambiante, se puede ensamblar un cinegrama ilustrativo. Entonces, por ejemplo, si las imágenes de la Tierra obtenidas en 0,5 horas desde satélites geoestacionarios en el mismo ángulo se ensamblan en un archivo de animación, entonces es posible reproducir repetidamente el desarrollo diario de las nubes en la pantalla.

Para identificar pequeños cambios, resulta más efectivo no secuencialmente, sino la observación conjunta de imágenes multitemporales, para lo cual se utilizan técnicas especiales:

combinación de imágenes (monocular (a través de la luz) y binocular (cada imagen se ve con un ojo, usando un estereoscopio)); observaciones estereoscópicas (utilizadas en el estudio de cambios debido al movimiento, movimiento de objetos).

Decodificación por características dinámicas. Los patrones de cambios temporales en los objetos geográficos, que se caracterizan por un cambio en los estados a lo largo del tiempo, pueden servir como características de desciframiento, que se denominan la imagen temporal del objeto. Por ejemplo, las imágenes térmicas tomadas en diferente tiempo días, le permiten reconocer objetos que tienen una variación de temperatura diaria específica.

Interpretación de campo y cameral. A campo En el desciframiento, la identificación de los objetos se realiza directamente sobre el terreno comparando el objeto en especie con su imagen en la fotografía. Los disparos adicionales se llevan a cabo por métodos oculares o instrumentales. Para ello se utilizan receptores de posicionamiento por satélite, que permiten determinar en campo las coordenadas de objetos que están ausentes en la imagen, con casi toda la precisión requerida.

A cámara decodificación, que es el tipo principal y más común de decodificación, el objeto se reconoce por características de descifrado directas e indirectas sin ingresar al campo y comparando directamente la imagen con el objeto. En la práctica, se suelen combinar ambos tipos de descifrado.

Decodificación de referencias. La interpretación cameral se basa en el uso estándares de descifrado creados en el campo en áreas clave típicas para el territorio dado. Por lo tanto, los estándares de descifrado son imágenes de áreas características con los resultados de descifrar objetos típicos impresos en ellos, acompañados por una característica de descifrado de características. Además, los estándares se utilizan en la interpretación cameral, que se realiza mediante el método de interpretación geográfica. interpolación y extrapolación, es decir, extendiendo las características de descifrado identificadas a las áreas entre los estándares y más allá.

A Decodificación indicativa no define el objeto en sí, que puede no mostrarse en la imagen, sino su puntero, indicador. La cubierta vegetal, así como la topografía y la hidrografía, se utilizan con mayor frecuencia como indicadores. Los signos indirectos subyacen paisaje un método de desciframiento basado en vínculos multilaterales entre componentes individuales del paisaje, entre el objeto descifrado y todo el complejo natural.

Ejemplo: la vegetación también se puede utilizar para juzgar los suelos y los suelos; los objetos masivos a menudo sirven como indicadores del movimiento de las masas de agua en el océano, los vientos cercanos a la superficie y el hielo de los glaciares. (trazadores), visualizar colectivamente la dirección y el carácter

movimienot. Su papel puede ser desempeñado por el hielo roto, el fitoplancton, el patrón de grietas o la formación de capas en la superficie de un glaciar de montaña.

Durante el descifrado indicativo, forman los llamados tablas de indicadores, donde para cada tipo o estado del indicador, se indica el tipo de objeto visualizado que le corresponde.

№37 Características de observar imágenes en la pantalla de visualización. Instrumentos y ayudas. Formulación de resultados de descifrado.

Características de observar imágenes en una pantalla de computadora. Las características de la pantalla de visualización son importantes para la percepción de las imágenes: los mejores resultados de interpretación se obtienen en pantallas grandes que reproducen el máximo número de colores y tienen una alta frecuencia de actualización de la imagen. La ampliación de una imagen digital en la pantalla de un ordenador es casi óptima en aquellos casos en los que un píxel de la imagen corresponde a un píxel de la pantalla.

El tiempo de trabajo efectivo al descifrar capturas de pantalla es más corto que al descifrar impresiones visuales. También es necesario tener en cuenta las normas sanitarias vigentes para trabajar con un ordenador, que regulan, en particular, la distancia mínima de los ojos del decodificador a la pantalla (al menos 500 mm), la duración trabajo continuo, intensidad de campos electromagnéticos, ruido, etc.

Instrumentos y ayudas. A menudo, en el proceso de interpretación visual, es necesario realizar mediciones simples y estimaciones cuantitativas. Para ello se utilizan diversos tipos de herramientas auxiliares: paletas, escalas y tablas de tonos, nomogramas, etc. Para la visualización estereoscópica de imágenes, se utilizan estereoscopios de varios diseños. el mejor dispositivo para la interpretación cameral se debe considerar un estereoscopio con doble sistema de observación. La transferencia de los resultados de la interpretación de imágenes individuales a una base cartográfica común se realiza generalmente utilizando un pequeño dispositivo óptico-mecánico especial.

Formulación de resultados de descifrado. Los resultados de la interpretación visual se presentan con mayor frecuencia en forma gráfica, textual y, con menor frecuencia, digital. Por lo general, como resultado del trabajo de descifrado, se obtiene una instantánea en la que los objetos estudiados se resaltan gráficamente y se indican mediante signos convencionales. Cuando se trabaja en una computadora, es conveniente presentar los resultados en forma de impresiones de impresora. Basado en imágenes satelitales, los llamados esquemas de descifrado, los cuales, en su contenido, representan fragmentos de mapas temáticos compilados a la escala y proyección de la imagen.

№38 Dos esquemas tecnológicos interpretación visual. Pasos de descifrado.

La tecnología y la organización del trabajo de descifrado dependen significativamente de sus tareas, territorio, escala y tipo de imágenes (fotográficas o de escáner, térmicas, de radar, etc.), del uso de imágenes individuales o sus series (multizona, multitemporal) . Existen varios esquemas organizacionales y tecnológicos para el descifrado, pero todos incluyen los siguientes pasos:

2) identificación de un conjunto de objetos de descifrado (elaboración de una leyenda preliminar para un futuro esquema o mapa de descifrado);

3) selección de imágenes para interpretación, transformación de imágenes para aumentar su expresividad, preparación de instrumentos y SIDA descifrado Hay que tener en cuenta que las imágenes que son óptimas para resolver un problema pueden no serlo para otro;

4) interpretación real de imágenes aeroespaciales y evaluación de su confiabilidad;

5) registro de los resultados de la decodificación.

El punto central de cualquier trabajo es la interpretación real de las imágenes aeroespaciales. La interpretación temática se puede realizar de acuerdo con dos esquemas lógicos principales. El primer esquema prevé primero el reconocimiento de objetos y luego su selección gráfica; el segundo esquema: primero, selección gráfica en la imagen de áreas con el mismo tipo de imagen, y luego su reconocimiento. Ambos esquemas terminan con la etapa de interpretación, la interpretación científica de los resultados del desciframiento. Al trabajar con imágenes, especialmente con las espaciales, el decodificador se siente muy atraído material adicional, generalmente cartográfica, que sirve para aclarar las características del descifrado y evaluar los resultados del descifrado.

El primer esquema resulta universal para resolver la mayoría de los problemas; ha recibido un amplio reconocimiento en la práctica de la interpretación visual. El segundo esquema es muy efectivo para descifrar objetos relativamente simples por características de brillo, pero tiene una aplicación limitada. Ambos esquemas en la interpretación por computadora se implementan en tecnologías de clasificación con y sin entrenamiento.

N° 39 Descifrando signos. Directos e indirectos (forma, tamaño, tono, color, sombra). Dibujo de imagen (textura, estructura).

En una imagen aeroespacial, los objetos difieren entre sí en una serie de características de descifrado. Identificar las características principales, que normalmente se dividen en directo (simple y complejo) y indirecto . Las características directas de descifrado simple son la forma, el tamaño, el tono (color) de la imagen y la sombra, y una característica compleja (compleja) que combina las características anteriores es el patrón de la imagen. Los signos indirectos se basan en relaciones entre objetos, en la posibilidad de identificar objetos que no son visibles en la imagen por otros objetos que están bien representados. Los signos indirectos también son la ubicación del objeto, la proximidad geográfica, las huellas del impacto del objeto en el medio ambiente.

Cada objeto tiene sus propias características, que se manifiestan en signos de descifrado directo e indirecto, que generalmente no son constantes, sino que dependen de la estación, tiempo y rangos espectrales del levantamiento, escala de la imagen, etc. Un ejecutante novato trabaja más con funciones de descifrado directo; el hábil uso de los signos indirectos es evidencia de la alta calificación del decodificador.

A directo el desciframiento utiliza signos directos.

La forma - signo directo eficaz en la interpretación visual. Es en la forma del contorno que se contiene la mayor parte de la información sobre el objeto. Los objetos antropogénicos tienen una forma geométricamente correcta, forma estándar- Los campos agrícolas se distinguen en forma rectangular.

El tamaño - una característica utilizada principalmente cuando se trabaja con imágenes a gran escala. Los edificios de diversos propósitos funcionales se distinguen por su tamaño. , separar los campos de las rotaciones de cultivos de cereales y forrajes.

Tono imagen, determinada por el brillo del objeto y el área espectral del disparo, ayuda a separar los principales tipos de superficie: nieve, terreno abierto, vegetación.

Color - una característica más informativa y confiable que el tono de una imagen en blanco y negro. Los cuerpos de agua, los bosques, los prados, los campos arados se distinguen bien por el color. Usando imágenes con colores distorsionados a propósito, separe diferentes tipos de vegetación, rocas etc.

Sombra se puede atribuir a características de descifrado directas e indirectas. La sombra en las imágenes detalladas refleja la silueta del objeto capturado y le permite estimar su altura. Dado que la sombra siempre tiene un contraste relativo que es mucho mayor que el objeto en sí, a menudo es solo la sombra que cae la que permite detectar objetos que son pequeños en planta, pero altos, como las chimeneas de las fábricas. En las regiones montañosas, las sombras profundas dificultan su desciframiento. Las sombras afectan significativamente el dibujo de la imagen.

dibujo de imagen- una función de decodificación compleja estable que proporciona una identificación inequívoca no solo de objetos como campos agrícolas, asentamientos, sino también diferentes tipos de geosistemas. Cada complejo natural-territorial se caracteriza por un cierto patrón en la imagen, que refleja su estructura morfológica. En la figura se distinguen las imágenes textura - la forma de los elementos formadores de patrones y estructura - disposición espacial de los elementos de textura. A veces, el patrón de la imagen se caracteriza por indicadores cuantitativos, que sirven de base para la interpretación morfométrica.

No. 40 Características de los sistemas informáticos para el procesamiento de imágenes ( Hardware, software, renderizado de pantalla e impresión de imágenes).

Rendimiento, Tamaño de la memoria de video, Software. Se imponen los siguientes requisitos básicos a los paquetes de software para procesamiento de imágenes por computadora: versatilidad capacidad de visualización programabilidad: integración: También se utiliza software de uso general: para visualización de imágenes, procesamiento simple y preparación para impresión - programas de edición gráfica (Adobe Photoshop, Corel PHOTO- PAINT), para crear descripciones e informes - editores de texto (MS Word, Word Perfect), para análisis cuantitativo imágenes - programas para el procesamiento de datos estadísticos (MS Excel), para ver y recibir imágenes a través de Internet - programas de red (MS explorador de Internet, Netscape

Hardware. Los componentes principales de una computadora incluyen: unidad Central de procesamiento(UPC); RAM(OP) que almacena datos y programas usados ​​por una computadora en este momento trabajar; disco duro para el almacenamiento permanente de datos y programas; gerentes controladores varios dispositivos externos para entrada, salida y presentación de información: unidades de disco, monitor, impresora, escáner, dispositivos para leer y escribir cintas magnéticas, dispositivos de reproducción de sonido, cámaras digitales, PDA, receptores de posicionamiento satelital global (GLONASS / GPS), etc. .

Para el procesamiento de imágenes, los siguientes parámetros informáticos interrelacionados son los más importantes:

Velocidad, espacio en disco y memoria de acceso aleatorio, la cantidad de memoria de vídeo.

Visualización en pantalla e impresión de imágenes en impresora. La experiencia demuestra que para una interpretación visual cómoda de una imagen en la pantalla, es importante utilizar una pantalla con un tamaño diagonal de al menos 17 pulgadas (43 cm), con una matriz de pantalla de al menos 1024x768 píxeles.

Dado que los resultados del procesamiento por computadora a menudo se presentan en papel, la forma en que se hacen las impresiones de las imágenes en la impresora es importante. Para ello se utiliza láser y chorro sello. Con la tecnología de inyección de tinta más común, se crea una imagen utilizando el cabezal de impresión de una impresora, desde el cual se rocían gotas microscópicas de tinta multicolor sobre el papel.

Cuando realice impresiones de impresora, tenga en cuenta que los colores de la impresión siempre serán diferentes de la gama de colores de la captura de pantalla. Por lo tanto, es necesaria la calibración mutua de la impresora y la pantalla del monitor, para lo cual existen programas de computador. Otro parámetro importante es la resolución de la impresora, tradicionalmente medida en dpi. Para la reproducción de imágenes de alta calidad, se requiere una resolución de al menos 600 ppp.

Software dividido en sistemas operativos y programas de aplicación. Los primeros aseguran el funcionamiento de la computadora en su conjunto y las funciones básicas: acceder a archivos, iniciar programas de aplicación, administrar el orden en que varios programas acceden a dispositivos externos, como un disco duro y una impresora.

Los siguientes requisitos básicos se imponen a los paquetes de software para el procesamiento de imágenes por computadora:

a) universalidad;

b) la posibilidad de visualización;

c) programabilidad;

d) integración;

№ 41Tendencias en el desarrollo de hardware, software y soporte de información.

Las computadoras personales están mejorando rápidamente, ampliando las posibilidades de procesamiento de imágenes. La velocidad de los procesadores está aumentando, su número está creciendo, la cantidad de disco y RAM está creciendo; practicó el procesamiento distribuido de imágenes en varias computadoras mediante el uso de redes locales e Internet; aumentar el tamaño de las pantallas y mejorar su calidad; se están ampliando las instalaciones informáticas para el uso de imágenes estereoscópicas y modelos tridimensionales virtuales en el proceso de descifrado. En el futuro, será posible el control por voz de los programas en lugar de ingresar comandos manualmente. El volumen de información digital de referencia disponible públicamente está aumentando, por ejemplo, bibliotecas de valores de referencia de las características espectrales de varios objetos en la superficie terrestre; Aparecen nuevos mapas topográficos y temáticos digitales para diferentes regiones de la Tierra. Se están mejorando los algoritmos de procesamiento de datos y se están desarrollando sistemas expertos interactivos semiautomáticos para descifrar imágenes basados ​​en una base de conocimientos: un conjunto de reglas de decisión y una base de datos de referencia.

№ 42 Formatos de almacenamiento de imágenes digitales. Compresión - descompresión de la información.

Formatos de almacenamiento de imágenes digitales. El formato en el que se almacena el archivo de instantánea es cómo se escribe para el almacenamiento en un medio de almacenamiento (disco duro, disquete, CD-ROM).

existe gran variedad formatos gráficos de trama para almacenar varias imágenes que también se utilizan para instantáneas, como TIFF, BMP (sin pérdidas), JPEG, GIF (con pérdidas). No existe un único formato generalmente aceptado para almacenar imágenes aeroespaciales.

La mayoría de los paquetes de software para procesamiento de imágenes por computadora brindan lectura de los formatos raster más comunes y traducción de un formato a otro.

Compresión de imágenes digitales(“empaquetado”, “compresión”) es una transformación encaminada a compactar la información, a reducir su volumen, expresada en bits o bytes. Esto es necesario para ahorrar la memoria requerida para grabar y almacenar imágenes cuando se transmiten desde satélites a la Tierra a través de canales de comunicación espacial con un ancho de banda pequeño, así como para comprimir imágenes excesivamente detalladas, lo que permite procesarlas más rápido en una computadora o transmitirlas. a través de Internet.

La compresión se combina con descompresión("desembalaje"): restauración de la imagen original. La compresión se puede realizar sin pérdida y con pérdida de información. Si la imagen contiene objetos de color sólido que se muestran por píxeles con el mismo valor de brillo, por ejemplo, cuerpos de agua limpia, entonces la compresión sin pérdida de información se lleva a cabo reemplazando repetidos los mismos valores brillo con un valor que indica el número de dichos píxeles. La experiencia demuestra que con este tipo de compresión, la cantidad de información en las imágenes aeroespaciales se reduce en promedio por un factor de dos, pero la imagen se puede restaurar completamente durante la descompresión. Por lo general, la compresión sin pérdidas se lleva a cabo utilizando el formato TIFF, que se usa mucho para grabar imágenes. En la compresión con pérdida, se promedian los valores de brillo de píxeles del mismo tipo de áreas, como plantaciones forestales, que varían dentro de ciertos límites, y luego se registra este valor promedio y la cantidad de píxeles para todos los píxeles. En este caso, la cantidad de información en la imagen aeroespacial se puede reducir diez veces, pero los detalles de la imagen ya no se restauran durante la descompresión. Este comprime la imagen en formato JPEG, que se utiliza para hacer la visualización de imágenes espaciales en Internet.

№ 43Análisis de fuentes modernas de información aeroespacial. Google Earth, SASPlanet.

Google herramienta profesional para el procesamiento, análisis y visualización de geodatos. El programa combina una gran cantidad de fotografías de satélite, lo que conforma un mapa completo de la Tierra. Prácticamente toda la superficie del terreno está cubierta con imágenes obtenidas de DigitalGlobe, con una resolución de 15 metros por píxel. Hay zonas separadas de la superficie (generalmente cubriendo los capiteles y algunos grandes ciudades la mayoría de los países del mundo) con una resolución más detallada. Por ejemplo, Moscú se filmó con una resolución de 0,6 m/píxel y muchas ciudades de EE. UU. con una resolución de 0,15 m/píxel. Los datos del paisaje tienen una resolución de unos 100 m SAS.Planet / SAS.Planet / SASPlanet es un programa gratuito diseñado para ver y descargar imágenes de satélite alta definición y tarjetas ordinarias? todos los mapas que descargue permanecerán en su computadora y podrá verlos incluso sin conexión a Internet. Además de mapas satelitales, es posible trabajar con mapas políticos, paisajísticos, combinados, así como un mapa de la Luna y Marte. La carga de mapas se lleva a cabo seleccionando un área determinada (posiblemente no rectangular) y en el proceso de moverse por el mapa. Los mapas se actualizan con frecuencia; el programa solo le permitirá descargar los más nuevos.