Teória interpretácie leteckých a vesmírnych snímok. Dešifrovanie obrazu

Vizuálna metóda dešifrovania, priame a nepriame znaky dešifrovania.

Materiály používané pri vizuálnej interpretácii

Koncept dešifrovania obrázkov. Klasifikácia dekódovania.

Dekódovanie (interpretácia) nazývaná analýza videoinformácií s cieľom získať informácie o povrchu a vnútri Zeme (iné planéty, ich satelity), objekty nachádzajúce sa na povrchu, procesy prebiehajúce na povrchu a v blízkopovrchovom priestore.

Zloženie informácií zahŕňa napríklad určenie priestorovej polohy objektov, ich kvalitatívne a kvantitatívne charakteristiky, určenie hraníc úderu skúmaných procesov a údaje o ich dynamike a mnohé ďalšie. K úlohám dešifrovania patrí aj získavanie informácií z iných zdrojov, ktoré sa nedajú prečítať priamo z obrázkov, napríklad informácie o prítomnosti, polohe a vlastnostiach nezobrazených predmetov, názvoch sídiel, riek, prírodných hraníc. Takýmito zdrojmi môžu byť materiály predtým vykonaného dekódovania, plány, mapy, pomocné obrázky, referenčná literatúra, samotný terén.

Iná definícia dešifrovania:

Dešifrovanie obrázkov (interpretácia) - proces rozpoznávania miestnych objektov z fotografického obrazu a identifikácie ich obsahu s označením kvalitatívnych a kvantitatívnych charakteristík konvenčnými znakmi .

V závislosti od obsahu sa dekódovanie delí na:

všeobecný geografický

špeciálne (tematické, odvetvové).

Všeobecná geografická interpretácia zahŕňa dve odrody:

Topografický výklad- slúži na zisťovanie, rozpoznávanie a získavanie charakteristík objektov, ktoré by mali byť zobrazené na topografických mapách, je jedným zo základov procesov technologickej schémy aktualizácie a tvorby máp.

výklad krajiny– vykonáva sa pre regionálnu a typologickú zonáciu územia a riešenie špeciálnych problémov.

Špeciálny (tematický, sektorový) výklad vyrábané na riešenie rezortných úloh na určenie charakteristík jednotlivých súborov objektov. Existuje mnoho typov tematického výkladu. poľnohospodárske, lesnícke. geologické, pôdne, geobotanické a pod., a iné rezortné účely. Ak je konečným cieľom špeciálneho výkladu zostavenie tematických máp, napríklad poľnohospodárskych, pôdnych alebo geobotanických, tak. pri absencii vhodného topografického podkladu je osobitný výklad sprevádzaný topografickým.

Základom metodického zaradenia dešifrovania do jeho moderná úroveň rozvoj sú prostriedky čítania a analýzy video informácií. Na základe toho možno rozlíšiť tieto hlavné metódy dešifrovania:

vizuálny, v ktorej osoba číta a analyzuje informácie z obrázkov:

strojovo-vizuálne, v ktorom sú obrazové informácie predbežne konvertované špecializovanými alebo univerzálnymi interpretačnými strojmi, aby sa uľahčila následná vizuálna analýza výsledného obrazu:

automatizované(dialóg), v ktorom čítanie z obrázkov a analýza. alebo priama analýza zaznamenaných obrazových informácií riadok po riadku, sú vykonávané špecializovanými alebo univerzálnymi tlmočníckymi strojmi s aktívnou > časťou operátora:

auto(stroj), v ktorom sa dešifrovanie vykonáva výlučne pomocou interpretačných strojov. Osoba definuje úlohy a nastavuje program na spracovanie a video informácie.

Vo všetkých metódach možno rozlíšiť nižšie stupne klasifikácie - metódy a varianty metód.

Principiálna schéma dešifrovacieho procesu v akejkoľvek metóde zostáva nezmenená - uznanie sa vykonáva porovnaním a určením stupňa blízkosti určitého súboru znakov dekódovaného objektu s príslušnými referenčnými znakmi, ktoré sú v pamäti osoby alebo stroja. V tomto prípade procesu rozpoznávania predchádza proces učenia sa (alebo samoučenie), v ktorom sa určí zoznam objektov, ktoré sa majú dešifrovať, vyberie sa súbor ich znakov a stanoví sa prijateľná miera ich odlišnosti.

Pri nedostatočných apriórnych informáciách o triedach objektov a ich znakoch môže človek a stroj rozdeliť zobrazené predmety podľa blízkosti niektorých znakov do homogénnych skupín - zhlukov, ktorých obsah potom určuje človek alebo stroj pomocou dodatočné údaje.

2. Vizuálny spôsob lúštenia, priame a nepriame znaky lúštenia .

Prírodné objekty zobrazené na obrázkoch môže dekodér identifikovať a interpretovať podľa ich vlastností, ktoré sa odrážajú v dešifrovacích vlastnostiach týchto objektov. Všetky dešifrovacie znaky možno rozdeliť do dvoch skupín: priame dešifrovacie znaky a nepriame.

Priame označenia zahŕňajú tie vlastnosti a charakteristiky predmetov, ktoré sú priamo zobrazené na obrázkoch a možno ich vnímať vizuálne alebo pomocou technických prostriedkov.

Na priame dešifrovanie znakovm zahŕňajú tvar a rozmery obrazu predmetov v pôdoryse a výške, celkový (celistvý) tón čiernobielych alebo farebných (spektrozonálnych) obrazov a textúru obrazu.

Formulár vo väčšine prípadov je dostatočným znakom na oddelenie predmetov prírodného a antropogénneho pôvodu. Objekty vytvorené človekom sa spravidla vyznačujú správnou konfiguráciou. Takže napríklad akékoľvek budovy a stavby majú pravidelné geometrické tvary. To isté možno povedať o kanáloch, diaľniciach a železniciach, parkoch a námestiach, ornej a kultivovanej krmovine a iných objektoch. Tvar predmetov sa niekedy používa ako nepriamy znak na určenie vlastností iných predmetov.

Rozmery objektov, ktoré sa majú dešifrovať vo väčšine prípadov sú hodnotené relatívne. Relatívna výška objektov sa posudzuje priamo z ich obrazu na okrajoch obrazov získaných pomocou širokouhlých zobrazovacích systémov. Veľkosť, rovnako ako tvar na výšku, možno posúdiť podľa tieňov padajúcich z predmetov. Samozrejme, plocha, na ktorú dopadá tieň, musí byť vodorovná.

Rozmery obrazu predmetov, ako aj tvar sú skreslené vplyvom terénu a špecifikami projekcie použitej v systéme natáčania.

Tón obrazu je funkciou jasu objektu v rámci spektrálnej citlivosti prijímača žiarenia zobrazovacieho systému. Vo fotometrii je analógom tónu optická hustota obrazu. variabilita tejto vlastnosti je spojená s nasledujúcimi faktormi: svetelné podmienky, štruktúra povrchu, druh fotografického materiálu a podmienky jeho spracovania, zóny elektromagnetického spektra a iné dôvody šedá atď. Počet krokov je určený prahom citlivosti na svetlo ľudského zrakového aparátu.

Experimentálne sa zistilo, že ľudské oko Experimentálne sa zistilo, že ľudské oko dokáže rozlíšiť až 25 stupňov šedého tónu, pre praktické účely sa častejšie používa stupnica odtieňov sivej od siedmich do desiatich krokov (tabuľka 2).

Tabuľka 1Kvantitatívne charakteristiky hustoty obrazu

Pomocou počítačov je možné odlíšiť od fotografií a filmov až 225 úrovní šedej. Okrem toho môžu byť tieto úrovne v závislosti od úlohy zoskupené podľa určitých krokov s ich kvantitatívnymi charakteristikami. Textúrne vlastnosti predmetov, na ktorých je distribúcia svetla odrazeného od povrchu objektu do priestoru, majú výrazný vplyv na vyznenie fotografického obrazu.

Optická hustota slúži ako kód, ktorý vyjadruje vlastnosti objektov Objekty, ktoré sú farebne úplne odlišné, môžu byť zobrazené na čiernobielej fotografii alebo televíznom obraze v rovnakom tóne. Vzhľadom na nestabilitu indikátora sa pri dešifrovaní vyhodnocuje fototón len v kombinácii s inými dešifrovacími znakmi (napríklad štruktúrou). Napriek tomu je to fototón, ktorý pôsobí ako hlavný dešifrovací znak, ktorý tvorí obrysy hraníc, rozmery a štruktúru obrazu objektu.

Tón môže byť dosť informatívny znak so správnymi prvkami systému streľby a podmienkami streľby.

Tón obrazu ornej pôdy sa môže výrazne meniť v čase a priestore, pretože výrazne závisí od stavu povrchu neobsadených polí (orané, podrývané, suché, mokré atď.), od druhu a fenofázy plodín na obsadené polia.

Farba obrázka je spektrálna charakteristika a určuje energiu svetelného toku.Farebná škála obrazov je podstatným znakom interpretácie. Toto znamenie by sa malo posudzovať z dvoch hľadísk. V prvom prípade, keď je obraz na leteckých a satelitných snímkach vytvorený vo farbách blízkych prirodzeným farbám (farebné snímky), nespôsobuje rozpoznávanie a klasifikácia objektov terénu žiadne zvláštne ťažkosti. V tomto prípade sa berú do úvahy také farebné charakteristiky, ako je jej svetlosť a sýtosť rôzne odtiene rovnakej farby. V inom prípade sa farebný obraz vytvára v ľubovoľných farbách (pseudofarbách), ako je to v prípade spektrálno-zónového zobrazovania. Význam tohto vedomého skreslenia farby povaha v obraze spočíva v tom, že na obrazoch pozorovateľ ľahšie vníma farebné kontrasty detailov obrazu, preto farebné vzdušné a vesmírne obrazy majú vyššiu dešifrovateľnosť ako čiernobiele. Najlepšie výsledky sa dosahujú pri dešifrovaní multispektrálnych leteckých snímok s vyšším farebným kontrastom.

Farby multispektrálnej leteckej fotografie sú menej stabilné ako farby prirodzenej farebnej fotografie. V prípade potreby sa dajú výrazne zmeniť pomocou svetelných filtrov.

Existuje špeciálna technika dešifrovania, keď sa farba v obrázkoch používa na zakódovanie detailov obrázka, ktoré majú rovnakú optickú hustotu. Táto metóda je široko používaná pri interpretácii zonálnych obrazov získaných ako výsledok multizonálnych prieskumov. Je veľmi účinný pri interpretácii krajiny. V tomto prípade môžu byť jednotlivé elementárne krajinné jednotky kódované nejakou farbou, na základe ich súvisiacich znakov a vlastností.

Tieň ako dešifrovacia vlastnosť hrá dôležitú úlohu pri dešifrovaní predmetov a ich vlastností. Padajúci tieň vrhaný objektom na zemský povrch, ktorý sa nachádza na opačnej strane k Slnku, zvýrazňuje objem objektu a jeho tvar. Jeho tvar a veľkosť závisí od výšky Slnka, terénu (plochy), na ktorú tieň dopadá, a od smeru osvetlenia.

Existuje niekoľko spôsobov, ako určiť výšku objektu z tieňa:

kde l je dĺžka tieňa objektu na leteckej snímke;

m - menovateľ mierky obrazu;

n je relatívna dĺžka tieňa, ktorá je prevzatá z tabuliek V.I. Drury (pozri Smirnov L.E., 1975)

kde b₁ je dĺžka tieňa objektu na leteckej snímke;

h₂ je výška známeho objektu na leteckej snímke;

b₂ je dĺžka tieňa na leteckej fotografii známeho objektu

Tvar padajúceho tieňa sa dá použiť na rozpoznávanie umelých objektov (budovy, stĺpy, triangulačné body) aj prírodných objektov. Padajúce tiene sú široko používané ako znaky interpretácie pri štúdiu vegetácie. .Vržené tiene zobrazujú predĺžený tvar siluety objektu. Táto vlastnosť sa využíva pri dešifrovaní plotov, telegrafných stĺpov, vodných a silážnych veží, vonkajších znakov bodov geodetickej siete, jednotlivých stromov, ako aj výrazných tvarov terénu (útesy, rokliny a pod.). Zároveň si treba uvedomiť, že veľkosť tieňa je ovplyvnená terénom.Každé plemeno má svoj špecifický tvar koruny, ktorý sa odráža v jeho tieni a umožňuje určiť jeho druhové zloženie. Napríklad tvar padajúceho tieňa smreka pripomína ostrý trojuholník, zatiaľ čo tvar borovice je oválny. Treba však pripomenúť, že tieň je veľmi dynamický dešifrovací znak (v priebehu dňa sa mení). Môže presiahnuť veľkosť objektu, keď je Slnko nízko nad obzorom.

Textúra (štruktúra obrázka) - charakter distribúcie optická hustota cez obrazové pole objektu. Štruktúra obrazu je najstabilnejšia funkcia priameho dekódovania, prakticky nezávislá od podmienok snímania. Štruktúra je komplexný znak, ktorý kombinuje niektoré ďalšie priame dešifrovacie znaky (tvar, tón, veľkosť, tieň) kompaktnej skupiny homogénnych a heterogénnych detailov obrazu terénu v obraze. Opakovateľnosť, umiestnenie a množstvo týchto detailov vedie k identifikácii nových vlastností a prispieva k zvýšeniu spoľahlivosti interpretácie. Dôležitosť tejto funkcie sa zvyšuje so znižovaním mierky obrazu. Napríklad textúra lesného masívu je na fotografiách tvorená zobrazením korún jednotlivých stromov a pri vysokom rozlíšení snímacieho systému - zobrazením prvkov koruny - konárov alebo dokonca listov; Textúra čistej ornej pôdy je tvorená zobrazením orných brázd alebo jednotlivých hrud.

Existuje pomerne veľké množstvo štruktúr tvorených kombináciami bodov, plôch, úzkych pásov rôznych tvarov, šírka a dĺžka. Niektoré z nich sú uvedené nižšie.

štruktúra zrna charakteristické pre obraz lesov. Vzor tvoria sivé škvrny zaobleného tvaru (koruny stromov) na viacerých tmavé pozadie vytvorené zatienenými medzerami medzi stromami. Podobnú štruktúru má aj obraz pestovanej vegetácie (záhrad).

Homogénna štruktúra Tvorí ho rovnaký typ mikroreliéfu a je charakteristický pre nízko položené trávnaté močiare, stepné pláne, hlinité púšte a nádrže v pokojnom stave vody.

Pásová štruktúra typické pre obrazy zeleninových záhrad a oraných pozemkov a je dôsledkom paralelného usporiadania brázd.

Jemnozrnná štruktúra typické pre obraz kríkov rôznych druhov.

mozaiková štruktúra Je tvorený vegetáciou alebo pôdnym krytom nerovnakej vlhkosti a je charakteristický pre náhodne umiestnené plochy rôznych farieb, veľkostí a tvarov. Podobná štruktúra, vytvorená striedaním obdĺžnikov rôznych veľkostí a hustôt, je typická pre obraz osobných pozemkov,

Bodkovaná štruktúra typické pre obrazy záhrad a močiarov.

Štvorcová štruktúra charakteristické pre niektoré typy lesných močiarov a sídliská mestského typu. Tvorí ho kombinácia lesných plôch oddelených svetlými pruhmi močiara a číta sa ako kombinácia plôch jednotného tónu. Rovnakú štruktúru vytvárajú obrazy viacpodlažných budov (pomerne veľké obdĺžniky) a prvky vnútroštvrťovej zástavby v sídlach.

S klesajúcou mierkou sa textúra vytvára väčšími prvkami terénu, napríklad jednotlivými poliami ornej pôdy.. Textúra je jedným z najinformatívnejších prvkov. Podľa textúry človek neomylne identifikuje lesy, záhrady, osady a mnoho ďalších predmetov. Pre tieto objekty je textúra relatívne stabilná v čase.

Nepriame znaky možno rozdeliť do troch hlavných skupín. prírodné, antropogénne a prírodno-antropogénne. Nepriame dešifrovacie znaky sú celkom stabilné a v menšej miere závisia od rozsahu.

Komu prirodzené zahŕňajú vzťah a vzájomnú závislosť predmetov a javov v prírode. Sú tiež tzv krajina. Takýmito znakmi môže byť napríklad závislosť druhu vegetačného krytu od typu pôdy, jej salinity a vlhkosti, alebo vzťah reliéfu s geologickou stavbou územia a ich spoločná úloha v procese tvorby pôdy.

Cez antropogénne nepriame znaky identifikujú predmety vytvorené človekom. V tomto prípade sa využívajú funkčné väzby medzi objektmi, ich poloha vo všeobecnom komplexe štruktúr, zonálna špecifickosť organizácie územia, komunikačná podpora objektov. Napríklad farmu poľnohospodárskeho podniku možno identifikovať podľa kombinácie hlavnej a pomocnej budovy, vnútorné usporiadanieúzemie, intenzívne vytesané výbehy, poloha dešifrovaného komplexu štruktúr voči obytnej zástavbe, charakter cestnej siete. Podobne opravovne sa identifikujú podľa vyobrazenia vozidiel nachádzajúcich sa na území, žrebčín je spoľahlivo identifikovaný podľa arény susediacej s jeho územím. Zároveň nie je dešifrovaná každá zo štruktúr komplexu samostatne, bez spojenia s ostatnými. . Napríklad ľahká kľukatá čiara spájajúca osady je takmer určite obrazom poľnej cesty; s rovnakou pravdepodobnosťou sú ľahké kľukaté čiary stratené v lese alebo na poli poľné alebo lesné cesty; konštrukcia v blízkosti križovatky ľahkého kľukatého pásu (poľnej cesty) so železnicou naznačuje prítomnosť križovatky; cesta, ktorá sa odlomí na brehu rieky a pokračuje na druhej strane, naznačuje prítomnosť brodu alebo trajektu; skupina budov v blízkosti viacrozvetvovej železnice naznačuje prítomnosť železničnej stanice. Logická analýza priamych a nepriamych dešifrovacích znakov výrazne zvyšuje spoľahlivosť dešifrovania.

Komu prírodno-antropogénne nepriame Medzi znaky patrí závislosť hospodárskej činnosti človeka od určitých prírodných podmienok, prejav vlastností prírodných objektov v ľudskej činnosti a iné. Napríklad podľa rozmiestnenia určitých druhov plodín možno urobiť určitý úsudok o vlastnostiach pôd, ich vlhkosti, podľa zmeny povrchovej vlhkosti v miestach drenážov, prvkov uzavretej drenáže. systém sú dešifrované. Objekty používané pri identifikácii a určovaní charakteristík objektov, ktoré nemožno priamo dešifrovať, sa nazývajú ukazovatele, a dešifrovanie indikáciou. Takéto dešifrovanie môže byť viacstupňové, keď sa pomocou pomocných indikátorov identifikujú priame indikátory dešifrovateľných objektov. Metódy interpretácie indikácie riešia problémy detekcie a určovania charakteristík objektov, ktoré nie sú zobrazené na snímkach. Najdôležitejšími ukazovateľmi rôznych javov v nepriamej interpretácii sú vegetácia, reliéf a hydrografia.

Vegetácia je dobrým indikátorom pôd, kvartérnych sedimentov, pôdnej vlhkosti a pod. Pri dešifrovaní možno použiť tieto indikatívne znaky vegetácie:

Morfologické znaky umožňujú rozlíšiť drevinovú, krovinatú a lúčnu vegetáciu na leteckých snímkach.

Floristické (druhové) znaky umožňujú dešifrovať druhové zloženie, napríklad borovicové plantáže sú obmedzené na piesčité automorfné pôdy, plantáže jelše čiernej na sodno-glejové pôdy.

Fyziologické príznaky sú založené na vzťahu hydrogeologických a geochemických pomerov miesta rastu s chemické vlastnosti plemená. Napríklad na vápencoch sú lišajníky oranžové a na granitoch žlté.

Fenologické vlastnosti na základe rozdielov v rytmoch vývoja vegetácie. Zvlášť dobre sa to prejavuje na jeseň v listnatej vegetácii v zmene farby listov. Na farebných leteckých snímkach je zreteľne rozlíšené druhové zloženie vegetácie, čo zdôrazňuje pestovateľské podmienky.

Fytocenotické vlastnosti umožňujú dešifrovať typy lesných porastov a asociácie lúčnych porastov, ktoré sú viazané na určité pestovateľské podmienky. Napríklad lykožrútové lesy rastú na vyvýšených reliéfnych prvkoch s automorfnými kyprými piesočnatými pôdami, dlhé machové borovicové lesy sú obmedzené na nižšie reliéfne prvky a mokro-podzolo-bažinaté pôdy.

Úľava je jedným z najdôležitejších ukazovateľov. Spojenie reliéfu s ostatnými zložkami prírodných komplexov, jeho veľká úloha pri tvorbe vzhľad krajiny a možnosť priamej interpretácie umožňujú využiť reliéf ako indikátor širokej škály prírodných objektov a ich vlastností. Takýmito indikátormi môžu byť nasledovné morfometrické a morfologické znaky reliéfu: a) absolútne výšky a amplitúdy výškových výkyvov v danej oblasti; b) všeobecný rozbor reliéfu a uhly sklonu svahov; c) orientácia jednotlivých tvarov terénu a expozícia svahov (slnečné, veterné), ktoré spolu s absolútnymi výškami určujú klimatické pomery a vodný režim na tomto území; d) prepojenie reliéfu s geológiou; e) genéza reliéfu, jeho vek a moderná dynamika a pod.

Hydrografia je dôležitým ukazovateľom fyzicko-geografických a geologických pomerov. Úzky vzťah medzi štruktúrou a hustotou hydrografickej siete (jazerá, rieky a močiare) a geológiou a reliéfom umožňuje využiť letecké snímky, najmä riečnej siete, ako priamy krajinný prvok pri analýze terénu v geomorfologickej oblasti. geologické a paleografické pojmy.

Dešifrovacie znaky sa zvyčajne používajú kolektívne bez toho, aby sa delili do skupín. Obraz na dešifrovanej ploche človek väčšinou vníma ako celok – model terénu. Na základe analýzy modelu vytvoríme predbežnú hypotézu o podstate objektu (javu) a jeho vlastnostiach. Správnosť hypotézy je potvrdená alebo zamietnutá (niekedy viackrát) pomocou ďalších funkcií.

5. Informačné vlastnosti obrazov z pohľadu vizuálnej interpretácie

Na vyhodnotenie informačných vlastností obrázka sa používajú dve charakteristiky:

1. informatívny;

2. dešifrovateľnosť.

informatívny - odborné posúdenie potenciálnej možnosti získania potrebných informácií o objektoch z týchto snímok. Nie je možné vybrať kvantitatívne kritérium na posúdenie informačného obsahu obrázka. informačný obsah sa zvyčajne hodnotí slovne: vysoký informačný obsah, nedostatočný informačný obsah atď. V závislosti od cieľov dešifrovania (riešených úloh) možno tie isté obrázky rozpoznať ako vysoko informatívne a nedostatočne informatívne.

Formálne posúdenie množstva informácií obsiahnutých v obrázku môže byť založené na jeho vzťahu k rozlíšeniu. Čím vyššie je rozlíšenie obrázkov, tým viac informácií obsahujú. Na základe sémantickej informácie je možné určiť jej hodnotu pre výskumníka. Napríklad jasný obraz druhového zloženia lesnej vegetácie na infračervených leteckých snímkach naznačuje efektívnosť použitia týchto snímok na dešifrovanie jej druhového zloženia. Dešifrovaním aero satelitné snímky môžete získať širokú škálu informácií, faktov. Informácie však zahŕňajú len tie, ktoré spĺňajú úlohu, cieľ.

Na určenie maximálneho množstva informácií sa používa pojem „ úplné informácie",čo treba chápať ako informáciu, ktorú možno v každom konkrétnom prípade extrahovať zo snímok získaných za optimálnych technických a poveternostných podmienok na snímanie, ako aj mierku. Často sa však používajú obrázky s inými ako optimálnymi vlastnosťami. Množstvo informácií v nich obsiahnutých je vo všeobecnosti menšie ako úplné informácie a dosahuje až operatívne informácie. Prevádzkové informácie zahŕňajú tie potrebné informácie, ktoré možno vypočítať: získané dešifrovaním obrazových údajov. Získané informácie sú však takmer vždy menej funkčné v dôsledku chýb dešifrovania. Chyby pri dekódovaní objektov sa môžu vyskytnúť z nasledujúcich dôvodov: pri dekódovaní objektov s nízkym kontrastom; falošná identifikácia objektov v dôsledku zhody dešifrovacích znakov (napríklad vápencov a snehových polí). Často sa však dekodér stretáva s rušením a šumom, ktoré pre výskumníka nemajú žiadnu hodnotu. K interferenciám patrí prítomnosť oslnenia, ako aj obraz na snímkach atmosféry, ktorý sa prekrýva na snímke vo forme oparu, alebo atmosférických javov ako hmla, prachové búrky atď. Kvalitatívna rozmanitosť a množstvo extrahovaných informácie sú do značnej miery určené vlastnosťami informačného poľa obrázkov .

Jednoduchosť porovnávanie obrazov s prírodou, vonkajšia zhoda obrazu predmetov s tým, ako ich vidíme, určujú jasnosť obrazov. Predmety sa na fotografiách rozpoznávajú, ak ich obraz zodpovedá priamemu vizuálnemu obrazu a ak je z praxe dobre známy, napríklad oblačnosť. Vždy sa oceňovala najmä viditeľnosť fotografií. Predpokladalo sa, že možnosť priameho vizuálneho rozpoznávania je hlavnou výhodou obrázkov z lietadiel. Ale s vývojom metódy veľký význam začal dávať expresívnosť obrazu. Obraz je tým výraznejší, čím intenzívnejšie a kontrastnejšie sú na ňom zvýraznené predmety a javy, ktoré sú predmetom interpretácie.

teda expresívnosť obrázky sa vyznačujú jednoduchosťou dešifrovania predmetov a javov, ktoré sú pre riešenie problému najpodstatnejšie. Viditeľnosť a výraznosť v istom zmysle opačné, vzájomne sa vylučujúce vlastnosti leteckého obrazu. Takže vyfarbite prírodné farby obrázky. Farebné spektrum-zónové obrázky sú menej zreteľné, no pri dešifrovaní napríklad lesnej vegetácie sú výraznejšie. Jasnosť a výraznosť obrazu súvisí s jeho mierkou, ale optimálna výraznosť a jasnosť mierok obrazu sa navzájom nezhodujú. Viditeľnosť sa zvyšuje s približovaním.

Dešifrovateľnosť letecké snímky sú súhrnom ich vlastností, ktoré určujú množstvo informácií, ktoré možno získať dešifrovaním obrázkov na vyriešenie daného problému.Je známe, že rovnaké obrázky majú rôznu dešifrovateľnosť vo vzťahu k rôznym objektom a úlohám. úlohy. Kvantitatívne ho možno vyjadriť pomerom prevádzkových informácií (I 0) obsiahnutých v týchto obrázkoch a Ip úplných informácií:

Na určenie dešifrovateľnosti obrázkov sa však často používa relatívna dešifrovateľnosť, ktorá je charakterizovaná pomerom užitočná informácia(I) nesie letecká fotografia na úplné informácie, ktoré možno získať z leteckej fotografie:

Hodnota Dc sa nazýva koeficient dešifrovateľnosti. Pojem „úplná informácia“ sa dá interpretovať rôznymi spôsobmi, v súlade s tým môže relatívna dešifrovateľnosť charakterizovať rôzne vlastnosti leteckých snímok. Ak berieme maximálnu informačnú kapacitu leteckých snímok ako úplnú informáciu, tak koeficient dešifrovateľnosti ukáže zaťaženie leteckých snímok zbytočnými informáciami, inými slovami „hladina šumu“.

Rovnaký vzorec (Dc = I / Imax) možno použiť aj na výpočet relatívnej dešifrovateľnosti jednotlivých objektov. Pri vhodnom prístupe umožňuje porovnávať letecké snímky zhotovené na rôznych filmoch, vytlačených iný papier Hodnota leteckej fotografie ako zdroja informácií je teda vyjadrená koeficientom dešifrovateľnosti.

Úplnosť dešifrovania možno charakterizovať z hľadiska pomeru použitých (rozpoznaných) užitočných informácií (I 1) ku všetkým užitočným informáciám obsiahnutým v údajoch

letecké snímky:

Úplnosť dešifrovania závisí vo veľkej miere od školenia dešifrovačov, ich skúseností a špeciálnych znalostí.

Pod spoľahlivosťou dešifrovaniačlovek by mal pochopiť pravdepodobnosť správnej identifikácie alebo interpretácie objektov. Dá sa odhadnúť prostredníctvom pomeru počtu správne rozpoznaných objektov (n) k súčtu všetkých rozpoznaných objektov.

Dešifrovateľnosť sa dá zlepšiť zväčšením obrazu, zmenou kontrastu, znížením rozmazania a inými transformáciami.

Nezasvätenému sa to zdá nezvyčajné a nejasné. Na rozdiel od mapy nemá symbolov, vysvetľujúce titulky. Preto treba vedieť čítať obrázky, alebo ich, ako hovoria odborníci, dešifrovať. Dešifrovanie je založené na poznaní charakteristických dešifrovacích znakov predmetov – akejsi abecedy obrázkov. Niektoré z týchto znakov sú priame, priamo naznačujú, ktorý objekt je zobrazený na obrázku. Napríklad biela je znakom snehovej alebo soľnej kôry, pravouhlý tvar pozemku je znakom zoraných alebo posiatych polí a charakter stavby možno určiť podľa tvaru tieňa. Päť hlavných priamych znakov je znázornených na obrázku. Významnejšie sú však nepriame znaky. Umožňujú vám získať informácie o objektoch a procesoch, ktoré nie sú zobrazené na obrázkoch, pomocou ich vzťahov. Napríklad charakter v suchých oblastiach svedčí o hĺbke neviditeľnej podzemnej vody a jej nasýtení minerálnymi soľami. Dešifrovanie pomocou nepriamych znakov sa nazýva indikatívne. Tento komplexný typ geografickej analýzy poskytuje informácie o objektoch neviditeľných na zemi pomocou ich viditeľných indikátorov.

Na prácu so satelitnými snímkami sa často používajú osobné počítače. Digitálnu fotografiu je možné zobraziť na obrazovke počítača, zväčšiť alebo zmenšiť, zlepšiť kvalitu a urobiť kontrastnejší, zafarbený rôzne farby pozerať sa na predmet z rôznych uhlov. Séria zónových čiernobielych obrázkov umožňuje syntetizovať farebný obraz výberom takých zón a svetelných filtrov, na ktorých jasnejšie vyniknú objekty záujmu výskumníka. Na základe analýzy jasu zónových snímok počítač sám identifikuje homogénne skupiny objektov, to znamená, že vykoná nekontrolovanú, nekontrolovanú klasifikáciu. Ak sú zobrazené objekty známe pre jednotlivé oblasti (nazývajú sa test, referenčné), potom počítač analogicky vyberie rovnaké objekty vo zvyšku obrázka, t. j. vykoná riadenú klasifikáciu.

Tu je príklad takéhoto počítačového spracovania satelitnej snímky centrálnej časti, kde na brehu jazera Imandra v Mončegorsku funguje medenoniklový závod Severonickel, ktorého emisie dymu majú škodlivý vplyv na vegetáciu blízkych území.

Na snímke sú farebne odlíšené plochy poškodenia a deštrukcie porastov - ich červenohnedé škvrny ostro kontrastujú so zelenkastými tónmi ešte zachovaných lesov. Počítačová mapa zostavená ako výsledok riadenej klasifikácie zobrazuje rozmiestnenie zón s rôznej miere priemyselný vplyv na vegetáciu. Opakovanie takejto klasifikácie na základe snímok zhotovených v rôznych rokoch umožňuje sledovať zmenu stupňa vplyvu, ktorá je potrebná na vykonávanie opatrení na obnovu a ochranu životného prostredia.

Dva obrazy tej istej oblasti, získané z rôznych bodov, tvoria stereoskopický (t. j. vytvárajúci trojrozmerný obraz) pár. Vyzbrojení špeciálnym optickým zariadením - stereoskopom, možno pozorovať trojrozmerný, veľmi výrazný model terénu. Táto pozoruhodná vlastnosť fotografií je dôležitá pre štúdium reliéfu zemského povrchu. Pomocou stereofotogrammetrických prístrojov sa takýto model reliéfu meria s veľkou presnosťou. Takže stereopáry sa používajú na vytváranie máp oblasti, predovšetkým topografických. Teraz sa takáto práca vykonáva pomocou počítača pomocou špeciálnych stereo okuliarov.

Dešifrovanie obrazu

Dekódovanie obrazu

metóda na štúdium území, vodných plôch, atmosférických javov na základe ich snímok na leteckých, vesmírnych, podvodných fotografiách, fotoschémach, fotoplánoch. Podstatou dešifrovania je dešifrovanie obsahu obrazov, rozpoznávanie zobrazených predmetov, určovanie ich kvalitatívnych a kvantitatívnych charakteristík, extrahovanie informácií na základe závislostí, ktoré existujú medzi vlastnosťami predmetov a ich zobrazením v obrazoch.
Autor: technické spôsoby Existuje vizuálna (kamera a terén, vrátane aerovizuálnej), inštrumentálna (meracia) a automatizovaná interpretácia a často sa tieto metódy používajú v kombinácii. Podľa obsahu sa dešifrovanie delí na všeobecnogeografické (vrátane topografického), tematické (geologické, krajinné, ekologické a pod.) a špeciálne (lesné hospodárstvo, rekultivácia a pod.). Kvalita a spoľahlivosť rozpoznávania objektov je určená dešifrovacími vlastnosťami, mierkou a rozlíšením obrázkov, ich stereoskopickými vlastnosťami, technickou podporou a použitými algoritmami.
Dešifrovacie znaky sú charakteristické znaky predmetov, podľa ktorých ich možno rozpoznať, odlíšiť od ostatných a interpretovať. Delia sa na priame a nepriame. Priamy znaky sú vlastné samotným objektom, sú to konfigurácia, veľkosť, farba, fototón, tieň z objektu, štruktúra a textúra obrazu. Nepriame(indikatívne) dešifrovacie znaky charakterizujú objekt nepriamo prostredníctvom vlastností nejakého iného objektu, ktorý je s ním spojený. Napríklad tektonické poruchy a podzemná vodačasto sa nachádzajú na fotografiách pozdĺž vegetačných pásov, ktoré sú s nimi spojené. V procese dekódovania sa zvyčajne používajú vopred pripravené sady referenčných znakov.
Dekodér musí určite poznať špecifické (geografické, geologické atď.) vlastnosti územia a rozumieť povahe samotného dešifrovaného objektu. Výsledky sú prezentované v digitálnej forme alebo sú spracované vo forme dekódovacích schém, podľa ktorých sa mapy zostavujú, spresňujú a aktualizujú.
Moderné automatizované dekódovanie zahŕňa použitie špeciálnych fotogrametrických elektrónovo-optických zariadení, počítačov, softvéru a informačných nástrojov. Automatizácia pokrýva celý cyklus práce vrátane predbežnej korekcie obrázkov, výberu, rozpoznávania a digitalizácie objektov, kreslenia máp a ich zobrazovania na obrazovke alebo na tlačiarni.

Geografia. Moderná ilustrovaná encyklopédia. - M.: Rosman. Pod redakciou prof. A. P. Gorkina. 2006 .

Pozrite sa, čo je „dekódovanie obrázkov“ v iných slovníkoch:

interpretácia obrazov v mudflow vede- thoto–interpretácia tokov bahna INTERPRETÁCIA OBRAZOV V SELEVÍZII je jednou z metód štúdia tokov bahna, ktorá sa využíva najmä pri ich mapovaní. Spočíva v rozpoznávaní bahenných nádrží na leteckých a satelitných snímkach a ... ... Bahenné javy. Terminologický slovník

Interpretácia leteckých snímok, jedna z metód štúdia terénu z jeho snímky získanej prostredníctvom leteckého snímkovania. Spočíva v identifikácii a rozpoznávaní fotografovaných predmetov, stanovení ich kvalitatívnych a kvantitatívnych charakteristík, ako aj ... ... Veľká sovietska encyklopédia

Čítanie, prepisovanie, tlmočenie obsahu. fotografické a televízne zábery zhotovené v rozklade. intervaly viditeľnej zóny spektra a infračervené (IR) snímky v rozsahu 1,8-14 mkm. Streľba z vesmíru je vyrobená z vesmíru s ľudskou posádkou ... ... Geologická encyklopédia- 8.4.6 Interpretácia veľkorozmerných leteckých a kozmických snímok sa vykonáva pre spätné posúdenie environmentálnej situácie.

Podstata dešifrovania. Interpretácia obrazov ako metóda štúdia území, vodných plôch, javov je založená na vzťahu medzi vlastnosťami objektov a povahou ich reprodukcie v obrazoch.

Dešifrovacie vlastnosti sú vlastnosťou objektov, ktoré sa odrážajú v obraze a používajú sa na rozpoznávanie.

Dešifrovanie snímky znamená detekciu, rozpoznanie, klasifikáciu a interpretáciu identifikovaného objektu alebo javu.

Dekódovanie je proces rozpoznávania: predmetov, ich vlastností, vzťahov podľa ich obrázkov na obrázku. Je to aj metóda štúdia a štúdia objektov, javov a procesov na zemskom povrchu, ktorá spočíva v poznávaní objektov podľa ich vlastností, určovaní vlastností a vytváraní vzťahov s inými objektmi.

2. Úloha a význam dešifrovania pri tvorbe a aktualizácii topografických máp.

Proces interpretácie pri príprave a aktualizácii topografických máp sa uvažuje na širokom geografickom základe s prihliadnutím na zložitosť riešených úloh a produkčné zameranie mapovania.

3. Typy a metódy dekódovania.

Typy dešifrovania. Existuje vojenské, topografické, geologické, poľnohospodárske, lesnícke dekódovanie atď.. Pri geografickom dešifrovaní je potrebné určiť, čo je zobrazené na obrázku. V závislosti od cieľov výskumu a interpretácie môže byť odpoveď buď jednoduchá (les, rybník, ľadovec), alebo zložitejšia.

V súčasnosti je hlavná a najbežnejšia vizuálna interpretácia, pretože v nej sa skúmaný objekt alebo jav uvažuje v priestorovom prepojení s prostredím, ktoré poskytuje dodatočné informácie, ktoré pri počítačovom spracovaní unikajú. Pre získanie komplexných tematických informácií sa preto snažia integrovať vizuálnu a počítačovú interpretáciu, pričom každá z nich má svoje výhody a obmedzenia.

4. Dešifrovanie znakov obrazov terénnych objektov.

Dešifrovacie znaky sa delia na priame a nepriame.

Vlastnosti objektov, ktoré sa priamo odrážajú na obrázkoch, sa zvyčajne nazývajú priame dešifrovacie znaky.

Patria sem tri skupiny funkcií:

Geometrické (tvar, tieň, veľkosť),

Jas (fototón, úroveň jasu, farba, spektrálny obraz),

Štrukturálne (textúra, štruktúra, obrazový vzor).

Priame dešifrovacie znaky umožňujú rozpoznať objekty zobrazené na obrázku, nie je však vždy možné z nich určiť ich vlastnosti, to znamená interpretovať ich, ako aj zmapovať objekty, ktoré nie sú zobrazené na obrázkoch, študovať procesy a javy.

Nepriame znaky zahŕňajú vzájomnú závislosť a prepojenia existujúce v prírode medzi javmi a objektmi odrážajúcimi sa na leteckých snímkach: geomorfologické, geobotanické, vzťah medzi reliéfom a odolnosťou pôd a hornín voči erózii, zvetrávaniu atď.

Napríklad podľa charakteru vegetačného krytu možno posúdiť pôdno-zemnú a hydrogeologickú štruktúru územia, podľa obrysu riečnych kanálov v pláne možno posúdiť typ kanálového procesu, podľa starých riek. na nivách - jeho smer a tempo a pod.

Využitie ďalších typov leteckých prieskumov v kombinácii s tradičným plánovaným leteckým snímkovaním výrazne rozširuje možnosti interpretácie: perspektívne, farebné, spektrálno-zónové, viaczónové, termálne, radarové, letecké laserové skenovanie atď.

Dekódovanie – odpovedá na otázku, čo je in toto miesto snímka (ktorý objekt), t.j. možnosť získania subjektových informácií o objekte. Jediný proces dešifrovania zahŕňa nasledujúce fázy: detekciu, rozpoznávanie a interpretáciu, ako aj určenie kvalitatívnych a kvantitatívnych charakteristík objektov a prezentáciu výsledkov dešifrovania v grafickej, digitálnej alebo textovej forme. Existujú vojenské, topografické, geologické, poľnohospodárske a pod.. Pri geografickom výklade je potrebné v prvom rade zodpovedať otázku čo na obrázku. V závislosti od cieľov leteckého a kozmického výskumu môže byť obsah tejto odpovede celkom jednoduchý (les, nádrž, ľadovec) alebo zložitejší (cédrový les silne poškodený sibírskym priadkou morušovou; oblasti nádrže s rôznymi koncentráciami suspendovaných látok a fytoplanktónu) . Klasifikačné technológie: klaster (na základe nami nastavených formálnych vlastností program rozdeľuje pixely do tried), klasifikácia s tréningom (dekodér nastavuje štandardy (trénuje program)) Dekódovanie bolo vždy chápané ako extrakcia kvalitných geoinformácií z obrázky, keď sú priamo zobrazené. V súčasnosti ide o hlavný a najbežnejší spôsob získavania informácií z obrázkov. Pri vizuálnej interpretácii sa skúmaný lokálny objekt alebo jav vždy posudzuje v priestorovom vzťahu s okolím, čo poskytuje dôležité dodatočné informácie, ktoré pri počítačovom spracovaní zvyčajne unikajú. Stratégiou na zlepšenie metód získavania tematických informácií z leteckých snímok je preto integrácia vizuálnej a počítačovej interpretácie, z ktorých každá má svoje výhody a obmedzenia. Vizuálna interpretácia obrázkov na obrazovke počítača je teda úspešne doplnená o automatizované spracovanie pomocou špeciálnych programov, ktoré zlepšujú dekódovacie vlastnosti obrázka, alebo rýchlo a s veľkými detailmi vybrať jasne zobrazené objekty. Na oddelenie objektov rôznych typov, na určenie hraníc medzi nimi sa používajú metódy počítačovej klasifikácie (zhlukovanie). Počítač umožňuje analyzovať veľké množstvo digitálnych informácií, čo je potrebné napríklad pri spracovaní hyperspektrálnych obrazov. Je pozoruhodné, že na posúdenie spoľahlivosti výsledkov počítačového spracovania obrázkov je často potrebné použiť vizuálne hodnotenia.

№34 Kvantitatívne, inštrumentálne, automatizované a automatické dekódovanie. Ťažkosti s počítačovým dekódovaním.

Výsledky vizuálnej interpretácie sú často subjektívne, preto je dôležité tento spôsob získavania informácií objektivizovať zavedením miery a čísla. Pri používaní pozorovacích a meracích prístrojov sa hovorí o inštrumentálne a meranie dešifrovanie; ak sa výsledok dekódovania získa na základe číselných charakteristík obrazu, potom sa dekódovanie nazýva kvantitatívne. Vždy sme sa snažili automatizovať heuristický proces dešifrovania vo všeobecnosti, preto v učebniciach tejto disciplíny existujú pojmy - automatizované a dokonca úplne automatické dekódovanie, ktoré právom patrí k základnému vedeckému smeru – rozpoznávanie vzorov.

S rozšírením osobných počítačov sa dešifrovanie začalo častejšie deliť na vizuálne, v ktorom, ako predtým, výsledok dosiahne človek pomocou svojho zrakového systému a intelektu, a počítač, keď je zverený (spravidla čiastočne) elektronickému počítaču.

Úloha počítačovej interpretácie obrázkov sa redukuje na klasifikáciu – postupné „triedenie“ všetkých pixelov digitálneho obrázku do niekoľkých skupín.

Na tento účel sú navrhnuté dva typy klasifikačných algoritmov - s a bez školenia (zhlukovanie - z anglického "cluster, group").

Pri klasifikácii pomocou tréningu sú pixely viaczónového obrazu zoskupené na základe porovnania ich jasu v každej spektrálnej zóne s referenčnými hodnotami.

Pri klastrovaní sú všetky pixely rozdelené do klastrových skupín podľa nejakého formálneho znaku bez toho, aby sa museli uchýliť k trénovacím dátam. Potom sú zhluky získané automatickým zoskupovaním pixelov priradené dekodérom určitým objektom.

Nevýhoda metódy:

* výsledky nie sú vždy objektívne (spoľahlivosť je len 60-80%);

* metóda nie je úplne nezávislá (často pomáha a dopĺňa interpreta).

№35 Rozlíšenie obrazu a priestorové rozlíšenie.

Na charakterizáciu detailov leteckých snímok bolo navrhnutých niekoľko kvantitatívnych ukazovateľov. Spomedzi dekodérov sa najviac využívajú dva ukazovatele: priestorové rozlíšenie a rozlíšenie, ktoré sa používa na hodnotenie fotografických materiálov.

Rozhodnutie.– možnosť oddelenej reprodukcie vrstvou malých tesne umiestnených detailov obrazu . Je určená fotografickým obrazom špeciálneho štandardného skúšobného objektu - svetov. Prerušovaný svet pozostáva z prvkov s rôznym počtom ťahov na lineárny milimeter. Ťahy svetov sú urobené absolútne biele a absolútne čierne, t.j. ich vizuálny kontrast Kv = 1. V súčasnosti sa ako merná jednotka akceptujú milimetre až mínus prvý stupeň (mm-1). Keď hovoria

že fotografický materiál má rozlíšenie 50 riadkov na milimeter (50 mm-1), to znamená, že dokáže samostatne reprodukovať 50 čiernych ťahov so šírkou 0,01 mm a 50 bielych ťahov na jeden bežný milimeter.

Rozhodnutie:

Letecké snímky (10-40 mm^-1)

Priestor (v 2-3r. vyššie)

Priestorové rozlíšenie je hodnota, ktorá charakterizuje veľkosť najmenších objektov rozlíšiteľných na obrázku.

№36 Porovnávacia interpretácia. Dešifrovanie viacčasových obrázkov. Terénna a kamerová interpretácia. Referenčné dekódovanie. Indikácia.

Porovnávacie dešifrovanie - je založená na použití spektrálnych obrazov objektov zobrazených na obrázku. Spektrálny obraz objektu na fotografickom obraze je určený vizuálne tónom jeho obrazu v sérii zónových čiernobielych obrazov. Na základe získaných údajov sa zostrojí krivka spektrálneho obrazu, ktorá odráža zmenu optickej hustoty obrazu na obrazoch v rôznych spektrálnych zónach. V tomto prípade sú hodnoty optickej hustoty výtlačkov vykreslené pozdĺž osi y D, smerom nahor po osi znížte tak, aby krivka spektrálneho obrazu zodpovedala krivke spektrálneho jasu. Porovnávacia schéma dešifrovania: určenie spektrálneho obrazu objektu zo snímok - porovnanie so známou spektrálnou odrazivosťou - identifikácia objektu.

Na každom zo zónových obrázkov sú určité súbory objektov oddelené tónom obrázku a tieto súbory sú na obrázkoch v rôznych zónach odlišné. Porovnanie zónových obrázkov vám v tomto prípade umožňuje oddeliť tieto súbory a zvýrazniť jednotlivé objekty. Takéto porovnanie možno realizovať kombináciou („odčítaním“) schém na dešifrovanie zónových obrazov, z ktorých každá identifikuje rôzne súbory objektov.

Dešifrovanie viacčasových obrázkov. Multičasové obrazy poskytujú kvalitatívnu štúdiu zmien v skúmaných objektoch a nepriamu interpretáciu objektov pomocou ich dynamických vlastností.

Výskum dynamiky. Na identifikáciu zmien vo viacčasových obrazoch je potrebné ich navzájom porovnávať, čo sa vykonáva striedavým (oddeleným) alebo súčasným (spoločným) pozorovaním. Z technického hľadiska sa vizuálne porovnanie obrázkov v rôznych časoch vykonáva najjednoduchšie ich pozorovaním jeden po druhom. Veľmi starý spôsob „blikania“ (metóda blikania) vám umožňuje jednoducho zistiť novoobjavený samostatný objekt rýchlym prezeraním dvoch obrázkov v rôznych časoch. Zo série záberov meniaceho sa objektu možno zostaviť ilustračný kinegram. Ak sa teda napríklad snímky Zeme získané za 0,5 hodiny z geostacionárnych satelitov v rovnakom uhle zhromaždia do súboru animácie, potom je možné na obrazovke opakovane reprodukovať denný vývoj oblačnosti.

Na identifikáciu malých zmien sa ukazuje, že je efektívnejšie nie sekvenčné, ale spoločné pozorovanie multitemporálnych obrazov, na ktoré sa používajú špeciálne techniky:

kombinácia obrazov (monokulárne (cez svetlo) a binokulárne (každý obraz sa pozerá jedným okom pomocou stereoskopu)); stereoskopické pozorovania (používajú sa pri štúdiu zmien v dôsledku pohybu, pohybu predmetov).

Dekódovanie pomocou dynamických funkcií. Vzory časových zmien geografických objektov, ktoré sa vyznačujú zmenou stavov v čase, môžu slúžiť ako ich dešifrovacie znaky, ktoré sa nazývajú dočasný obraz objektu. Napríklad termosnímky zhotovené v iný čas dní, umožňujú rozpoznať objekty, ktoré majú špecifické denné kolísanie teploty.

Terénna a kamerová interpretácia. o lúka Pri dešifrovaní sa identifikácia predmetov vykonáva priamo na zemi porovnaním vecného predmetu s jeho vyobrazením na fotografii. Dodatočná streľba sa vykonáva okom alebo inštrumentálnou metódou. Na to slúžia satelitné pozičné prijímače, ktoré umožňujú v teréne určiť súradnice objektov, ktoré na snímke chýbajú, s takmer akoukoľvek požadovanou presnosťou.

o kameral dekódovanie, ktoré je hlavným a najbežnejším typom dekódovania, je objekt rozpoznaný priamymi a nepriamymi dešifrovacími znakmi bez vstupu do poľa a priameho porovnávania obrazu s objektom. V praxi sa oba typy dešifrovania zvyčajne kombinujú.

Referenčné dekódovanie. Kamerová interpretácia je založená na použití dešifrovacie štandardy vytvorené v teréne na kľúčových plochách typických pre dané územie. Dešifrovacie štandardy sú teda obrázky charakteristických oblastí, na ktorých sú vytlačené výsledky dešifrovania typických predmetov, sprevádzané charakteristikou dešifrovacích znakov. Ďalej sa normy využívajú pri kamerovej interpretácii, ktorá sa vykonáva geografickou metódou interpolácia a extrapolácia t.j. šírením identifikovaných dešifrovacích znakov do oblastí medzi normami a ďalej.

o Orientačné dekódovanie nedefinovať samotný objekt, ktorý nemusí byť zobrazený na obrázku, ale jeho ukazovateľ, indikátor. Ako indikátor sa najčastejšie používa vegetačný kryt, ale aj topografia a hydrografia. Základom sú nepriame znaky krajina dešifrovacia metóda založená na mnohostranných väzbách medzi jednotlivými zložkami krajiny, medzi dešifrovaným objektom a celým prírodným komplexom.

Príklad: Vegetáciu možno použiť aj na posudzovanie pôd a pôd, masové objekty často slúžia ako indikátory pohybu vodných más v oceáne, povrchových vetrov a ľadu ľadovcov. (stopovky), kolektívne vizualizovať smer a charakter

pohyb. Ich úlohu môže zohrávať ľadová drvina, fytoplanktón, vzor trhlín alebo vrstvenie na povrchu horského ľadovca.

Pri orientačnom dešifrovaní tvoria tzv tabuľky ukazovateľov, kde pri každom type alebo stave indikátora je uvedený typ zobrazovaného objektu, ktorý mu zodpovedá.

№37 Funkcie sledovania obrázkov na obrazovke. Nástroje a pomôcky. Formulácia výsledkov dešifrovania.

Funkcie pozorovania obrázkov na obrazovke počítača. Charakteristiky obrazovky sú dôležité pre vnímanie obrazu: najlepšie výsledky interpretácie sa dosahujú na veľkých obrazovkách, ktoré reprodukujú maximálny počet farieb a majú vysokú obnovovaciu frekvenciu obrazu. Zväčšenie digitálneho obrazu na obrazovke počítača je takmer optimálne v tých prípadoch, keď jeden pixel obrazu zodpovedá jednému pixelu obrazovky.

Čas efektívnej práce pri dešifrovaní snímok obrazovky je kratší ako pri dešifrovaní vizuálnych odtlačkov. Je potrebné vziať do úvahy aj súčasné hygienické normy pre prácu na počítači, ktoré upravujú najmä minimálnu vzdialenosť očí dekodéra od obrazovky (najmenej 500 mm), dobu trvania nepretržitá práca, intenzita elektromagnetických polí, hluk a pod.

Nástroje a pomôcky. V procese vizuálnej interpretácie je často potrebné vykonať jednoduché merania a kvantitatívne odhady. Na tento účel sa používajú rôzne druhy pomocných nástrojov: palety, stupnice a tabuľky tónov, nomogramy atď. Na stereoskopické prezeranie obrázkov sa používajú stereoskopy rôznych prevedení. Najlepší nástroj pre kamerovú interpretáciu treba zvážiť stereoskop s dvojitým pozorovacím systémom. Prenos výsledkov interpretácie z jednotlivých obrázkov na spoločný kartografický podklad sa zvyčajne vykonáva pomocou malého špeciálneho opticko-mechanického zariadenia.

Formulácia výsledkov dešifrovania. Výsledky vizuálnej interpretácie sú najčastejšie prezentované v grafickej, textovej a menej často digitálnej podobe. Zvyčajne sa v dôsledku dešifrovacej práce získa snímka, v ktorej sú skúmané objekty graficky zvýraznené a označené konvenčnými znakmi. Pri práci na počítači je vhodné prezentovať výsledky vo forme výtlačkov tlačiarne. Na základe satelitných snímok, tzv dešifrovacie schémy, ktoré svojim obsahom predstavujú fragmenty tematických máp zostavených v mierke a priemete obrazu.

№38 Dva technologické schémy vizuálna interpretácia. Kroky dešifrovania.

Technológia a organizácia práce na interpretácii výrazne závisí od jej úloh, územia, mierky a typu snímok (fotografická alebo skenerová, termálna, radarová atď.), od použitia jednotlivých snímok alebo ich sérií (viaczónové, viac- časové). Existujú rôzne organizačné a technologické schémy na dešifrovanie, ale všetky zahŕňajú nasledujúce kroky:

2) identifikácia súboru dešifrovacích objektov (vypracovanie predbežnej legendy pre budúcu dešifrovaciu schému alebo mapu);

3) výber obrazov na interpretáciu, transformácia obrazov na zvýšenie ich expresivity, príprava nástrojov a pomôcok dešifrovanie. Treba mať na pamäti, že obrázky, ktoré sú optimálne na riešenie jedného problému, nemusia byť účinné pre iný;

4) aktuálna interpretácia leteckých snímok a posúdenie ich spoľahlivosti;

5) registrácia výsledkov dekódovania.

Ústredným bodom každej práce je skutočná interpretácia leteckých snímok. Tematický výklad možno vykonávať podľa dvoch základných logických schém. Prvá schéma poskytuje najprv rozpoznanie objektov a potom ich grafický výber; druhá schéma - po prvé, grafický výber v obraze oblastí s rovnakým typom obrazu a potom ich rozpoznanie. Obe schémy končia fázou interpretácie, vedeckej interpretácie výsledkov dešifrovania. Práca s obrázkami, najmä s vesmírnymi, je dekodérom široko priťahovaná doplnkový materiál, spravidla kartografický, ktorý slúži na objasnenie dešifrovacích znakov a vyhodnotenie výsledkov dešifrovania.

Prvá schéma sa ukazuje ako univerzálna na riešenie väčšiny problémov; získala široké uznanie v praxi vizuálnej interpretácie. Druhá schéma je veľmi efektívna pri dešifrovaní relatívne jednoduchých objektov pomocou prvkov jasu, ale má obmedzené použitie. Obe tieto schémy v počítačovej interpretácii sú implementované v klasifikačných technológiách s tréningom a bez neho.

č.39 Rozlúštenie znakov. Priame a nepriame (tvar, veľkosť, tón, farba, tieň). Kresba obrazu (textúra, štruktúra).

Na snímke z vesmíru sa objekty navzájom líšia v množstve dešifrovacích znakov. Identifikujte hlavné črty, ktoré sa zvyčajne delia na rovno (jednoduché a zložité) a nepriamy . Priamymi jednoduchými dešifrovacími znakmi sú tvar, veľkosť, tón (farba) obrazu a tieň a komplexným (komplexným) znakom, ktorý spája vyššie uvedené znaky, je obrazový vzor. Nepriame znaky sú založené na vzťahoch medzi predmetmi, na možnosti identifikácie predmetov, ktoré nie sú na obrázku viditeľné, inými predmetmi, ktoré sú dobre zobrazené. Nepriamymi znakmi sú aj poloha objektu, geografická blízkosť, stopy vplyvu objektu na životné prostredie.

Každý objekt má svoje charakteristiky, ktoré sa prejavujú v priamych a nepriamych dešifrovacích znakoch, ktoré vo všeobecnosti nie sú konštantné, ale závisia od ročného obdobia, času a spektrálnych rozsahov prieskumu, mierky obrazu atď. Začínajúci umelec pracuje viac s priamym dešifrovaním znakov; šikovné používanie nepriamych znakov je dôkazom vysokej kvalifikácie dekodéra.

o priamy dešifrovanie využíva priame znaky.

Formulár -účinný priamy znak vo vizuálnej interpretácii. Práve v tvare obrysu je obsiahnutá hlavná časť informácií o objekte. Antropogénne objekty majú geometricky správne, štandardná forma- poľnohospodárske polia sú odlíšené v obdĺžnikovom tvare.

Veľkosť - funkcia využívaná hlavne pri práci s veľkorozmernými obrázkami. Budovy rôzneho funkčného účelu sa vyznačujú veľkosťou. , oddeliť polia striedania obilnín a krmovín.

Tón obraz, určený jasom objektu a spektrálnou oblasťou streľby, pomáha oddeliť hlavné typy povrchu: sneh, otvorená zem, vegetácia.

Farba - informatívnejšia a spoľahlivejšia funkcia ako tón čiernobieleho obrázka. Vodné plochy, lesy, lúky, orané polia sú dobre farebne odlíšené. Pomocou obrázkov s účelovo skreslenými farbami oddeľte rôzne druhy vegetácie, skaly atď.

Tieň možno pripísať priamym aj nepriamym dešifrovacím znakom. Tieň na detailných snímkach odráža siluetu snímaného objektu a umožňuje odhadnúť jeho výšku. Keďže tieň má vždy relatívny kontrast, ktorý je oveľa väčší ako samotný objekt, často je to len padajúci tieň, ktorý umožňuje odhaliť objekty, ktoré sú pôdorysne malé, ale vysoké, ako sú napríklad továrenské komíny. V horských oblastiach je ťažké rozlúštiť hlboké tiene. Tiene výrazne ovplyvňujú kresbu obrazu.

kresba obrázka- stabilný komplexný dekódovací znak, ktorý poskytuje nezameniteľnú identifikáciu nielen takých objektov, ako sú poľnohospodárske polia, sídla, ale aj rôzne typy geosystémov. Každý prírodno-územný komplex sa vyznačuje určitým vzorom v obraze, ktorý odráža jeho morfologickú štruktúru. Na obrázku sú obrázky rozlíšené textúra - tvar vzorotvorných prvkov a štruktúra - priestorové usporiadanie prvkov textúry. Niekedy je vzor obrazu charakterizovaný kvantitatívnymi ukazovateľmi, ktoré slúžia ako základ pre morfometrickú interpretáciu.

č. 40 Charakteristika počítačových systémov na spracovanie obrazu ( Hardvér softvér, vykresľovanie obrazovky a tlač obrázkov).

Výkon, veľkosť video pamäte, softvér. Na softvérové ​​balíky pre počítačové spracovanie obrazu sú kladené tieto základné požiadavky: všestrannosť schopnosť vizualizácie programovateľnosť: integrácia: Používa sa aj softvér na všeobecné použitie: na vizualizáciu obrazu, jednoduché spracovanie a prípravu na tlač - programy na úpravu grafiky (Adobe Photoshop, Corel PHOTO- PAINT) , na vytváranie popisov a správ - textové editory (MS Word, Word Perfect), napr kvantitatívna analýza obrázky - programy na štatistické spracovanie údajov (MS Excel), na prezeranie a príjem obrázkov cez internet - sieťové programy (MS internet Explorer, Netscape

Hardvér. Medzi hlavné komponenty počítača patria: centrálna procesorová jednotka(CPU); RAM(OP), ktorý ukladá dáta a programy používané počítačom v tento moment práca; HDD na trvalé ukladanie údajov a programov; manažérov ovládače rôzne externé zariadenia pre vstup, výstup a prezentáciu informácií - diskové jednotky, monitor, tlačiareň, skener, zariadenia na čítanie a zápis magnetických pások, zariadenia na prehrávanie zvuku, digitálne fotoaparáty, PDA, globálne satelitné prijímače určovania polohy (GLONASS / GPS) atď. .

Pre spracovanie obrazu sú najdôležitejšie tieto vzájomne súvisiace parametre počítača:

výkon, miesto na disku a Náhodný vstup do pamäťe, množstvo video pamäte.

Vizualizácia obrazovky a tlač obrázkov na tlačiarni. Skúsenosti ukazujú, že pre pohodlnú vizuálnu interpretáciu obrazu na obrazovke je dôležité použiť obrazovku s uhlopriečkou aspoň 17 palcov (43 cm) s maticou obrazovky aspoň 1024 x 768 pixelov.

Keďže výsledky počítačového spracovania sú často prezentované na papieri, je dôležitý spôsob, akým sa vytlačia obrázky na tlačiarni. Na tento účel sa používa laser a prúdové lietadlo tuleň. Pri bežnejšej atramentovej technológii sa pomocou tlačovej hlavy tlačiarne vytvára obraz, z ktorého sa na papier striekajú mikroskopické kvapôčky viacfarebného atramentu.

Pri vytváraní výtlačkov na tlačiarni majte na pamäti, že farby výtlačku sa budú vždy líšiť od farebnej škály snímky obrazovky. Preto je potrebná vzájomná kalibrácia tlačiarne a obrazovky monitora, na ktorú existujú špeciálne počítačové programy. Ďalším dôležitým parametrom je rozlíšenie tlačiarne, tradične merané v dpi. Pre kvalitnú reprodukciu obrázkov je potrebné rozlíšenie aspoň 600 dpi.

softvér rozdelené na operačné systémy a aplikačné programy. Prvé zabezpečujú chod počítača ako celku a základné funkcie: prístup k súborom, spúšťanie aplikačných programov, riadenie poradia, v ktorom rôzne programy pristupujú k externým zariadeniam, ako je pevný disk a tlačiareň.

Na softvérové ​​balíky na počítačové spracovanie obrázkov sa kladú tieto základné požiadavky:

a) univerzálnosť;

b) možnosť vizualizácie;

c) programovateľnosť;

d) integrácia;

№ 41Trendy vo vývoji hardvéru, softvéru a informačnej podpory.

Osobné počítače sa rýchlo zlepšujú a rozširujú možnosti spracovania obrazu. Rýchlosť procesorov sa zvyšuje, ich počet rastie, množstvo disku a RAM rastie; cvičili distribuované spracovanie obrázkov na niekoľkých počítačoch pomocou lokálnych sietí a internetu; zväčšenie veľkosti obrazoviek a zlepšenie ich kvality; počítačové zariadenia sa rozširujú o použitie stereoobrazov a virtuálnych trojrozmerných modelov v procese dešifrovania. V budúcnosti je možné hlasové ovládanie programov namiesto manuálneho zadávania príkazov. Zvyšuje sa objem verejne dostupných referenčných digitálnych informácií, napríklad knižnice referenčných hodnôt spektrálnych charakteristík rôznych objektov na zemskom povrchu; objavujú sa nové digitálne topografické a tematické mapy pre rôzne regióny Zeme. Zdokonaľujú sa algoritmy spracovania údajov a vyvíjajú sa poloautomatické interaktívne expertné systémy na dešifrovanie obrázkov na základe znalostnej bázy – súboru rozhodovacích pravidiel a referenčnej databázy.

№ 42 Formáty ukladania digitálnych obrázkov. Kompresia – dekompresia informácií.

Formáty ukladania digitálnych obrázkov. Formát, v ktorom je súbor snímky uložený, je taký, ako je zapísaný na uloženie na pamäťové médium (pevný disk, disketa, CD-ROM).

Existovať veľká rozmanitosť rastrové grafické formáty na ukladanie rôznych obrázkov, ktoré sa používajú aj na momentky, ako sú TIFF, BMP (bezstratové), JPEG, GIF (stratové). Neexistuje jediný všeobecne akceptovaný formát na ukladanie leteckých snímok.

Väčšina softvérových balíkov na počítačové spracovanie obrazu poskytuje čítanie najbežnejších rastrových formátov a preklad z jedného formátu do druhého.

Digitálna kompresia obrazu(„zbalenie“, „kompresia“) je transformácia zameraná na zhutnenie informácií, zníženie ich objemu, vyjadrené v bitoch alebo bajtoch. Je to potrebné na šetrenie pamäte potrebnej na zaznamenávanie a ukladanie snímok pri ich prenose zo satelitov na Zem cez vesmírne komunikačné kanály s malou šírkou pásma, ako aj na kompresiu príliš detailných snímok, čo umožňuje ich rýchlejšie spracovanie v počítači alebo prenos. cez internet.

Kompresia je kombinovaná s dekompresia("rozbalenie") - obnovenie pôvodného obrázka. Kompresia môže byť vykonaná bez straty a so stratou informácií. Ak obrázok obsahuje jednofarebné objekty, ktoré sú zobrazené pixelmi s rovnakou hodnotou jasu, napríklad čisté vodné útvary, kompresia bez straty informácií sa vykoná nahradením opakovaných rovnaké hodnoty jas s jednou hodnotou udávajúcou počet takýchto pixelov. Skúsenosti ukazujú, že pri tomto type kompresie sa množstvo informácií na obrázkoch z letectva a kozmonautiky zníži v priemere o faktor dva, ale pri dekompresii je možné obrázok úplne obnoviť. Bezstratová kompresia sa zvyčajne vykonáva pomocou formátu TIFF, ktorý sa bežne používa na zaznamenávanie obrázkov. Pri stratovej kompresii sa spriemerujú hodnoty jasu pixelov rovnakého typu oblastí, ako sú lesné plantáže, ktoré sa líšia v rámci určitých limitov, a potom sa táto priemerná hodnota a počet pixelov zaznamenajú pre všetky pixely. V tomto prípade možno množstvo informácií na snímke z kozmického priestoru desaťnásobne znížiť, no detaily snímky sa už počas dekompresie neobnovujú. Toto komprimuje obrázok do formátu JPEG, ktorý sa používa na prezeranie obrázkov priestoru na internete.

№ 43Analýza moderných zdrojov leteckých informácií. Google Earth, SASPlanet.

Google profesionálny nástroj na spracovanie, analýzu a vizualizáciu geodát. Program kombinuje obrovské množstvo satelitných fotografií, ktoré tvoria kompletnú mapu Zeme. Prakticky celý povrch krajiny je pokrytý obrázkami získanými z DigitalGlobe, s rozlíšením 15 m na pixel. Na povrchu sú oddelené oblasti (zvyčajne pokrývajú hlavné mestá a niektoré veľké mestá väčšina krajín sveta) s podrobnejším rozlíšením. Napríklad Moskva bola natočená s rozlíšením 0,6 m/pixel a mnohé americké mestá s rozlíšením 0,15 m/pixel. Údaje o krajine majú rozlíšenie asi 100 m. SAS.Planet / SAS.Planet / SASPlanet je bezplatný program určený na prezeranie a sťahovanie satelitných snímok vysoké rozlíšenie a obyčajné karty? všetky mapy, ktoré si stiahnete, zostanú vo vašom počítači a budete si ich môcť prezerať aj bez internetového pripojenia. Okrem satelitných máp je možné pracovať s politickými, krajinnými, kombinovanými mapami, ale aj s mapou Mesiaca a Marsu. Načítanie máp sa vykonáva výberom určitej oblasti (prípadne neobdĺžnikovej) a pohybom po mape. Mapy sa často aktualizujú – program vám umožní stiahnuť si len tie najnovšie.