Miliaresis George Ch.

Τηλεπισκόπηση (6^o εξάμηνο)

Γιώργος Χαρ. Μηλιαρέσης , επιστροφή στην κεντρική σελίδα

Η βιβλιογραφική αναφορά των εργαστηριακών ασκήσεων είναι : Μηλιαρέσης Γ., 2005. Τηλεπισκόπηση στην Εφαρμοσμένη Γεωλογία, Εργαστηριακές Ασκήσεις. Παν/μιο Πατρών, Τμήμα Γεωλογίας, Ρίον, 105 σελ. { http://hydrogis.geology.upatras.gr/res_net/_REMOTE_SENSING.HTM }

Η θεωρία

βασίζεται

στο

βιβλίο ->

Πρόσθετη Βιβλιογραφία

Λογισμικό

Εντυπό Αξιολόγησης

Φωτοερμηνεία - Τηλεπισκόπηση των Εκδόσεων ΙΩΝ. Προσοχή, μόνο τα κεφάλαια 1, 3, 6, 8 , 9, 10 και 11 είναι στην ύλη [ λεπτομέρειες: Εισαγωγή-Περιεχόμενα]

ΚΥΚΛΟΙ ΑΣΚΗΣΕΩΝ: Στους 3 πρώτους η έμφαση δίνεται στην υλοποίηση-κατανόηση των τεχνικών και όχι στην ερμηνεία.

Α' κύκλος: εισαγωγή στις πολυφασματικές δορυφορικές εικόνες & στις φασματικές υπογραφές.

Β' κύκλος: ραδιομετρικές & γεωμετρικές διορθώσεις

Γ' κύκλος: επεξεργασία δορυφορικών εικόνων (ενισχύσεις, φίλτρα, λόγοι, ανάλυση κυρίων συνιστωσών, HSI, ταξινόμηση).

Δ' κύκλος: ειδικές εφαρμογές .

Ε' κύκλος: προγραμματισμός, MatLab, κέλυφος Delphi.

Εξέταση του εργαστηρίου: δίνω μια εκφώνηση από τις ασκήσεις που διδάχθηκαν στο εργαστήριο. Εξετάζω εάν μπορείτε να υλοποιήσετε μια από τις τεχνικές με βάση το γνωστό σενάριο της άσκησης.

Εξέταση του μαθήματος: βασίζεται σε ερωτήσεις θεωρίας (7 μονάδες) και ασκήσεις (3 μονάδες). Οι ερωτήσεις είναι γνωστές (αφού δίνονται στην αρχή κάθε κεφαλαίου. Οι γνώστες ασκήσεις (είναι λυμένες στο βιβλίο ή έχουν λυθεί στο μάθημα) βαθμολογούνται με 1.5 μονάδες. Υπάρχουν και άγνωστες ασκήσεις (συνεισφέρουν με +1.5 μονάδες).

Η ύλη είναι πεπερασμένη. Εάν σας δώσω μεγάλη ύλη τότε υπάρχει ο κίνδυνος να αποστηθίσετε χωρίς κρίση-κατανόηση. Από την άλλη πλευρά με τις ερωτήσεις επικεντρώνετε σε σημαντικά σημεία της θεωρίας & επιπλέον η απάντηση προϋποθέτει κριτική ανάπτυξη.

Δεν είναι δυνατόν να απαντήσετε αξιοπρεπώς εάν δεν έχετε ενεργό συμμετοχή στο εργαστήριο, και δεν σκεφτείτε/προβληματισθείτε στην θεωρία.

Εργαστη-ριακές

ασκήσεις

οι ασκήσεις με τον αστερίσκο *, διδάσκονται σε μεταπτυχιακά προγράμματα

η εκφώνηση είναι συνήθως 2 σελίδες (εξαιρέσεις: 28: 8 σ., 29:5 σ., 21: 4 σ., 8: 3 σ.)

απαντήσεις: σε 1 σελίδα, τυποποίηση Hellas Times μέγεθος 10, περιθώρια 2.5 cm, απόσταση γραμμών μονό διάστημα

ΘΕΜΑ:

aνάκτηση

βιβλιογραφίας

Εκφώνηση

Ερώτηση:

με τις προαιρετικές ασκήσεις τι κάνουμε;

Απάντηση:

Τις έχω γράψει για τα μεταπτυχιακά.

Οποιος θέλει να μάθει περισσότερα τις εκτελεί & με ρωτάει.

Δεν τις λαμβάνω υπόψη στην αξιολόγηση.

Κύκλος			Νο	Λογισμικό	Eκφώνηση	ερωτήσεις	Δεδομένα + βιβλιογραφία
Α	Βασικές έννοιες		-1-	IDRISI + hdf browse	Χαρακτηριστικά ψηφιακών εικόνων	Q01.pdf	Landsat	Πάτρα
			2^*		Τυποποίηση εικόνων ASTER	Q02.pdf	Aster ( VNIR, SWIR, TIR )	Αττική
			3^*		Φωτοερμηνευτικά χαρακτηριστικά	Q03.pdf	Panchromatic Landat-ETM	Καλαμάτα
			-4-		Φασματικές υπογραφές	Q04.pdf	Landsat + Γεωλογικός Χάρτης	Λακωνία
Β	Προ-επεξεργασία		-5-		Ραδιομετρικές διορθώσεις - A	Q05.pdf	Aster-VNIR (1, 2, 3) + Aster Radiometry	Μυτιλήνη
			-5-		Ραδιομετρικές διορθώσεις - A	Q05.pdf	Αεροδρόμιο: Ελευθέριος Βενιζέλος ->	AIRPORT.ZIP
			6^*	Imagine	Προσομοίωση-υπέρπτηση	Q06.pdf	Landsat + ΨΥΜΕ	Κεφαλονιά
			-7-	IDRISI	Γεωμετρική διόρθωση	Q07.pdf	Aster + Landsat + Τοπογραφικός	Σαλαμίς+Φράγμα
			8^*	Ortho- engine	Δορυφορικοί ορθοφωτοχάρτες	Q08.pdf	Aster-VNIR (2) + ΨΥΜΕ + Ορθοφώτο	Αττική& map + DEM
			9^*	Ortho- engine	Στερεο-συσχέτιση	Q09.pdf	Aster-VNIR (3N+3B)+ΨΥΜΕ+Ορθοφώτο	Αττική& map + DEM
Γ	ΕΠΕ Ξ Ε Ρ Γ Α ΣΙΑ	Πράξεις	-10-	IDRISI	Αντίθεση φωτεινότητας	Q10.pdf	Aster-SWIR (5)	Ελευσίνα
			-11-		Πράξεις καναλιών	Q11.pdf	Aster-VNIR (1)	Φίλτρα + Λόγοι
			-12-		Mετασχηματισμοί	Q12.pdf	Aster-VNIR (1, 2, 3)	Αίγινα
		Ταξινόμηση	13^*		Μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση	Q13.pdf	Landsat	Κρανίδι
			14^*		Αξιολόγηση περιοχών εκπαίδευσης	Q14.pdf	Aster-SWIR (5..10)	Πηνειός
			-15-		Επιβλεπόμενη ταξινόμηση	Q15.pdf	Landsat	Επίδαυρος
Δ	Ε Φ Α Ρ Μ Ο Γ Ε Σ	Φωτοερμηνεία	16^*		Λιθολογική χαρτογράφηση	Q16.pdf	Landsat+Γεωλογικός+Υδρολιθολογικός	Μυτιλήνη
			17^*		Τεχνικογεωλογική χαρτογράφηση	Q17.pdf	Landsat + Γεωλογικός + Γεωτεχνικός	Χίος
			-18-		Φωτογραμμώσεις	Q18.pdf	Landsat+ Σκιασμένο Ανάγλυφο	Κεφαλονιά
		Ειδικά θέματα	19^*		Κάλυψη γης (Corine III)	Q19.pdf	Landsat + Aster+ Corine	Κυλλήνη
			-20-		Ταξινόμηση με φασματικές υπογραφές	Q20.pdf	Aster-VNIR(1, 2, 3) + Aster spectral LIB	Εικόνα, Sig1, Sig2
			21^*	P C I	Θερμική χαρτογράφηση [ATCOR 2-3+ web]	Q21.pdf	ΤΜ-5, abstract , web, Radio-1, Radio-2	Ιόνιον (ΤΜ+DEM)
			-22-	IDRISI	Άρης: μορφοτεκτονική, κατολισθήσεις	Q22.pdf	Μ.Ο.L.Α.	Valles Marineris
			-23-	Imagine	Συγχώνευση δορυφορικών εικόνων	Q23.pdf	TM: (RGB+Panchromatic), DEM	Αμβρακικός Κόλπος
			-24-	IDRISI	Χωρική λήψη αποφάσεων: υδάτινοι πόροι	Q24.pdf	TM+κάλυψη γης+όρια νομού+υδρογραφικό	Νομός Λακωνίας
			25^*	Imagine	Εντοπισμός αλλαγών	Q25.pdf	TM κανάλι 1 + metadata + TM radiometry	Αμβρακικός Κόλπος
			-26-	Imagine	Ανάγλυφες εικόνες, Φαντασμο-γράφημα	Q26.pdf	Τα δεδομένα των ασκήσεων 6 ή 9	άσκηση 6 ή 9
E	Προγραμματισμός		27^*	MATLAB	Επεξεργασία εικόνας στο MATLAB	Q27.pdf	ΤΜ + MatLab	Κόλπος της Ελευσίνας
			28^*		Κατάτμηση & εύρεση συνδεδεμένων μερών	Q28.pdf	ΤΜ + MatLab + GeoLogic Shell	Αθήνα, κώδικας, στόχοι
			29^*		Μορφολογικές λειτουργίες (ορεινά αντικείμενα)	Q29.pdf	ΤΜ + MatLab	ορεινοί όγκοι
			30^*	DELPHI	Κέλυφος επεξεργασίας εικόνας	Q30.pdf	VNIR + Delphi + GeoLogic Shell	Ρίον, κώδικας
ΣΤ	Οι εκπαιδευτικές εκδρομές του μαθήματος (τυποποίηση avi, mpg)

Δορυφορικές Εικόνες

Επίπεδο διόρθωσης	Σαρωτής	Δεδομένα	Μετα- δεδομένα	Προ- επισκόπηση	Βιβλιο- γραφία
γεωαναφορά (ΕΓΣΑ 87) & ορθο-αναγωγή	MSS, 1977	MultiSpectral Scanner	MSS	Iόνιον	MSS & bands
	SRTM, 2001	SRTM DEM (90m )	SRTM	Ιόνιον	SRTM
	TM , 1989	Thematic Mapper (1..5 + 7)	TM + metadata	Iόνιον	Landsat Program
	TM , 1989	Thermal band (6)	TM + metadata	Iόνιον
	ETM, 2000	ETM (1..5+7)	ETM	Iόνιον
		Panchromatic ( 8 )
		Thermal (61+62)
τροχιακά - γεωγραφικές	ASTER, 2001	VNIR+Stereo+SWIR+TIR	111201	Αττική	ASTER
τροχιακά - γεωγραφικές		VNIR+Stereo+SWIR+TIR	012301	Ιθάκη
ΕΓΣΑ, ραδιομετρικές		ASTER DEM	012301	Λευκάδα
ΕΓΣΑ, ραδιομετρικές		VNIR , SWIR , TIR, [ hdf ]	092201	Κεφαλονιά

Πλεγματικοί X ά ρ τ ε ς & Ορθοφωτοχάρτες. Είναι διαθέσιμοι (http://www.axiosvios.gr/static/faq.htm, στην Πύλη Βιώσιμης Ανάπτυξης http://www.axiosvios.gr/ του Υπ. Ανάπτυξης & καλύπτουν όλη την Ελλάδα. Τα δεδομένα καλύψεων γης είναι διαθέσιμα από CORINE-EPA {©EEA, Copenhagen, 2000} http://dataservice.eea.eu.int/dataservice/. To ΨΥΜΕ προέκυψε από διόρθωση του SRTM {ftp://e0dps01u.ecs.nasa.gov/srtm/}. Έδωσα γεωαναφορά, άλλαξα την τυποποίηση.

Α/Α	Χάρτες της Πελοποννήσου	Υπόμνημα	Προεπισκόπηση
-1-	Γεωλογικός ^2* 30m, 1:500.000	GEOLOGIKOS.jpg^1*	Geologic.jpg
-2-	Γεωτεχνικός^2* 30m, 1:500.000	GEOTEXNIKOS.jpg^1*	Geotehnic.jpg
-3-	Υδρολιθολογικός^2* 30m, 1:1.000.000	YDROLITHO.jpg^1*	Hydro.jpg
-4-	Σεισμοτεκτονικός^2^3 30m,1:500.000	SEISMOTEKTONIKOS.jpg^1*	Seismo.jpg
-5-	Κάλυψη γης⁶^* 100m, 1:100.000	Σύστημα Γεω-ταξινόμησης.xls	Cluter.jpg
-6-	Ορθοφωτοχάρτης^2* 30m, 1:150.000	NASA:από N-34-35-1990[doc]	Ortho.jpg
-7-	Ορθοφωτοχάρτης ^2* ^5*16m,1:75.000	NASA:από N-34-35-2000[doc]	Ortho2.jpg
-8-	Τοπογραφικός ^2^4 30m, 1:150.000	ειναι πρακτικά άχρηστος γιατί... .^4*	Topo.jpg
-9-	Ψ.Υ.Μ.Ε. 150m, 1:400.000	μόνο για οπτικοποίηση χαρτών !	Dem.jpg
-10-	Ακτογραμμή 1:100.000, shape file	ακτογραμμή & όρια νομών	Nomoi.jpg
-11-	Γεωλογικές Ενότητες	από το υπόμνημα του γεωλογικού	Zones.jpg
Πλεγματικοί χάρτες σε τυποποίηση GeoTiff + LZW συμπίεση, σε ΕΓΣΑ, με διάσταση συνήθως 30 μ. Σχεδόν όλα τα αρχεία καλύπτουν την περιοχή με συντεταγμένες 242,594 - 465,182 και 4,025,420 - 4,246,578 με συνήθως 7373 γραμμές & 7421στήλες

Στο μάθημα Συστήματα Γεωγραφικών Πληροφοριών θα μελετήσουμε διανυσματικούς χάρτες ενώ σε αυτό πλεγματικούς Χάρτες-Ορθοφωτοχάρτες και Δορυφορικές Εικόνες. Μια πρώτη εποπτική εικόνα των δεδομένων δίνεται στις Υπερ-πτήσεις.

Διευκρινήσεις για τους Χάρτες-Ορθο-φωτοχάρτες ->

Γιατί υπάρχουν "παγίδες" που μεταβάλλουν την ποιότητα των δεδομένων ;

Δικαιώματα copyright, αφού τα δεδομένα πολλές φορές έχουν τιμή πώλησης και τα διαθέτουν συγκεκριμένοι οργανισμοί.

Απαίτηση ενημέρωσης για προβλήματα-λάθη. Παράδειγμα εάν υποβάλλεις αίτηση στην Ευρωπαϊκή Ένωση σου επιτρέπουν να χρησιμοποιήσεις δεδομένα (πχ Corine), απαγορεύουν όμως να τα επαναδιαθέτεις ο ίδιος (ακόμη και εάν κάνεις διορθώσεις). Η λογική τους μου φαίνεται ότι είναι, ¨τα χρησιμοποιείς και εάν έχεις προβλήματα ή διορθώσεις τότε μας ενημερώνεις και η ΕΕ ενημερώνει την γεωγραφική βάση δεδομένων έτσι ώστε στην επόμενη έκδοση να είναι πιο σωστή".

Σε άλλες πάλι περιπτώσεις (US Geological Survey), εάν έχεις προμηθευτείς νόμιμα μια δορυφορική εικόνα και έχεις δημιουργήσει παράγωγα προϊόντα τότε μπορείς να τα διαθέτεις όπως θέλεις. Παράδειγμα, μια εταιρεία, η Silcon Graphic όταν είχε τεθεί σε επιχειρησιακή λειτουργία ο Landsat-ETM αγόρασε δεδομένα Landsat-ETM (μεταξύ αυτών και 4 εικόνες της Ελλάδος) και τις διέθετε δωρεάν από το διαδίκτυο. Ένας άλλος οργανισμός (geo-community) "κατέβασε" αυτές τις εικόνες και στις γράφει σε CD και τις στέλνει ταχυδρομικά με παραγγελίες από το διαδίκτυο GR-Landsat με κόστος 15 $ με 28 $ (όταν η αγορά των πρωτογενών δεδομένων κοστίζει 500 $). Στον ίδιο διαδικτυακό τόπο (GR- Data List) διαθέτουν διανυσματικά δεδομένα της Ελλάδος σε κλίμακα 1:1.000.000.

Με τα δεδομένα που βρίσκω στο διαδίκτυο, τι γίνεται; Είναι σύνθετο πρόβλημα αφού πολλοί χαρτογραφικοί οργανισμοί βάζουν πρωτογενή δεδομένα σε διαδικτυακούς τόπους για λόγους εκπαίδευσης. Παράδειγμα η US Geological Survey (http://www.usgs.gov/) --> Data Pool και http://gisdata.usgs.gov/. H ίδια εταιρεία ή καλύτερα οργανισμός (δημοσίου δικαίου) διαθέτει όλους τους τοπογραφικούς χάρτες των ΗΠΑ (ακόμη και σε κλίμακα 1:50.000) δωρεάν από το διαδίκτυο. Επιπλέον διαθέτει και ΨΥΜΕ ( Finding Dems, GTOPO30, Globe ακόμη και με διάσταση 10 μέτρων ή ακόμη μικρότερη LIDAR) & δορυφορικά δεδομένα καλύψεων γης ( Hydro database, US GIS Data) δωρεάν (παράδειγμα στην δ/νση http://seamless.usgs.gov/). Σήμερα απελευθερώνονται συνεχώς δεδομένα για άλλους πλανήτες τα οποία ακόμη δεν τα έχει αξιολογήσει κανείς (Planetary Data System).

1*--> To αρχείο (jpg) που αντιστοιχεί στο υπόμνημα, καλύτερα να μεταφερθεί στον Η/Υ σας και να το δείτε με ένα γραφικό πακέτο όπως το IView , PSP, Photoshop, κ.α. Εάν το δείτε με τον Internet Explorer θα φανεί σε σμίκρυνση και δεν θα μπορέσετε να το εκτυπώσετε κατά τμήματα.

2*--> Επειδή τα αρχεία ήταν τεράστια σε μέγεθος τα μετέτρεψα τελικά σε ECW τυποποίηση. Πως θα τα δείτε ; και πως θα τα μετατρέψετε εκ νέου σε GeoTiff ; Είναι απλό εάν χρησιμοποιηθεί ο ErMapper Viewer-7-0.exe { http://www.ermapper.com/downloads } , όμως προσοχή, γιατί ένα αρχείο ECW μεγέθους 5-6 MB αντιστοιχεί σε αρχείο μεγέθους 150-200 MB σε GeoTiff+LZW compression ! ΠΡΟΣΟΧΗ: η συμπίεση αλλάζει ελαφρά τα χρώματα (τιμές φωτεινότητας) και μειώνει την αντίθεση φωτεινότητας.

3* Παγίδα--> Οι ψηφιακές εικόνες που αντιστοιχούν στους χάρτες είναι true color (RGB και οχι index RGB) ! Για να γίνει κατανοητό τι σημαίνει αυτό, άλλαξα στον σεισμοτεκτονικό χάρτη την χρωματική αντιστοιχία από RGB σε BGR. Ετσι ο αντίστοιχος χάρτης θα φανεί στον ErMapper Viewer με άλλα χρώματα από αυτά του υπομνήματος και του αντίστοιχου preview image. Εναλλαγή BGR-->RGB; το θέτω σαν άσκηση !

4* Παγίδα--> Ο τοπογραφικός χάρτης πρακτικά είναι άχρηστος γιατί εάν γίνει μεγέθυνση (zoom) [για παράδειγμα στον Ισθμό της Κορίνθου] δεν βλέπετε τοπωνύμια αλλά ούτε είναι δυνατή η διάκριση ισοϋψών καμπυλών καθώς και του υψομέτρου που τους αντιστοιχεί. Η αιτία είναι η πυκνότητα σάρωσης. Δηλαδή αντί να έχω πυκνότητα 100-118 pixels/cm (250-300 dpi) ο χάρτης σαρώθηκε στα 18 pixels/cm (45 dpi). Αντίθετα οι γεωλογικοί χάρτες του Υπουργείου Ανάπτυξης είχαν σαρωθεί σε πολύ μεγαλύτερη από την απαιτούμενη πυκνότητα σάρωσης, σε σημείο που αναγκάστηκα στους γεωμετρικά διορθωμένους χάρτες να μειώσω την πυκνότητα στα 165 pixels/cm (425 dpi).

5*--> Η αρχική χωρική διακριτική ικανότητα ήταν 15 m. Τελικά την μείωσα στα 16.78 m για να προκύψει αρχείο GeoTiff+LZW με μέγεθος <500 MB. Υπάρχει περιορισμός στο μέγεθος αρχείου {<500 MB} από το ECW JPEG Compressor v7.0 RC2 , http://www.ermapper.com/downloads/.

6* Παγίδα--> Προσοχή επέλεξα μεγάλο συντελεστή συμπίεσης (επίτηδες) με αποτέλεσμα οι ψηφιακές τιμές να μεταβληθούν. Αυτό έχει σαν συνέπεια ακόμη και με αλλαγή της φωτεινότητας κατά μια μονάδα να μεταβάλλεται η κατηγοριοποίηση της κάλυψης γης (σύμφωνα με το σύστημα γεωταξινόμησης). Τι θα κάνετε; επίσκεψη στην δ/νση http://dataservice.eea.eu.int/dataservice/ και απευθείας πρόσβαση στα δεδομένα Corine της Ευρωπαϊκής Ένωσης.