Φωτογραμμετρία II Δορυφορικές απεικονίσεις. Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π.

Φωτογραμμετρία II Δορυφορικές απεικονίσεις Ανδρέας Γεωργόπουλος Καθηγητής Ε.Μ.Π. drag@entral.ntua.gr

Άδεια χρήσης Το παρόν υλικό υπόκειται σε άδειες χρήσης Creative Commons και δημιουργήθηκε στο πλαίσιο των Ανοιχτών Ακαδημαϊκών Μαθημάτων από την Μονάδα Υλοποίησης του ΕΜΠ. Για το υλικό που υπόκειται σε άδεια χρήσης άλλου τύπου, αυτή πρέπει να αναφέρεται ρητώς.

Satellites ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΕΣ Satellite, Spae Shuttle, Spae Station ΑΠΕΙΚΟΝΙΣΕΙΣ Εικόνα εξωφύλλου. Δορυφορικές απεικονίσεις 3

Δυνατότητες(1/) Αεροφωτογραφίες Εύκολα διαθέσιμες Σχετικά οικονομικές Εύκολη ερμηνεία Μικρή εδαφική κάλυψη Μπορεί να διορθωθούν γεωμετρικά Δορυφορικές απεικονίσεις Μεγάλη εδαφική κάλυψη Εύρος φασματικής κάλυψης Ψηφιακή καταγραφή Οικονομικές για πολύ μεγάλες περιοχές Γεωμετρικά ακριβείς 4

Δυνατότητες(/) Εικόνα 1. Earth at Night, November 000 5

Δορυφορικές Απεικονίσεις(1/3) Πλεονεκτήματα Μεγάλο ύψος πτήσης, μικρή εκτροπή λόγω αναγλύφου Σταθερή τροχιά μικρές παραμορφώσεις λόγω κλίσεων Φασματικό εύρος (από ραντάρ έως υπέρυθρα) Οικονομικές για πολύ μεγάλες περιοχές μελέτης (ανά μονάδα εμβαδού) Ψηφιακές απεικονίσεις (επεξεργάσιμες, GIS κ.τ.λ.) 6

Δορυφορικές Απεικονίσεις(/3) Μειονεκτήματα Περιορισμένη ευελιξία στις λήψεις Σταθερό πρόγραμμα πτήσεων Ακριβές για μικρές περιοχές μελέτης Περιορισμένη ανάλυση, παρά τα 0.46m σήμερα!! 7

ΚαταγραφόμενηΠληροφορία Οριζοντιογραφικός(X,Y) εντοπισμός και διαστάσεις Υψομετρικός(Z) εντοπισμός Χρώμα(φασματική ακτινοβολία) Θερμοκρασία επιφάνειας Υφή Τραχύτητα επιφάνειας Ποσοστό υγρασίας Βλάστηση Τηλεπισκοπικοί Δορυφόροι Χαρτογραφικοί Δορυφόροι 8

μεγάλος αριθμός δορυφορικών δεκτών θα εξεταστούν όσοι προσφέρονται για χαρτογράφηση, ανάλογα με την ανάλυσητων δεκτών τους χωρικήκαι ραδιομετρική Εικόνα. Spae debris 9

Χωρική Ανάλυση(1/) Ανάλυση(μέγεθος pixel στο έδαφος) ~0.5m -10km Χαμηλή ανάλυση 1km - 10km Μέση Ανάλυση 100m -1km Υψηλή ανάλυση10-100 m Πολύ υψηλή ανάλυση0.5-10 m Εικόνα 3α. Impat of resolution Εικόνα 3β. Impat of resolution 10

Χωρική Ανάλυση(/) Ανάλυση(μέγεθος pixel στο έδαφος) ~0.5m -10km Χαμηλή ανάλυση 1km - 10km Μέση Ανάλυση 100m -1km Υψηλή ανάλυση10-100 m Πολύ υψηλή ανάλυση0.5-10 m 0.5 m 1 m m 5 m 10 m Εικόνα 3γ. Impat of resolution 11

Δορυφορικές τροχιές Γεωστατική τροχιά: ο δορυφόρος κάνει μια περιστροφή της γης κάθε3 h και56 minμε στόχο να παραμένει σε σταθερή θέση ως προς την γήινη επιφάνεια Ηλιοσύγχρονητροχιά: Το τροχιακό επίπεδο περιστρέφεται γύρω από τη γη με τον ίδιο ρυθμό που ο ήλιος κινείται κατά μήκος της γήινης επιφάνειας και έτσι ο δορυφόρος έχει θέση σύγχρονη με τη θέση της γης ως προς τον ήλιο 1

Γεωστατική τροχιά Εικόνα 4. Δορυφόρος σε γεωστατική τροχιά 13

Ηλιοσύγχρονητροχιά Εικόνα 5. Δορυφόρος σε ηλιοσύγχρονη τροχιά 14

Χαρτογραφικοί / Τηλεπισκοπικοί Δορυφόροικ.ά. Εικόνα 6. Δορυφορικά συστήματα τηλεπισκόπησης

Δέκτες τύπου PushBroom Είδη δεκτών(1/4) Η εικόνα (sene) δημιουργείται με κίνηση του αισθητήρα κατά μήκος της τροχιάς του δορυφόρου και έχει πλάτος ίσο με το πλάτος του γραμμικού σαρωτή (δεν υπάρχει κάτοπτρο). π.χ. SPOT, IKONOS, IRS Εικόνα 7. Δέκτης τύπου PushBrook 16

Είδη δεκτών(/4) (pushbroom) Κάθε λωρίδα σάρωσης (framelet) αποτελείται από μία σειρά εικονοστοιχείων (πλάτος λωρίδας ίσο με 1 pixel) Λωρίδες σάρωσης -Framelet Δημιουργία μιας δορυφορικής σκηνής Εικόνα 8. Δέκτες τύπου PushBroom 17

Είδη δεκτών(3/4) Πανοραμικοί Δέκτες Αντίθετα με τον προηγούμενο τύπο, εδώ η εικόνα (sene) δημιουργείται με σάρωση σε διεύθυνση κάθετη της τροχιάς Λόγω της κίνησης του δορυφόρου απαιτείται FMC για διόρθωση του φαινομένου «κίνησης» της εικόνας Εικόνα 9. Πανοραμικός δέκτης 18

Δέκτες τύπου Whiskbroom Είδη δεκτών(4/4) Η εικόνα δημιουργείται από έναφωτοευαίσθητο στοιχείο. Το frameletείναι συνήθως πολύ μικρού μήκους και σαρώνεται με πολύ μεγάλη ταχύτητα, κατά διεύθυνση κάθετη προς την διεύθυνση κίνησης του δορυφόρου. Παραδείγματα τέτοιων αισθητήρων: MSS, TM LANDSAT Εικόνα 10. Δέκτης τύπου Whiskblroom 19

Ψηφιοποίηση Πληροφορίας Η ΗΜ ακτινοβολία είναι σήμα συνεχές (αναλογικό) Αυτό μετατρέπεται σε διακριτό μέσω της ψηφιοποίησης του ηλ. ρεύματος που παράγεται από την ΗΜΑ σε κάθε φωτοευαίσθητο στοιχείο (sel pixel) 'bit'...(8bit= 1Byte) n 0-1 (1 bit), 0-55 (8 bits), 0-103 (10 bits), 0-4095 (1 bit) Δυναμικό εύρος ψηφιοποίησης -άνω και κάτω καταγραφόμενο όριο του φάσματος Παγχρωματική καταγραφή (pan) με μεγάλη ανάλυση (ορατό B&W) Πολυφασματική(R-G-B, NIR, κ.ά) Συνδυασμός των καταγραφών (pansharpening) 0

Pansharpening(1/3) Η διαδικασία pansharpening(παγχρωματική όξυνση) είναι μια διαδικασία συγχώνευσης εικόνων, συνήθως σε επίπεδο εικονοψηφίδας (pixel), για να επιτευχθεί η αύξηση της χωρικής ανάλυσης πολυφασματικώνεικόνων αφενός με την εκμετάλλευση της χωρικής πληροφορίας από την υψηλής ανάλυσης παγχρωματική εικόνα και αφετέρου με ταυτόχρονη διατήρηση της ραδιομετρικής ανάλυσης της πολυφασματικής καταγραφής 1

Pansharpening(/3) Χωρική Ραδιομετρική ανάλυση Παγχρωματικοί δέκτες (ορατό φάσμα μονόχρωμη καταγραφή) Πολυφασματικοί/ υπερφασματικοί δέκτες Το εύρος ευαισθησίας διαφοροποιεί την αναγκαία ποσότητα φωτός Διαφοροποίηση μεγέθους pixel Διαφοροποίηση χωρικής ανάλυσης

Pansharpening(3/3) Εικόνα 11. Διαδικασία Pansharpening 3

Κυριότεροι δορυφόροι Εικόνα 1. GeoEye-1 Εικόνα 13. IKONOS Εικόνα 14. Quikbird Εικόνα 15. WorldView 4

Δορυφορικά ΣυστήματαΥψηλής Ανάλυσης GeoEye-1 (Sep 008) 0.41m Pan 1.65m MS 15. x 15. km Worldview-1(Sep 007) 0.5m Pan 17.6x17.6 km QuikBirdII(001) 0.61m Pan -.44m MS 16.5 x 16.5 km CartoSat (Jan 007) Καλύτερη από 1mPan 9.6 x 9.6km EROS-B(Apr 006) 0.7m Pan 7 x 7 km IKONOS(1999) 1m Pan -4m MS 11 x 11 km KOMPSAT-(Jul 006) 1m Pan 4m MS 15 x 15 km FORMOSAT(004) m Pan 8m MS 4 x 4 km ROCSat(004) mpan 4 MS 4x 4 km IRS-P5Cartosat1(005).5m Pan 30x 30 km SPOT-5(00) 5m (.5m) Pan 10 & 0m MS 60 x 60 km RESOURCESAT-I(003) 5m Pan 5 & 3m MS Stereo (5 ημ. διαφορά) IRS-1C(00) 5.8m Pan -3m MS 70 x 70 km Pan 140 x 140 km MS ASTER(1999) 15m 60 x 60 km LANDSAT 7(1999) 15m Pan -30m MS Mono 170 x 183 km 5

Δέκτες μέσης ανάλυσης LANDSAT Themati Mapper(TM, ETM) 7 φασματικές μπάντες 15 m παγχρωματική - 30 m πολυφασματική ανάλυση Συχνότητα 16 ημέρες(δεδομένα από το 1984) IRS Indian Remote Sensing Satellite IRS-1C - Indian ResourseSat(818km) 7 φασματικές μπάντες 5.8 m παγχρωματική - 3 m πολυφασματική ανάλυση Συχνότητα 5 ημέρες (από το 1995 μέχρι σήμερα) ASTER Advaned SpaebourneThermal Emission and Refletion Radiometer 15m(VNIR) 30m (SWIR) 90m (TIR) Συχνότητα 16 ημέρες SPOT Systeme Pour l Observation de la Terre 5 φασματικές μπάντες 5-10 m ανάλυση Συχνότητα 1-3 ημέρες 6

Landsat Themati Mapper LANDSAT Τυπικά διαχωρίζονται αντικείμενα με απόσταση 5m Εικόνα 16. Δέκτης Landsat Themati Mapper 7

SPOT Περισσότερη πληροφορία από τονlandsat, αλλά μικρότερη περιοχή απεικόνισης SPOT (1/) Εικόνα 17. Δέκτης SPOT 8

SPOT (/) Εικόνα 18. Διαχρονική ανάλυση περιοχής σεισμού 9

Δέκτες Υψηλής Ανάλυσης Δέκτης Εταιρεία Εκτόξευση Εικόνα Εδαφοψηφίδα στο Ναδίρ (m) Ύψος πτήσης(km) Quikbird Digital Globe 001 Pan/4ms 0.61/.44 450 Ikonos GeoEye 1999 Pan/4ms 0.8/3.8 680 WorldView 1 WorldView Digital Globe 007 009 Pan Pan/8ms 0.5 0.5/1.8 GeoEye GeoEye 008 Pan/4ms 0.41/1.65 684 OrbView 3 OrbImage 003 Pan/4ms 1.0/4.0 470 Spot 5 SpotImage 00 Pan/4ms 5(.5)/10 830 Cartosat-1 NASDA, Japan 004 Pan.5 617 496 770 Cartosat- NASDA, Japan 004/5 Pan 1 630 30

IKONOS (1/4) Ο πρώτος δορυφόρος με δυνατότητα παγχρωματικής καταγραφής με ανάλυση 0.8 m και πολυφασματικής καταγραφής με ανάλυση 3.8 m Οι παγχρωματικές και πολυφασματικέςαπεικονίσεις μπορεί να συγχωνευτούν για να παραγάγουν έγχρωμη εικόνα με ανάλυση 0.8 m (pan-sharpened) Συχνότητα 1-3 ημέρες και ύψος πτήσης 681 km Εικόνα 19. Δορυφόρος IKONOS 31

IKONOS (/4) IKONOS (1999) 680 km 1 m παγχρωματικές 4 m ορατό έγχρωμο / υπέρυθρο Εύρος σάρωσης 13 km Κατευθυνόμενος δέκτης Εικόνα 0α. Εικόνες IKONOS (1999) 3

IKONOS (3/4) Εικόνα 0β. Εικόνες IKONOS(1999) 33

IKONOS (4/4) Εικόνα 0γ. Εικόνες IKONOS(1999) 34

Προϊόντα IKONOS Προϊόντα IKONOS Ορθοαναγωγή Οριζοντιογραφική ακρίβεια (m) Τιμή για κάθε Km Geo Όχι 5 0$ Referene Ναι 11,8 80$ Map Ναι 5,7 Pro Ναι 4,8 100-150$ Preision Ναι 1,9 140-00$ Preision Ναι 1 35

QuikBird Quikbird(000) 61 m παγχρωματική.44 m πολυφασματική Διάσταση εικόνας16.5 km Ύψος πτήσης 460 km Συχνότητα 1-3 ημέρες Εικόνα 1. Εικόνα QuihBird(000) 36

QuikBird pansharpened Εικόνα. Pansharpening on QuikBird Image 37

Δυνατότητα Απόκτησης Στερεοζεύγους Κατά την διεύθυνση της τροχιάς (along trak) (1/) Λήψη στερεοζεύγουςμε προγραμματισμό της κατεύθυνσης των τηλεσκοπίων Εικόνα 3. Σχηματοποίηση της along trak λήψης στερεοζεύγους 38

Δυνατότητα Απόκτησης Στερεοζεύγους (/) Από διαδοχικές τροχιές (aross trak) Σχηματική παράσταση λήψης στερεοζεύγους από SPOT Εικόνα 4. Σχηματοποίηση της aross trak λήψης στερεοζεύγους 39

ASTER -Στερεοσκοπικό ζεύγος Εικόνα 5. Λήψη στερεοζεύγουςαπό ASTER (σχηματοποίηση της γεωμετρίας) 40

Δορυφορικά Δεδομένα Υψηλής Ανάλυσης (1/3) Βασικά Χαρακτηριστικά Δέκτης (1) QuikBird () EROS-B (3) Orbview (4) IKONOS (5) SPOT-5 Εκτόξευση Οκτ. 001 Δεκ. 006 Απρ. 003 Σεπτ. 1999 Μάρτ. 00 Ανάλυση Παγχρωματικό Πολυφασματικό 0.6m-0.7m.4m-.9m 0.7 m -- 1 m 4 m 0.8m-1m 3.m-4m 5.0m (.5) 10m Στερεοκάλυψη ΝΑΙ along-trak & ΝΑΙ ΝΑΙ ΝΑΙ along-trak ΝΑΙ along-trak aross-trak Αισθητήρες Γραμμικός Γραμμικός Επιφανειακός Γραμμικοί 41

Δορυφορικά Δεδομένα Υψηλής Ανάλυσης (/3) Παράμετροι Τροχιάς Δέκτης (1) QuikBird () EROS-B (3) Orbview (4) IKONOS (5) SPOT-5 Ύψος τροχιάς 450 km 500 km 470 km 681 km 8 km Ταχύτητα 7.1 km/se 7.6 km/se 7.5 km/se 7.1 km/se 7.4 km/se Περίοδος τροχιάς 93.5 min 93 min 90 min 98 min 101 min Τύπος τροχιάς Ηλιοσύγχρονη Ηλιοσύγχρονη Πολική Ηλιοσύγχρονη Σχεδόν πολική Ηλιοσύγχρ. Κυκλική Πλάτος σάρωσης 16.5x16.5 7 x 7 8 x 8 11 x 11 60 x 60 km km km km km 4

Δορυφορικά Δεδομένα Υψηλής Ανάλυσης (3/3) Προϊόντα & Εφαρμογές Δέκτης (1) QuikBird () EROS-B (3) Orbview (4) IKONOS (5) SPOT-5 Προϊόντα Εικόνες Ορθοφωτο Στερεομοντέλα Εικόνες Στερεομοντέλα Εικόνες Ορθοφωτο Εικόνες Ορθοφωτο Στερεομοντέλα DEM Εικόνες Στερεομοντέλα Κύρια πεδία εφαρμογώ ν Χαρτογ/ση Μεταφορές Δασικά Περιβάλλον Τοπ. Αυτοδ. Εθνική Ασφάλεια Υποδομές Φυσικά διαθέσιμα Χαρτ/ση Εθνική Ασφάλεια Φυσικά διαθέσιμα Μεταφορές Περιβάλλον Σχεδιασμός Εκτ. Ανάγκη Εθν. Ασφάλ. Χαρτ/ση Αστική & Περιφερειακή Φυσικά διαθέσιμα Χαρτ/ση Εθν. Ασφ. Τηλεπικ. Αστική Ανάπτυξη Δασικά 43

Τεχνικά χαρακτηριστικά Δορυφορικών Εικόνων Τεχνικά Χαρακτηριστικά Δορυφόρου: Ύψος πτήσης Κλίση τροχιάς Ταχύτητα Χρόνος περάσματος από τον ισημερινό Χρόνος τροχιάς Τύπος τροχιάς (σχεδόν πολική, ηλιοσύγχρονη) Τεχνικά χαρακτηριστικά Δέκτη: Αισθητήρες(παγχρωματικοί, πολυφασματικοί γραμμικοί, επιφανειακοί) Ανάλυση Φασματική ευαισθησία Πλάτος καταγραφής Συχνότητα καταγραφής Δυναμικό εύρος (11, 16 bit) Μέγεθος εδαφοψηφίδας(gsd) Format εικόνας (Tiff, Geotiff, κτλ.) Ποικιλία προϊόντων 44

Γεωμετρία Δορυφορικών Εικόνων Ταχύτητα δορυφόρου Μεγάλος χρόνος λήψης Μεταβολή στοιχείων εξωτερικού προσανατολισμού στην εικόνα Δυναμικό μοντέλο περιγραφής της δορυφορικής λήψης Παράγοντες καθορισμού της γεωμετρίας του συστήματος Είδος δέκτη: Γραμμικός, Επιφανειακός Τρόπος δημιουργίας εικόνας Γεωμετρικό μοντέλο δέκτη 45

Γεωμετρικό μοντέλο για τον προσανατολισμό των δορυφορικών εικόνων υψηλής ανάλυσης Η σύνδεση των εικονοσυντεταγμένων με τις γεωδαιτικές συν/νες ή αλλιώς η γεωαναφορά των δορυφορικών εικόνων ή αλλιώς ο προσανατολισμός των εικόνων, μπορεί να γίνει με εφαρμογή: Προσεγγιστικού μαθηματικού μοντέλου (Non-Rigorous model) Ο μετασχηματισμός ανάμεσα στο χώρο της εικόνας και στο χώρο του αντικειμένου εκφράζεται με γενικευμένες σχέσεις χωρίς να μοντελοποιείται η φυσική διαδικασία απεικόνισης Αυστηρού μαθηματικού μοντέλου δέκτη (Rigorous model) Πολύπλοκο μαθηματικό μοντέλο Διαφορετική γεωμετρία κάθε δέκτη Υπάρχουν δέκτες με άγνωστη γεωμετρία (π.χ. IKONOS) 46

Προσεγγιστικά Μοντέλα (1/) Άμεσος Γραμμικός Μετασχηματισμός (DLT ή SDLT) 11 ή 1 άγνωστοι Z b Y b b X b y Z a Y a X a a x 3 1 0 3 1 0 = = Z Y X 1 Z b Y b b X b y XY a Z Y X 1 Z a Y a X a a x 3 1 3 1 0 4 3 1 3 1 0 = = Α. Μοντέλα απλής μορφής (simple models) 3D αφινικός μετασχηματισμός 8 άγνωστοι 47

Προσεγγιστικά Μοντέλα (/) Β. Κλασματικά πολυώνυμα (Rational Funtions, RPC) Ρητές συναρτήσεις με 80 αγνώστους συντελεστές για κάθε δορυφορική εικόνα: 40 συντελεστές κατά τον άξονα Χ 40 συντελεστές κατά τον άξονα Υ (0 στον αριθμητή & 0 στον παρονομαστή) Ο υπολογισμός των αγνώστων συντελεστών μπορεί να γίνει: Με χρήση φωτοσταθερών Απαιτείται η γνώση των γεωδαιτικών συν/νων μεγάλου αριθμού σημείων Από την εταιρεία παροχής των δορυφορικών εικόνων Χαμηλή ακρίβεια λόγω ύπαρξης συστηματικών σφαλμάτων Απαραίτητη η μέτρηση τουλάχιστον 1 φωτοσταθερού στην περιοχή και ο επανυπολογισμόςτων αγνώστων συντελεστών με κατάλληλο λογισμικό 48

3 19 18 17 16 3 15 14 13 1 3 11 10 9 8 7 6 5 4 3 1 3 19 18 17 16 3 15 14 13 1 3 11 10 9 8 7 6 5 4 3 1 0 3 19 18 17 16 3 15 14 13 1 3 11 10 9 8 7 6 5 4 3 1 3 19 18 17 16 3 15 14 13 1 3 11 10 9 8 7 6 5 4 3 1 0 1 ),, ( ),, ( 1 ),, ( ),, ( Z YZ XZ Z Y Y XY Z X Y X X Z Y X XYZ YZ XZ XY Z Y X Z b YZ b XZ b Z Y b Y b XY b Z X b Y X b X b Z b b Y X b XYZ b b YZ XZ b XY b Z b Y b X b b Z Y X g Z Y X h J Z YZ XZ Z Y Y XY Z X Y X X Z Y X XYZ YZ XZ XY Z Y X Z a YZ a XZ a Z Y a Y a XY a Z X a Y X a X a Z a Y a X a XYZ a YZ a XZ a XY a Z a Y a X a a Z Y X g Z Y X f I = = = = I, J: συντεταγμένες ενός σημείου σε στήλες και γραμμές(pixels) Χ, Υ, Ζ: συντεταγμένες σημείου σε WGS84 f, h, g: πολυωνυμικές συναρτήσεις a i,b i, i : συντελεστές πολυωνύμων Κλασματικά Πολυώνυμα (1/3) 49

Κλασματικά Πολυώνυμα (/3) Εικόνα 6. Μορφή αρχείουμε τους συντελεστές των RPC, που συνοδεύει μια δορυφορική εικόνα 50

Πλεονεκτήματα Κλασματικά Πολυώνυμα (3/3) Κατάλληλα για όλους τους τύπους δεκτών Ικανοποιητική ταχύτητα για δυναμική απόκριση στη γεωαναφορά Χρήση οποιουδήποτε γεωδαιτικού συστήματος συντεταγμένων Διατήρηση της ακρίβειας του δέκτη (επίτευξη ακρίβειας της τάξης 1 pixel) Μειονεκτήματα Οι όροι δεν έχουν φυσική σημασία Εισαγωγή θορύβου λόγω μιας επιπλέον συνόρθωσης Προβλήματα λόγω μεγάλου βαθμού συσχέτισης των όρων Δεν μοντελοποιούνται οι τοπικές διαστροφές εικόνας Μείωση της ακρίβειας σε μεγάλες εικόνες ή μεγάλες διαστροφές 51

Αυστηρά μαθηματικά μοντέλα Φυσικό μοντέλο του δέκτη (Generi sensor model) Τροχιακό μοντέλο (Rigorous orbital parameter model) Για εικόνες από γραμμικούς αισθητήρες (pushbroom)ως εξίσωση παρατήρησης χρησιμοποιείται η συνθήκη συγγραμμικότητας: 0 -y yo = M M (dt) M i q db f (dt) b X gi Y gi Z gi [ Xo(dt) dxo(dt) ] [ ] Yo(dt) dyo(dt) [ Zo(dt) dzo(dt) ] Ο πίνακας στροφής περιλαμβάνει: την γωνία όρασης του δέκτη τις γωνίες προσανατολισμού (ω, φ, κ ή roll, pith, yaw), συναρτήσει του χρόνου λήψης κάθε framelet τα Κεπλέριαστοιχεία f και Ω τις γωνίες μεταξύ των συστημάτων συντεταγμένων 5

Φυσικό μοντέλο του δέκτη (1/) Συστήματα συντεταγμένωνγια τη μοντελοποίηση του μετασχηματισμού των εικονοσυντεταγμένων σε γεωδαιτικές συντεταγμένες: Γεωδαιτικό (γεωκεντρικό) σύστημα συντεταγμένων WGS84, ITRF, Τροχιακό σύστημα συντεταγμένων Χρονικά εξαρτημένο σύστημα, με αφετηρία τη θέση του δορυφόρου S(t) κατά τη χρονική στιγμή t Σύστημα συντεταγμένων πλατφόρμας λήψης(δορυφόρου) Στροφές roll, pith, yaw 53

Φυσικό μοντέλο του δέκτη (/) Σύστημα συντεταγμένων δέκτη Αφετηρία το προβολικό κέντρο Σύστημα λωρίδας σάρωσης(framelet) Αρχή συντεταγμένων τοκέντρο του αριστερού pixelτης διάταξης CCD (είναι το σύστημα πραγματοποίησης των παρατηρήσεων: x F, y F ) Σύστημα συντεταγμένων στο αρχείο εικόνας Γραμμές (αντιστοιχούν στο χρόνο t) και στήλες (y F )στην εικόνα 54

Τροχιακό μοντέλο του δορυφόρου Παράμετροι Δέκτη Εστιακή απόσταση Πρωτεύον σημείο Διαστροφή φακών Μέγεθος pixel Παράμετροι Δορυφόρου Θέση (Χ, Υ, Ζ) Χρόνος (t) Γωνίες στροφής Κεπλέριαστοιχεία (a, e, i, Ω, ω, f) Κεπλέρια στοιχεία: Δυναμικό μοντέλο a : Μήκος του μεγάλου ημιάξονα της έλλειψης παραμέτρων e : Εκκεντρότητα της έλλειψης προσανατολισμού : i : Κλίση (γωνία τροχιακού επιπέδου με επίπεδο ισημερινού) Ω : Ορθή αναφορά (γωνία μεταξύ τομής του τροχιακού επιπέδου με το επίπεδο ισημερινού και εαρινής ισημερίας) ω : Μέτρο του περιγείου (γωνία μεταξύ των επιβατικών ακτίνων στο σημείο ανάδυσης του δορυφόρου και στο περίγειο) f : Αληθής ανωμαλία (γωνία θέσης δορυφόρου στο τροχιακό επίπεδο) 55

Δορυφορικές απεικονίσεις (3/3) Πλεονεκτήματα Κάλυψη μεγάλης περιοχής Εικόνες με καλύτερη ραδιομετρία Μικρή εκτροπή λόγω αναγλύφου (μείωση προβλημάτων ορθοεικόνων σε αστικές περιοχές) Απόκτηση δεδομένων σε χώρους που απαγορεύονται οι πτήσεις Διαχρονική καταγραφή περιοχών μέσω της συχνής επίσκεψής τους κατά την πτήση του Δορυφόρου Μειονεκτήματα Υψηλό κόστος αγοράς δορυφορικών εικόνων (ιδιαίτερα στερεοζευγών) Περιορισμένη γεωμετρική ακρίβεια (βελτιώνεται στους νέους δορυφόρους) Όταν δεν είναι γνωστά τα φυσικά μοντέλα δεν επιτυγχάνεται η μέγιστη δυνατή ακρίβεια (επίλυση με RPC) 56

Παράρτημα (1/5) Εικόνα εξωφύλλου. Δορυφορικές απεικονίσεις:«υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.» Εικόνα 1. Earth at Night, November 000: http://apod.nasa.gov/apod/ap00117.htmlαπό NASA (http://www.nasa.gov)- CC:BY-ND-SA Εικόνα. Spae debris: http://www.nasa.gov/sites/default/files/4-8-nr-evaluatesnasas-orbital-debris-programs.jpgαπό NASA (http://www.nasa.gov)- CC:BY-ND-SA Εικόνα 3α. Impat of resolution:«υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.» 57

Παράρτημα (/5) Εικόνα 4. Δορυφόρος σε γεωστατική τροχιά: http://pajk.arh.noaa.gov/satellite/sat.php -CC:BY-ND-SA Εικόνα 5. Δορυφόρος σε ηλιοσύγχρονητροχιά: http://pajk.arh.noaa.gov/satellite/sat.php -CC:BY-ND-SA Εικόνα 6. Δορυφορικά συστήματα τηλεπισκόπησης: http://image.slidesharedn.om/plateformandsatellite- 150316014330-onversion-gate01/95/gis-plateform-andsatellite-6-638.jpg?b=146743687 από Home Page of Wim Bakker (http://members.home.nl/wim.h.bakker)-cc:by-nd-sa 58

Παράρτημα (3/5) Εικόνα 7. Δέκτης τύπου PushBrook: http://www.nran.g.a/sites/www.nran.g.a/files/earthsie nes/images/resoure/tutor/fundam/images/alngtrk.gif- CC:BY-ND-SA Εικόνα 8. Δέκτες τύπου PushBroom:«Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.» Εικόνα 9. Πανοραμικός δέκτης:«υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.» Εικόνα 10. Δέκτης τύπου Whiskblroom: http://www.nran.g.a/sites/www.nran.g.a/files/earthsie nes/images/resoure/tutor/fundam/images/arsstrak.gif- CC:BY-ND-SA 59

Παράρτημα (4/5) Εικόνα 14. Quikbird: https://www.digitalglobe.om/-cc:by Εικόνα 15. WorldView: https://www.digitalglobe.om/-cc:by Εικόνα 19. ΔορυφόροςIKONOS:«Υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.» Εικόνα 3. Σχηματοποίηση της along trak λήψης στερεοζεύγους:«υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.» 60

Παράρτημα (5/5) Εικόνα 4. Σχηματοποίηση της aross trak λήψης στερεοζεύγους:«υλικό με μη προσδιορισμένη προέλευση. Σε περίπτωση που είστε ο κάτοχος του κύριου δικαιώματος επικοινωνήστε μαζί μας.» Εικόνα 5. Λήψη στερεοζεύγουςαπό ASTER (σχηματοποίηση της γεωμετρίας): http://www.geo.unizh.h/~kaeaeb/glims/asterstereo.jpgαπό GLIMS (Global Land Ie Measurements from Spae) (http://www.geo.unizh.h/)-cc:by-nd-sa 61

Χρηματοδότηση Το παρόν υλικό έχει αναπτυχθεί στα πλαίσια του εκπαιδευτικού έργου του διδάσκοντα. Το έργο υλοποιείται στο πλαίσιο του επιχειρησιακού προγράμματος «Εκπαίδευσης και δια βίου μάθησης» και συγχρηματοδοτείται από την Ευρωπαϊκό Κοινοτικό Ταμείο και από εθνικούς πόρους.