Μάθημα : ΕΙΣΑΓΩΓΗ ΣΤΗ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗ [open]

Η θεωρία περιλαμβάνει: Τηλεπισκόπηση & φωτογραμμετρία, ορισμός. Αλληλεπίδραση μεταξύ των επιστημών χαρτογράφησης όπως χρησιμοποιούνται στις φυσικές, βιολογικές, και κοινωνικές επιστήμες. Διαδικασία τηλεπισκόπησης. Εφαρμογές Τηλεπισκόπησης. Πλεονεκτήματα τηλεπισκόπησης. Ορισμός ψηφιακής εικόνας. Σχηματισμός εικόνας με ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (ΗΜΑ). Συστήματα σχηματισμού εικόνας. Ανάλυση εικόνας – Resolution. Αναλογική (οπτική) και ψηφιακή επεξεργασία εικόνας Τηλεπισκοπικών δεδομένων. Αύξηση της ερμηνευτικότητας της εικόνας. Περιήγηση σε ερευνητικά έργα τηλεπισκόπησης που εκπονήθηκαν στο Εργαστήριο Τηλεπισκόπησης και ΓΣΠ. Μέθοδοι τηλεπισκόπησης: Ερμηνεία εικόνας ή φωτοερμηνεία, Ταξινόμηση εικόνας,  Παλινδρόμηση, άλγεβρα εικόνας, Έμπειρα συστήματα, άλλες μέθοδοι. Ενίσχυση εικόνας – διορθώσεις. Φασματικές υπογραφές, Δορυφορικά κανάλια, φασματικές ζώνες. Φασματικός χώρος.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Φωτοερμηνεία: Γεωμετρία εικόνων.

Λέξεις κλειδιά: Τηλεπισκόπηση, αλληλεπίδραση επιστημών, διαδικασία τηλεπισκόπησης, εφαρμογές, πλεονεκτήματα, ψηφιακή εικόνα, ΗΜΑ, συστήματα εικόνας, ανάλυση, Resolution, επεξεργασία εικόνας, ερμηνευτικότητα, Εργαστήριο Τηλεπισκόπησης, μέθοδοι, φωτοερμηνεία, Ταξινόμηση, Παλινδρόμηση, άλγεβρα, Έμπειρα συστήματα, Ενίσχυση, υπογραφές, φασματικές ζώνες, Φασματικός χώρος.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Επιρροή της αμαύρωσης της εικόνας (τόνος) από την τραχύτητα της επιφάνειας. Φωτοερμηνεία από: το σχήμα, σχετικό μέγεθος και πρότυπο, σκιά, συσχετισμός προς το περιβάλλον, τόνος και υφή, τόνος και χρώμα, σχετική θέση αντικειμένου, πρότυπα χαρακτηριστικών, προβλήματα. Η ηλεκτρομαγνητική ακτινοβολία (ΗΜΑ). Συστήματα σχηματισμού εικόνας. Φύση και ιδιότητες της ΗΜΑ. Το ηλεκτρομαγνητικό φάσμα. Ποσότητες που μετρούνται για το γήινο περιβάλλον σε διαφορετικά μήκη κύματος ΗΜΑ. Ποσοστά ακτινοβολίας του ήλιου. Παράθυρα διαπερατότητας της ατμόσφαιρας από την ΗΜΑ. Νόμοι της ακτινοβολίας. Νόμος του Vien. Μέλαν σώμα – συντελεστής εκπομπής – ε. Νόμος των Stefan-Boltzmann. Το φαινόμενο Doppler.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Φωτοερμηνεία: Εξαγωγή ποιοτικής πληροφορίας.

Λέξεις κλειδιά: φωτοερμηνεία: τόνος, σχήμα, μέγεθος, πρότυπο, σκιά, περιβάλλον, υφή, χρώμα, θέση, χαρακτηριστικά, προβλήματα, ΗΜΑ, φάσμα, ήλιος, παράθυρα ατμόσφαιρας, νόμοι ακτινοβολίας, Vien, Stefan-Boltzmann, Μέλαν σώμα, συντελεστής εκπομπής.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας και ύλης: Διάθλαση, κατοπτρική ανάκλαση, διάχυση,  ανάλυση, διάφραξη, συντελεστές αλληλεπίδρασης. Σκέδαση: Rayleigh, Mie,Μη - επιλεκτική. Συνάρτηση κατανομής αμφίδρομης ανάκλασης (BRDF). Μέτρηση της ΗΜΑ. Αφετική ικανότητα (radiant exitance), πυκνότητα ροής. Στερεά γωνία, ένταση της ακτινοβολίας, ακτινοβολία (radiance). Υποκειμενική εκτίμηση: φωτεινής έντασης (Ι) - candela φωτεινής ροής (Φ) - Lumen,Φωτεινή λαμπρότητα (luminance) (L)-stilb, Φωτισμός (illuminance) (Ε) – Lux. Νόμος των αντίστροφων τετραγώνων και ο νόμος του συνημίτονου του Lambert: (inverse square law and Lambert's cosine law of incidence). Φακοί: Νόμος φακών – ακριβής εστίαση. Μεγέθυνση φακού – κλίμακα εικόνας. Είδη φακών. Σφάλματα των φακών. Διαχωριστική ικανότητα φακών (Resolving power). f-stop και βάθος πεδίου, παραδεκτή εστίαση. Φωτεινότητα εικόνας μέσω φακού. Oπτική του Gauss - σύνθετοι φακοί. Τηλεφακός, μακροφακός. Φίλτρα. Διαπερατότητα, διαφάνεια και πυκνότητα. Το σύστημα κλασσικής φωτογραφίας με φιλμ. Ευαισθησία διαφόρων φιλμ σε σύγκριση με το ανθρώπινο μάτι. Η χαρακτηριστική καμπύλη του φιλμ. H σωστή έκθεση. Υπέρυθρη φωτογραφία.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Εξαγωγή μετρικής πληροφορίας

Λέξεις κλειδιά: Αλληλεπίδραση ακτινοβολίας, διάθλαση, κατοπτρική ανάκλαση, διάχυση,  ανάλυση, διάφραξη, συντελεστές, σκέδαση, Rayleigh, Mie,Μη – επιλεκτική, BRDF, ΗΜΑ, Αφετική ικανότητα,  radiant exitance, candela, Lumen, luminance, illuminance, Lambert, φακοί, ακριβής εστίαση, μεγέθυνση, f-stop, βάθος πεδίου, παραδεκτή εστίαση, Gauss, φίλτρα, φιλμ, σωστή έκθεση, Υπέρυθρη φωτογραφία.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Ηλεκτροπτικοί αισθητήρες. Ο ανιχνευτής: Θερμικοί ανιχνευτές, ανιχνευτές φωτονίων. Ενέργεια ΗΜΑ. Ικανότητα απόκρισης. Μέτρα της συμπεριφοράς των ανιχνευτών. Εικονοληπτικά συστήματα. Συστήματα σάρωσης γραμμών. Στιγμιαίο οπτικό πεδίο εδάφους GIFOV. Λωριδοποίηση. Συστήματα διανυσματικής καταγραφής. Η χρωματική διάταξη φίλτρων τύπου Bayer. Ψηφιακές Τιμές DN (Digital Numbers) ή Τιμές αρίθμησης CΝ (Count Values). Παθητικά και ενεργητικά συστήματα, συστήματα Radar. Κατά μήκος της τροχιάς σάρωση εδάφους. Σύστημα οπτικομηχανικής σάρωσης.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Στέρεο όραση στην οθόνη Η/Υ με το ILwis

Λέξεις κλειδιά: αισθητήρες, ανιχνευτής, θερμικοί, φωτονίων, ΗΜΑ, απόκριση, εικονοληπτικά, σάρωση, GIFOV, λωριδοποίηση, Bayer, DN, CΝ, παθητικά, ενεργητικά, Radar, οπτικομηχανική.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Εικόνες στο θερμικό υπέρυθρο. Εγγύς, μέση και άπω φασματική ζώνη - συνήθως μη πολωμένη ακτινοβολία. Οι φασματικές δίοδοι της ατμόσφαιρας (atmospheric windows). θερμικές ιδιότητες υλικών. Συντελεστής απορρόφησης, συντελεστής ανάκλασης, διαπερατότητας, εκπομπής, μελανό σώμα, φαιό σώμα Θερμοκρασία: κινητική – θερμοδυναμική – αληθής, φαινομένη. Ειδική θερμότητα, πυκνότητα, θερμοχωρητικότητα. Συντελεστής θερμικής αγωγιμότητας, θερμική αδράνεια. Επιδράσεις στις θερμοκρασιακές διακυμάνσεις. Τεχνολογία θερμικών ανιχνευτών. Σχέση σήματος και Θορύβου στις θερμικές καταγραφές. θερμικά ραδιόμετρα. Η αρχή λειτουργίας των φωτομέτρων και φασματομέτρων. Ραδιομετρικοί σαρωτές. Συστήματα θερμικών καταγραφών. Ραδιόμετρα μικροκυμάτων. Γεωμετρική ακτινική παραμόρφωση στην κλίμακα των εικόνων που προέρχονται από σάρωση. Μετατόπιση αναγλύφου και παραμόρφωση κλίμακας. Η θερμική εικόνα και η ερμηνεία της. Ημερήσιες διακυμάνσεις της ακτινοβολούμενης θερμοκρασίας διαφόρων υλικών. Διεξαγωγή υπέρυθρων διασκοπήσεων.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Οπτική, φακοί - αεροφωτογράφιση

Λέξεις κλειδιά: θερμικό υπέρυθρο, Εγγύς, μέσο, άπω, δίοδοι, ατμόσφαιρα, ιδιότητες, απορρόφηση, ανάκλαση, διαπερατότητα, εκπομπή, μελανό σώμα, φαιό, κινητική, θερμοδυναμική, αληθής, φαινομένη, Ειδική θερμότητα, πυκνότητα, θερμοχωρητικότητα, θερμική αγωγιμότητα, αδράνεια, διακυμάνσεις, ανιχνευτές, σήμα, Θόρυβος, ραδιόμετρα, σαρωτές, παραμόρφωση, ερμηνεία.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Οπτικές συνιστώσες στο ανθρώπινο μάτι και στη φωτογραφική μηχανή. Αεροφωτογραφική μηχανή πλαισίου. Περιστρεφόμενη βάση στήριξης. Ψηφιακές αεροφωτογραφικές μηχανές. Η θέση του αεροπλάνου Χ, Υ, Ζ και οι γωνίες στροφής ω, φ, κ, roll, pitch, yaw. Βαθμονόμηση της μηχανής. Γεωμετρία απλής Α/Φ, μετατόπιση λόγω αναγλύφου. Γεωμετρία στερεοζεύγους Α/Φ. Μηχανή συνεχούς λωρίδας, Πανοραμική μηχανή. Γωνία πεδίου φακού μηχανής πλαισίου. IMC (Image Motion Copensation). Δύο SLR μηχανές υψηλής ανάλυσης. Μωσαϊκοποίηση – Απομωσαϊκοποίηση. Μη επανδρωμένα αεροπλάνα (UAS): Σύστημα εδάφους-κονσόλα, λογισμικό, φωτομωσαικό, DEM, ορθοφωτοχάρτης. Τετρακόπτερο (Quadcopter) για αεροφωτογράφιση.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Ακτινοβολία ΗΜΑ  – Δορυφορικοί δέκτες

Λέξεις κλειδιά: οπτικές συνιστώσες, μηχανή πλαισίου, βάση στήριξης, ω, φ, κ, roll, pitch, yaw , Ψηφιακά, απλή Α/Φ, στερεοζεύγος, λωρίδας, πανοραμική, IMC, SLR, UAS, φωτομωσαικό, DEM, ορθοφωτοχάρτης, Quadcopter.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Δορυφορικές εικόνες. Κατά μήκος της τροχιάς σάρωση εδάφους. Σύστημα οπτικομηχανικής σάρωσης. Δορυφορικά συστήματα. Πλατφόρμες. Σπουδαιότεροι δορυφόροι για την παρατήρηση της γης - Global Measurements. Earth Science Measurement. Κατηγορίες δορυφορικών συστημάτων, τροχιές. Δορυφόροι με υψηλή ανάλυση εικόνων.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Θερμικό υπέρυθρο

Λέξεις κλειδιά: δορυφορικά, σάρωση, οπτικομηχανικά, συστήματα, πλατφόρμες, παρατήρηση γης, Earth Science, κατηγορίες δορυφορικών, τροχιές, υψηλή ανάλυση

Η θεωρία περιλαμβάνει: Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας. Φόρμα εικόνων. Φόρμα HRPT (High Resolution Picture Transmission) του δορυφόρου NOAA-14 με το δέκτη AVHRR. DN (Digital Number). Διορθώσεις: Επίπεδο διόρθωσης 0, 1Α, 1Β, 2Α, 2Β, 3Α, 3Β. Ατμοσφαιρική διόρθωση. Χρήση μελανών στόχων. Γνωστό Albedo για διάφορους μελανούς στόχους. Λωριδοποιηση εικονων του δεκτη Thematic Mapper. Μέθοδοι απολωριδοποίησης. Ραδιομετρική διόρθωση: βαθμονόμηση αισθητήρα, απόλυτη και σχετική βαθμονόμηση. Ισορρόπηση του μέσου και της τυπικής απόκλισης (μ και σ). Ισορρόπηση του ιστογράμματος. Ατμοσφαιρική διόρθωση τηλεπισκοπικών δεδομένων. Ατμοσφαιρική διαπερατότητα για Rayleigh τύπου ατμόσφαιρα σαν συνάρτηση του λ. Ακτινοβολία του ουρανού και ακτινοβολία εδάφους. Ατμοσφαιρική διόρθωση με μελανούς στόχους. Άμεσος μετασχηματισμός ψηφιακού αριθμού (DN) σε ανακλαστικότητα. Τοπογραφική διόρθωση.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Ψηφιακή επεξεργασία εικόνας

Λέξεις κλειδιά: επεξεργασία, φόρμα, HRPT, NOAA-14, AVHRR, DN, 0, 1Α, 1Β, 2Α, 2Β, 3Α, 3Β, ατμοσφαιρική, μελανοί στόχοι, Albedo, λωριδοποιηση, βαθμονόμηση, Ισορρόπηση, ιστογράμμα, Rayleigh, ανακλαστικότητα.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Ραντάρ  απλού και συνθετικού διαφράγματος – συμβολομετρία. Βασικές αρχές του Ραντάρ. Μικροκυματικές φασματικές ζώνες. Ορολογία radar. Μετατόπιση λόγω αναγλύφου. Ραντάρ συνθετικού διαφράγματος συμβολομετρίας (IfSAR). Μέθδοι, Συστήματα. Ταχύτητα διάδοσης ν σε μέσο. Μήκος παλμού τ[μ-sec]. Διαχωριστική ικανότητα κατά απόσταση και κατά αζιμούθιο. Πραγματικό και συνθετικό άνοιγμα κεραίας. Μετατόπιση της συχνότητας κατά Dopler. Ο ρόλος της περιεχόμενης υγρασίας στη διηλεκτρική σταθερά. Κριτήριο Rayleigh για λεία επιφάνεια. Γεωμετρική παραμόρφωση εικόνων Radar. Αναστροφή, σμίκρυνση, σκιά, στίγματα-speckles. Δορυφορικά συστήματα Radar.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Εικόνες Ραντάρ

Λέξεις κλειδιά: Ραντάρ,  Radar, συμβολομετρία, IfSAR, απόσταση,  αζιμούθιο, πραγματικ, συνθετικό, Dopler, υγρασία, διηλεκτρική, Rayleigh, Αναστροφή, σμίκρυνση, σκιά, στίγματα,speckles, δορυφόροι.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Γεωμετρική διόρθωση – γεωαναφορά. Επιλογή σημείων ελέγχου. Ραδιομετρική διόρθωση – ενίσχυση εικόνας. Περιοχή ενδιαφέροντος. Πίνακας αντιστοίχισης (LUT) για την εξισορρόπηση ιστογράμματος.  Εξισορροπημένη εικόνα, αντίστοιχο ιστόγραμμα. Γραμμικό τέντωμα και συναρτησιακός μετασχηματισμός ιστογράμματος. Τα κανάλια του NOAA – 14 AVHRR. Φιλτράρισμα.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Γεωαναφορά , Ραδιομετρική ενίσχυση

Λέξεις κλειδιά: γεωαναφορά, σημεία ελέγχου, ραδιομετρική, ενίσχυση, περιοχή, LUT, εξισορρόπηση, ιστόγραμμα, τέντωμα, NOAA, AVHRR, φιλτράρισμα.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Φίλτρα, συνέλιξη. Φασματικός χώρος δύο διαστάσεων. Κύριες συνιστώσες.Πίνακας συνδιασποράς Σ_xyz.Παράδειγμα: Πίνακας συνδιασποράς, Κύριες Συνιστώσες, Ιδιοδιανύσματα. Εικόνες Landsat-TM της νήσου Λέσβου σε διάφορα στάδια επεξεργασίας. Μετασχηματισμός Φουριέ.Παράδειγμα Φουριέ.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Φιλτράρισμα, Μετασχηματισμοί Κύριες συνιστώσες, Φουριέ

Λέξεις κλειδιά: φίλτρα, συνέλιξη, φασματικός χώρος, PCA, Eigen, Ιδιοδιανύσματα, Landsat-TM, Φουριέ.

Η θεωρία περιλαμβάνει: Ερμηνεία εικόνας. Στοιχεία πάνω στα οποία βασίζεται η ερμηνεία εικόνας. Στρατηγικές ερμηνείας εικόνας. Τεμαχισμός εικόνας. Χρήση κατωφλίου – σε όλη την εικόνα. Ανάπτυξη περιοχής – τοπική διεργασία. Συμβατικές μέθοδοι πολυφασματικής ταξινόμησης. Γενικές διαδικασίες στην ταξινόμηση εικόνας: Μη επιβλεπόμενη και επιβλεπόμενη ταξινόμηση, αλγόριθμοι συσσώρευσης, εκτίμηση της ακρίβειας. Γενικές διαδικασίες στην ταξινόμηση εικόνας. Επιβλεπόμενη ταξινόμηση: Πολυδιάστατη κατωφλίωση, Ταξινόμηση ελάχιστης απόστασης, Mahalanobis. Ταξινομητής μεγίστης πιθανοφάνειας Maximum Likelihood Classification (MLC). Αποδοτικός αλγόριθμος MLC. Αλγόριθμοι συσσωρεύσεων: Κινούμενοι μέσοι, ISODATA. Σύγκλιση και κατάργηση συσσωρεύσεων. Διαχωρισμός συσσωρεύσεων. Ιεραρχική συσσώρευση. Συσσωρεύσεις βασισμένες στο ιστόγραμμα. Εκτίμηση της ακρίβειας ενός τηλεπισκοπικού προϊόντος. Ο συντελεστής Κάππα. Μη συμβατικοί αλγόριθμοι ταξινόμησης. Αντικειμενοστραφής ταξινόμηση. Ταξινόμηση βασισμένη στο παράθυρο εικονοστοιχείου. Απλή στατιστική μετατροπή. Μέθοδος του Πίνακα επανασύμπτωσης γκρίζων επιπέδων (υφή). Φίλτρο πλειοψηφίας. Ταξινόμηση βασισμένη στην απαλοιφή διανύσματος γκρίζων επιπέδων και συχνότητας. Landsat & QuickBird στην εκτίμηση του αριθμού ελαιοδένδρων. Επιλογή δειγμάτων εκπαίδευσης. Πίνακας συμμεταβλητότητας για τη θεματική τάξη forest έτσι όπως προσεγγίζεται από τις περιοχές εκπαίδευσης. Υπογραφές – Αξιολόγηση. Ο πίνακας σφάλματος ή σύγχυσης  (error matrix). Αναφορά ακρίβειας ταξινόμησης. Ομαδοποίηση των τάξεων. Ποσοστιαίος πίνακας σφάλματος. Ακρίβεια χρήστη και ταξινομητή. Μέγεθος της έκτασης των ελαιώνων. Εκτίμηση του πλήθους των ελαιόδενδρων.

Το εργαστήριο περιλαμβάνει: Ταξινομήσεις

Λέξεις κλειδιά: ερμηνεία εικόνας, τεμαχισμός, κατώφλιο, διεργασία, ταξινόμηση, επιβλεπόμενη, Mahalanobis, ISODATA, MLC, ακρίβεια, Κάππα, υφή, Landsat ΤΜ, QuickBird, συμμεταβλητότητα, υπογραφές, error matrix, ομαδοποίηση, χρήστης, ταξινομητής.