Пікір жазған: ҚарМТУ-дың Редакциялық-баспа кеңесінің мүшесі, техника ғылымдарының докторы, профессор Т.К. Исабек
Қарағанды мемлекеттік техникалық университеті, 2018
Мазмұны
Кіріспе
|
4
|
№1 зертханалық жұмыс. ENVI бағдарламасының функциялары мен мүмкіншіліктері
|
8
|
№2 зертханалық жұмыс. Екі түсірістен мозаика құру
|
7
|
№3 зертханалық жұмыс. ROIs аумағын құру
|
9
|
№4 зертханалық жұмыс. Жергілікті жердің 3Д визуализациясын құру
|
10
|
Қолданылған әдебиеттер тізімі
|
13
|
Кіріспе
Компьютер технологиясының дамуы мен бейнелерді сандық әдісті қолданып өңдеу сандық фотограмметрияның дамуына мүмкіндік берді. Фотосуреттерді сканерлеу жолымен немесе сандық камералар көмегімен алынған сандық бейнелерді өңдеуде фотограмметриялық процестер толығымен автоматтандырылған.
Сандық фотограмметрияда қолданатын жүйелер (құрылым және компьютерлік қамтамасыздандыру) тек қана өлшем процестерін ғана қамтамасыздандырмайды, сонымен қатар, барлық бұрынғы фотограмметриялық жұмыстарды орындайды.
Қазіргі күнде топографиялық картография сферасында жергілікті жердің релефінің сандық моделін (РСМ) құру өзекті болды. Карта мен планды құруда негізгі басты материалдар геодезиялық өлшемдерден бөлек аэрофотосуреттер мен космостық суреттер және олардан алынатын ортофотопландар болып келеді. Карта мен планның контурлық бөлігі орындалады және рельефтің сандық моделі (РСМ) құрылады.
Рельефтің сандық моделін (РСМ) құру классификацияланған нүктелер бойынша орындалады. Аэросуреттерді ортотрансформациялау және ортофотопландарды құру PHOTOMOD бағдарлама кешенінің көмегімен орындалады. Сандық фотопланды құру процесінде ортофотосуреттердің түстерін өңдеу жүргізіледі.
Аэротүсіріс жер бетін зерттеудің әдісі ретінде ғылым мен техниканың сан алуан салаларында кеңінен енгізілуде. Бұл аэротүсіріс қысқа мерзімде үлкен және қолжетімсіз аумақтарды зерттеумен қамтуға, мемлекеттік қаржыны үнемдей отырып, жер бетіндегі зерттеулер санын қысқартуға және айтарлықтай нақты және объективті материалды алуға мүмкіндік беретінімен түсіндіріледі. Аэротүсіріс әдетте жер бетіндегі зерттеулер кезінде қолжетімсіз табиғи құбылыстардың жиынтығын зерттеу үшін қуатты құрал болып табылатынын атап өткен жөн. Әртүрлі масштабты топографиялық карталарды жасау үшін аэротүсірістің маңызы зор. Қазіргі уақытта жер бетінің айтарлықтай бөлігін топографиялық карталау аэротүсіріс материалдарын қолданусыз жүргізілмейді. Ірі масштабты карталарды жасау кезінде шифрды ажырату жұмыстарының негізгі мақсаты аймақтың нысандарын және орындарын (топографиялық карталардың табиғи және әлеуметтік-экономикалық элементтерін) зерттеу, олардың аэросуреттерде суреттік бейнелену ерекшеліктерін анықтау және топографиялық суретке түсіру бойынша талаптарды орындау кезінде белгіленген нысандар мен орындарды шартты белгімен көрсету болып табылады
№1 зертханалық жұмыс. ENVI бағдарламасының функциялары мен мүмкіншіліктері
Жұмыстың орындалу жоспары:
1. ғарыш түсірістерін жүктеп алу;;
2. архивті түсірістермеен танысу;
Жұмыстың орындалу тәртібі:
1. ENVI бағдарламалық жиынтығын орнату.
2. ENVI мәзірімен танысу.
Жұмысты орындау.
ЕNVI – жердің қашықтықтан зондтау деректерін визуалдау және өңдеу үшін бағдарламалық қамтамасыз ету (ДЗЗ), оған ортотрансформиялаудан және кеңістіктік байланыстырудан бастап қажетті ақпаратқа алғанға дейін және оның ГИС деректерімен біріктіргенге дейін деректер өңдеудің толық циклін жүргізуге арналған аспаптар жинағы енеді. ENVI жердің қашықтықтан зондтау деректерін (ЖҚӨ) визуалдау және өңдеу үшін анағұрлым сәтті және қол жетімді бағдарламалық өнімдердің бірі болып табылады. Растрлық және векторлық қабаттар түзуге және редакциялауға, атрибуттық кестелерді қарауға және редакциялауға болады. ENVI-ді ғарыштық деректердің жетекші операторлары лицензиялаған және WorldView-1, 2, GeoEye-1, RapidEye, KompSat-2, QuickBird, ALOS, Ikonos, Orbview, Cartosat-1, Formosat-2, Resoursat, SPOT, IRS, Landsat және т.б. спутниктерден алынған ДЗЗ деректерін қолдауды қамтамасыз етеді.
1 - сурет – ENVI-де топографиялық модель салу
Landsat 5 ғарыштық спутнигінен түсірілімді жүктейміз. Пайда болған диалогтық терезеде ЦМР таңдаймыз (2 – сурет).
2 - сурет – ENVI бағдарламасында ғарыштық
Бақылау сұрақтары:
1. Ғарыш түсірістерін қалай жүктейді?
2. Ғарыш түсірістері дегеніміз не?
3. ЖСР (ЦМР) қалай жасайды?
4. Ғарыш түсірістерін қандай бағдарламалармен өңдеуге борлады?
Ұсынылатын әдебиет
1. Кашкин, В. Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений / В. Б. Кашкин, А.И. Сухинин. – М. : Логос, 2001. − 264 с.
2. Кашкин В. Б. Цифровая обработка изображений (дистанционное зондирование Земли из космоса) : метод. указания для студентов / сост. В. Б. Кашкин. − Красноярск : КГТУ, 1998. − 79 с.
3. Методическое указания по программной комплекс ENVI: М. : Совзонд, 2011. – 315 с.
№2 зертханалық жұмыс. Екі түсірістен мозаика құру
Жұмыстың орындалу жоспары:
1. Ғарыш түсірістерін жүктеп алу;;
2. Архивті түсірістермеен танысу;
Жұмыстың орындалу тәртібі:
1. Radarsat-1 / 2 серіктік жүйесінде ғарыш түсірістерін жүктеу.
2. Екі түсірістерді бір-бірімен айқастырып дешифрлену.
Жұмысты орындау
SARscape рынокта ұсынылған деректердің барлық типтерін өңдеудің толық кешенін, радарлық интерферометриямен (ЦММ салу, ысырмаларды анықтау), поляриметриямен (композиттік поляриметриялық кескіндер жасау, нысандар жіктеуін орындау және т.б.) қоса, орындауға мүмкіндік береді.
SARscape (әзірлеуші - SARMAP, Швейцария; құқық иегері - Exelis VIS, АҚШ) бағдарламалық кешені ENVI бағдарламасына берілген қосымша модульдер жинағы ретінде ұсынылады. Бұл бағдарламалық кешендер радарлық түсірілімдердің алдын-ала және тақырыптық өңдеуін (1 - кесте) поляриметриялық суреттер, нысандардың жіктемесін орындау және өзге) орындауға мүмкіндік береді.
1– кесте - SARscape жеткізу жинағы
Модульдер
|
SARscape Basic
|
SARscape Interferometry
|
SARscape Focusing
|
+
|
+
|
SARscape Gamma-Gaussian Filter
|
+
|
-
|
SARscape ScanSAR Interferometry
|
-
|
+
|
SARscape Polarimetry/PollnSAR
|
-
|
+
|
Persistant Scatterer Interferometry
|
SARscape Basic немесе SARscape Interferometry модульдеріне қарамастан жұмыс істейді
|
Радарлық интерферометрияның мүмкіндіктері SARscape-те барынша ауқымды ұсынылған және төрт жеке модульдерде іске асырылған. Оларды рет-ретімен қарастырайық.
Мәзірі 3 – суретінде ұсынылған Interferometry модулі ЦМР шығысында немесе жере үстіңгі бетімен жанасу картасын ала отырып, радарлық деректерді интерферометриялық өңдеуді орындауға мүмкіндік береді.
3 - сурет – Interferometry SARscape модулі
Модуль келесілерді орындауға мүмкіндік береді:
1/100 пиксельге дейінгі дәлдікпен радарлық түсірілімдердің автоматты үш кезеңдік корегистрациясын, қарапайым корегистрациялау және тіркеу ЦМР қолдана отырып, корегистрациялауды;
Қос өткізгіш интерферометрияны, кірісінде – радарлық түсірілімдердің интерферометриялық жұбын;
Қос өткізгіш дифференциалдық интерферометрияны; кірісінде радарлық түсірілімдердің интерферометриялық жұбы және тіреу ЦМР қолданылады;
Шығысында – жұп түсірілімдерінің бірінші және екінші түсірілімдері арасындағы кезең ішінде орын алған жылжулар;
Бақылау сұрақтары:
1. Ғарыш түсірістерін қалай жүктейді?
2. Ғарыш түсірістері дегеніміз не?
3. ЖСР (ЦМР) қалай жасайды?
4. Ғарыш түсірістерін қандай бағдарламалармен өңдеуге борлады?
Ұсынылатын әдебиет
1. Кашкин, В. Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений / В. Б. Кашкин, А.И. Сухинин. – М. : Логос, 2001. − 264 с.
2. Кашкин В. Б. Цифровая обработка изображений (дистанционное зондирование Земли из космоса) : метод. указания для студентов / сост. В. Б. Кашкин. − Красноярск : КГТУ, 1998. − 79 с.
3. Методическое указания по программной комплекс ENVI: М. : Совзонд, 2011. – 315 с.
№3 зертханалық жұмыс. ROIs аумағын құру
Жұмыстың мақсаты: ғарыштық түсірістер жүктеп алу.
Жұмыстың орындалу тәртібі:
1. ROIs аумағын құру
2. ROIs түрлері
3. (Link) мәзірімен байланыстыру
Жұмысты орындау
Миллиметрлік дәлдікпен құрылыстарды және жердің үстіңгі бетінің жылжуын және деформациясын есептеу үшін қос Persistent Scatterers және Small Baselines технологияларынан тұратын, SARscape Interferogramm Stacking модулі арналған. Бұл модуль үшін кіріс деректер түсірілімдердің 20-40 өткізгіш интерферометриялық сериялары болып табылады. Шығысында жылжудың нәтиже беруші картасы ғана емес, сонымен бірге осы картаның әрбір нүктесі үшін арналған уақыт бойынша жылжудың даму кестесі ұсынылады. Осы әдістер үшін аз жылжуларға, жылжудың трендтерін айқындауға жоғарылатылған сезімталдық тән. Бұл әдістің артықшылықтарына сонымен бірге, жылжудың базалық желісінің шамасына аз тәуелділік тіптен үлкен базалық желілер жағдайында дұрыс айқындалатындығын және фазаның ашылуымен байланысты қиындықтардың азайтылуын жатқызуға болады. PS әдісінің шектеулеріне жоғары геренттік нүктелердің маңызды санының болу қажеттігін жатқызуға болады. Тұрақты көрсеткіштердің мұндай тығыздығы құрылыстанған аумақтарда және өсімдіктері жоқ аумақтарда қол жеткізіледі.
Бақылау сұрақтары
1. Орбитадағы спутниктің бұзылған қозғалысының себебі неде?
2. Орбитаның Кеплериан элементтеріне не жатады?
3. Цилиндрлік және сызықты сканерлеу сканерлері қалай ұйымдастырылады?
4. Кездейсоқ көзқарас дегеніміз не?
Ұсынылатын әдебиет
1. Кашкин, В. Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений / В. Б. Кашкин, А.И. Сухинин. – М. : Логос, 2001. − 264 с.
2. Методическое указания по программной комплекс ENVI: М. : Совзонд, 2011. – 315 с.
№4 зертханалық жұмыс. Жергілікті жердің 3Д визуализациясын құру
Жұмыстың мақсаты: ғарыштық түсірістер жүктеп алу.
Жұмыстың орындалу тәртібі:
1. Жергілікті жердің көлемді түрде жобасын жасау
2. Жергілікті жердің рельефін аудару, масштабтау және қиылыстыру
Жұмысты орындау
Пайда болған терезеде 3D –визуалдау параметрлерін нұсқаймыз. Осы терезеде келесі параметрлерді бөліп аламыз:
- DEM Resolution- рельефтің цифрлық моделін, яғни 3D –визуалдау терезесін құрайтын пиксельдер санын ажырату.
- Resampling - пиксельдерді қайта есептеу әдісі.
DEM min plot value және DEM max plot value- осыған сәйкес 3D –визуалдау кезінде биіктіктің ең кіші және шектік мәндері. Берілген мәндерді көрсетпеуге болады, мұндай жағдайларда бағдарлама сәйкес ЦМР бойынша барлық мәндерді нұсқайды.
Vertical Exaggeration- ұлғайтудың вертикаль коэффициенті, горизонталь мәнге қатынасы. Келісім бойынша 5-ке тең, басқаша айтқанда вертикаль масштаб горизонталь түрінен 5 есе артық.
Image Resolution – кескіннің ажыратуы; Full толық ажыратуды таңдауға немесе Other- басқа ажыратуды беруге болады. Егер 3D- модель беті ретінде пайдаланылатын түсірілім жоғары ажырату және үлкен аудан болса, бағдарламаға виртуаль жады жетпеуі мүмкін және 3D–визуалдау орындалмайды.
High Resolution Texture Mapping - жоғары ажыратуы бар 3D-моделі құрылымын кескіндеуге арналған функция. Функция интегралданған болғандықтан және 3D- моделінің беті кескін болып саналатындықтан 3D –визуалдау терезесінде арттыру кезінде түсірілімнің жоғары ажыратуы қолданылады (4-сурет).
Spatial Subset - 3D-визуалдау аймағын шектеуі мүмкін функция.
Берілген терезеде түсірілімдерді тышқанның батырмаларын немесе Options-Surfase Controls функциясын пайдалану арқылы бұруға ығыстыруға, масштабтауға болады. Options-Surfase Controls таңдау кезінде 3D-визуалдау терезесін басқару панелі пайда болады (5 – сурет).
4 - сурет – 3D моделін салу
5 - сурет – Options-Surfase Controls 3D модулінде басқару терезесі
Ұлғайтудың вертикаль коэффициентін және ЦМР ажыратуын өзгертіп, рельеф белгілері мен сипаттамаларын салыстыру үшін бір учаскенің бірнеше 3D моделін салуға, нүктелердің ең үлкен және ең кіші белгілерін анықтауға болады (6 – сурет ).
6 - сурет – Түрлі вертикаль масштабтары бар
Қарағанды қ. салынған 3D модельдері
Бақылау сұрақтары
1. Ұлғайтудың вертикаль коэффициентін деген не?
2. Бір учаскенің бірнеше 3D моделін салуға бола ма?
3. 3D –визуалдау параметрлері?
4. Бұруға ығыстыруға, масштабтау дегеніміз не?
Ұсынылатын әдебиет
1. Кашкин, В. Б. Дистанционное зондирование Земли из космоса. Цифровая обработка изображений / В. Б. Кашкин, А.И. Сухинин. – М. : Логос, 2001. − 264 с.
2. Кашкин В. Б. Цифровая обработка изображений (дистанционное зондирование Земли из космоса) : метод. указания для студентов / сост. В. Б. Кашкин. − Красноярск : КГТУ, 1998. − 79 с.
3. Методическое указания по программной комплекс ENVI: М. : Совзонд, 2011. – 315 с.