Criterii utilizate in diferentierea imaginilor

1. Scara imaginilor

Scara imaginilor reprezint raportul de micsorare al unui element din teren careapare in cuprinsul imaginii. Scara imaginilor este o caracteristic individuala, astfel nct,fiecare imagine, fie satelitar, fie aerian prezinta o scara proprie ce se impune a fideterminat n multe cazuri.Cea mai simpl modalitate de a explica scara unei imagini este reprezentarea grafic aproieciei centrale specific fotogramelor aeriene (fig. 19), obinute pe film cu o camerspecial (principiu convenional). Proiectia central este caracteristic fotogramelor aeriene si are ca punct de perspectiv focarul. Razele deproiecie corespund razelor de lumin reflectate de obiectele din teren, care trec prin focarsi ajung la suprafaa materialului fotosensibil, la nivelul cruia are loc reaciafotochimic. Prin developare si alte prelucrri de laborator rezult fotograma aerian.Asemeni hrtilor, si imagimile de teledetecie se pot grupa dup criteriul scrii,desi n acest caz rezoluia este cea care face diferena mai evident. Dup Sabins (1997),imaginile se mpart n trei categorii:a) imagini la scari mari( mai mari de 1:50 000 ex. fotogramele aeriene,imaginile satelitare de mare si medie rezoluie)b) imagini la scari medii(ntre 1:50 000 1:500 000, ex. o parte a imaginilorsatelitare de medie si mic rezoluie)c) imagini la scari mici(sub 1:500 000, ex. imagini de la sateliii meteorologicigeostaionari)2. Rezoluia imaginilor

Rezoluia este una dintre cele mai nsemnate caracteristici ale unei imagini,deoarece aceasta permite identificarea unui obiect de ctre analistul care utilizeazimaginea n diferite scopuri. Din acest punct de vedere rezoluia se poate defini spaial,spectral si temporal.Rezoluia spaial reprezinta dimensiunea linear a celui mai mic obiect din terenprezent ntr-o imagine. Ea poate fi considerat si ca limea liniei care separa douobiecte nvecinate de mici dimensiuni dintr-o imagine ca de pild un automobil si ocldire. La imaginile digitale rezoluia spaial corespunde dimensiunii n teren a laturiiunui pixel, cel mai mic element ce alctuieste imaginea respectiv.Rezoluia spectral reprezint intervalul spectral sau intervalul de lungime deund n limitele cruia s-a realizat nregistrarea unei imagini . n cazul imaginilor multispectrale rezoluia spectrala se exprim, n egal msur, prinnumarul de benzi sau intervale spectrale n care s-au obinut n mod simultan imagini ale aceleiasi suprafee de teren (ex. scena satelitar). Aceasta permiteidentificarea unui obiect sau fenomen din teren prin intermediul radiaieielectromagnetice reflectate n limitele unei ferestre atmosferice. Astfel unele obiecte dinteren, mai mici dect rezoluia spaial a imaginii se pot identifica datorit rezoluieispectrale care determin o mare valoare a reflectanei specific acestu obiect. Este cazulunui drum ce traverseaz un teren cultivat agricol.Rezoluia temporal, localizeaz n timp caracteristicile imaginii de teledeteciesi reprezint momentul de timp bine precizat (an, lun, ziu, or) la care a fost inregistrato imagine. Acesta este precizat mpreun cu datele auxiliare care nsoesc imaginea,indiferent de formatul analogic (pe hrtie sau pelicul transparent) ori digital. Rezoluia temporal explic, n egal msur, prezena sau absena unui elementdin imagine la un moment dat. De exemplu apariia unor autostrzi ntr-o imagine a uneiregiuni dintr-un stat al Europei de Est.3. Signatura spectral

Signatura spectral reprezint expresia cromatic (nuan la imaginile color sauton de culoare la cele alb-negru) a proprietilor spectrale ale unui obiect relativ omogen,ce apare ntr-o imagine. Din punctul de vedere al signaturilor spectrale, imaginile de teledetecie seclasific n dou tipuri: imagini alb-negru sau asa numitele imagini n tonuri de culoaresau imagini n scar de gri si imagini color.Imaginile alb-negru prezinta signaturi spectrale sub forma de treceri de la alb lanegru, numite si tonuri de culoare (ce definesc scara de gri). Acestea sunt de dou tipuri:imagini ntr-o singura band spectral sau imagini spectrozonale imagini albnegrucare au fost nregistrate ntr-un interval spectral ngust aparinnd unui singursegment al spectrului electromagnetic (ex. benzile spectrale ale unei imaginimultispectrale ca de pild infrarosul apropiat, verde etc.); imagini pancromatic suntimagini alb-negru, nregistrate ntr-un interval mai larg de lungimi de und din spectrulelectromagnetic, ce cuprinde, de regul, o mare parte din spectrul vizibil si chiar o partea infrarosului apropiat.Imaginile satelitare si fotogramele aeriene sunt iniial imagini alb-negru ,cu excepia fotogramelor obinute pe filmul color.Analiza si interpretarea n general a imaginilor alb-negru de teledetecie trebuie snceap prin cunoasterea semnificaiei si naturii signaturilor spectrale mn funcie de tipulimaginii, de modul ei de obinere. Tonurile de culoare au semnificaii diferite.Imaginile color se grupeaza n imagini n culori naturale, imagini n caresignatura spectral a obiectelor este exprimata prin culori apropiate de cele pe care lepercepe omul (ex. padurea - verde, apa - albastru-verzui, drumurile si construciile ncenusiu deschis), respectiv imagini falscolor sau imagini n culori convenionale cerezult din nlocuirea culorilor naturale cu alte culori pe care ochiul uman nu le percepe n realitate, dar care aduc informaii suplimentare (ex. vegetaia ce apare rosie). Signaturaspectral a aceluiasi obiect omogen nu este identic n orice imagine falscolor pentru cimaginile fals-color rezult din cele mai diverse combinaii de benzi spectrale, nconinutul crora obiectele apar diferit n funcie de reflectana lor.Cromatica imaginilor este astfel expresia signaturilor spectrale si depinde decombinaia n sistemul RGB (engl. red, green, blue) al culorilor aditive, ce st la bazaformrii imaginilor n culori pe care omul le percepe cu ajutorul analizorului visual.4. Strlucirea si tonul de culoare

Aceast trstur exprim variaia intensitii luminii reflectat de obiectele careapar n spatiul cuprins n imagine. Strlucirea este un component al signaturii spectrale sicontribuie la definirea comortamentului spectral al unui obiect.Tonul de culoare reprezint trstura unui obiect de a reflecta radiaia solarincident, pe fondul caracteristicilor atmosferice si sensibilitii filmului sau senzoruluide teledetecie. Tonul de culoare constituie modul de exprimare al signaturii spectrale ncazul unei imagini alb-negru, asa cum am explicat anterior. Strlucirea se exprim cuajutorul scrii tonurilor de culoare, ce reprezint totalitatea nivelelor de gri care potaprea ntr-o imagine ntre valorile alb si negru. Tonul de culoare, caracterisitic aceluiasiobiect din imagine nu este identic n toate imaginile alb-negru. Acesta depinde deintervalul spectral n care s-a realizat imaginea, respectiv sensibilitatea senzorului sau afilmului, la care condiiile atmosferice.5. Contrastul

Contrastul imaginilor numit si raportul de contrast este exprimat prin raportuldintre poriunile cele mai luminate si cele mai ntunecate ce compun imaginile. Acestapoate fi exprimat si mai expeditiv, prin numrul de tonuri de culoare care pot fiidentificate ntr-o imagine cu ochiul liber sau cu ajutorul scrilor de tonuri sauesantioanelor din scara de gri. Caracteristicile contrastului depinde de uniformitateasignaturilor spectrale (obiecte sau medii identice cum ar fi apa mrii), de difuzia radiaieidatorat norilor din atmosfer si sensibilitatea filmului sau a senzorului.O imagine are un contrast bun atunci cnd numarul de tonuri de culoare ce pot fiidentificate cu ochiul liber este mai mic (7,8 cel mult 10).Aprecierea cantitativ se face pe o scara de la 1 la 10. Valorile mai mari de 4,5reprezint un contrast bun, iar cele sub 1,5, un contrast slab. n cazul n care strlucireaminim este zero, raportul tinde spre infinit, iar cnd cele dou valori ale strlucirii dinformul sunt egale, imaginea are contrastul unitar si apre fie alb fie neag, fr a maidistinge elementele de coninut.O modalitate de corectare este folosirea histogramei imaginii, ce exprimdistribuia procentual a valorilor spectrale sau numrului digital la nivelul unei imaginialb-negru.Definirea histogramei imaginii digitale implic si precizarea noiunii de valoarespectral sau numr digital (engl. digital number, prescurtat DN). Acesta este un numrntreg, cuprins (n cazul imaginilor codificate n sistem byte sau de 8 bii), ntre valorile 0(negru) si 255 (alb), asociat fiecrui pixel n parte la nivel de imagine alb-negru, fiespectrozonal (banda spectral) fie pancromatic (ex. fotogram aerian). Valorileacestuia exprim n fapt tonuri de culoare, exprimnd reflectana corespunztoare unuipixel ce compune imaginea unui obiect.6. Capacitatea de detectare sau de detecie exprim n ce msur o imagine deteledetecie permite analistului sau interpretatorului s sesizeze prezena unui obiect si aunor caracteristici ale acestuia, folosind ochiul liber dar si instrumente optice ori tehnicadigital de procesare si analiz a datelor.7. Acoperirea spaial a imaginilor are o mare nsemntate n alegerea acestorapentru diversele aplicaii. Ea exprim ct de extins este terenul ce corespunde unei scenesatelitare sau unei fotograme aeriene. De cele mai multe ori imaginile au un format ptratsau dreptunghiular, dar prin prelucrri sau procesri exist posibilitatea crerii de noiformarte, dar si de extindere prin mozaicare analogic sau digital a ariei acoperite deimagini.Acoperirea spaial se exprim fie prin distana sau dimensiunea n teren a laturiisau laturilor imaginii, fie prin numr de pixeli pe lungime si lime. Cele dou modurisunt legate prin posibilitatea de a transforma valorile pe baza rezoluiei spaiale. Situaiilesunt oarecum diferite la imaginile satelitare, respectiv la aerofotograme (fotogrameleaeriene). Fotogramele aeriene sau aerofotogramele au o acoperire spaial mult mai micdect imaginile satelitare. Ele sunt fotografii cu un format de regul ptrat saudreptunghiular, exprimat mai frecvent prin dimensiunile n centimetri ale suprafeei utile,deoarece scara difer de la un zbor la altul.

8. Proprietile geometriceImaginile de teledetecie, indiferent de tipul lor, constituie reprezentri n plan aleunor pri din suprafaa curbat a Pmntului. Indiferent de aria acoperit, aceste imaginiprezint o anumita proiecie care poate fi sau nu definit geometric, prin intermediulpunctului de perspectiv, razelor de proiecie, planului de proiecie etc. Este evidentfaptul c imaginile prezint o serie de deformri ce se impun a fi cunoscute, controlate sicorectate n msura posibilitilor. Realizarea de hri si planuri dup astfel de imaginiimplic o bun cunoastere a proprietilor geometrice ale acestora.Fotogramele aeriene se obin pe film, sau mai recent prim mijloace digitale, cuajutorul camerelor speciale. Sunt caracterizate prin proiecia central. n cazul acesteia,atomii si moleculele ce compun obiectele din spaiul fotografiat reflect raze de luminsolar ce trec sau se proiecteaz prin focar, pe suprafaa filmului (fig. 19). Focarul estepunctul de perspectiv al proieciei, razele de proiecie sunt totalitatea razelor de luminreflectate de ctre obiecte, iar planul de proiectie este filmul din camera de fotografiere,ntins pe placa de presiune vidat (perfect plan). Proiecia central, la fel ca oriceproiecie cartografic, prezint deformri la nivelul imaginii obiectelor.Acestea sunt efectul topografic (definit la nceputul capitolului, determin cascara obiectelor din imagine s fie diferit n funcie de poziia lor n altitudine) sideplasarea radial.Deplasarea radial este o deformare specific proieciei centrale care determinapariia n imagine a obiectelor, altfel dect imaginea proieciilor n plan (fig. 41).Obiectele cu o anumit nlime apar printr-o imagine n care se poate identifica de multeori att partea inferioar ct si cea superioara acestora (ex. blocuri, turnuri, stlpi, copacietc.). Deplasarea radialdevine din ce n ce mai mare pe msur ce obiectul este mai nalt si mai deprtat decentrul imaginii. Imaginea aceluiasi obiect este mai alungit ctre marginea fotogramei simai scurt catre centrul acesteia. Eliminarea sau mai exact diminuarea acestordeformri din imagini, prin crearea sau generarea unor imagini noi este posibil, prinoperaiunea de ortorectificare sau ortocoreciei.Ortorectificarea este procesul prin care este posibil nlocuirea proiecei centralecu o proiecie ortografic, util n vederea realizrii de planuri si hri cu ajutorulimaginilor aeriene si satelitare (se aplic cu deosebire imaginilor la rezoluii mari, undeefectul este vizibil si induce erori n interpretare si extragerea de informaii n SIG).Ortorectificarea, numit si fotoredresare, elimin deformrile impuse de proiecia centralastfel nct :imaginea corectat va avea aceeasi scar, indiferent de poziia altimetric aobiectelor,obiectele cu diferite nlimi vor aprea n final prin imagini aproapeidentice cu imaginea proieciei lor n plan; astfel de imagini stau la bazaelaborrii de planuri si hri prin diferite metode de restituie;Prin ortorectificare pot rezulta fotograme ortocorectate, numite si ortofotograme,respectiv ortofotoplanuri sau ortofotohri, ce se aseamn prin proiecia ortografic, darse difereniaz prin scar si acoperire spaial, toponimie, prezena elementelor dealtimetrie (curbe de nivel). Ortofotoplanurile din care sunt derivate ortofotohrile auaplicaii importante n construirea aplicaiilor SIG. Ortofotoharta include elemente detoponimie si rezult frecvent din combinarea de ortofotograme.

Georeferenierea sau geocorecia reprezint procesul prin care, cu ajutorulmijloacelor digitale se atribuie unei imagini de teledetecie o proiecie cunoscut, cu unanumit elipsoid. Imaginea brut este o imagine definit doar prin valori spectrale alepixelilor si o proiectie arbitrara. Prin georefereniere, imaginea este transformatgeometric datorita deplasarii pixelilor pe noi pozitii definite de coordonate reale, fiegeografice, fie rectangular.Georeferenierea este n fapt o transformare matematic ce implic alocarea unornoi poziii, reale, pixelilor din imagine. Prin georefereniere se creaz posibilitatea dezvoltrii deaplicaii pe imagini n mediul SIG, prin construirea de baze de date, de hri satelitare, deanalize spaiale cu rezultate cartografice tematice etc. Este pasul descisiv de la imagine laharta digital bazat pe imagine ca surs de informaii geografice. Prin georefereniere,imaginile si modific geometria, avnd o alt form, iar pixelii noii imagini suntrepoziionai dar si deformai dup sistemul de proiecie, deoarece ei sunt atribuii unornoi poziii.9. Cheia de descifrare, legenda si informaii auxiliareImaginile de teledetecie sunt reprezentri obiective ale realitii terenului,localizate n timp si spaiu, dar si n raport cu spectrul radiaiilor electromagnetice (vezirezoluia imaginilor). Caracterul obiectiv este principala deosebire n raport cu hrile siplanurile, care au la baz, frecvent aceste surse informaionale.Cheia de descifrare este o caracteristic legat de fapt decaracteristicile prin care obiectele apar n coninutul imaginii si care au valoarea unorcriterii de interpretare ce permit identificarea, localizarea, descrierea si analiza obiectelor.Aceste elemente sunt fie directe (intim legate de imaginea obiectelor), fie indirecte(legate de asocierea imaginilor obiectelor, n diferite formule).n cazul fotogramelor aeriene, n special al celor n format analogic, pe hrtie,fiecare imagine este nsoit de datele de identificare, parametrii imaginii, absolutnecesari n realizarea de msurtori, dar mai ales n procesul de ortorectificare, prin careprpoiecia central este nlocuit de proiecia ortografic. Aceste elemente pot fi eliminaten funcie de cerere, dar pot nsoi sub forma unui fisier suplimentar imaginile n formatdigital.10. Nivele de prelucrare ale imaginilorAcestea exprim complexitatea diferitelor transformri sau modificri aplicateimaginilor n scopul corectarii acestora si mai ales al imbuntirii calitii lor, alpregtirii acestor seturi de date pentru diverse aplicaii.n practicse remarca patru niveluri mari de prelucrare a imaginilor.Nivelul 1A corespunde imaginii brute sau neprelucrate, caracterizat doar prinspaiul definit de pixeli cu o poziii arbitrare. Aceasta este doar o combinaie de signaturispectrale, n cazul imaginilor color multispectrale si necesit prelucrare.Nivelul 1 B este imaginea calibrat si corectat radiometric, prin uniformizareasignaturilor spectrale la nivelul elementelor de acelasi tip (ex. corecii atmosferice, decontrast; pdurile de fag au aceasi culoare n acest caz dup eliminarea efectului umbrelorn spectrul vizibil).Nivelul 2, corespunde imaginilor cu un grad mai avansat de prelucrare, corectategeometric si radiometric, dar si ortorectificate, pregtite pentru extragerea informaiilorpentru planuri si hri (prezint sistem de coordonate si orientare).Nivelul 3 caracterizeaz imaginile vizualizate tridimensional, prin drapareapixelilor, ce sunt deformai, pe un model numeric al altitudinilor (MNA).