9ο εξάμηνο


Μάθημα: Τηλεπισκόπηση



Κωδικός Μαθήματος: Ε42
Επίπεδο Μαθήματος: Προπτυχιακό
Είδος Μαθήματος: Επιλογής
Εξάμηνο: 9
Κατεύθυνση: Κατεύθυνση Τηλεπικοινωνιών και Δικτύων
Ομάδα: Κατ' επιλογή υποχρεωτικό
Διδακτικές Μονάδες: 5
Ώρες διδασκαλίας: 4
Ιστοσελίδα: http://eclass.uowm.gr/courses/ICTE310/
Γλώσσα διδασκαλίας:Ελληνική
Περιεχόμενο:

Θεωρητικές γνώσεις όπως δορυφορικά συστήματα, πολυφασματικές δορυφορικές εικόνες χρωματικές συνθέσεις, γεωμετρικά και ραδιομετρικά σφάλματα τους, φασματικές υπογραφές μέθοδοι επιβλεπόμενης και μη επιβλεπόμενης ταξινόμησης και ακρίβειες ταξινομήσεων συμπληρώνουν το θεωρητικό υπόβαθρο. Η πρακτική εμπειρία στην διαχείριση και ανάλυση δορυφορικών δεδομένων πραγματοποιείται με εργαστηριακές ασκήσεις σε Η/Υ με την βοήθεια σύγχρονων λογισμικών τηλεπισκόπησης και δορυφορικών εικόνων.

Θέματα που εξετάζονται είναι :

 

1Βασικές αρχέςΟρισμός, Ιστορία, Ηλεκτρομαγνητικό φάσμα, Δομή πολυφασματικών δορυφορικών εικόνων, Ραδιομετρική ικανότητα (χωρική, χρονική, ραδιομετρική, φασματική), 

2ΑεροφωτογραφίεςΦωτογραφικές μηχανές • Φιλμ, • Φωτοερμηνεία, • Φωτογραμμετρία, • Τρισδιάστατη φωτογραφία, • Παραμορφώσεις Α/Φ • Ορθοφωτοχάρτες, • Πηγές Α/Φ για την Ελλάδα 

3Αισθητήρες και Δορυφόροι Αισθητήρες, Παθητικοί – Ενεργητικοί, Χαμηλής, μέσης, Υψηλής και Πολύ υψηλής χωρικής ανάλυσης, Οπτικοί, Υπερφασματικοί, Αισθητήρες ρανταρ Δορυφόροι, Δορυφορικές εικόνες Landsat, Δορυφορικές εικόνες SPOT, Δορυφορικές εικόνες IKONOS 

4Προεπεξεργασία δορυφορικών δεδομένωνΓεωμετρικά σφάλματα, Γεωμετρική διόρθωση, Συστήματα Συντεταγμένων για τον Παγκόσμιο, τον Ευρωπαϊκό και τον Ελληνικό χώρο,  Συστήματα Εντοπισμού Θέσης (Global Positioning System - GPS) 

5Ραδιομετρική και ατμοσφαιρική διόρθωσηΡαδιομετρικά σφάλματα, Ραδιομετρική διόρθωση, Ατμοσφαιρική διόρθωση 

6Ιστογράμματα δορυφορικής εικόναςΡαδιομετρική ενίσχυση, Τανυσμός, Γραμμικός τανυσμός, Λογαριθμικός και εκθετικός τανυσμός, Τμηματικά γραμμικός τανυσμός, Εξισορρόπηση ιστογράμματος (histogram equalization). 

 Προσαρμογή ιστογραμμάτων (histogram matching) • Κατάτμηση ιστογράμματος (slicing) 

7Μετασχηματισμοί πολυφασματικών εικόνωνΑριθμητικές και λογικές πράξεις, Δείκτες, Ανάλυση σε κύριες συνιστώσες. Ο μετασχηματισμός Kauth_Thomas 

8Χωρική Ενίσχυση με ΦίλτραΠεριγραφή και είδη, Φίλτρα με χρήση στατιστικών μέτρων, Φίλτρο βελτιστοποίησης ακμών, Φίλτρο διεύθυνσης (directional filter), Φίλτρο υφής (textural filter) 

9Σύμπτυξη εικόνων (Image fussion)Συγχώνευση χωρικής ανάλυσης (resolution merge), παράδειγμα Pan sharpening (LANDSAT PAN – XS merge) 

10Φασματικές υπογραφέςΑκτινοβολία, Ραδιομετρία και φασματική υπογραφή  Προσδιορισμός φασματικής υπογραφής, Φασματικές υπογραφές των βασικών καλύψεων γης 

11ΤαξινομήσειςΟρισμός ταξινόμησης, Μή επιβλεπόμενες ταξινομήσεις, Επιβλεπόμενες ταξινομήσεις, Ακρίβεια ταξινομήσεων,Ταξινόμηση με τεχνική νοημοσύνη (Artificial intelligence), Ομοιότητες και διαφορές με κλασική μη επιβλεπόμενη ταξινόμηση, Το παράδειγμα της ταξινόμησης με νευρωνικά δίκτυα(neural networks). •Αντικειμενοστραφής (Object oriented) ταξινόμηση 

12Δειγματοληψία και αποτίμηση ακρίβειαςΗ αλήθεια είναι σπάνια αμιγής και ποτέ απλή, Δειγματοληψία, Πόσα δείγματα; Πού;  Πότε; πίνακας ακρίβειας. 

13Νέες τάσεις – εφαρμογές.Σημερινές και μελλοντικές εφαρμογές και αισθητήρες, Δεδομένα στην Τηλεπισκόπηση,  Ρανταρ πολύ υψηλής χωρικής ευκρίνειας, Μη επανδρωμένες πλατφόρμες (UAV). 

Αναμενόμενα μαθησιακά αποτελέσματα:

Γενικά να θεωρούν την Τηλεπισκόπηση σαν ένα θεματικό επιστημονικό πεδίο το οποίο βασίζεται τόσο σε θεωρητικό όσο και σε εργαστηριακό (επεξεργασία ψηφιακών πολυφασματικών εικόνων με ειδικά λογισμικά σε ηλεκτρονικούς υπολογιστές) υπόβαθρο. 

    • Να αντιληφθούν οι φοιτητές τη δομή και την μεθοδολογία επεξεργασίας πολυφασματικών δορυφορικών εικόνων 
    • Να συνθέτουν χρωματικά και σε πολλούς χρωματικούς συνδυασμούς φασματικά κανάλια με σκοπό την οπτική και γενικευμένη αναγνώριση ειδικών καλύψεων της επιφάνειας της γης 
    • Να γνωρίζουν μετά το πέρας του μαθήματος να εφαρμόζουν τόσο ραδιομετρικές όσο και γεωμετρικές διορθώσεις στις δορυφορικές εικόνες 
    • Να είναι σε θέση κατόπιν σωστών επιλογών δειγματοληπτικών περιοχών να εξάγουν φασματικές υπογραφές των καλύψεων γης που μελετούν 
    • Να εφαρμόζουν μη επιβλεπόμενες ταξινομήσεις δορυφορικών εικόνων 
    • Να εφαρμόζουν επιβλεπόμενες ταξινομήσεις δορυφορικών εικόνων 
    • Να ελέγχουν με τεχνικά εργαλεία (πίνακας σύμπτωσης, δείκτης KHAT, κ.ά.) την ακρίβεια των ταξινομήσεων που εφαρμόστηκαν 
    • Γενικά να είναι έτοιμοι να ερευνήσουν πιο προχωρημένα θέματα Τηλεπισκόπησης όπως διαχρονικές μεταβολές, εκτίμηση φυσικών καταστροφών αλλά και μόνον τεχνικά όπως βελτιστοποίηση φίλτρων, πράξεις με άλγεβρα του Boole σε δυαδικές ψηφιακές εικόνες κ.ά.
Προαπαιτούμενα:

-

Μέθοδοι Διδασκαλίας:

Διαλέξεις, ασκήσεις

Αξιολόγηση:

Η εξέταση της θεωρίας είναι γραπτή ενώ των εργαστηριακών ασκήσεων προφορική ή με την πραγματοποίηση ασκήσεων σε Η/Υ.

Βιβλιογραφία:
  1. Brandt Tso and Paul M. Mather 2001, Classification methods for remotely sensed data, Taylor & Francis.
  2. Paul J. Gibson and Clare H. Power, 2000, Introductory remote sensing: digital image processing and applications.
  3. David S. Wilkie and John T. Finn, 1996, Remote sensing imagery for natural resources monitoring: A guide for first-time users, Columbia University Press.
  4. Paul M. Mather, 1989, Computer processing of remotely-sensed images: An introduction,  John Wiley & Sons.
  5. Arthur Cracknell, Ladson Hayes, 1993, Introduction to remote sensing.
  6. Lillesant Th. And Kiefer R. W, 1987, Remote sensing and Image Interpretation, John Wiley and Sons, Inc. (δεύτερη έκδοση, 1994).
  7. Συλλαίος, 2000, Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση και στα Γεωγραφικά συστήματα πληροφοριών, εκδόσεις Γαχούδη- Γιαπούλη, Θεσσαλονίκη.
  8. Μηλιαρέσης Γ. 2003, Φωτοερμηνεία – Τηλεπισκόπηση, εκδόσεις Ίων.
  9. Μερτίκας,  1999, Τηλεπισκόπηση και ψηφιακή ανάλυση εικόνας, εκδόσεις Ίων.
  10. Περάκης Κ., Φαρασλής Ι., Μωυσιάδης Αθ., 2015. Η Τηλεπισκόπηση σε 13 Ενότητες. Ελληνικά Ακαδημαϊκά Ηλεκτρονικά Συγγράμματα και Βοηθήματα.
  11. https://repository.kallipos.gr/handle/11419/1840