Ortorectificarea imaginilor de teledetecție

          Aplicabilitatea imaginilor de teledetecție - aeriene sau satelitare - cunoaște o gamă foarte variată de posibilități în geografie sau alte domenii. Ca geografi ne folosim adesea de informația oferită de aceste surse pentru a carta și analiza diverse elemente și fenomene: localități, drumuri, râuri, efectele secetei, incendii, despăduriri, inundații, dinamica spațio-temporală a localităților șamd.

           În cartografie și GIS lucrăm cu hărți și modele ale realității reduse la orizontalitate, adică proiectate pe un plan orizontal (fig.2). Această convenție de a modela realitatea este cea mai bună, chiar dacă este departe de a fi perfectă. De exemplu, două grădini care în realitate au aceași suprafață, pe hartă vor avea suprafețe diferite dacă una se află pe versant și cealaltă pe teren orizontal… De asemenea, proiectarea pe orizontală distorzionează formele. În fig.2 elipsa de pe versant va apărea pe hartă ca fiind cerc.

Fig.2. Harta este o reprezentare a realității proiectate pe planul orizontal

          Până nu demult, unii geografi defineau harta ca fiind ”imaginea realității așa cum am observa-o noi din aer”. Totuși nu este chiar așa. Imaginați-vă că sunteți într-un balon la 2600 m altitudine. Veți vedea cabana de pe vf. Omu (2505 m)? Cu siguranță da. Dar o casă de dimensiuni identice de pe litoral (0 m)? Cu siguranță nu. Aceasta ar fi prea departe, la peste 2,5 km sub dvs. Și totuși pe hartă ar apărea amândouă la fel reprezentate...

Fig.3. Colectarea datelor LIDAR (sursa: geo-spatial)

          Exact așa se întâmplă și cu receptorii amplasați pe drone, în avioane sau pe sateliții artificiali, care ”cartează” suprafața terestră. Aceștia ne oferă niște imagini neprocesate. Să ne imaginăm un avion cu ajutorul căruia se produc imaginile LIDAR (fig.3). Acesta zboară pe deasupra reliefului și ”pozează” un areal mai mare. Elementele geografice amplasate pe vârfurile munților vor apărea pe imagine mai mari decât cele din văi, deoarece sunt mai aproape de senzor. Urmăriți fig.4 A. Cele două cabane sunt identice în realitate, dar senzorul o percepe mai mare pe cea de pe vârful muntelui. În afară de relief, distorsiunea realității mai este cauzată și de parametrii receptorului (altitudinea zborului, înclinarea, punctul central al scenei etc.).

Fig.4. Transformări ale elementelor în urma ortorectificării

A - aerofotogramă (neortorectificată); B - ortofotogramă (ortorectificată)

          După cum ați sesizat deja, folosirea acestor imagini, care ”deformează realitatea”, poate cauza erori atât de mari încât tot proiectul devine inutil. De aceea trebuie să le ortorectificăm.

          Ortorectificarea este procedeul prin care imaginile sunt prelucrate pentru a fi corecte din punct de vedere planimetric, pentru a deveni reprezentări ale realității reduse la orizontală, conforme deci cu regulile cartografiei. Ortorectificarea se face în diverse softuri (Envi, Erdas, ArgGis etc) și presupune introducerea mai multor date, unele legate de relief (DEM-ul zonei respective) și altele legate de caracteristicile camerei/ receptorului (altitudinea, înclinarea etc.).
          Imaginile oferite de provideri trebuie neapărat să fie însoțite de un fișier care să conțină toate datele ce ne sunt necesare. Dacă nu avem un DEM, dar avem un set de imagini stereo pentru zona respectivă, atunci putem genera mai întâi DEM-ul prin efectul de paralaxă (vezi aici). Putem însă folosi orice alt model al terenului recunoscut de soft. În funcție de DEM și parametrii camerei, soft-ul practic rearanjează pixelii, aceștia primind așadar alte valori decât cele originale. Acum că ați înțeles ce înseamnă ortorectificarea și cât de importantă este, vă las câteva filmulețe să învățați și cum se face...

___

* Dacă ți-a plăcut acest articol, mă poți susține pentru munca depusă printr-o donație.

de I. Tudose

30.09.2015