Analiza wpływu zjawiska BRDF na jasność obiektów w obrębie bloku zdjęć lotniczych

• Autorzy: Królewicz S.

Warianty tytułu

EN

Impact of the BRDF phenomenon on object brightness within an air photo block

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Zjawisko dwukierunkowego odbicia spektralnego (BRDF) dotyczy analizy wielkości odbicia spektralnego w zależności od kierunku oświetlenia i obserwacji obiektu położonego na powierzchni Ziemi. Większość kamer lotniczych wyposażona jest w obiektywy o stożkowym polu widzenia, czego jedną z konsekwencji jest zmienność kąta obserwacji w płaszczyźnie zdjęcia lotniczego. Zdjęcia lotnicze, wykonywane najczęściej w szeregach stanowiących blok, charakteryzują się dużym wzajemnym pokryciem. Niektóre odfotografowanie obiekty mogą być zarejestrowane nawet na 6 zdjęciach. Ten sam obiekt na każdym zdjęciu posiada różną jasność/barwę w poszczególnych kanałach spektralnych. W praktyce powoduje to trudności w wyrównaniu jasności/barw pomiędzy sąsiadującymi zdjęciami, a dla dużych obszarów problemy z zaklasyfikowaniem takich samych obiektów do jednej klasy. Zmiany jasności wskutek odmiennej pozycji kamery dla wyznaczonych obiektów w czterech kanałach spektralnych wynosiły od 3DN (0.07% do 29% zakresu rozdzielczości radiometrycznej (12-bit) do 1162DN (28%), średnio 128 DN (3%). Dla całego bloku zdjęć lotniczych (131 zdjęć), które są w dyspozycji autora, a nie są bezpośrednio wykorzystywane w niniejszej pracy, przeciętnie 95% wszystkich pikseli mieści się w zakresie 1200 jednostek DN. W tym kontekście średnie zmiany jasności wskutek zmiany pozycji kamery na kolejnych zdjęciach stanowią już średnio 10% a nie 3% (w odniesieniu do pełnego zakresu rozdzielczości radiometrycznej).

EN

The phenomenon of bidirectional spectral reflectance (BRDF) is concerned with analysis of spectral reflectance as dependent on the direction of illumination and observation of a facility located on the surface of the Earth. Most aerial cameras are equipped with conical view lenses. One consequence is variation of observation angle in the plane of an aerial photograph. Aerial photographs, performed mostly in strips constituting a block, are characterized by a large overlap. Some photographed objects can be registered on up to 6 photos. The same object in every picture has different brightness in different spectral channels. In practice, this makes it difficult to offset the brightness / color between adjacent images, and for large areas – problems with classifying same objects to a single class. In this work 6 photographs were analyzed for brightness change. Due to changes in camera position for designated sites the brightness changed in four spectral channels from 3DN (0.07% of 12-bit radiometric resolution) to 1162DN (28%). The average change of brightness was 128 DN (3%). For the whole block of aerial photographs (131 pictures) that are available to the author, and are not directly used in this study, an average of 95% of all pixels are in the range of 1200 units of DN. In this context, the average brightness changes due to changes in camera position on subsequent images are already the average of 10% instead of 3%.

Słowa kluczowe

PL

BRDF; cyfrowe zdjęcia lotnicze; ZI DMC

EN

BRDF; digital aerial photographs; ZI DMC

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2010
• Tom: Vol. 21
• Strony: 201--210
• Opis fizyczny: Bibliogr. 23 poz.

Twórcy

autor

Królewicz S.

• Zakład Gleboznawstwa i Teledetekcji Gleb, Instytut Geografii Fizycznej i Kształtowania Środowiska Przyrodniczego, Uniwersytet im. Adama Mickiewicza w Poznaniu

Bibliografia

• 1.Asner G.P., 1998: Biophysical and biochemical sources of variability in canopy Reflectance. Remote Sensing of Environment. Vol. 64, 234–253.
• 2.Barnsley M.J., Allison D., Lewis P., 1997: On the information content of multiple angle (MWA) images. International Journal of Remote Sensing. Vol. 18, pp. 1937–1960.
• 3.Cierniewski J., 2001: Model kierunkowego odbicia od gleb uprawnych uwzględniający obecność agregatów glebowych oraz mikroreliefu powierzchni gleby. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań.
• 4.Chopping J. M., 2000: Large-Scale BRDF Retrieval over New Mexico with Multiangular NOAA AVHRR Dataset. Remote Sensing of Environment. 74: 163–191.
• 5.Deering D., Middleton E.M., Eck T.F., 1994: Reflectance anisotropy for sprucehemlock forest canopy. Remote Sensing of Environment. Vol. 47, 242–260.
• 6.Heier H., Kiefner M., Zeitler W., 2002: Calibration of the Digital Modular Camera DMC; FIG XXII International Congress, Washington, D.C. USA.
• 7.Haest B., Biesemans J., Horsten W., Everaerts J., 2009. Radiometric calibration of digital photogrammetric camera image data. Proceedings of ASPRS 2009 Annual Conference Baltimore, Maryland March 9-13.
• 8.Ishiyama T., Tsuchiya K., 1999: Development of BRF (Bidirectional reflectance factor) facility and its preliminary results. Advances in Space Research. Vol. 23, No. 8, 1389–1392.
• 9.Królewicz S., 2003: Obraz powierzchni piaszczystych na zdjęciach lotniczych w zmieniających się warunkach ich oświetlenia i obserwacji. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 13B: 409–418.
• 10.Asner G.P., 1998: Biophysical and biochemical sources of variability in canopy Reflectance. Remote Sensing of Environment. Vol. 64, 234–253.
• 11.Barnsley M.J., Allison D., Lewis P., 1997: On the information content of multiple angle (MWA) images. International Journal of Remote Sensing. Vol. 18, pp. 1937–1960.
• 12.Cierniewski J., 2001: Model kierunkowego odbicia od gleb uprawnych uwzględniający obecność agregatów glebowych oraz mikroreliefu powierzchni gleby. Bogucki Wyd. Nauk., Poznań.
• 13.Chopping J. M., 2000: Large-Scale BRDF Retrieval over New Mexico with Multiangular NOAA AVHRR Dataset. Remote Sensing of Environment. 74: 163–191.
• 14.Deering D., Middleton E.M., Eck T.F., 1994: Reflectance anisotropy for sprucehemlock forest canopy. Remote Sensing of Environment. Vol. 47, 242–260.
• 15.Heier H., Kiefner M., Zeitler W., 2002: Calibration of the Digital Modular Camera DMC; FIG XXII International Congress, Washington, D.C. USA.
• 16.Haest B., Biesemans J., Horsten W., Everaerts J., 2009. Radiometric calibration of digital photogrammetric camera image data. Proceedings of ASPRS 2009 Annual Conference Baltimore, Maryland March 9-13.
• 17.Ishiyama T., Tsuchiya K., 1999: Development of BRF (Bidirectional reflectance factor) facility and its preliminary results. Advances in Space Research. Vol. 23, No. 8, 1389–1392.
• 18.Królewicz S., 2003: Obraz powierzchni piaszczystych na zdjęciach lotniczych w zmieniających się warunkach ich oświetlenia i obserwacji. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, 13B: 409–418.
• 19.Pellikka P., King D.J., Leblanc S.G., 2000: Quantification and Reduction of bidirectional effects in aerial CIR Imagery of Deciduous Forest Using Two Reference Land Surface Types. Remote Sensing Review, Special issue on “Multi-angle Measurements and Models”, Vol. 19, 259–291.
• 20.Rahman H., Quadir D.A., Zahedul Islam A.Z.M., Dutta S., 1999: Viewing Effect on remote Sensing Monitoring of Wheat and Rice Crops. GeoCarto International,. Vol. 14, No. 1, 74–78.
• 21.Sandmeier S.R., Itten K.I., 1999: A field goniometer system (FIGOS) for acquisition og hyperspectral BRDF data. IEEE Transaction Geosciences. Rem. Sen., Vol. 37, 978–986.
• 22.Sandmeier S.R., 2000: Acquasition of Bidirectional Reflectance Factor Data with Field Goniometers. Remote Sensing of Environment. Vol.73, 257–269.
• 23.Solheim I., Engelsen O., Hosgood B., Andreoli G., 2000: Measurement an Modelling of the spectral and directional reflection properties of lichien and moss canopies. Remote Sensing of Environment, Vol. 72, 78–94.