Fotogrammetristen ilmakuvien radiometrinen kalibrointi, arviointi ja korjaus

Lauri Markelin

    Tutkimustuotos: Doctoral ThesisCollection of Articles

    Abstrakti

    Kaukokartoitusdataa kerätään päivittäin suuria määriä ympäri maailmaa satelliiteista, miehitetyistä ja miehittämättömistä lentokoneista sekä maasta käsin. Fotogrammetrinen ilmakuvaus on erinomainen tapa kerätä tarkkoja kuvia haluttuna ajankohtana suuriltakin alueilta. Ilmakuvia käytetään yhä enemmän automaattisissa ja kvantitatiivisissa sovelluksissa kuten maan pinnan luokittelussa ja ympäristön seurannassa. Laadukkaiden geometristen ominaisuuksien lisäksi olennaista fotogrammetrisissa sensoreissa on niiden radiometriset ominaisuudet. Koska kohteet heijastavat auringon säteilyä yksilöllisesti aallonpituudesta ja havaintogeometriasta riippuen, voidaan radiometrisiä ominaisuuksia hyödyntää kohteiden tunnistamisessa ja muutosten seurannassa. Kvantitatiivisen radiometrian perusvaatimus on radiometrialtaan absoluuttisesti kalibroitu sensori. Radiometrisen kalibroinnin avulla sensorin tallentamat sävyarvot voidaan muuntaa fysikaalisiksi suureiksi. Kalibroidun sensorin kuvilla näkyvät ilmakehän aiheuttamat häiriöt voidaan korjata ja kuvat muuntaa vastaamaan maanpinnan heijastusta radiometrisillä korjausmenetelmillä. Radiometrinen korjaus on välttämätöntä, kun halutaan käyttää eri ajankohtina ja eri sensoreilla kerättyjä kuva-aineistoja kvantitatiivisessa analyysissä. Tämän työn tarkoituksena oli ensinnäkin kehittää menetelmä fotogrammetristen sensorien epäsuoraan radiometriseen kalibrointiin ja arviointiin (Cal/Val) testikentällä. Toiseksi tutkittiin kolmen eri radiometrisen korjausmenetelmän soveltuvuutta fotogrammetrisille ilmakuville. Kolmanneksi tutkittiin auringon korkeuskulman vaikutusta ilmakuvien radiometriaan ja siten fotogrammetristen prosessien suorituskykyyn. Kehitetty radiometrinen Cal/Val menetelmä hyödyntää laboratoriossa tarkassa havaintogeometriassa tehtyjä heijastusmittauksia, jotka muunnetaan vastaamaan kuvausaikaisia sääolosuhteita maastossa tehtyjen referenssikohteiden nadiiriheijastusmittauksilla. Työssä tutkituilla radiometrisen korjauksen menetelmillä pystyttiin saavuttamaan 5 % heijastustarkkuus, kun käytettiin tarkkoja referenssikohteita. Muita kohteita käyttäen oli mahdollista saavuttaa 5-20 % heijastustarkkuus. Tulokset osoittivat myös, että 25° auringonkulma ei vaikuttanut fotogrammetristen prosessien suorituskykyyn eikä kolmiulotteisten pistepilvien luomiseen. Tässä työssä esitetty radiometrinen Cal/Val menetelmä on askel kohti fotogrammetrisen sensorien jäljitettävää kuvienkäsittelyketjua. Tulokset vahvistivat sensorien hyvät radiometriset ominaisuudet sekä todistivat niiden kuvien soveltuvan radiometriseen korjaukseen. Tämä mahdollistaa ilmakuvien radiometrian kvantitatiivisen käsittelyn sekä lisää automaattisten kuvantulkintamenetelmien tarkkuutta.
    Julkaisun otsikon käännösFotogrammetristen ilmakuvien radiometrinen kalibrointi, arviointi ja korjaus
    AlkuperäiskieliEnglanti
    PätevyysTohtorintutkinto
    Myöntävä instituutio
    • Aalto-yliopisto
    Valvoja/neuvonantaja
    • Haggren, Henrik, Vastuuprofessori
    • Honkavaara, Eija, Ohjaaja, Ulkoinen henkilö
    Painoksen ISBN978-951-711-294-9
    Sähköinen ISBN978-951-711-295-6
    TilaJulkaistu - 2013
    OKM-julkaisutyyppiG5 Tohtorinväitöskirja (artikkeli)

    Tutkimusalat

    • fotogrammetria
    • ilmakuvaus
    • radiometria
    • radiometrinen kalibrointi
    • radiometrinen korjaus
    • säteilynkulkumallinnus

    Sormenjälki Sukella tutkimusaiheisiin 'Fotogrammetristen ilmakuvien radiometrinen kalibrointi, arviointi ja korjaus'. Ne muodostavat yhdessä ainutlaatuisen sormenjäljen.

    Siteeraa tätä