Teledetecția (Remote sensing) este tehnologia prin care caracteristicile obiectelor [615883]

Introducere
Teledetecția (Remote sensing) este tehnologia prin care caracteristicile obiectelor
analizate se pot identifica, măsura și analiza fără contact direct, de la distanță. Teledetecția
este tehnologia de identificare a obiectelor și de înțelegere a condițiilor de mediu folosind
unicitatea reflexiei și aemisiei.
Termenul de teledetecție a fost folosit pentru prima dată în Statele Unite ale Americii în
anii 1960, în cadrul documentațiilor Administrației Americane a Oceanelor (în prezent NOAA
sau Administrația Oceanelor și a Atmosferei) și cuprindea conceptele de fotogrametrie,
fotointerpretare, foto-geologie etc. După lansarea primului satelit de observare terestră (1972),
Landsat1, teledetecțiaa început să fie folosită pescară mai largă.
Teledetecția, indiferent de natura aplicațiilor, pasivă sau activă, folosește radiatiile
electromagnetice pentru aobtine imaginile corpurilor, de la altitudine, din avion, satelit, balon,
elicopter, deoarece în acest mod, imaginea se poate utiliza în obținerea de hărti și planuri, iar
interpretarea obiecteloreste optimă.
Primele imagini de teledetecție au fost fotografiile. Până la realizarea primilor senzori
satelitari, a sistemelor nefotografice, singurele înregistrări utilizate au fost fotografiile
realizate din baloane și apoi din avioane. (In 1911 a fost realizată prima fotografie din avion
din România, la București, de către Aurel Vlaicu.) Imaginile de teledetecție se obțin prin
diferite mijloace care se constituie în principii, în tehnici speciale care utilizează radiațiile
electromagnetice prin: captarea, măsurarea și înregistrarea, în scopul producerii de imagini.
Cel mai vechi principiu este fotografierea aeriană sau aerofotografierea, care, timp de un secol
a fost singura modalitate de obținere a imaginilor de teledetecție. Din această cauză acesta
estedefinit drept un procedeu convențional în aplicațiile de teledetecție.

Imaginile satelitare sunt reprezentări obiective și instantanee ale realității terenului
raportate precis la repere spațio-temporale conferindu-le proprietăți diferite în raport cu harta
sau planul și le recomandă drept una dintre cele mai utile și mai sigure surse de informații
pentru localizare spațială sau informații geografice. Integrarea acestora în diverse aplicații
necesită cunoașterea proprietăților, a avantajelor și limitărilor ce rezultă din folosirealor.
Scara unei imagini de teledetecție este o noțiune complexă în condițiile în care punctele
și obiectele din imagini sunt situate în realitate la altitudini diferite, deși pe planul imaginii ele
apar la același nivel. Rezultă că obiectele mai apropiate de cameră sau senzor, de exemplu
cele de pe înălțimi, au scara mai mare decât cele mai depărtate, situate în văi sau depresiuni.
Acestă deformare se numește efect topografic putând fi corectat prin modificarea proiecției
centraleși înlocuirea ei cu ceaortografică.
Descărcarea imaginilor se face mod gratuit prin intermediul unor portaluri de date
geospațiale specifice: pagina Copernicus https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home
administrată de ESA, pagina Global Land Cover Facility (GLCF) și portalul Earth
Explorer administrat de USGS.
După crearea unui cont de utilizator se pot descărca imagini sau seturi de date care nu sunt
disponibile la prima vedere pe site ci doar urmând indicațiile din ghidul de căutare și
download a datelor de la adresa web https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home .
Selectarea scenei dorite de pe hartă se realizează prin selectarea zonei căutate și marcarea
acesteiacu un poligon.
Dupa selectarea zonei de interes, în bara de căutare se introduc datele din care se doresc a
fi preluate imaginile și se selectează misiunea ( Sentinel-1, Sentinel-2, Sentinel-3 ); pentru o
previzualizare a rezultatelor căutarii imaginilor se utilizează ghidul de download care permite
vizualizarea imaginii înainte dedescărcare prin intermediulfunctiei „ quickview ”.
Fiecare imagine Sentinel are un număr diferit de benzi spectrale (12 benzi) la care se
adaugă un fișier de metadate (datele imaginii, utile mai ales calibrării). Informația la nivel de
bandă spectrală este arhivată și dezarhivată și apoi vizualizată în pachete software care
operează cu imagini de teledetecție și care recunosc proiecții cartografice. In cadrul lucrării
(scrienumelelucrariidediplomă) este utilizat softul SNAP .
Astfel,
– Documentarea cartografică, alegerea imaginilor și construirea acoperirii
spațiale, procesarea și îmbunătățirea imaginilor (analiza propriu-zisa, extragerea

informației geo-spațiale) se impune deoarece (a) se delimitează cu precizie regiunea
ce urmează a fi analizată, în imagini, în functie de elementele de mediu sau fenomenele
urmarite; (b) se delimitează teritoriul pe baza căruia se va construi acoperirea spațio-
temporală cu imagini de teledecție. Căutarea imaginilor din bazele de date trebuie sa
pornească de la o documentare cartografică consistentă, mai ales acolo unde, din
documentareabibliografică nu au rezultat informatii complete.
-Materialelefolositeindocumentareacartograficăsunturmătoarele:
-hărți topografice în format analogic sau digital a căror scară trebuie să se apropie cât
mai mult atăt de scara spațială a analizei, cât mai ales de scara spațială a imaginilor (ex:
pentru dinamica recentă a zonei periurbane a zonei Neamț se pot utiliza imagini satelitare
SENTINEL 2B la rezoluție de 60 m și scara aproximativă %:17999 (în acest caz se pot
utiliza hărți topografice >:"7999, insă insuficiența informațiilor din imagini și din hărți
necesită alegerea de ortofotoplanuri multitemporale care pot fi utilizate împreună cu alte
hărți cadastrale și topografice, la scări de %:7999, identice cu ortofotoplanurile sau
%:"999, similare cu unele ortofotoplanuri);
-hărți cadastrale de regulă utilizate în aplicațiile de cadastru, dar și în cele de analiză a
utilizării terenurilor, mai ales in interiorul localităților;
– hărți geologice – hărți tematice la scări identice cu unele hărți topografice; sunt utile în
definitivarea modelelor morfostructuralecare servesc la analizareliefului și paleogeografie;
-hărți hidro-geologice în aplicaiilece vizeaza hidrografia.
Utilizarea acestor mat eriale presupune o selectie in functie de tematica dorita, realizată prin
extragerea unor straturi informationale in GIS (ex: preluarea liniilor tectonice principale si
suprapunerealor cavectori peste o imagine de teledetectie).
Alegerea imaginilor are un rol esențial în pregătirea analizei imaginilor și adaptarea la
metodologia de analiză. Problemele de bază ale etapei sunt legate de senzori (dacă au produs
informații geo-spațiale ce se pot raporta la regiunea de interes – senzori cu imagini la nivel
global și senzori cu imagini localizate în funcție de opțiunile utilizatorilor; raportarea
caracteristicilor imaginilor senzorilor identificați la acoperirea spatio-temporala stabilită în
etapa de documentare (ex: un fenomen poate sa apara in bibliografie inainte de lansarea unui
anumit senzor).
Rezoluția este una dintre cele mai importante caracteristici ale unei imagini, deoarece
permite identificarea unui obiect de către analistul care utilizează imaginea în diferite scopuri.
Din acestpunct de vedere, rezoluția sepoate defini: spațial, spectral șitemporal.Veziscariledacasuntscrise
corect!Gus Gabi 2018-06-15 21:27
Comment[GG1]:
Font:（Default）Times New Roman,
12 ptGus Gabi 2018-06-15 21:37
Formatted:
Justified,Indent: First line: 5 mm, Line
spacing: 1.5 linesGus Gabi 2018-06-15 21:36
Formatted:
Font:（Default）Times New Roman,
12 ptGus Gabi 2018-06-15 21:37
Formatted:
Font:（Default）Times New Roman,
12 ptGus Gabi 2018-06-15 21:37
Formatted:
Font:（Default）Times New Roman,
12 ptGus Gabi 2018-06-15 21:37
Formatted:

Rezoluția spațială reprezintă dimensiunea lineară a celui mai mic obiect din teren prezent
într-o imagine; poate fi considerată și ca lățimea liniei care separa două obiecte învecinate de
mici dimensiuni dintr-o imagine ca de exemplu un automobil și o clădire. La imaginile
digitale, rezoluția spațială corespunde dimensiunii în teren a laturii unui pixel, cel mai mic
element cealcătuiește imaginea respectivă.
(insereaza print screencurezolutia imaginilor )!!!
Rezoluția spectrală reprezintă intervalul spectral sau intervalul de lungime de undă în
limitele căruia s-a realizat înregistrarea uneiimagini.
În cazul imaginilor multispectrale rezoluția spectrală se exprimă, în egală măsură, prin
numărul de benzi sau intervale spectrale în care s-au obținut în mod simultan imagini ale 35
aceleiași suprafețe de teren, permițându-se identificarea unui obiect sau fenomen din teren
prin intermediul radiației electromagnetice reflectate în limitele unei ferestre atmosferice.
Astfel, unele obiecte din teren, mai mici decât rezoluția spațială a imaginii, pot fi identificate
datorită rezoluției spectrale care determină o mare valoare a reflectanței specifică obiectului.
Signatura spectrală reprezintă expresia cromatică (nuanță la imaginile color sau ton de
culoare la cele alb-negru) a proprietăților spectrale ale unui obiect relativ omogen care apare
într-o imagine. Pentru înțelegere intuitivă a acestei noțiuni de bază în teledetecție se folosesc
de exemplu, în cazul vegetației din timpul primăverii si al toamnei ….( introdu screen cu cele
2 imagini din primavara –toamna). În aceste condiții, imaginile în verde și infraroșuapropiat
sunt utile pentru interpretarea vegetației; imaginile în benzile albastru și roșu sunt mai puțin
utilizate în acest scop.
Din punctul de vedere al signaturilor spectrale, imaginile de teledetecție se clasifică în
două tipuri: imagini alb-negru sau așa numitele imagini în tonuri de culoare sau imagini în
scarădegri șiimagini color.
Imaginile pancromatice se obțin simultan cu imaginile în diferite benzi spectrale
(spectrozonale), având o rezoluție spațială mai mare decât cea a imaginilor obținute în
diferitele benzi spectrale și conferă un avantaj deosebit la perfecționarea imaginilor prin
procesare digitală.
Imaginile color se grupează în imagini în culori naturale , imagini în care signatura
spectrală a obiectelor este exprimată prin culori apropiate de cele pe care le percepe omul (ex.
padurea – verde, apa – albastru-verzui, drumurile și construcțiile în cenușiu deschis), respectiv
imagini falscolor sau imagini în culori convenționale care rezultă din înlocuirea culorilor
naturale cu alte culori pe care ochiul uman nu le percepe în realitate, dar care aduc informațiiReformulare!Apropiatdecine?!Gus Gabi 2018-06-15 18:37
Comment[GG2]:

suplimentare (ex. vegetația ce apare roșie). Signatura spectrală a aceluiași obiect omogen nu
este identică în orice imagine falscolor pentru că imaginile fals-color rezultă din cele mai
diverse combinații de benzi spectrale, în conținutul cărora obiectele apar diferit în funcție de
reflectanța lor. (introdu screen combinatii de benzi spectrale. )
Cromatica imaginilor este astfel expresia signaturilor spectrale și depinde de combinația în
sistemul RGB (engl. red, green, blue) al culorilor aditive, care stă la baza formării imaginilor
în culori pe care omul le percepe cu ajutorul analizorului vizual. Formarea culorilor în imagini
se realizează din trei signaturi spectrale, diferite, înlocuind cele trei zone din spectrul vizibil
(albastru, verde, roșu).
Georeferențierea (ortorectificarea) imaginilor satelitare reprezintă procesul de punere a
fiecărui element din imagine în coordonatele corespunzătoare sistemului de proiecție utilizat,
necesar datorită efectelor reliefului, a faptului că Pământul se rotește în jurul axei sale când
sunt realizate fotografiile/imaginile satelitare și datorită distorsiunilor cauzate de poziționarea
greșităa sateliților peorbită.
Una dintre principalele metode de analiză a imaginilor satelitare se bazează pe gruparea
obiectelor și a caracteristicilor pe care le are peisajul în categorii distincte (clase) prin
intermediul tehnicilor de clasificare supervizate și/sau nesupervizate.
Clasificarea imaginilor multispectrale obținute prin metoda teledetecției este un proces
destul de complex de prelucrare a conținutului informațional din imaginile satelitare, ce are
drept scop simplificarea imaginilor multispectrale prin reducerea domeniului total al
entităților spațiale înregistrate în categorii mai restrânse de semnificație. Prin clasificare se
realizează imagini tematice în care fiecare pixel este asignat (atribuit) unei clase particulare de
entități spațiale (detalii topografice sau geografice) ce formează o temă (conține entități
spațiale ale uneiteme).
Clasificarea (extragerea detaliilor tematice) se face în două etape, identificarea clusterilor
și asocierea lor cu clase statistice, clusterele fiind grupuri de pixeli ce reprezintă detalii care
au aceleași caracteristici din punct de vedere spectral și clasificarea datelor din imaginile
multispectrale obținute într-un singur strat tematic.
Cele două metode de clasificare de bază imaginilor digitale utilizate sunt: clasificarea
supervizată sau recunoașterea supervizată a tiparelor și clasificarea nesupervizată sau analiza
declusteri (grupe de pixeli).

Modalități de obținere a imaginilor de teledetecție
Imaginile de teledetecție se obțin prin diferite mijloace care se constituie în principii, în
tehnici speciale care utilizează radiațiile electromagnetice prin: captarea, măsurarea și
înregistrarea lor în scopul produceriide imagini.
Clasificareaconținutului imaginilor satelitare
Obținerea hărților acoperirii terenului presupune împărțirea suprafeței luate în studiuîntr-
un set finit de unități și atribuirea fiecăreia dintre acestea unei clase de ocupare a terenului.
Hărțile acoperirii terenului întocmite pe suprafețe întinse cuprind zeci de astfel de unități și
pot fi realizate din datele de teledetecție prin clasificarea conținutului imaginilor satelitare. În
acest sens se pot folosi diferite tipuri de imagini satelitare indiferent de rezoluția spațială a
acestora.
In cazul utilizării de imagini cu rezoluție spațială slabă ( NOAA), clasificările se realizează
pe suprafețe întinse, la scară continentală sau globală, iar dacă se folosesc imagini cu rezoluție
spațială moderată ( Landsat,SPOT) sau ridicată ( Ikonos,QuicKbird ) atunci clasificările sunt
realizate pe suprafețe mai restrânse.
Clasificarea conținutului imaginilor satelitare presupune gruparea pixelilor dintr-o
imagine pentru a forma mai multe clase astfel încât pixelii care au proprietăți spectrale
similare să facă parte din aceeași clasă. Majoritatea clasificărilor realizate pe baza imaginilor
satelitare presupun folosirea răspunsului spectral al claselor care acoperă terenul. Clasificarea
depinde de semnăturile distincte ale claselor de acoperire a terenului din setul de benzi
folosite și de capacitatea de a distinge clar aceste semnături spectrale de altele care pot fi
prezenteîn aceeași irnagine satelitară.
Clasificarea conținutului imaginilor satelitare se poate efectua în diferite scopuri. Astfel, în
multe aplicații, clasificarea în sine constituie scopul final care conduce la obținerea de hărți
tematice; în alte cazuri clasificarea poate servi numai ca un pas intermediar în analize mai
complicate cum ar fi studiile legate de degradarea terenurilor, de modelare a peisajelor,
managementul zonelor de coastă și al resurselor și alte aplicații care aparțin de monitorizarea
mediului înconjurător. Selectarea celei mai potrivite metode de clasificare poate avea
importanță deosebită asupra rezultatului clasificării.
În literatura de specialitate (….) se menționează mai multe metode de clasificare a
conținutului imaginilor satelitare folosite și în alte domenii în afară de teledetecție cum ar fi
analizeledeimagini șirecunoașterea modelelor.Inparenteza sevortrececateva
nume/date bibliograficecu anullacareaufost
facutepubliceGus Gabi 2018-06-15 19:02
Comment[GG3]:

Cea mai folosită metodă înstudiile realizate legate de clasificarea acoperirii terenului este
metoda clasificării supervizate bazată pe algoritmul probabilității maxime .În ultirnii ani, în
diferite studii s-au aplicat tehnicile inteligenței artificiale ca substitut la aplicațiile de
clasificare a conținutului imaginilor satelitare; entru îmbunătățirea semnificativă a preciziei
clasificării, au fost propusediverse metode.
Elementeintroductivedeanalizaa imaginilor
a.Analiza imaginilor reprezintăunansamblu de:metode,tehnicidelucru,tehnologii
șiprincipiicareaucascopvalorificarea înprimulrandcartografic ăainformațiilorprezenteîn
cadrulimaginilor deteledetecție.
Prinanalizaimaginilor, dateledeteledetecțiepotfiexploatate indirecțiapregătirilor
pentrudiferiteaplicațiidindomeniul GIS(exemple: actualizarea limitelor intravilanului unui
orașprininterpretarea unuiortofotoplan digital,determinarea prinmodelare matematic ăasig
naturiispectrale aproductivitatii biologice aleunorarborete).
Etapele analizei imaginilor presupun totalitatea activităților care au ca scop formularea
ipotezelor de analiză, alegerea imaginilor, procesarea acestora în vederea producerii de
informații geospatiale care pot fi integrate în diferite modele sau produse. Analiza imaginilor
esteutilizata in doua directii esențiale dupăcum urmează,
– cercetare științifică – analiza unei fenomenologii cu anumite semnificatii la nivelul
dinamicii geosistemului ce rezultă din caracteristicile spațio-temporale ce
apar in structura imaginilor (ex: analiza incalzirii apelor intr- un
bazin marin, pe un interval de un deceniu in analiza defrișărilor);
– direcția aplicativă – se bazează pe rezultatele unor cercetări devenite treptat inovații,
respectiv produse și aplicatii care pot fi folosite la rezolvarea
unor probleme de importanță economică și socială (ex: organizarea spațiului urban în
sensul optimizarii traficului și folosirii echilibrate a terenului, managementul unor
situații de criză și inundații).
Analiza imaginilor sefacecantitativ și calitativ.
Analiza calitativă (aerofotointerpretarea) se bazează pe interpretarea imaginilor sau
peanaliza vizualăa acestora, atât în format analogic, cât și în format digital. Se pot obține:
hărți generale si tematice, diagrame, grafice,rapoarte, analize.
Analizacantitativ ăsecircumscrie unortehnicinumitegenericprocesarea digitala a
imaginilor sauanalizadigitalaaimaginilor. SepotNoțiunigeneraledeanalizăa
imaginilorGus Gabi 2018-06-15 19:06
Comment[GG4]:
Trebuierescris,numălasa sa
aliniez…Gus Gabi 2018-06-15 19:12
Comment[GG5]:

obține:modeledeimagini, modeledigitale privind diferite fenomene, informa ții
geospațiale,vectori, raster,datestatistice șiigeostatistice .(ManualESA!:„Rea
lizarea uneihartisatelitare prinimbunatirea unei
imagini satelitare laniveldecontrastșiasocierea cuoproiecție)
Interpretarea imaginilor este partea calitativă a analizei fiind necesară analistului
care trebuie să identifice pe de o parte acoperirea spațială a acestora și pe de altă
parte săidentifice obiectele căutate și să procedezela analiza acestora.
Interpretarea imaginilor presupune obținerea unor date preliminarii privind
obiectele cautate pregătind imaginea pentru eventualeleprocesari in etapa cantitativa.
Interpretareapresupune etapedistincte:
detectarea obiectelor (identificare în imagine a poziției obiectelor)
recunoasterea obiectelor
identificarea obiectelor (impune sesizarea unor trasaturi ale obiectelor)
d e s c r i e r e a o b i e c t e l o r
b.Analiza digitală a imaginilor sau procesarea digitală a imaginilor reprezintă
totalitatea operațiunilor efectuate în mediul digital cu date de teledețectie din structura
imaginilor ce au ca scop obținerea de modele noi de imagini din care pot fi generate noi seturi
de date utilizabile în diverse aplicații GIS. Noile seturi de date sunt de tip rasterdar
si de tipvectorformatele acestora fiind de multe ori specifice softurilor specializate, insă de
celemai multe ori, pot fi convertiteîn formate uzuale.
Inaplicațiiledeprocesare datele deintrare suntconstituite din
imaginea deteledetec țiesatelitar ăsauaerianăcuunsingurcanalspectral saumai
multecanalespectrale.
Dateledeiesirepotfimultiple: 'modelenoideimagine',modelededatederivate din
imagine (ex:indicidevegetatie, modeledigitale deteren,modeleaiunorparametrii
climatici si hidrici
etc)diferite date,vector sauraster, insoțitesaunudetabele de
atribute informate compatibile cucelemaimulteinstrumente deanalizaGIS(ex:
vectoricuparceledepadure)
Etapele analizeidigitale sunturmătoarele:
-reprocesarea imaginilor care presupune pregatirea imaginilor intr-un anumit
format prin diminuarea unor defecte cu surse multiple, recondiționarea signaturilor spectrale
și calibrarea datelor;Derescris–iarnu potalinia! Cee
scriscuverdesescrieintreparanteze,dupa
propozitiaanterioarăGus Gabi 2018-06-15 19:59
Comment[GG6]:
Trebuiescoasăspațierea dintre
litere!Gus Gabi 2018-06-15 20:09
Comment[GG7]:
Iarașidetranscriscănuștiusă
reasezînpaginăGus Gabi 2018-06-15 20:16
Comment[GG8]:

Calibrarea datelor de teledetecție reprezintă procesul prin care acestea se
identifică de o manieră performantă cu semnificația reală a acestora. Din punct de
vedere tehnic, se impune pe de o parte calibrarea geometrică și pe de altă parte
calibrarea radiometrică (aducerea signaturilor spectrale la nivelul real al acestora,
reprezentandspectrul pural obiectelor corespunzatoare.
– perfecționarea (imbunătățirea) imaginilor – creșterea performanțelor imaginii în
raport cu cea inițială, pe de o parte la nivelul elementelor de mediu identificabile și pe de alta
parte, la nivelul caracteristicilor acestora ce pot fi modelate (ex: fuzionarea de imagini de la
senzori diferiți, pe aceleasi acoperiri spatiale în vederea îmbunătățirii atât a
rezoluției spațiale, cât șia rezoluțieispectrale.
– postprocesarea imaginilor – etapa în care se folosesc modelele îmbunatatite anterior ale
imaginilor în scopul extragerii automate sau semiautomate a informațiilor geospațiale
doritesubformădedaterastersauvector
(ex: calcularea unor indici devegetatie, care
potarataatatstarea vegetatiei sitipologia acesteia, catmaialesproductivi
tateabiologica siclasificarile tematice).
Earthobservation
Directiedecercetare siinovarecaresebazeazapefolosirea integrata intr-oformula
complexa, avansata, aimaginilor inteledectiei, inscopulanalizei, modelarii,reprezentarii si
predictiei diferitelor fenomene ceauloclasuprafata terestra.Observarea pamantului analiza
avansata aimaginilor, bazatapeimaginimulti-sursa. (exdeaplicatii: analizadefrisarilor din
zonelemontane, analizarisculuilainundatii inlungulmarilorfluvii).
(decompletat cusenzorideteledetectie)Derescris–saretextul!Gus Gabi 2018-06-15 20:25
Comment[GG9]:
Cred catrebuietrecuta
informatiainaltcapitol!Gus Gabi 2018-06-15 21:52
Comment[GG10]: