PřF:Z8114 Digitální zprac. materiálů DPZ - Informace o předmětu

Z8114 Digitální zpracování materiálů DPZ

Rozsah

2/2/0. 4 kr. (plus ukončení). Ukončení: zk.

Vyučující

prof. RNDr. Petr Dobrovolný, CSc. (přednášející)
RNDr. Lukáš Herman, Ph.D. (cvičící)
Ing. Kateřina Tajovská, Ph.D. (pomocník)

Garance

prof. RNDr. Rudolf Brázdil, DrSc.
Geografický ústav – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta
Kontaktní osoba: prof. RNDr. Petr Dobrovolný, CSc.
Dodavatelské pracoviště: Geografický ústav – Sekce věd o Zemi – Přírodovědecká fakulta

Rozvrh

Po 8:00–9:50 Z4,02028

• Rozvrh seminárních/paralelních skupin:

Z8114/01: Po 12:00–13:50 Z1,01001b, L. Herman
Z8114/02: Po 10:00–11:50 Z1,01001b, L. Herman

Předpoklady

Z8108 Dálkový průzkum Země || PROGRAM(N-GK) || PROGRAM(KOS)

Omezení zápisu do předmětu

Předmět je určen pouze studentům mateřských oborů.

Předmět si smí zapsat nejvýše 38 stud.
Momentální stav registrace a zápisu: zapsáno: 0/38, pouze zareg.: 0/38

Mateřské obory/plány

předmět má 8 mateřských oborů, zobrazit

Anotace

Cílem předmětu je dt studentům základní přehled o metodch digitálního zpracování obrazových materiálů získavaných metodou distančního snímání. Ve cvičeních získají studenti praktické dovednosti z oblasti zpracování obrazu s akcentem na postupy automatické klasifkace. Hlavní probíraná témata: Analogová a digitální forma obrazu Interpretace obrazu v analogové forme Interpretační znaky, rozpoznávání objektu, interpretační klíče Prednosti a nedostatky analogového zpracování Charakter digitálních obrazových dat. Rastr a jeho vlastnosti Specifika dat DPZ, AD prevod. Základní druhy rozlišení dat DPZ Systém uložení digitálních obrazových dat. Obecné a speciální obrazové formáty Obrazová komprese.Podpurná data Základní etapy digitálního zpracování obrazových dat Předzpracování obrazových dat, radiometrické a atmosférické korekce Geometrická transformace obrazu Základní způsoby zvýrazňování, práce s histogramem Principy automatické klasifikace obrazu. Řízená a neřízená klasifikace. Zjišťování časových změn. Netradiční přístupy ke klasifikaci. Specifika zpracování radarových a hyperspektrálních dat. Základní používaný SW EOScape EASI/PACE Multispec OrthoEngine Na konci tohoto kurzu bude student schopen porozumět a vysvětlit podstatu základních metod zpracování obrazu vysvětlených v jednotlivých lekcích. Bude schopen vysvětlit, kdy použít jednotlivé metody a předkládat racionální odůvodnění o podmínkách využití metod multispektrální analýzy. Měly by být schopen kvalifikovaných rozhodnutí týkajících se předzpracování družicových dat, aplikací metod a především na základě nabytých znalostí interpretovat a verifikovat výsledky obrazové analýzy.

Klíčová témata

• 1. Základní vlastnosti digitálního obrazu - opakování A-D prevod, DN hodnoty a jejich význam, histogram obrazového záznamu, multispektrální a hyperspektrální snímky, zpusoby vizualizace, barevné systémy, RGB barevný systém
• 2. Metody predzpracování digitálního obrazu Radiometrické atmosférické korekce - podstata chyb a principy základních algoritmu, geometrická transformace obrazu - prehled bežných metod (polynomická transformace, splinové funkce, transformace po cástech, ortorektifikace, mozaikování
• 3. Metody zvýraznování digitálního obrazu I. Radiometrická (bodová) zvýraznení, práce s histogramem snímku, úpravy kontrastu, základní druhy zvýraznení, LUT, principy prahování a hustotních rezu
• 4. Metody zvýraznování digitálního obrazu II. Prostorová zvýraznení - filtrace obrazu, princip a základní algoritmy vysoko a nízkofrekvencních filtru, Fourierovy transformace, texturální analýza a filtrace radarových snímku
• 5. Metody zvýraznování multiskektrálního digitálního obrazu III. Vícepásmové transformace obrazu, principy tvorby barevných syntéz, transformace barevného systému, IHS x RGB, analýza hlavních komponent, obrazové podíly a spektrální (vegetacní) indexy, transformace TASSELED CAP,
• 6. Rízená klasifikace multispektrálního obrazu I. Princip spektrálních príznaku, obecný postup rízené automatické klasifikace obrazu, trénovací etapa,
• 7. Rízená klasifikace multispektrálního obrazu II. Per-pixel klasifikátory - k. pravoúhelníku, k. minimální vzdálenosti, k. maximální pravdepodobnosti, generování spektrálních signatur, jejich statistický popis a hodnocení. Postklasifikacní úpravy a hodnocení výsledku klasifikace - chybová matice, testovací množiny.
• 8. Neřízená klasifikace multispektrálního obrazu Spektrální a informacní trídy , princip metody shlukové analýzy multispektrálního obrazu, algoritmy ISODATA a K-MEANS, agregace výsledku nerízené klasifikace, postklasifikacní úpravy
• 9. Nové přístupy ke klasifikaci digitálního obrazu Fuzzy klasifikátory, princip klasifikace neuronovými sítemi, texturální klasifikace, kontextuální klasifikace, SAM algoritmus
• 10. Principy zpracování radarových obrazových dat. Specifika radarového obrazového záznamu, základní algoritmy, filtrace a texturální analýza, príklady použití radarových snímku
• 11. Principy zpracování hypersektrálních obrazových dat. Hyperspektrální kostka, smíšené a "cisté" pixely, spektrální knihovny, elementární povrchy (endmembers), klasifikace hyperspektrálních dat - unmixing
• 12. Algoritmy multitemporální analýzy Obrazové podíly a rozdíly, porovnání výsledku klasifikace, Change vector analysis, PCA

Studijní zdroje a literatura

• DOBROVOLNÝ, Petr. Dálkový průzkum Země. Digitální zpracování obrazu. 1. vyd. Brno: Masarykova univerzita, 1998, 208 s. ISBN 8021018127. info
• LILLESAND, Thomas M.; Ralph W. KIEFER a Jonathan W. CHIPMAN. Remote sensing and image interpretation. 5th ed. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, 2004, xiv, 763. ISBN 0471152277. info
• CAMPBELL, James B. Introduction to remote sensing. New York: Guilford Press, 1987, xxiv, 551. ISBN 0-89862-776-1. info
• Urban remote sensing. Edited by Qihao Weng - Dale A. Quattrochi. Boca Raton, Fla.: CRC Press, 2007, 412 s. ISBN 9780849391996. info
• LIANG, Shunlin. Quantitative remote sensing of land surfaces. Hoboken, N.J.: John Wiley & Sons, 2004, xxvi, 534. ISBN 0471281662. info
• LANDGREBE, David A. Signal theory methods in multispectral remote sensing. Hoboken, New Jersey: John Wiley & Sons, 2003, xi, 508. ISBN 047142028X. info
• Environmental modelling with GIS and remote sensing. Edited by Andrew Skidmore. 1st publ. London: Taylor & Francis, 2002, xvi, 268. ISBN 0415241707. info
• KONECNY, Gottfried. Geoinformation : remote sensing, photogrammetry and geographic information systems. 1st publ. London: Taylor & Francis, 2002, xiv, 248. ISBN 0415237955. info
• Remote sensing change detection :environmental monitoring methods and applications. Edited by Ross S. Lunetta - Christopher D. Elvidge. London: Taylor & Francis, 1999, xviii, 318. ISBN 0-7484-0861-4. info

Přístupy, postupy a metody používané ve výuce

Přednášky s výkladem základních pojmů z oblasti zpracování obrazu a praktickými řešenými příklady. Cvičení formou samostatné práce na 11 úlohách řešených za pomoci programového vybavení pro analýzu multispektrálních družicových snímků.

Způsob ověření výstupů z učení a požadavky na ukončení

Zkouška formou písemného testu z odpřednášené látky. Nezbytnou podmínkou k vykonání zkoušky je odevzdání správně vypracovaných praktických cvičení a úspěšné absolvování praktického testu na konci semestru.

Odkaz a informace vyučujících

Předmět je zakončen zkouškou, při níž student prokazuje schopnost aplikování metod digitálního zpracování obrazu při řešení typických geografických úloh, schopnost smysluplně využívat digitálních obrazových dat v GIS, při zkoušce student prezentuje a objasňuje výsledky zpracování vlastního družicového snímku.

Další komentáře

Předmět je vyučován každoročně.

Nachází se v prerekvizitách jiných předmětů

• ZX555 Copernicus – evropský program pro sledování a pozorování Země - online
  kredity_min(20) && ((!ZX555A) || (!Z8114)|| !obor(GKGI) || !program(B-GEK) || !obor(KART) || !obor(GIRR) || !obor(GITU)|| !obor(APGI))  

• Statistika zápisu (podzim 2013, nejnovější)
  
• Permalink: https://is.muni.cz/predmet/sci/podzim2013/Z8114