Transcript Introduction to RS

Introduction to RS
& Applications
Outline
o
o
o
o
o
o
o
o
Introduction
What is remote sensing? รี โมทเซ็นซิ่งคืออะไร
Electromagnetic Energy พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
Sensors & Platforms
คุณสมบัติและประเภทของดาวเทียม
Applications
Earth Observations
สารวจทรัพยากร
Weather Forecast
พยากรณ์อากาศ
Global Changes
การเปลี่ยนแปลงของโลก
Disaster management
การจัดการภัยพิบตั ิ
Engineering
วิศวกรรม
What is remote sensing?
 Remote Sensing (RS) ≠ In-situ sensing
 In-situ sensing devices are in contact with the medium they
are sensing (การวัดซึง่ สัมผัสโดยตรงกับตัวกลางที่ต้องการวัด)
 Remote sensing (RS) is the acquisition of data, “remotely”
การวัดหรื อได้ มาซึง่ ข้ อมูลโดยใช้ การวัดจากระยะไกล ซึง่ ไม่ สมั ผัสกับสิ่งที่ต้องการวัดโดยตรง
 โดยทัว่ ไปแล้ วเมื่อกล่าวถึง RS จะใช้ กบั ดาวเทียมแต่ก็อาจจะใช้ กบั แพลทฟอร์ มอื่นๆได้ เช่น
เครื่ องบิน หรื อ เฮลิคอปเตอร์
Why remote sensing???
Cover a large scale
ครอบคลุมพืน
้ ทีก
่ วาง
้
2) Less time consuming
ประหยัดเวลา
3) Cost Effective
ประหยัดคาใช
่
้จาย
่
4) Repetitive coverage & Consistency
1)
5)
สามารถสารวจไดบ
ง้ และไดข
่ ม
ี าตรฐาน
้ อยครั
่
้ อมู
้ ลทีม
Accessibility
เขาถึ
่ ากตอการส
ารวจ
้ งจุดทีย
่
2 types of Sensing
Sensing
(การวัด)
Remote
(ระยะไกล)
In-Situ
(โดยตรง)
2 types of Remote Sensing
Sensing
(การวัด)
Remote
(ระยะไกล)
In-Situ
(โดยตรง)
Passive
Active
ตรวจวัดพลังงานหรื อคลืน่ ที่ปล่อยออกมาจากวัตถุที่สนใจ
ตามธรรมชาติ (ต้ องการแสงสะท้ อนเพื่อถ่ายภาพ)
สามารถสร้ างพลังงานและปล่อยเพื่อวัดพลังงานสะท้ อน
กลับได้ ด้วยตัวเอง (Radar, Lidar)
2 types of Remote Sensing
Remote Sensing
(การวัดระยะไกล)
Passive
ตรวจวัดพลังงานหรื อคลืน่ ที่สะท้ อน
ออกมาจากวัตถุที่สนใจตามธรรมชาติ
(ต้ องการแสงจากธรรมชาติสะท้ อนเพื่อ
ถ่ายภาพ)
Active
สามารถสร้ างพลังงานและปล่อยเพื่อวัด
พลังงานสะท้ อนกลับได้ ด้วยตัวเอง
(ไม่ต้องอาศัยแสงอาทิตย์)
- Radar
Optical
(เลนส์ถ่ายภาพ)
(RAdio Detection And Ranging)
- LiDAR
(Light Detection And Ranging)
2 types of Remote Sensing
Optical images - Stratford, UK, Worldview 2, 0.5 m. Spatial resolution
Lidar images - Aerial Photo of World Trade Centre (Credit NOAA)
Electromagnetic Energy (EM) (1/2)
พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้ าเป็ นพลังงาน
ต่อเนื่องโดยมีความเร็วเป็ นความเร็ วแสง
ความยาวคลื่นจะแปรผกผันกับความถี่
คลื่นที่มีความถี่มากจะมีพลังงานมาก
ช่วงความถี่ที่มนุษย์มองเห็นจะเป็ นช่วง
(visible wavelength)
400-700 นาโนเมตร
ในการวัดค่าพลังงานนันจะวั
้ ดค่าพลังงาน
EM ที่สะท้ อนกลับจากวัตถุที่สนใจ โดย
วัสดุแต่ละชนิดจะมีตา่ สะท้ อนในแต่ละ
ช่วงของคลื่นความถี่แตกต่างกันออกไป
ขึ ้นอยู่กบั คุณลักษณะเฉพาะ
(properties)ของวัตถุนนๆ
ั้
Electromagnetic Energy (EM) (2/2)
พลังงานคลื่นแม่เหล็กไฟฟ้า
ช่วงพลังงานบางช่วงจะถูกดูด
ซับโดยบรรยากาศจึงทาให้
พลังงานบางส่วนของบางความ
ยาวคลื่นมาไม่ถึงพื ้นดิน / ผิว
โลก
กฎอนุรักษ์ พลังงาน Energy Conservative
Incoming Radiation = Absorbed + Transmitted + Reflected
พลังงานที่เข้ ามา
ดูดซับ
ส่งผ่าน
สะท้ อน
Band / Spectral Reflectance Signature
แถบการสะท้ อน
NDVI Example
พืชสีเขียว จะมีคณ
ุ ลักษณะพิเศษคือ มีค่า
การดูดซับพลังงานในช่วงความยาวคลื่น
VIS (สีแดง) และ สะท้ อนคลื่นในช่วง
ความยาวคลื่น NIR (อินฟราเรด)
Normalized Difference
Vegetation Index (NDVI).
ดัชนีพืชพรรณ
𝑵𝑫𝑽𝑰 =
𝑵𝑰𝑹 − 𝑽𝑰𝑺
𝑵𝑰𝑹 + 𝑽𝑰𝑺
มีค่าระหว่าง -1 – 1
0 = ไม่มีพืชใบเขียว/ดิน
0.8-0.9 = พืชใบเขียวหนาแน่น
<0 = ผิวน้ า
Sensors & Platforms
•
Orbits and swaths วิถีโคจร และ พื ้นที่การกวาดของดาวเทียม
•
Spatial resolution พื ้นที่เล็กสุดบนภาคพื ้นดินที่สามารถบันทึกได้ ในหนึง่
พิกเซล
Temporal resolution ความถี่วงโคจร (repeat cycle) (เวลาที่
ดาวเทียมใช้ ในการมาครบรอบ สัมพันธ์กบั พื ้นที่การกวาดของดาวเทียม)
•
•
Spectral resolution จานวนช่วงคลื่นความถี่ (แบนด์) ที่เซนเซอร์
สามารถบันทึกได้
Sensors & Platforms
•
Orbits and swaths วิถีโคจร และ พื ้นที่การกวาดของดาวเทียม
1)Geostationary Orbit
2) Near Polar Orbit
ส่องพื ้นที่เดิมตลอดเวลาโดยเคลื่อนที่ตามโลก เคลื่อนที่ตามแนวเหนือใต้
Sensors & Platforms
•
Spatial resolution พื ้นที่เล็กสุดบนภาคพื ้นดินที่สามารถบันทึกได้ ในหนึง่
พิกเซล
Sensors & Platforms
• Temporal resolution ความถี่วงโคจร (repeat cycle) (เวลาที่ดาวเทียม
ใช้ ในการมาครบรอบ สัมพันธ์กบั พื ้นที่การกวาดของดาวเทียม)
High temporal resolution: < 24 hours - 3 days
Medium temporal resolution: 4 - 16 days
Low temporal resolution: > 16 days
Sensors & Platforms
•
Spectral resolution จานวนช่วงคลื่นความถี่ (แบนด์) ที่เซนเซอร์
สามารถบันทึกได้
High spectral resolution: - 220 bands
Medium spectral resolution: 3 - 15 bands
Low spectral resolution: - 3 bands
Landsat – 7 bands
http://www.gistda.or.th/gistda_n/
Type
Launch (วันที่ปล่อย)
THEOS
Earth Observation (ประเภทสารวจทรัพยากร)
10/01/2008
Orbit Height (ค.สูงวงโคจร)
822 km
Temporal Resolution ค.ถี่วงโคจร
26 days
สัมพันธ์กบั ดวงอาทิตย์ (Sun Synchronous)
Orbits and swaths (วิถีโคจรและรัศมีการกวาด)
Spectral resolution จานวนช่วงคลื่นความถี่ (แบนด์)
1) Panchromatic - ภาพขาวดา – ละเอียด - การทาแผนที่ การใช้ พื ้นที่
2) Multispectral – ภาพหลายแถบสี – ไม่ละเอียด – เกษตรกรรม ป่ าไม้ ทรัพยากร
C:\Users\chanin\Desktop\Remote Sensing\Principles of RS\THEOS.ppt
Applications
o
o
o
o
o
Earth Observations
Weather Forecast
Global Changes
Disaster management
Engineering
สารวจทรัพยากร
พยากรณ์อากาศ
การเปลี่ยนแปลงของโลก
การจัดการภัยพิบตั ิ
วิศวกรรม
o Earth Observations
สารวจทรัพยากร
Applications
The active fire in the
Wallow fire Arizona,
2011
Landsat 5 image
Taken on June 15, 2011
In this image the Wallow
Fire burn scar is red, on
going fires are very bright
red, smoke is blue, water
is black and dark blue
and bare ground is tan.
http://landsat.gsfc.nasa.gov/images/
archive/e0030.html
o Weather Forecast
พยากรณ์อากาศ
Applications
MODIS, Bopha Typhoon,
December 10, 2012
Philippines
http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/view.php?id=79959
o Global Changes
การเปลี่ยนแปลงของโลก
Applications
Sensor:
Terra – MODIS
April 18, 2000
- ติดตามผลกระทบภาวะโลกร้ อน เช่นการเปลี่ยนแปลงของนาแข็งขัวโลก
้
- ติดตามการเปลี่ยนแปลงของอุณหภูมิของน ้าทะเล
o Disaster Management บริหารจัดการภัยภิบตั ิ
MODIS, 36 Bands,
Spatial Resolution = 500m, 1km
Temporal Resolution = Daily, 8-Day, 16-Day
Applications
o Disaster Management บริหารจัดการภัยภิบตั ิ
Applications
July, 2009
July, 2010
Drought
July, 2011
Flood
July, 2012
Drought
Namibia, Africa, Near Sahara
MODIS, 36 Bands,
Spatial Resolution = 500m, 1km
Temporal Resolution = Daily, 8-Day, 16-Day
o Engineering วิศวกรรม
Airborne มีความละเอียดสูง ถึงระดับ เซนติเมตร-มิลลิเมตร สาหรับงาน survey
RaDAR สร้ างแผนที่ความสูง DEM
LiDAR สร้ างแผนที่ความสูง DEM เทคโนโลยีใหม่ใช้ การวัดการสะท้ อนของแสง
Applications
o Engineering วิศวกรรม
Synthetic Aperture Radar
Interferometry (InSAR)
เป็ นการบันทึกข้ อมูลคลื่นเรดาร์ ที่ถ่ายลงใน
พื ้นที่เดียวกันในระยะเวลาใกล้ เคียงกัน
โดยการนาภาพ
เรดาร์ 2 ภาพที่บันทึกต่างเวลากันมาหา
ระยะทางที่แผ่นดินบริ เวณนัน้ เคลื่อนตัวไป
อันเนื่องมาจากภัยพิบตั ิธรรมชาติหลาย
อย่าง เช่น แผ่นดินไหว แผ่นดินถล่ม
Applications