3. ANYAG ÉS MÓDSZER
3.2. Hiperspektrális légifelvételezések
3.2.2. A hiperspektrális légifelvételezések lebonyolítása
A keszthelyi térségben két időpontban történtek hiperspektrális felvételezések. Az első alkalommal (2007.05.21.) a Keszthelyen folyó kutatásokhoz kapcsolódóan a várvölgyi tesztterületet követően a Zala Völgyén végighaladva a Kis-Balaton egyes területei kerültek pásztázásra. A második esetben (2007.06.19.) már csak a várvölgyi rész került monitorozásra (Kozma-Bognár, 2008). Az időjárási viszonyok a légifelvételezések végrehajtásához részben megfelelőek voltak. A hőmérsékletre, relatív páratartalomra, és a szélerősségre vonatkozó adataink (13. sz. melléklet) a Sármelléki repülőtér mérőállomásának adatbázisából származnak.
A hiperspektrális távérzékelési folyamat tervezését, és a légifelvételezés megvalósítását a Földművelésügyi és Vidékfejlesztési Minisztérium Mezőgazdasági Gépesítési Intézetének és Debreceni Egyetem Víz- és Környezetgazdálkodási Tanszékének munkatársai végezték.
A felvételezést követően részünkre átadásra kerültek az adatfájlok és később a rendszer bevezetésének újszerűsége miatt folyamatos egyeztetések folytak az elvégzendő előfeldolgozási feladatokkal kapcsolatban. Ennek megfelelően bizonyos esetekben az általuk szolgáltatott információk kerülnek majd feltüntetésre a disszertációmban.
A légifelvételezést megelőzően lehatároltuk a felvételezni kívánt területet (7. ábra) és továbbítottuk a tervezési feladatokat elvégző munkatársak számára, akik ezt felhasználva meghatározták a repülési paramétereket és elkészítették a repülési nyomvonalat.
7. ábra Területi lehatárolás a várvölgyi tesztterületről
A várvölgyi tesztterületnél a következő repülési paraméterek kerültek meghatározásra, a Specim Spectral Imaging Ltd. által biztosított segédtáblázat alkalmazásával (8. ábra). Az itt meghatározott paraméterek megegyeznek a repülés során létrehozott Log fájl adataival.
55
8. ábra Repülési paraméterek a várvölgyi tesztterületre vonatkozóan (Deákvári és Kovács, 2007)
A hiperspektrális felvételezéseket egy Piper Aztec típusú légijárművel végezték (9. ábra), amely az AISA Dual üzemeltetése céljából került átalakításra. A repülőgép a felvételezések során 60 m/s sebesség mellett gyűjtött adatokat, közel 1200 m tengerszint feletti magasságból. A várvölgyi tesztterületről eredményül 359 spektrális sávban készült kb. 1 m2/pixel térbeli felbontású felvétel, melynek spektrális felbontása 5-6 nm. Az elkészült adatkocka spektrális sávkiosztását tartalmazza a 14. sz. melléklet.
9. ábra A hiperspektrális felvételezést végző repülőgép és személyzete indulásra készen (2007.05.21.)
AISA flight parameters for HIAE / University of Debrecen Local ground elevation 127 [m] from mean sea level
AISA Eagle Serial Number SN100026 Local WGS-84 geoid hight 46 [m]
Hawk Serial Number SN300015 Average ground elevation 84,70971675 [m] from WGS-84 reference surface
AISA Eagle focal length 18,04 mm
AISA Eagle spatial pixels 46 start 1024 end 978 total
Hawk spatial pixels 22 start 320 end 299 total
DUAL spatial pixels 25 start 320 end 296 total
Change gray areas to calculate FPS, swat width and altitude Ground pixel size [m] [feet]
The spatial pixels exclude FODIS area 1,00 3,28
The flight altitude is from mean sea level
Max flight altitude for AISA is specified to 10000 feet Ground Speed [m/s] [knots]
Use the blue highlighted values in CaliGeo 60 116,63064
AISA Eagle SN100026_210606_XB.cal
Binning Spectral sampling ~ Spatial pixels MAX FPS FPS Ground pixel size [m] Swat width [m] [feet] Altitude [m] [feet]
8x2 10 nm 489 129 60,00 1,0 489 1604 879 2883
4x2 5 nm 489 89 60,00 1,0 489 1604 879 2883
2x1 2.5 nm 978 54 60,00 1,0 978 3209 1630 5349
2x2 2.5 nm 489 54 60,00 1,0 489 1604 879 2883
1x1 1.2 nm 978 30 60,00 1,0 978 3209 1630 5349
1x2 1.2 nm 489 30 60,00 1,0 489 1604 879 2883
AISA Hawk SN300015_200906_B.cal
Binning Spectral sampling ~ Spatial pixels MAX FPS FPS Ground pixel size [m] Swat width [m] [feet] Altitude [m] [feet]
1x1 6 nm 299 103 60,00 1,0 299 981 879 2883
DUAL DUAL_SN100026_300015.cal DUAL_SN100026_300015.cal
Binning Spectral sampling ~ Spatial pixels MAX FPS FPS Ground pixel size [m] Swat width [m] [feet] Altitude [m] [feet]
Dual mode 4x2 Eagle 5 nm, Hawk 6nm 296 89 60,00 1,0 296 971 879 2883
Dual mode 2x2 Eagle 2.5 nm, Hawk 6nm 296 54 60,00 1,0 296 971 879 2883
Beállítások Spectral Spatial
Eagle 4 2
Hawk 2 1
Dual_2xhiper_5nm.bnd
A 2007.06.19-én végzett légifelvételezés rögzített nyomvonala láth felszállás a Siófoki Papkutapuszta reptérr
mosonmagyaróvári légifelvételezést követ légifelmérésére.
10. ábra Repülőgép rögzített nyomvonala 2007.06.19
A megadott területnagyság és a kapcsolódó geometriai felbontás lehet vizsgálat helyszínét egy repülési sávval fedjék le. Az adatok megbízhatósága előfeldolgozási feladatok terén tervezett kutatásai
rögzítésre.
A repülések alkalmával az AISA érzékel
működtek. A felvételezés során az AISA rendszerek repülés ellen Windows-alapú RSCube kontrollálta
pozíció, és a csatornaszám. Továbbá ellen sebességét, az expozíciós idő
adatgyűjtési folyamat során. A GPS által rögzített adatok alapján készített nyomvonalból is látható, hogy a tesztterületünk felett több rep
légifelvételezés során eredményül kapot 11/a. és a 11/b. ábrák.
56
én végzett légifelvételezés rögzített nyomvonala látható a
felszállás a Siófoki Papkutapuszta reptérről történt. A repülési kampány során mosonmagyaróvári légifelvételezést követően került csak sor a várv
őgép rögzített nyomvonala 2007.06.19-én (Deákvári és Kovács, 2007)
A megadott területnagyság és a kapcsolódó geometriai felbontás lehető vizsgálat helyszínét egy repülési sávval fedjék le. Az adatok megbízhatósága
feladatok terén tervezett kutatásaink miatt viszont több felvételi sáv került
A repülések alkalmával az AISA érzékelők teljes hiperspektrális adatgyű ködtek. A felvételezés során az AISA rendszerek repülés ellenő alapú RSCube kontrollálta a rendszer beállításokat, mint pl.
csatornaszám. Továbbá ellenőrizte a képernyő megjelenítést, expozíciós időt, a GPS/INS státuszt és egyéb valós idejű
n. A GPS által rögzített adatok alapján készített nyomvonalból is látható, hogy a tesztterületünk felett több repülési sávban is készültek
légifelvételezés során eredményül kapott repülési sávokat összefoglalóan mutatják ató a 10. ábrán. A l történt. A repülési kampány során a a várvölgyi tesztterület
(Deákvári és Kovács, 2007)
A megadott területnagyság és a kapcsolódó geometriai felbontás lehetővé tette, hogy a vizsgálat helyszínét egy repülési sávval fedjék le. Az adatok megbízhatósága, valamint az nk miatt viszont több felvételi sáv került
k teljes hiperspektrális adatgyűjtő üzemmódban ködtek. A felvételezés során az AISA rendszerek repülés ellenőrző szoftvere, a pl. a sávszélesség, a megjelenítést, a képalkotás GPS/INS státuszt és egyéb valós idejű információkat az n. A GPS által rögzített adatok alapján készített nyomvonalból is ülési sávban is készültek felvételek. A két t repülési sávokat összefoglalóan mutatják be a
57
11. ábra A várvölgyi légifelvételezések során létrehozott 2007.05.21-i (a. - bal oldali kép) és 2007.06.19-i (b. - jobb oldali kép) repülési sávok
A felvételezés során az egyes repülési sávok közötti fordulók esetében a rendszer nem készít felvételeket, így az egyes sávok felvételezésének indítása és befejezése jól nyomon követhető. A mérés során az AISA Dual rendszer által generált adatstruktúra több adatsorból tevődött össze, amelyek külön
fájlként kerültek letárolásra. A fájltípus mögött a várvölgyi 2007.05.21-i felvételezésekre vonatkozó fájlok neveit tüntettük fel:
1. Log fájl (*.log),
File név: runLog-0521-1429_Varvolgy.html A Log fájl elején találjuk a mérési beállításokat, később az adatfájlt és a hozzá tartozó Dark fájl nevét, a Header fájlt és a Navigációs fájlt, valamint egyéb a felvételezésre vonatkozó hasznos információkat is (12. ábra).
12. ábra AISA Dual 2007.05.21. LOG fájl részlet (Deákvári és Kovács, 2007)
58
2. Nyers adatfájl (*.raw), Fájlnév: varv-1.raw
Az érzékelőről hasznos információként rögzítésre került adatok összességét foglalja magába.
3. Header fájl (*.hdr), Fájlnév pl.: varv-1.hdr
A RAW állományra vonatkozó alapadatokat tartalmazza pl. a kép formátumáról; a sávok, sorok, oszlopok számáról; a felvétel készítésének fontosabb időpontjairól; a hullámhosszakról és szélességükről; az adatrögzítés sebességéről, stb.
4. Dark fájl (*drk.dat), Fájlnév: varv-1_drk.dat
Az érzékelő saját zajára vonatkozó referencia adatokat tartalmazó állomány.
5. Kalibrációs fájl (*cal), Fájlnév: DUAL2X_SN100026_300015.cal A FODIS sugárzásmérő által rögzített adatokat talájuk meg ebben az állományban.
6. Navigációs adatok (*.nav), Fájlnév: 0619-1217.nav A GPS/INS rendszer adatait összesítő fáljstruktúra.
A repülések befejezésével az adatok lementésre kerültek, majd az archiválást követően a repülést koordináló szervezet munkatársai átadták ezeket az elektronikus dokumentumokat. Az előfeldolgozás CaliGeo szoftverrel történő elvégzéséhez a fenti állományok mindegyike szükséges.
3.2.3. A hiperspektrális felvételek feldolgozása