Simulatie van de waarnemingen
Koppeling van aardobservatiemodellen aan geografische informatie
Weergave van GIS-informatie via aardobservatie
modellen verschaft in principe de mogelijkheid te
voorspellen hoe objecten aan het aardoppervlak er
uit zouden zien als ze op een gegeven moment
vanuit de lucht of de ruimte zouden worden waar
genomen, onder de aanname dat de informatie die
is opgeslagen over de objecteigenschappen in het
GIS-bestand correct is. Wanneer men aldus gesimu
leerde beelden vergelijkt met actuele opnamen,
ontstaan interessante toepassingsmogelijkheden,
zoals het verbeteren en actualiseren van de GIS-
informatie. Dit kan betrekking hebben op de
thematische, de geometrische en de fysische
eigenschappen van de objecten.
Aardobservatiemodellen
Met behulp van remote sensing technieken is het mogelijk
delen van het aardoppervlak vanuit de lucht of de ruimte te
observeren en het resultaat van deze waarnemingen vast te
leggen in de vorm van digitale beelden. Dit waarnemen ge
beurt in diverse golflengtegebieden van het elektromagne
tisch spectrum, zoals het ultraviolet, zichtbaar licht, nabij
infrarood en thermisch infrarood, tot in het gebied van de
microgolven (radar). In elk van deze golflengtegebieden kun
nen andere eigenschappen van objecten worden waargeno
men. Bovendien kan men, bijvoorbeeld in het optische ge
bied (400 - 2500 nanometer), met zogenaamde hyperspectra
le sensoren waarnemingen verrichten in honderden afzon
derlijke spectrale bandjes. Hierdoor komt er in principe een
enorm potentieel aan informatie over eigenschappen van ob
jecten op de grond beschikbaar.
De primaire eigenschap die uit digitale aardobservatiebeel-
den kan worden bepaald, is de intensiteit van de gere
gistreerde straling, bij één of bij een hele serie golllengten.
Bij radar kan men ook gebruikmaken
van andere eigenschappen van de terug
gekaatste elektromagnetische golven,
zoals de polarisatie en de fase. Soms ech
ter verschaffen in deze beelden enkel de
plaats, de vorm en de textuur van objec
ten al voldoende informatie voor de ge
bruiker, zoals bijvoorbeeld het geval is
bij de interpretatie van 3D informatie,
of wanneer plaatsbepaling de voor
naamste doelstelling is.
Wanneer men bepaalde objecteigen
schappen uit de gemeten digitale signa
len wil afleiden, zal men de relaties tus
sen die objecteigenschappen en de re
flectie of de emissie moeten kennen.
Deze kennis kan in principe op twee
manieren worden verkregen.
Ten eerste kan men een opgenomen
heeld koppelen aan waarnemingen op
de grond van de betreffende objectei
genschappen, die dan tijdens de opna
me, of kort ervoor of erna, moeten zijn
gedaan. Hierdoor kunnen empirische
relaties worden gevonden door middel
van statistische correlatietechnieken.
Nadeel van deze methode is dat deze
arbeidsintensief is, vanwege de vele
waarnemingen op de grond die daar
voor nodig zijn. Bovendien is niet zeker
of de gevonden relaties ook universeel
toepasbaar zijn. Deze kunnen bijvoor
beeld mede beïnvloed zijn door atmos
ferische omstandigheden en sensorei
genschappen.
Ten tweede kan men voor het beschrij
ven van de remote sensing observaties
gebruik maken van simulatiemodel
len. Deze pogen het verband tussen ob
jecteigenschappen en waargenomen
straling vast te leggen door gebruik te
maken van mathematisch-fysische re
laties. In dergelijke fysisch onderbouw
de modellen worden zowel de objectei
genschappen als de opnameomstandig
heden (zonnestand, kijkhoek, en derge
lijke) meegenomen in de simulatie,
waar-door deze modellen in principe
wel universeel toepasbaar zullen zijn.
Modelinversie
Modellen voor het simuleren van re
mote sensing waarnemingen vanuit
Dr. ing.
W. Verhoef
Senior Scientist
Remote Sensing
Nationaal Lucht
en Ruimtevaart
laboratorium NLR
Marknesse.
CEO-INFO 2003-0
