UA19604U - Method for correcting the results of the spectral analysis of soil by aerospace photography - Google Patents
Method for correcting the results of the spectral analysis of soil by aerospace photography Download PDFInfo
- Publication number
- UA19604U UA19604U UAU200607797U UAU200607797U UA19604U UA 19604 U UA19604 U UA 19604U UA U200607797 U UAU200607797 U UA U200607797U UA U200607797 U UAU200607797 U UA U200607797U UA 19604 U UA19604 U UA 19604U
- Authority
- UA
- Ukraine
- Prior art keywords
- soil
- results
- samples
- spectral analysis
- correcting
- Prior art date
Links
- 239000002689 soil Substances 0.000 title claims abstract description 50
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000010183 spectrum analysis Methods 0.000 title claims abstract description 9
- 239000000523 sample Substances 0.000 claims abstract description 10
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 5
- 239000013074 reference sample Substances 0.000 claims abstract description 5
- 238000005070 sampling Methods 0.000 claims abstract description 5
- 230000003595 spectral effect Effects 0.000 claims description 7
- 239000000463 material Substances 0.000 claims description 5
- 238000012876 topography Methods 0.000 claims 1
- 238000001035 drying Methods 0.000 abstract 1
- 238000000227 grinding Methods 0.000 abstract 1
- 239000003864 humus Substances 0.000 description 9
- 239000010410 layer Substances 0.000 description 2
- 238000005259 measurement Methods 0.000 description 2
- 230000000877 morphologic effect Effects 0.000 description 2
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 2
- 238000011160 research Methods 0.000 description 2
- 239000011540 sensing material Substances 0.000 description 2
- 239000002344 surface layer Substances 0.000 description 2
- 238000004458 analytical method Methods 0.000 description 1
- 238000013459 approach Methods 0.000 description 1
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 1
- 238000012937 correction Methods 0.000 description 1
- 230000002596 correlated effect Effects 0.000 description 1
- 238000003745 diagnosis Methods 0.000 description 1
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 1
- 238000011156 evaluation Methods 0.000 description 1
- 230000035558 fertility Effects 0.000 description 1
- 238000003306 harvesting Methods 0.000 description 1
- 238000003384 imaging method Methods 0.000 description 1
- 238000013507 mapping Methods 0.000 description 1
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 230000003287 optical effect Effects 0.000 description 1
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000004856 soil analysis Methods 0.000 description 1
- 238000002798 spectrophotometry method Methods 0.000 description 1
- 238000001228 spectrum Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 230000003746 surface roughness Effects 0.000 description 1
Landscapes
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
Опис винаходу
Корисна модель відноситься до сільського господарства та грунтознавства, і може використовуватись при 2 дослідженнях грунтового покриву території.
Забарвлення грунту є однією з головних морфологічних ознак грунту, що підтверджується існуючою номенклатурою грунтів |Полупан Н.И. Классификация почв // Почвьі Украиньї и повьішение их плодородия - К.:
Урожай, 1988. - Т.1 - С.116-128). Значення забарвлення, як однієї із найважливіших морфологічних ознак, полягає в тому, що воно є в певній мірі показником хімічного складу грунту (Гринь Г.С. Как составить 70 почвенную карту. - К: издательство академии наук УССР.- 1956. - 88с.|. Колір грунту тісно взаємопов'язаний із основними грунтовими характеристиками, такими, як вміст гумусу, вологість, мінералогічний склад, вміст солей, металів та ін. Тому, спектральна характеристика поверхневого шару грунту, яка тісно корелює зі вмістом гумусу в ньому (Шатохин А.В., Ачасов А. Б. Картографирование темно-серьїх лесньїх почв Украинь! по данньім полевой спектрофотометрии / Почвоведение. - 2001. -Мо2. -с.159-167|, і яку одержують при проведенні аерокосмічного 72 знімання, доповнена наземними дослідженнями, дозволяє робити висновки про характер розміщення грунтових ареалів на територію досліджень.
В той же час, завдяки впливу таких факторів, як структурний стан та вологість, існує проблема недостатньої точності дистанційного визначення речовинного складу грунту і, перш за все, вмісту гумусу в його поверхневому шарі. Так, дві ділянки з однаковими грунтами можуть виглядати істотно різними за тоном на одних тих же аерофотознімках, якщо вологість цих ділянок або їх нерівність будуть різними. Крім того поверхня орного грунту або іншої оголеної ділянки не є ортотропною, що може призвести до значної зміни тону зображення однорідних ділянок при різному їх розміщенню відносно центру проекції та сонця (Картографія грунтів: Навч. посібник/ за ред. Д.Г. Тихоненка. - Х: ХНАУ, 2001. - 321с..
Найближчим аналогом способу, що пропонується є спосіб складання картограм гумусованості грунтів за результатами дистанційного знімання грунтових поверхонь (Кондратьев К.Я., Васильєв О.Б., Федченко П.П. в
Опьїт распознавания почв по спектрам отражения / Почвоведение, 1978.- Мо4.- с.5-17)|. Цей спосіб базується на визначенні спектральних характеристик грунтових поверхонь за матеріалами аерокосмічної зйомки, виходячи із встановленого взаємозв'язку між вмістом гумусу і кольором грунту.
Головним недоліком цього підходу є те, що його використання можливе лише на відкритих (не зайнятих М рослинністю) грунтових поверхнях. Крім того різниця у вологості, географічному орієнтуванні та стані ав грунтової поверхні в межах одного знімку впливає на значення яскравості, зменшуючи при цьому точність виконання досліджень. Різниця в часі зйомки також впливає на значення яскравості знімків. Тобто даний спосіб ке, дає достовірну інформацію не на всю територію зйомки. Ге»)
Корисною моделлю пропонується спосіб коригування результатів спектрального аналізу даних аерокосмічної зйомки по ключовим точкам, за рахунок інструментального визначення забарвлення грунту на засадах -- використання цифрової фотокамери. Спосіб розроблений з метою удосконалення методики визначення спектральних характеристик грунту, за рахунок їх коригування на територіях, де результати зйомки не дають достовірної інформації. «
Поставлене корисною моделлю завдання досягається тим, що у способі коригування результатів З 70 спектрального аналізу матеріалів дистанційної зйомки грунту, що включає дистанційне знімання грунтових с поверхонь, відбір зразків з верхнього шару грунту з прив'язкою місць відбору за допомогою СРО-приймача до
Із» глобальної системи координат, згідно корисній моделі на прив'язаному космічному знімку по кожній точці відбору зразків комп'ютерно визначають значення яскравостей еталону на знімку по трьох спектральних каналах: червоному, зеленому та синьому, а відібрані зразки висушують до повітряно-сухого стану, після чого з 45 подрібнюють до розміру 0,25мм поміщають в пластмасову кювету дещо ущільнюють та вирівнюють, поруч з кюветою розташовують еталонний зразок, стандартний аркуш білого паперу для офісної техніки (80г/м 2, (се) білизна 8095), проводять фотографування в камеральних умовах при регульованому штучному освітлені б» цифровою фотокамерою в стандартних умовах з наступною комп'ютерною обробкою результатів фотографування, за порівнянням результатів спектрального аналізу аерокосмічної зйомки і фотографічної в (ав) 50 лабораторних умовах проводять коригування показників яскравості на територіях, де неможливо отримати
І» достовірної інформації лише по даних багатоспектрального сканування.
Фотографування зразка грунту в лабораторних умовах з подальшою комп'ютерною обробкою дозволяє одержувати кількісну оцінку забарвлення грунту в кольоровій моделі КОВ. Спосіб відрізняється тим, що використовуються можливості інструментального визначення забарвлення грунту цифровою фотокамерою в 99 ключових точках для коригування результатів спектрального аналізу матеріалів аерокосмічного знімання. с Запропонована методика кількісної діагностики кольору грунту може використовуватись при проведенні грунтових обстежень території, оціночних, кадастрових робіт.
Приклад:
Спосіб, що пропонується, був апробований в 2006 році на 33 зразках, які були відібрані на території бо с.Городище, Бориспільського району, Київської області, які репрезентували чорноземи типові, чорноземи опідзолені та темно-сірі опідзолені грунти.
Проводився відбір зразків з верхнього шару грунту 0-10см. Місця відбору прив'язувались за допомогою сРбЗ-приймача до глобальної системи координат. Підбирались матеріали дистанційного знімання (знімки з космічного апарату Ресурс-М) на ту ж територію, які прив'язувались у тій же системі координат. На бо прив'язаному космічному знімку по кожній точці відбору зразків визначались значення яскравості по трьом каналам. Характеристики досліджуваних зразків грунту наведені у Таблиці 1. Проводилось визначення вмісту гумусу за загальноприйнятою методикою (по методу Тюріна) в кожному зразку. Проводилась підготовка зразків для фотографування, для чого відібрані зразки висушувалися до повітряно-сухого стану, після чого подрібнювались до розміру 0,25мм. Проводилось фотографування зразків грунту за допомогою цифрової камери ОІутриз С350. Зйомка проводилась в лабораторних умовах, з виключно штучним, регульованим за допомогою лабораторного трансформатора освітленням. Зразок поміщали в пластмасову кювету, дещо ущільнювали та вирівнювали, щоб уникнути впливу шорсткості поверхні на оптичні властивості грунту. Поруч з кюветою розташовували еталонний зразок, за який був прийнятий стандартний аркуш білого паперу для офісної 70 техніки (ВОг/м?, білизна 8095) ТУ 5438-016-00253497-2001. Фотокамеру встановлювали на штативі на відстані
Б5Осм над зразком, таким чином, щоб зразок не потрапляв в тінь від неї. Під час фотографування для додаткового освітлення, а також для створення стандартних умов кольорового балансу, використовували блискавку фотоапарату. Для визначення балансу білого кольору використовували автоматичний режим роботи камери, який дозволяє досягнути оптимальної передачі реального забарвлення об'єкту.
Обов'язковою умовою методики є створення умов, за якими еталонний зразок на знімку мав би ідеально білий колір. Для контролю цієї умови проводиться серія калібрувальних фотографувань з комп'ютерним визначенням яскравостей еталону на знімку в трьох спектральних каналах: червоному, зеленому та синьому.
Необхідно забезпечити умови освітлення, при яких значення яскравості еталону досягає 255 по всіх трьох каналах, що відповідає чистому білому кольору. Після цього проводиться фотографування зразків грунту з подальшим комп'ютерним визначенням яскравості його забарвлення по трьох вищеназваних каналах. Всі виміри проводились в трьохразової повторності. Для подальшої статистичної обробки використовувалось середнє значення вимірів. Характеристики досліджуваних зразків грунту наведені у Таблиці 1.
Таблиця 1
Спектральні характеристики досліджуваних грунтів шщ
Порядковий Мо зразка |Гумус, 95 Стан поверхні я 1801780 |сяся| вав з зо о
Фо
Ф з - « ю нов) - ї» 15 щ
Ф
Ф зо Ся овв00л6в60009600 бля ов о5ю у о в110рврв60л660ляв0овюолм ов ту ї» ов я врю1вв100оя» ою ово вух - 59 в ливо 1776220 омле | обов ото тут
Аналіз даних таблиці показав, що кореляція між вмістом гумусу і значеннями яскравості космічного знімку спостерігається тільки на території, яка не зайнята рослинністю (відкритий грунт) - К--0,79 (по червоному 65 каналу); -0,62 (по зеленому) і -0,85 (по синьому каналу). На території, яка в момент зйомки була зайнята рослинністю, кореляції між вмістом гумусу і значеннями яскравості не спостерігається. При визначенні яскравості зразків за допомогою фотоапарату спостерігається кореляція по всіх зразках - К--0,86; -0,83 і -0,79 відповідно каналам.
Виходячи з отриманих результатів, можна зробити висновки про можливість визначення яскравості на Територіях, які зайняті рослинністю, або з тих чи інших причин не є придатними для спектрального аналізу по матеріалам дистанційної зйомки. Що дає можливості для аналізу грунту по значенням яскравості на всю територію знімку.
Тому були виведені регресивні рівняння, по яким проводилось коригування значень яскравості космічного знімку на територіях, зайнятих рослинністю. Результати коригування наведено в Таблиці 2.
Таблиця 2 досліджуваних грунтів за результатами фотографування ів я Ге в кв |в. 81801008
З ч зо о вв яю, Ф
Ф з - вв 00601661
Ся 660000066000000л9в 66010666 « й З - ї» яв 4 щ
Ф
Ф вели) во 11111лва11 | ва 1 во1111лв21111лва є. й й о, о Регресивні рівняння для коригування яскравості космічних знімків по трьом каналам в даному випадку будуть
Т» мати наступний вигляд:
Для червоного каналу (К) У-0.0044.Х--0.486
Для зеленого каналу (0) У-0.0019.Х -0.3491
Для синього каналу (В) У-0.0044.Х -0.486 с
Claims (1)
- Формула винаходу во Спосіб коригування результатів спектрального аналізу матеріалів дистанційної зйомки грунту, що включає дистанційне знімання грунтових поверхонь, відбір зразків з верхнього шару грунту з прив'язкою місць відбору за допомогою зРО-приймача до глобальної системи координат, який відрізняється тим, що на прив'язаному космічному знімку по кожній точці відбору зразків комп'ютерно визначають значення яскравостей еталона на знімку по трьох спектральних каналах: червоному, зеленому та синьому, а відібрані зразки висушують до 65 повітряно-сухого стану, після чого подрібнюють до розміру 0,25 мм, поміщають в пластмасову кювету, дещо ущільнюють та вирівнюють, поруч з коветою розташовують еталонний зразок, стандартний аркуш білого паперу для офісної техніки (80 г/м 7, білизна 80 95), проводять фотографування в камеральних умовах при регульованому штучному освітленні цифровою фотокамерою в стандартних умовах з наступною комп'ютерною обробкою результатів фотографування, за порівнянням результатів спектрального аналізу аерокосмічної зйомки 1 фотографічної в лабораторних умовах проводять коригування показників яскравості на територіях, де неможливо отримати достовірну інформацію лише по даних багатоспектрального сканування. Офіційний бюлетень "Промислоава власність". Книга 1 "Винаходи, корисні моделі, топографії інтегральних мікросхем", 2006, М 12, 15.12.2006. Державний департамент інтелектуальної власності Міністерства освіти і 70 науки України. - « «в) (Се) (22) ьо -с . и? - се) (22) («в) с» с 60 б5
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200607797U UA19604U (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Method for correcting the results of the spectral analysis of soil by aerospace photography |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| UAU200607797U UA19604U (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Method for correcting the results of the spectral analysis of soil by aerospace photography |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| UA19604U true UA19604U (en) | 2006-12-15 |
Family
ID=37606594
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| UAU200607797U UA19604U (en) | 2006-07-12 | 2006-07-12 | Method for correcting the results of the spectral analysis of soil by aerospace photography |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| UA (1) | UA19604U (uk) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513352C1 (ru) * | 2010-06-16 | 2014-04-20 | Дэниэл С. РЕДФОРД | Аэростатное грузоподъемное устройство |
-
2006
- 2006-07-12 UA UAU200607797U patent/UA19604U/uk unknown
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2513352C1 (ru) * | 2010-06-16 | 2014-04-20 | Дэниэл С. РЕДФОРД | Аэростатное грузоподъемное устройство |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| Engelbrecht et al. | Evaluation of different methods to estimate understorey light conditions in tropical forests | |
| Rich | Characterizing plant canopies with hemispherical photographs | |
| Roxburgh et al. | Uses and limitations of hemispherical photography for estimating forest light environments | |
| de Moraes Frasson et al. | Three-dimensional digital model of a maize plant | |
| Purevdorj et al. | Relationships between percent vegetation cover and vegetation indices | |
| Frazer et al. | A comparison of digital and film fisheye photography for analysis of forest canopy structure and gap light transmission | |
| Hale et al. | Comparison of film and digital hemispherical photography across a wide range of canopy densities | |
| WO2014122256A1 (en) | Method and electronic equipment for determining a leaf area index | |
| DE112005002046A5 (de) | Verfahren zur Vermessung von Gegenständen mit einer Kamera und Kalibrier-/messmittel zur Durchführung dieses Verfahrens | |
| Mafanya et al. | Radiometric calibration framework for ultra-high-resolution UAV-derived orthomosaics for large-scale mapping of invasive alien plants in semi-arid woodlands: Harrisia pomanensis as a case study | |
| Fischer et al. | Small scale spatial heterogeneity of Normalized Difference Vegetation Indices (NDVIs) and hot spots of photosynthesis in biological soil crusts | |
| US20190383730A1 (en) | Multispectral image analysis system | |
| Millette et al. | AIMS-Thermal-A thermal and high resolution color camera system integrated with GIS for aerial moose and deer census in northeastern Vermont | |
| Cerrillo-Cuenca et al. | Computer vision methods and rock art: towards a digital detection of pigments | |
| CN103221974A (zh) | 用于将图像换算成不同曝光时间的方法 | |
| US20060098973A1 (en) | Universal exposure meter method for film and digital cameras | |
| Kirillova et al. | Colorimetric analysis of soils using digital cameras | |
| UA19604U (en) | Method for correcting the results of the spectral analysis of soil by aerospace photography | |
| Valeeva et al. | Color estimation of forest-steppe soils by digital photography under laboratory conditions | |
| Banszegi et al. | New method for automatic body length measurement of the collembolan, Folsomia candida Willem 1902 (insecta: Collembola) | |
| Cunliffe et al. | Measuring above-ground biomass with drone photogrammetry: data collection protocol | |
| JP2011027600A (ja) | リモートセンシングにおける検量線の作成方法 | |
| CN108709508A (zh) | 一种鱼苗尺寸测量系统及其方法 | |
| US11644359B2 (en) | Method of reading the result of an electrophoretic assay comprising a digital image indicating the intensity of light emitted by chemiluminescence from the output medium of the electrophoretic assay | |
| KR102082102B1 (ko) | 토양 이미지를 이용한 토양 분류 방법 및 함수비 추정 방법 |