III - WAT IS EEN DIGITAAL BEELD?
1- AFBEELDINGS- OF GEGEVENSTYPEN
1.1- Optische beelden
De term “optisch” verwijst naar het golflengtebereik in het elektromagnetische spectrum waar lenzen en spiegels de energie kunnen breken of reflecteren. Het gaat dus over straling tussen 0,3 en 14 micrometer, wat het ultraviolette, het zichtbare en het infrarode licht omvat. Optische teledetectiebeelden geven dus de intensiteit van de straling in dit golflengtebereik weer, die waargenomen wordt door de detectoren op locaties op het aardoppervlak die overeenkomen met de pixellocaties in het beeld.
Beelden gemaakt door sensoren die gebruikt worden voor teledetectie hebben doorgaans verschillende beeldkanalen, die elk de intensiteit van de straling in een bepaald golflengtebereik weergeven. Dit kan het rode, groene en blauwe licht zijn, net zoals bij een gewone digitale camera, maar evenzeer ook andere delen van het spectrum zoals het infrarood. Dergelijke beelden noemen we multispectraal omdat ze informatie bevatten over meerdere afzonderlijke golflengtebereiken of spectrale banden. Indien er zeer veel beeldkanalen aanwezig zijn, die elk een smalle strook in het spectrum vertegenwoordigen, spreken we van hyperspectrale beelddata.
De spectrale banden kunnen gevisualiseerd worden door ze te koppelen aan rode, groene en blauwe beeldschermkanalen, zoals in het geval van dit Sentinel-2 beeld van Brussel genomen op 27/4/2021 Bron: Geospatial Lessons - Humboldt State University
Omdat alle kleuren op ons beeldscherm gevormd worden door gebruik te maken van slechts drie primaire kleuren (blauw, groen en rood) kunnen we ook maar slechts drie beeldkanalen of drie spectrale banden tegelijk visualiseren. Dit doen we door de beeldschermkanalen (rood, groen, blauw) elk aan een bepaalde spectrale band te koppelen. Zo bekomen we een ware kleurencomposiet door de rode, groene en blauwe beeldschermkleuren te linken aan respectievelijk de rode, groene en blauwe spectrale banden.
Warmtebeelden zijn een speciaal geval. De detectie van infrarode energie die door de aarde wordt uitgezonden (thermisch-infrarood, tussen 3 en 14 micrometer) vereist een andere techniek dan deze die wordt gebruikt om de gereflecteerde infrarode energie vast te leggen. Thermische infraroodsensoren (of thermische sensoren) maken gebruik van fotodetectoren waarvan het oppervlak gevoelig is voor contact met infraroodfotonen die door de aarde worden uitgezonden. Deze detectoren worden gekoeld tot zeer lage temperaturen (dicht bij het absolute nulpunt) om hun eigen thermische infrarood emissie te beperken. Thermische sensoren meten in feite de oppervlaktetemperatuur en thermische eigenschappen van het aardoppervlak. De gedetecteerde straling wordt gekalibreerd d.m.v. een of meer interne temperatuurreferenties. Op deze manier kunnen thermische sensoren de absolute temperatuur van de opgevangen straling bepalen. Om een beeld van de relatieve stralingstemperatuur (een thermogram) te analyseren tonen we het in verschillende grijstinten. Warmere temperaturen worden in heldere tinten weergegeven en koudere temperaturen in donkere.
 |
 |
Stuk van een Landsat-8 beeld genomen boven Brussel op 28/5/2020. Waar kleurenbeeld (links) en thermisch infraroodbeeld (rechts). Kunstmatige oppervlakken zoals asfalt en beton stralen meer warmte uit dan vegetatie. Daarom wordt het stedelijk weefsel op de afbeelding rechts helderder weergegeven dan water of vegetatie. De grote zwarte vlek in het zuidoosten maakt deel uit van Zoniënwoud, uitgebreid met het Terkamerenbos en het park van Tervuren.