III - WAT IS EEN DIGITAAL BEELD?
2- KENMERKEN VAN EEN BEELD
2.4- Radiometrische resolutie
Radiometrische resolutie verwijst naar het waardebereik van een spectraal kanaal: het mogelijk aantal waarden waarin de geregistreerde straling kan worden opgedeeld. Hoe beter de radiometrische resolutie, hoe fijnere verschillen in lichtintensiteit of reflectantie we kunnen onderscheiden.
Digitale gegevens van de sensoren worden gecodeerd volgens een aantal bits. 1 bit bevat slechts twee mogelijke waarden: 0 of 1. Een reeks van 8 bits vormt een byte. Elke pixel van een afbeelding die in 8 bits werd gecodeerd, kan dus 28 (256) verschillende numerieke waarden aannemen. Op een dergelijke afbeelding kan de helderheid voor elke pixel dus variëren tussen 0 (zwart) en 255 (wit).
Beelden worden echter gecodeerd volgens een steeds fijner wordende radiometrische resolutie. Het MSI instrument van Sentinel-2 heeft bijvoorbeeld een radiometrische resolutie van 12 bits waardoor er theoretisch een bereik is van 0 tot 4.095 212) mogelijke lichtintensiteitswaarden (grijswaarden). Voor Landsat-8 is dit zelfs 16 bits, wat overeenkomt met 65.536 (216) verschillende grijswaarden.
De radiometrische resolutie hangt echter ook af van de signaal-ruisverhouding van de detectoren. Toenemende radiometrische resoluties maken het mogelijk om steeds fijnere variaties in helderheid weer te geven, waardoor de beelden steeds gedetailleerder worden.
 |
 |
 |
Bron: What is Bit Depth for Satellite Data (and Images) - GISGeography
Het bovenstaande voorbeeld toont de kustlijn van Tokio in drie verschillende radiometrische resoluties (bitdiepte). In de afbeelding links heeft elke band (rood, groen en blauw) een radiometrische resolutie van 8 bits en dus 256 (28) tinten. Het middelste beeld is gecodeerd in 4 bits en biedt daarom slechts 16 (24) tinten. Het beeld rechts, gecodeerd in 2 bits, met slechts 4 kleuren per band, is duidelijk van middelmatige kwaliteit.
Aangezien we bij radarbeelden de uitgezonden energie zeer precies kunnen controleren, berekenen we het "grijsniveau" van een pixel als de verhouding tussen de ontvangen energie per oppervlakte-eenheid en de energie die door het gebied van de pixel wordt teruggekaatst en door de antenne wordt gedetecteerd. Dit wordt de backscatter-coëfficiënt σ0 genoemd, die wordt uitgedrukt in decibel (dB). Een waarde van 0 dB komt overeen met een isotroop oppervlak. Waarden groter dan 0 komen meestal overeen met stedelijke gebieden of hellingen die op de satelliet zijn gericht en het hele signaal in die richting opnieuw uitzenden. Negatieve waarden komen overeen met verschillende soorten vegetatiebedekking of spiegelende oppervlakken die niets naar de sensor terugkaatsen.
 |