Introduction to RS& Applications

MODIS : 25 Feb 2010

OutlineIntroduction

o What is remote sensing? รี�โมทเซ็�นซ็�งคื�ออะไรีo Electromagnetic Energy พลั�งงานคืลั��นแม�เหลั�กไฟฟ�าo Sensors & Platforms คื�ณสมบั�ติแลัะปรีะเภทของ

ดาวเท�ยมApplications

o Earth Observations ส'ารีวจทรี�พยากรีo Weather Forecast พยากรีณ)อากาศo Global Changes การีเปลั��ยนแปลังของโลักo Disaster management การีจ�ดการีภ�ยพบั�ติo Engineering วศวกรีรีม

What is remote sensing? Remote Sensing (RS) ≠  In-situ sensing In-situ sensing devices are in contact with the

medium they are sensing (การีว�ดซ็+�งส�มผั�สโดยติรีงก�บัติ�วกลัางท��ติ-องการีว�ด)

Remote sensing (RS) is the acquisition of data, “remotely”

การีว�ดหรี�อได-มาซ็+�งข-อม.ลัโดยใช้-การีว�ดจาก รีะยะไกลั ซ็+�งไม่�ส�มผั�สก�บัส�งท��ติ-องการีว�ดโดยติรีง โดยท��วไปแลั-วเม��อกลั�าวถึ+ง RS จะใช้-ก�บัดาวเท�ยมแติ�ก�อาจจะใช้-

ก�บัแพลัทฟอรี)มอ��นๆได-เช้�น เคืรี��องบัน หรี�อ เฮลัคือปเติอรี)

Why remote sensing???

1) Cover a large scale คืรีอบัคืลั�มพ�4นท��กว-าง2) Less time consuming ปรีะหย�ดเวลัา3) Cost Effective ปรีะหย�ดคื�าใช้-จ�าย4) Repetitive coverage & Consistency

สามารีถึส'ารีวจได-บั�อยคืรี�4งแลัะได-ข-อม.ลัท��ม�มาติรีฐาน5) Accessibility เข-าถึ+งจ�ดท��ยากติ�อการีส'ารีวจ

2 types of Sensing

Sensing (การีว�ด)

Remote (รีะยะไกลั) In-Situ (โดยติรีง)

2 types of Remote Sensing

Sensing (การีว�ด)

Remote (รีะยะไกลั)

Passive

ติรีวจว�ดพลั�งงานหรี�อคืลั��นท��ปลั�อยออก มาจากว�ติถึ�ท��สนใจติามธรีรีมช้าติ

(ติ-องการีแสงสะท-อนเพ��อถึ�ายภาพ)

Active

สามารีถึสรี-างพลั�งงานแลัะปลั�อยเพ��อว�ด พลั�งงานสะท-อนกลั�บัได-ด-วยติ�วเอง

(Radar, Lidar)

In-Situ (โดยติรีง)

2 types of Remote Sensing

Remote Sensing (การีว�ดรีะยะไกลั)

Passive ติรีวจว�ดพลั�งงานหรี�อคืลั��นท��สะท-อนออกมาจากว�ติถึ�ท��

สนใจติามธรีรีมช้าติ(ติ-องการีแสงจากธรีรีมช้าติ

สะท-อนเพ��อถึ�ายภาพ)

Optical (เลันส)ถึ�ายภาพ)

Activeสามารีถึสรี-างพลั�งงานแลัะปลั�อยเพ��อว�ดพลั�งงาน

สะท-อนกลั�บัได-ด-วยติ�วเอง(ไม�ติ-องอาศ�ยแสงอาทติย))

- Radar(RAdio Detection And Ranging)

- LiDAR(Light Detection And Ranging)

Optical images - Stratford, UK, Worldview 2, 0.5 m. Spatial resolution

2 types of Remote Sensing

Lidar images - Aerial Photo of World Trade Centre (Credit NOAA)

Electromagnetic Energy (EM) (1/2)พลั�งงานคืลั��นแม�เหลั�กไฟฟ�า

พลั�งงานคืลั��นแม�เหลั�กไฟฟ�าเป7นพลั�งงานติ�อเน��องโดยม�คืวามเรี�วเป7นคืวามเรี�วแสง

คืวามยาวคืลั��นจะแปรีผักผั�นก�บัคืวามถึ��คืลั��นท��ม�คืวามถึ��มากจะม�พลั�งงานมาก

ช้�วงคืวามถึ��ท��มน�ษย)มองเห�นจะเป7น ช้�วง (visible wavelength)

400-700 นาโนเมติรี

ในการีว�ดคื�าพลั�งงานน�4นจะว�ดคื�า พลั�งงาน EM ท��สะท-อนกลั�บัจาก

ว�ติถึ�ท��สนใจ โดยว�สด�แติ�ลัะช้นดจะม�ติ�าสะท-อนในแติ�ลัะช้�วงของคืลั��นคืวามถึ��แติกติ�างก�นออกไปข+4นอย.�

ก�บัคื�ณลั�กษณะเฉพาะ(properties)ของว�ติถึ�น�4นๆ

กฎอน�รี�กษ)พลั�งงาน Energy ConservativeIncoming Radiation = Absorbed + Transmitted + Reflected พลั�งงานท��เข-ามา ด.ดซ็�บั ส�งผั�าน สะท-อน

Electromagnetic Energy (EM) (2/2)พลั�งงานคืลั��นแม�เหลั�กไฟฟ�า

ช้�วงพลั�งงานบัางช้�วงจะถึ.กด.ดซ็�บัโดยบัรีรียากาศจ+งท'าให-พลั�งงานบัางส�วนของบัางคืวามยาวคืลั��นมา

ไม�ถึ+งพ�4นดน / ผัวโลัก

Band / Spectral Reflectance Signatureแถึบัการีสะท-อน

NDVI Example

Normalized Difference Vegetation Index (NDVI).

ม�คื�ารีะหว�าง -1 – 10 = ไม�ม�พ�ช้ใบัเข�ยว/ดน0.8-0.9 = พ�ช้ใบัเข�ยวหนาแน�น<0 = ผัวน'4า

พ�ช้ส�เข�ยว จะม�คื�ณลั�กษณะ พเศษคื�อ ม�คื�าการีด.ดซ็�บั

พลั�งงานในช้�วงคืวามยาวคืลั��นVIS (ส�แดง) แลัะ สะท-อน

คืลั��นในช้�วงคืวามยาวคืลั��นNIR (อนฟรีาเรีด)

Sensors & Platforms

• Orbits and swaths วถึ�โคืจรี แลัะ พ�4นท��การีกวาด ของดาวเท�ยม

• Spatial resolution พ�4นท��เลั�กส�ดบันภาคืพ�4นดนท��สามารีถึบั�นท+กได-ในหน+�งพกเซ็ลั

• Temporal resolution คืวามถึ��วงโคืจรี (repeat cycle) ( เวลัาท��ดาวเท�ยมใช้-ในการีมาคืรีบัรีอบั ส�มพ�นธ)ก�บั พ�4นท��การีกวาดของดาวเท�ยม)

• Spectral resolution จ'านวนช้�วงคืลั��นคืวามถึ�� (แบันด)) ท��เซ็นเซ็อรี)สามารีถึบั�นท+กได-

Sensors & Platforms• Orbits and swaths วถึ�โคืจรี แลัะ พ�4นท��การีกวาด

ของดาวเท�ยม

1)Geostationary Orbit 2) Near Polar Orbit ส�องพ�4นท��เดมติลัอดเวลัาโดยเคืลั��อนท��ติามโลัก เคืลั��อนท��

ติามแนวเหน�อใติ-

Sensors & Platforms• Spatial resolution พ�4นท��เลั�กส�ดบันภาคืพ�4นดนท��

สามารีถึบั�นท+กได-ในหน+�งพกเซ็ลั

Sensors & Platforms• Temporal resolution คืวามถึ��วงโคืจรี (repeat cycle) (เวลัาท��

ดาวเท�ยมใช้-ในการีมาคืรีบัรีอบั ส�มพ�นธ)ก�บั พ�4นท��การีกวาดของดาวเท�ยม)

High temporal resolution: < 24 hours - 3 daysMedium temporal resolution: 4 - 16 daysLow temporal resolution: > 16 days

Sensors & Platforms• Spectral resolution จ'านวนช้�วงคืลั��นคืวามถึ�� (แบัน

ด)) ท��เซ็นเซ็อรี)สามารีถึบั�นท+กได-High spectral resolution: - 220 bandsMedium spectral resolution: 3 - 15 bandsLow spectral resolution: - 3 bands

Landsat – 7 bands

Satellite Design

THEOS (THai Earth Observation System)

THEOS

Type Earth Observation (ปรีะเภทส'ารีวจทรี�พยากรี)

Launch (ว�นท��ปลั�อย) 10/01/2008

Orbit Height (คื.ส.งวงโคืจรี) 822 km

Temporal Resolution คื.ถึ��วงโคืจรี 26 days

Orbits and swaths (วถึ�โคืจรีแลัะรี�ศม�การีกวาด)

ส�มพ�นธ)ก�บัดวงอาทติย) (Sun Synchronous)

http://www.gistda.or.th/gistda_n/

Spectral resolution จ'านวนช้�วงคืลั��นคืวามถึ�� (แบันด))

1) Panchromatic - – ภาพขาวด'า ลัะเอ�ยด - การีท'าแผันท�� การีใช้-พ�4นท��

2) Multispectral – – – ภาพหลัายแถึบัส� ไม�ลัะเอ�ยด เกษติรีกรีรีม ป;าไม- ทรี�พยากรี

THEOS (THai Earth Observation System)

C:\Users\chanin\Desktop\Remote Sensing\Principles of RS\THEOS.ppt

Applicationso Earth Observations ส'ารีวจทรี�พยากรีo Weather Forecast พยากรีณ)อากาศo Global Changes การีเปลั��ยนแปลัง

ของโลักo Disaster management การีจ�ดการีภ�ย

พบั�ติo Engineering วศวกรีรีม

Applicationso Earth Observations ส'ารีวจทรี�พยากรีThe active fire in the Wallow fire Arizona, 2011

Landsat 5 imageTaken on June 15, 2011

In this image the Wallow Fire burn scar is red, on going fires are very bright red, smoke is blue, water is black and dark blue and bare ground is tan.

http://landsat.gsfc.nasa.gov/images/archive/e0030.html

Applicationso Weather Forecast พยากรีณ)อากาศMODIS, Bopha Typhoon,

December 10, 2012Philippines

http://earthobservatory.nasa.gov/NaturalHazards/view.php?id=79959

Applicationso Global Changes การีเปลั��ยนแปลังของโลัก

- ติดติามผัลักรีะทบัภาวะโลักรี-อน เช้�นการีเปลั��ยนแปลังของน'าแข�งข�4วโลัก- ติดติามการีเปลั��ยนแปลังของอ�ณหภ.มของน'4าทะเลั

Sensor: Terra – MODIS April 18, 2000

December 9, 2010

Applicationso Disaster Management บัรีหารีจ�ดการีภ�ยภบั�ติ

December 12, 2011

MODIS, 36 Bands, Spatial Resolution = 500m, 1km Temporal Resolution = Daily, 8-Day, 16-Day

Applicationso Disaster Management บัรีหารีจ�ดการีภ�ยภบั�ติ

Namibia, Africa, Near SaharaMODIS, 36 Bands, Spatial Resolution = 500m, 1km Temporal Resolution = Daily, 8-Day, 16-Day

July, 2009

July, 2010Drought

July, 2011Flood

July, 2012Drought

Applicationso Engineering วศวกรีรีม

Airborne ม�คืวามลัะเอ�ยดส.ง ถึ+งรีะด�บั เซ็นติเมติรี- มลัลัเมติรี ส'าหรี�บังาน surveyRaDAR สรี-างแผันท��คืวามส.ง DEM LiDAR สรี-างแผันท��คืวามส.ง DEM เทคืโนโลัย�ใหม�ใช้-การีว�ดการีสะท-อนของแสง

Applicationso Engineering วศวกรีรีมSynthetic Aperture Radar Interferometry (InSAR)

เป7นการีบั�นท+กข-อม.ลัคืลั��นเรีดารี)ท��ถึ�ายลังในพ�4นท��เด�ยวก�นในรีะยะเวลัาใกลั-เคื�ยงก�น

โดยการีน'าภาพ เรีดารี) 2 ภาพท��บั�นท+กติ�าง

เวลัาก�นมาหารีะยะทางท��แผั�น ดนบัรีเวณน�4นเคืลั��อนติ�วไปอ�น

เน��องมาจากภ�ยพบั�ติธรีรีมช้าติ หลัายอย�าง เช้�น แผั�นดนไหว

แผั�นดนถึลั�ม