Podstawą korekcji geometrycznej jest określenie matematycznego związku między współrzędnymi terenowymi punktów (X, Y, Z) a współrzędnymi ich obrazów (x, y). Stosuje się tu kilka istotnie różniących się podejść, skutkujących różnymi "modelami geometrycznymi".1.Zwykły model wielomianowy typu 2D W podejściu tym "wpasowujemy" płaski obraz w płasko potraktowaną powierzchnię terenu za pomocą transformacji wielomianowej odpowiedniego stopnia. Ten model nie uwzględnia trzeciego wymiaru (rzeźby terenu). 2. Zwykły model wielomianowy typu 3DRóżni się od poprzedniego uwzględnieniem trzeciego wymiaru. Niektóre z tych wyrazów mogą być opuszczone, np. te o współczynnikach XZ, YZ2 czy Z3, jako nieopisujące żadnego z elementów procesu pozyskiwania obrazu [Toutin T., Chenier R., Carbonneau Y., 2002]. Niewiadomymi w tym modelu są współczynniki ai i bi. Wyznacza się je na podstawie zidentyfikowanych na obrazie i pomierzonych w terenie (ewentualnie odczytanych z mapy) współrzędnych punktów dostosowania - tzw. fotopunktów. Każdy fotopunkt daje parę związków typu (1) lub (2). Wartość współczynników wyznacza się w procesie wyrównawczym.Opis wielomianowy ma szereg wad: wymaga znacznej liczby punktów dostosowania, jest niestabilny numerycznie, jest bardzo czuły na nierównomierny rozkład tych punktów na obszarze oraz jest nieodporny na błędy w danych. 3. Ilorazowy model Jest to model typu 3D opisujący relacje teren-obraz w formie ilorazu wielomianów (ang. Rational Function Polynomial - RFP lub Rational Polynomial Coefficients - RPC). Poszczególne wyrazy wielomianu nie mają prostej interpretacji fizycznej czy geometrycznej związanej z parametrami kamery czy czynnikami zniekształcającymi obraz, stąd mówi się, że jest to model "nieparametryczny".Opis zredukowany do wyrazów I stopnia przyjmuje znaną w fotogrametrii formę przekształcenia rzutowego przestrzeni na płaszczyznę (ang. Direct Linear Transformation - DLT).Wielomian ilorazowy I stopnia zawiera 7 współczynników, wielomian II stopnia - 19 i odpowiednio III stopnia - 39 współczynników w każdym z obu równań (3). Dla obrazów satelitarnych stosuje się zwykle stopień niższy od III (dalsze zwiększanie stopnia nie poprawia wyników). Wartość współczynników określa się w procesie wyrównawczym na podstawie fotopunktów. Każdy fotopunkt pozwala ułożyć jedną parę związków typu (3). Tak więc dla wyznaczenia współczynników wielomianu ilorazowego I stopnia (zawierającego 2x7 współczynników) konieczne będzie minimum 7 fotopunktów, a dla wielomianu II stopnia (zawierającego 2x19 współczynników) odpowiednio 19 fotopunktów. W praktyce, dla wiarygodnego rozwiązania, potrzeba więcej fotopunktów i konieczny jest proces wyrównawczy.

Filtracja obrazów - filtracja obrazów jest zaliczana do metod cyfrowego przetwarzania sygnałów (ang. Digital Signal Processing). Filtracja jest operacją matematyczną na pikselach obrazu źródłowego w wyniku której uzyskiwany jest nowy, przekształcony obraz. Filtrację określa się jako przekształcenie kontekstowe, gdyż dla wyznaczenia nowej wartości piksela obrazu docelowego potrzebna jest informacja z wielu pikseli obrazu źródłowego1. Filtry dolnoprzepustowe (ang. low-pass) przepuszczają elementy obrazu o małej częstotliwości. Elementy o wysokiej częstotliwości (szumy, drobne szczegóły) są natomiast tłumione bądź wręcz blokowane. Wynikiem działania takich filtrów jest zredukowanie szumów, w szczególności gdy jest on jedno, dwupikselowy ale również wygładzenie i rozmycie obrazu. filtr uśredniający - jest podstawowym filtrem dolnoprzepustowym, jego wynikiem jest uśrednienie każdego piksela razem ze swoimi ośmioma sąsiadami. filtr kwadratowy - jego wynikiem jest uśrednienie każdego piksela razem ze swoimi dwudziestoma czteroma sąsiadami, powoduje to odfiltrowanie większej liczby szczegółów jak w przypadku poprzedniego filtra. filtr kołowy - jest pewną modyfikacją filtra kwadratowego, kształt jego maski zbliżony jest do koła, jego wynikiem jest uśrednienie każdego piksla razem ze swoimi dwudziestoma sąsiadami - punkty położone w narożnikach mają wagę 0, zatem nie biorą udziału w procesie filtracji. LP1 - różni się od filtra uśredniającego zwiększeniem wagi, dla aktualnie przetwarzanego punktu, powoduje to zmniejszenie "efektu rozmycia" w stosunku do filtra uśredniającego. LP2 - różni się od filtra uśredniającego jeszcze mocniejszym zwiększeniem wagi, dla aktualnie przetwarzanego punktu niż filtr LP2. LP2 - różni się od filtra uśredniającego jeszcze mocniejszym zwiększeniem wagi, dla aktualnie przetwarzanego punktu niż filtr LP3. piramidalny - jeżeli kolejne komórki tego filtra przedstawionoby za pomocą słupków o wysokości odpowiadającej przypisanej wadze to w efekcie otrzymalibyśmy bryłę podobną do piramidy, stąd jego nazwa. Widać tutaj, że znaczenie wartości punktu rośnie wraz ze zmniejszaniem się odległości do obliczanego punktu. stożkowy - jeżeli kolejne komórki tego filtra przedstawionoby za pomocą słupków o wysokości odpowiadającej przypisanej wadze to w efekcie otrzymalibyśmy bryłę podobną do stożka, stąd jego nazwa. Znaczenie wartości punktu rośnie wraz ze zmniejszaniem się odległości do obliczanego punktu. gauss 1 - jeżeli kolejne komórki tego filtra przedstawionoby za pomocą słupków o wysokości odpowiadającej przypisanej wadze to w efekcie otrzymalibyśmy bryłę podobną do krzywej rozkładu normalnego - krzywej Gaussa. Zatem znaczenie wartości punktu rośnie wraz ze zmniejszaniem się odległości do obliczanego punktu, w sposób opisany przez funkcje Gaussa. 2. Filtry górnoprzepustowe (ang. high-pass) przepuszczają i wzmacniają elementy obrazu o dużej częstotliwości, są to szumy, drobne szczegóły i krawędzie. Tłumieniu natomiast ulegają elementy o niskiej częstotliwości. Wynikiem działania takich filtrów jest wyostrzenie obrazu, a także zwiększenie ilości szumów.:usuń średnią (ang. mean removal) - jest to podstawowa wersja filtru górnoprzepustowego, jego użycie powoduje znaczne wyostrzenie obrazu, ale także wzmocnienie wszelkich szumów i zakłóceń. HP1 - w porównaniu do poprzedniego filtru, cechuje się mniejszym wyostrzeniem obrazu, nie uwypukla tak bardzo szumów znajdujących się w przetwarzanym obrazie. HP2 - w porównaniu do poprzedniego filtru, cechuje się jescze mniejszym wyostrzeniem obrazu. HP3 - powoduje najmniejsze z przedstawionych tutaj filtrów górnoprzepustowych wzmocnienie szumów. 3. Filtry przesuwania i odejmowania, wykonują przesunięcie obrazu a następnie odejmowanie obrazu od swojej kopii. Filtry te służą do wykrywania krawędzi w obrazie. W zależności od kierunku przesuwania obrazu będą to krawędzie pionowe, poziome bądź ukośne. Należy zauważyć, że w wyniku działania tego rodzaju filtrów wynikowa wartość składowej punktu może wyjść ujemna. W takim wypadku należy użyć wartości bezwzględnej albo sprowadzić wartość do 0. poziomy - wykonuje przesunięcie obrazu o jeden punkt w kierunku pionowym a następnie odjęcie wartości punktu od jego kopii, w ten sposób wykrywa krawędzie poziome w obrazie. ukośny - wykonuje przesunięcie obrazu o jeden punkt w kierunku ukośnym a następnie odjęcie wartości punktu od jego kopii, w ten sposób wykrywa krawędzie ukośne w obrazie. 4. Gradientowe filtry kierunkowe (ang. gradient directional) służą również do wykrywania krawędzi w obrazie. Nazwa kolejnych przedstawionych filtrów określa krawędzie- zgodnie z kierunkiem geograficznym, które będą wykryte na obrazie wynikowym.:5. Filtry uwypuklające (ang. embossing) wprowadzają złudzenie wypukłości i wklęsłości w miejscach, gdzie w obrazie znajdują się krawędzie - daje to efekt podobny do płaskorzeźby. Nazwa kolejnych przedstawionych filtrów określa krawędzie- zgodnie z kierunkiem geograficznym, które będą uwypuklone w obrazie wynikowym.:6. Filtry Laplace'a - stosowane są do wykrywania krawędzi. W porównaniu do innych przedstawionych tutaj filtrów cechuje je wielokierunkowość - wykrywają krawędzie we wszystkich kierunkach. Ponadto dają w efekcie ostrzejsze krawędzie.:8. Filtry konturowe - służą do wykrywania krawędzi. Podstawowymi filtrami konturowymi są filtry Sobel'a o Prewitt'a. (są pionowe i poziome)9. Filtry statystyczne - wykorzystuje się je podobnie jak przedstawione powyżej filtry liniowe. Wartość wynikowa jednak powstaje nie w wyniku obliczenia sumy ważonej (funkcji splotu) poszczególnych pikseli lecz poprzez wybranie wartości odpowiedniego piksela pod maską.filtr medianowy - mediana, to wartość środkowa. Wynikiem działania tego filtru jest wybranie piksela o wartości środkowej wszystkich pikseli pod maską, czyli dla filtru 3x3 będzie to taka wartość punktu, że pozostałe 4 punkty mają wartość większą a pozostałe 4 wartość mniejszą. Można do tego zadania użyć algorytm Hoare'a. Filtr medianowy pozwala na eliminacje szumu z obrazu bez znacznego rozmycia obrazu, tak charakterystycznego dla filtrów dolnoprzepustowych. filtr minimalny - zwany jest także filtrem kompresującym albo erozyjnym. Jego działanie polega na wybraniu z pod maski punktu o wartości najmniejszej. Jego działanie powoduje zmniejszenie jasności obrazu dające efekt erozji obiektów. Czasem mówi się, że daje on efekt jakby obraz namalowany został przy użyciu farb olejnych. filtr maksymalny - zwany jest także filtrem dekompresującym albo ekspansywnym. Jego działanie polega na wybraniu z pod maski punktu o wartości największej. Jego działanie powoduje zwiększenie jasności obrazu dające efekt powiększania się obiektów. filtr Kuwahara - jest filtrem wygładzającym zachowującym krawędzie. W filtrze tym maska dzielona jest na regiony. Dla każdego regionu obliczana jest wartość średnia oraz wariancja (suma kwadratów odchyleń) względem tej wartości. Wynikiem działania filtru jest wartość średnia tego regionu, w którym wariancja jest najmniejsza. Najczęściej w filtrze Kuwahara punkty pod maską dzielone są na 4 regiony. Podział następuje w taki sposób, że krawędzie przylegających do siebie regionów są wspólne. Punkt centralny dla którego obliczany jest wynik występuje w każdym regionie. Przeanalizujmy podział na regiony dla maski o rozmiarze 5x5.

Do serwerów umożliwiających pozyskanie danych teledetekcyjnych można zaliczyć

następujące:· EarthExplorer· Glovis· EOLISA· SYRIUS· DESCW· EiNETGlovis

USGS Global Visualization Viewer jest szybką i intuicyjną przeglądarką internetową oraz

narzędziem współpracującym z wybranymi satelitami i obszarami danych.Przedstawiono na niej obraz fizyczny Ziemi z zamieszczonym na nim podziale administracyjnym. Rozpoczęcie korzystania z serwisu jest bardzo proste. Wystarczy kliknąć na mapie świata w obszar, który nas interesuje.Jeśli chcemy wyświetlić dane z innego sensora niż docelowy, musimy najpierw wybrać zbiór danych (poprzez wybranie parametrów Select Collection) a następnie kliknąć obszar na mapie.Parametry Select Collection (wybór zbioru): dostępne sensory rejestrujące obraz lub serwisy gromadzące zdjęcia: Aerial,ASTER, EO-1,Landsat Archive,Global Land Survey,Landsat MRLC,Landsat Legacy, MODIS Aqua,MODIS Terra,MODIS Combined,Terra Look,Poruszanie się po serwerze

Po wybraniu obszaru na mapie, pojawia się okno Browse Viewer (przeglądanie obrazów):

Okno to pokazuje mozaikę najnowszych zdjęć, zrobionych przy bezchmurnym niebie,

ukazujących obszar wokół wybranego przez nas punktu. Z tego okna można również

przeglądać inne zdjęcia z archiwum serweru, przy pomocy różnorodnych funkcji:

- Poruszanie się po powierzchni ziemi jest możliwe za pomącą strzałek lub wskazaniem

punktu na mapie umieszczonej w lewym górnym rogu okna, można również skrócić

poszukiwanie miejsca wprowadzając żądane wielkości WRS-2 (WRS-1 dla danych

Landsat 03/01): "tor" i "rząd" lub szerokość i długość geograficzną.

- Ograniczanie zasięgu obrazów następuje poprzez ustawianie parametrów wyszukiwania w

oknie dialogowym. Okno dialogowe wyszukiwania limitów otwiera się wybierając

przycisk "Narzędzia" („Tools”) na pasku menu, a następnie klikając opcje "Szukaj

Limitów" („Search Limits”).Przeglądanie dostępnych wersji interesującego nas obrazu jest możliwe dzięki przyciskom"Prev Scene" (poprzednia scena) i "Next Scene" (następna scena). Można również skrócić poszukiwania wpisując konkretną datę (miesiąc i rok). Dostępność obrazu na wybraną przez nas datę zależy od sensora, jak również specyfikacji danych w spisie obrazów USGS. Zdjęcia z dużym zachmurzeniem można wykluczyć, dostosowując ustawienia maksymalnego zachmurzenia. Pomocna w określeniu miejsca w którym aktualnie się znajdujemy, jest opcja "MapLayers" (warstwy mapy). Limit przybliżenia („zoom in”) i oddalenia („zoom out”) można uzyskać, wybierającopcję "Resolution" na pasku menu i klikając na rozdzielczość oglądanego obrazu. Tworzenie listy obrazów, Modyfikowanie listy obrazów, Oglądanie i wyszukiwanie metadanych, Metadane dla każdego obrazu mogą być przeglądane za pomocą opcji „Show ,Metadata” lub „Show Browse” menu uruchamianego prawym przyciskiem myszy. Zamawianie i przesyłanie danych.

Format HDF (Hierarchical Data Format) - jest wymiarowym formatem plików używanych do przesyłania danych w postaci graficznej oraz numerycznej między komputerami. Format HDF zawiera kilka modułów danych: wielowymiarowe macierze, grafikę rastrową oraz tablice. Każdy z nich zawiera zespół zmiennych, które mogą być zapisywane, czytane oraz dodawane przez użytkownika. Format HDF jest samo opisujący co oznacza, że czytając plik z danymi nie musimy posiadać żadnej informacji o strukturze pliku. Pliki w formacie HDF mogą być wymieniane pomiędzy większością komputerów i systemów operacyjnych. Format HDF używany jest najczęściej dla danych satelitarnych. HDF - hierarchiczny format zapisu danych naukowych, obrazowych i tekstowych (tabelarycznych) uporządkowanych w logiczną strukturę; wszystkie dane obrazowe w jednym pliku i towarzyszącym mu pliku z metadanymi; dane tekstowe obejmują na przykład dane referencyjne do korekcji geometrycznej i dane kalibracyjne do korekcji radiometrycznej; generalnie w systemach przetwarzania obrazów i GIS dane teledetekcyjne posiadają w nazwie dodatkowo oznaczenie źródła danych - ASTER-HDF, LANDSAT-HDF, MODIS-HDF; jest to z założenia format archiwizacyjny. Format HDF został stworzony w NCSA (National Center for Supercomputing Applications). Jest dostępny za darmo, składa sie z bibliotek, narzędzi, aplikacji testujących, interfejsu Javy oraz stworzonego w Javie programu przeglądającego (HDFView). DIMAP - to nowy format opisu danych geograficznych. Mimo, że był specjalnie zaprojektowany do danych obrazu, może także obsługiwać dane wektorowe. DIMAP został opracowany we współpracy z CNES, francuskiej agencji kosmicznej. Produkt SPOT w formacie DIMAP składa się z dwóch części: jedną z wizerunku i innych do opisu zdjęcia. Aby ułatwić życie użytkowników, Spot Image postanowił opracować format, który obsługuje wszystkie produkty Spot. Chociaż format ten przeznaczony był przede wszystkim dla produktów Spot, DIMAP jest otwartym formatem, który obsługuje produkty pochodzące z innych źródeł satelitarnych. DIMAP nie jest zastrzeżonym formatem i w związku z tym oddany do publicznego użytku. DIMAP jest produktem sprawiającym, że spot jest łatwiejszy w obsłudze. Aby wyświetlić opis informacji o produkcie, użytkownicy muszą po prostu kliknąć na pliku DIMAP. Rozwój nowych usług on-line był również kluczowym czynnikiem powstania nowego formatu. Dla wsparcia on-line, dostarczania danych, DIMAP pozwala użytkownikom na dostęp do informacji technicznej i metadanych, takich jak descrition produktu, numer referencyjny, data produkcji, warunki użytkowania i tak dalej. Dane obrazu są domyślnie zapisane w formacie GeoTIFF, w oparciu o Tagged Image File Format (TIFF). Format ten jest obsługiwany przez wszystkie komercyjne oprogramowanie, a zatem jest łatwy do integracji. Rozszerzenia Geographic (GEO) części formatu jest obsługiwane przez wszystkie oprogramowania GIS. W DIMAP dane GeoTIFF zawierają wszystkie informacje do projekcji map. Kody są opracowane w oparciu o EPSG parametrów geodezyjnych, które odnoszą się do World Geodetic System. CEOS - jest to prosty, tylko do odczytu, czytnik dla plików graficznych. Ten sterownik odczytuje tylko dane obrazu i nie może uchwycić wszystkich metadanych .Średniej w formacie CEOS zawiera następujące pliki: wielkość jednego pliku w katalogu, jeden z przywódców pliku, jeden plik danych, zawierający wszystkie produkty. Jeśli medium jest CD-ROM, jest jeden plik tego typ na orbicie i wszystkich plików danych można znaleźć w określonym katalogu CD-ROM. NULL katalogu plik z rozszerzeniem medium Pierwsze dwa pliki zawierające ogólne informacje na temat dystrybucji produktów, ale produkty znajdują się w pliku danych (s). Jeśli medium jest eksabajt, jest to niezbędne, aby pominąć te dwa pliki, aby móc zapoznać się z produktami w pliku danych.

Satelita Landsat poruszają się po orbicie biegunowej (inklinacja 98°). Satelity Landsat 1,

Landsat 2 i Landsat 3, poruszały się na wysokości 920 km, okrążając Ziemię w 103 minuty.

Wysokość orbity Landsat 4, Landsat 5 i Landsat 7 to 705 km, a czas obiegu 99 minut. Okres

rewizyt wynosi 18 lub 16 dni w zależności od wysokości na której porusza się satelita (Landsat 7 rewizyta co 16 dni). Głównym instrumentem na pokładzie satelity Landsat 7 jest Enhanced Thematic Mapper Plus (ETM+), który pozwala na rejestrację obrazów o rozdzielczości 15 m (panchromatyczne) w kanale 8 pasma VNIR, 30 m (wielospektralne) oraz 60 metrów na piksel (zdjęcia termowizyjne w podczerwieni). Produkty: Standard Terrain Correction (Level 1T) - produkt o poprawionej dokładności radiometrycznej i geometrycznej poprzez włączenie fotopunktów, a także dołączenie cyfrowego modelu terenu do danych topograficznych. Dokładność geodezyjna produktu zależy od dokładności fotopunktów i rozdzielczości cyfrowego modelu terenu. Sceny, które mają dokładność o wartości 9 oraz pokrycie chmurami poniżej 40% są automatycznie

przetwarzane i archiwizowane. Większość danych 1T będzie dostępnych bezpłatnie.

Systematic Terrain Correction (Level 1Gt) - produkt o poprawionej dokładności

radiometrycznej i geometrycznej, z dołączonym cyfrowym modelem terenu. Duplikaty

pikseli zostały zastąpione wartości null (zero-fill), obraz zawiera zatem przemian "paski"

brakujących danych. Systematic Correction (Poziom 1G) - produkt o poprawionej dokładności radiometrycznej i geometrycznej, która pochodzi z danych zebranych przez czujniki satelitarne. Obraz zostanie wpasowany. Dokładność geometryczna produktu powinna być mniejsza od 250 metrów dla obszarów na poziomie morza. Duplikaty pikseli zostały zastąpione wartości null (zero-fill) i obraz zawiera zatem przemian "paski" brakujących danych.