|  | West London KVR-1000 beeld | |
De informatie van een beeld
Analoog versus digitaal
Het is heel belangrijk dat we de verschillende gegevens die de sensoren verstrekken, goed begrijpen, want anders leggen we ze misschien verkeerd uit.
Het eerste wat ons te doen staat, is dus inzicht krijgen in wat een satellietbeeld is en waarin het verschilt van een foto.
Het belangrijkste verschil tussen een foto en een satellietbeeld is dat een foto een analoog formaat heeft en meestal op papier wordt afgedrukt voordat we ernaar kijken. Satellietbeelden hebben een digitaal formaat en worden meestal met een computer geanalyseerd en geïnterpreteerd.
Digitale formaten komen tegenwoordig heel veel voor. Kun je nog enkele voorbeelden bedenken van gegevens die verkregen zijn uit een digitale bron?
* Zie het antwoord voor vraag 1 onderaan de pagina
Het analoge formaat is een formaat dat alle gegevens continu bewaart.
Als je bijvoorbeeld een foto van je huis neemt, wordt alle informatie continu over de foto verdeeld, er zijn geen scherpe randen tussen het ene deel van de foto en het andere.
Het digitale formaat bewaart daarentegen elk informatieblok discreet. Zoom je ver genoeg in op een satellietbeeld, dan zie je allemaal vierkantjes in verschillende kleuren.
| | | Matrix van vierkantjes: pixels |
Rechts is een voorbeeld van wat je te zien krijgt als je te ver inzoomt: alleen maar vierkantjes. Dat komt doordat het beeld niet continu is, maar gevormd wordt door een matrix van vierkantjes: pixels. Dat is een belangrijke eigenschap van digitale formaten.
Het digitale formaat is gebaseerd op een wiskundige procedure - het binaire systeem - dat computers in staat stelt gegevens te registreren, berekenen, bewaren en zelfs een beeld weer te geven. Het binaire system ligt in feite ten grondslag aan alles wat met computers te maken heeft.
Het enige wat een computer kan 'begrijpen' zijn elektrische pulsen: of er is een puls of er is geen puls. Dat betekent ja of nee: 0 of 1. Wiskundigen dachten vroeger dat het met computers niet mogelijk zou zijn het systeem te laten werken volgens het decimale stelsel. Dat gebruiken we normaal gesproken om te tellen: het loopt van 0 tot en met 9, en dan begint er weer een reeks van tien: 10 tot en met 19, daarna 20 tot en met 29, enz. Computers tellen van 0 tot en met 1 en beginnen vervolgens met een nieuwe reeks (0 wanneer er geen elektrische puls is en 1 als er wel een puls is).
In computertaal hebben we dus:
| 0 = 00 | 5 = 101 | | 1 = 01 | 6 = 110 | | 2 = 10 | 7 = 111 | | 3 = 11 | 8 = 1000 | | 4 = 100 | 9 = 1001 | | 10 = 1010 | 100 = 1100100 |
|
Opmerkingen over het binaire systeem:
- een groep van twee cijfers ('digits') noemen we een 'bit';
- een groep van acht bits noemen we een 'byte' (= 256 in het decimale stelsel)
- 1 KB is gelijk aan duizend bytes
- 1 MB is gelijk aan een 1.000.000 bytes
- Een computer met een werkgeheugen van 64 MB kan gegevens aan met een omvang van 64 × 1.000.000 × 8 = 512.000.000 bits of elektrische pulsen
- En als hij een harde schijf van 2 GB heeft, dan kan je er gegevens op kwijt met een omvang van 2 × 1.000.000.000 × 8 = 16.000.000.000 bits of elektrische pulsen
Pixels
Een satellietbeeld bestaat uit een groot aantal vierkantjes: pixels. Een pixel is de kleinste eenheid van een satellietbeeld en daarom heel belangrijk. Samen bieden de pixels alle informatie van het volledige beeld.
| | | TM-beeld West-Londen |
Resolutie
Het eerste belangrijke kenmerk van een satellietbeeld dat je moet kennen is de resolutie.
Stel je een satellietopname van een stad voor, met in het midden een voetbalstadion. Het kleinste vierkantje (pixel) van dat beeld zou kunnen samenvallen met het hele stadion of alleen met de middenstip van het voetbalveld. In het eerste geval zou de resolutie van het beeld niet zo goed zijn, maar in het tweede geval zou het beeld veel meer details te zien geven. Deze opname zou dus een heel goede resolutie hebben.
De resolutie van een beeld is de kleinste afstand die de sensor nog kan herkennen.
Welke van de volgende drie beelden heeft de beste resolutie? Waarom?
* Zie het antwoord op vraag 2 hieronder op de pagina
| | | Luchtfoto van West-Londen |
Pixelwaarden
Elke pixel van een beeld heeft een bepaalde waarde. Die waarde komt overeen met de sterkte van de straling die door het waargenomen voorwerp wordt weerkaatst binnen het bereik van het spectrum waarvoor de sensor gevoelig is.
Is het waargenomen voorwerp bijvoorbeeld een plant (zonder bloemen) en is de gebruikte sensor speciaal gemaakt voor het waarnemen van groen, dan is de stralingssterkte heel hoog. Dezelfde sensor meet een heel lage stralingssterkte als het waargenomen voorwerp een rode auto is.
Pixelwaarden
De waarde van de pixel varieert van 0 (= zwart) tot en met 255 (= wit). Er zijn dus 256 mogelijkheden, hetgeen overeenkomt met 1 byte.
RGB (Rood, Groen, Blauw)
Paradoxaal genoeg zijn veel satellietbeelden na verwerking gekleurd, terwijl de waarden van de oorspronkelijke, ruwe pixels worden bepaald volgens een grijsschaal (d.w.z. tussen 0 en 255). Dat komt doordat tijdens de verwerking een aantal satellietbeelden (gemaakt met dezelfde sensor maar in verschillende banden of op verschillende dagen) vaak wordt gecombineerd tot een beeld in kleuren.
Golflengtebereiken
Zo kan dezelfde sensor bijvoorbeeld opnamen maken in drie banden (d.w.z. drie golflengtebereiken), die dan naderhand worden samengevoegd. Daarbij wordt elk van de banden een andere kleur gegeven (rood, groen of blauw). Hieronder zie je hiervan een voorbeeld.
* Antwoord 1: Muziek-cd, cd-rom, dvd, enz.
Antwoord 2: het derde, omdat de pixel van dat beeld in werkelijkheid overeenkomt met het kleinste gebied op de grond.
| 
