Қашықтықтан зондтау спутниктік кескіндерді өңдеу принциптері мен процестері

Қашықтықтан зондтау кескіндерін өңдеу дегеніміз не?

Қашықтықтан зондтау кескіндерінде сандық түрлендіруден кейін ғана тиімді түрде талданып, шығарылатын ақпараттың мол мөлшері бар (бейнелеу жүйесі арқылы іріктеу және кванттау, сондай-ақ сандық сақтау). Кескін деректерін одан әрі өңдеу, мысалы, графикалық туралау координаттарын түзету және ерекшеліктердің контурларын жақсарту, кескінді өңдеудің дәлдігін және ақпаратты алу тиімділігін айтарлықтай жақсарта алады. Бұл процесті «қашықтықтан зондтау арқылы сандық кескінді өңдеу» деп атауға болады.

«Жерді бақылау» процесінің негізгі және маңызды құрамдас бөлігі ретінде қашықтықтан зондтау кескіндерін өңдеу спутниктік қолданбалы сала тізбегінің ортасынан төменгі жағына дейін маңызды орын алады, жоғары және төменгі ағыс секторлары арасындағы көпір қызметін атқарады. Ол алдыңғы жағында спутниктік жердегі қондырғылармен байланысады және артқы жағында ауыл шаруашылығы, орман шаруашылығы, метеорология және табиғи ресурстар сияқты салалардағы нақты бизнес қолданбалары үшін «дайын» ​​деректер қызметтерін немесе құралдарын ұсынады.

Қашықтан зондтау кескінін өңдеу жұмыс процесі

Деректерді сақтау және басқару

Ірі көлемді қашықтықтан зондтау деректерін агрегациялау, басқару, сақтау және тарату жүйесі

Жер станциясы алған шикі ақпарат фотосурет арқылы өңделеді, түрлендіріледі және позитивті пленкаға немесе компьютермен үйлесімді магниттік таспаға цифрландырылады. Содан кейін алынған фотосуреттер альбомдарға байланып, пайдаланушылардың таңдауы үшін каталогқа енгізіледі.

Кескінді алдын ала өңдеу

Өңдеу жабдықтары қашықтықтан зондтау кескіндеріндегі геометриялық пішін мен позиция қателері және кескіннің радиометриялық қарқындылығы туралы ақпарат қателері сияқты жүйелік қателіктерге геометриялық және радиометриялық түзетулер енгізу үшін қолданылады.

Геометриялық түзету принципінің диаграммасы

Геометриялық түзету

Қашықтықтан зондтау арқылы бейнелеу кезінде фотоматериалдардың деформациясы, линзаның бұрмалануы, атмосфералық сыну, Жердің қисықтығы, Жердің айналуы және топографиялық бедер сияқты факторлардың біріккен әсеріне байланысты бастапқы кескіндегі жер бетінің ерекшеліктерінің геометриялық орналасуы, пішіні, өлшемі, өлшемдері, бағдары және басқа да сипаттамалары көбінесе тиісті жер бетінің ерекшеліктерінің сипаттамаларымен сәйкес келмейді. Бұл сәйкессіздік геометриялық деформация деп аталады, ол геометриялық бұрмалану деп те аталады.

Геометриялық бұрмалану себептерін жою үшін геометриялық түзету жүргізіледі. Пайдаланушыларға деректер бермес бұрын, жердегі қабылдау станциясы дәстүрлі өңдеу әдістерін қолданады және бір мезгілде кескіндерден жұмыс істеу жағдайы, сенсордың жұмыс көрсеткіштері, атмосфералық жағдайлар және күннің биіктік бұрышы туралы ақпарат алады, бұл геометриялық бұрмалануды бірқатар математикалық модельдер арқылы түзету және жою үшін дәл орналастыруды қамтамасыз етеді.

Геометриялық түзетуден бұрын - Геометриялық түзетуден кейін

Радиациялық түзету

Бұл деректерді алу және беру жүйелеріндегі сыртқы факторлардың әсерінен туындаған жүйелі және кездейсоқ радиациялық бұрмалануды немесе ауытқуды түзетуді және радиациялық қателіктерден туындаған кескін бұрмалануын жою немесе түзету процесін білдіреді.

Радиометриялық түзету сәулеленуге байланысты кескін деректеріндегі әртүрлі бұрмалануларды жою процесін білдіреді. Өңдеу станциясы қабылдау станциясынан шикі деректерді қабылдайды, оны кескін өңдеу жүйесіне оқиды және алдымен деректерді бөлек файлдар жасау үшін бөлшектейді: шикі қашықтан зондтау кескін деректері және телеметрияның қосалқы ақпарат деректері. Содан кейін, сәулеленулік тасымалдау теңдеуінен алынған қашықтан зондтау кескінінің радиометриялық қателерін түзету моделіне негізделіп және кескін өңдеу жүйесінің аппараттық және бағдарламалық жасақтамасының көмегімен жүйелік радиометриялық түзету орындалады.

Қысқасы, бұл жер жағдайын дәлірек көрсету және кескіннің «дұрыстығын» жақсарту үшін сенсорды немесе атмосфералық «шуды» жоюды қамтиды, бұл негізінен жетіспейтін деректерді қалпына келтіру, тұманды жою немесе мозаика жасауға және өзгерістерді бақылауға дайындалу арқылы жүзеге асырылады.

Сәулелік түзетуге дейін және кейін

Кескінді жақсарту

Созылу алдында және кейін гистограмма

Қашықтан зондтау кескіндеріндегі жер бетіндегі ақпараттың оқылуын жақсарту және қызығушылық тудыратын нысандарды айқынырақ ету үшін кескінді жақсартуды өңдеу қажет. Бұған негізінен кескін контрастын жақсарту, түстерді біріктіру, гистограмманы түрлендіру, тығыздықты сегменттеу, сұр реңкті инверсиялау, кескіндер арасындағы операциялар, кескіндерді біріктіру, кескінді қию, кескінді тігу және түстерді теңестіру арқылы мозаика жасау сияқты қадамдар кіреді.

Ақпаратты алу

Қашықтан зондтау кескіндеріндегі нысана ерекшеліктерінің сипаттамалары - бұл белгілердің электромагниттік сәулеленуіндегі айырмашылықтардың қашықтықтан зондтау кескініндегі көрінісі. Қашықтан зондтау кескініндегі белгілерге негізделген белгілердің түрін, қасиеттерін, кеңістіктік орналасуын, пішінін, өлшемін және басқа да атрибуттарын анықтау процесі қашықтықтан зондтау ақпаратын алу деп аталады.

Қазіргі уақытта ақпаратты алу әдістеріне визуалды түсіндіру және компьютерлік жіктеу кіреді. Олардың ішінде визуалды түсіндіру ең көп қолданылатын әдіс болып табылады.

• Көрнекі түсіндірме

Қолмен түсіндіру деп те аталады, ол қашықтықтан зондтау кескіндерін қолмен түсіндіруді, кескіндердегі нысаналы ерекшеліктердің көлемін сызуды және ақпарат алуды қамтиды.

• Суреттің жіктелуі

Бұл кескіндегі барлық пикселдерді қасиеттеріне қарай, жердегі нысандардың спектрлік сипаттамаларына сәйкес бірнеше санатқа жіктеу, ажырату функциясын және сәйкес ажырату критерийлерін анықтау процесі. Негізгі әдістер - бақыланатын жіктеу және бақыланбайтын жіктеу.

Жерді бақылау және қашықтықтан зондтау индустрияландырудың маңызды құрамдас бөлігі ретінде, саланың орта және төменгі жағында орналасқан қашықтықтан зондтау деректерін өңдеуге де үлкен деректер дәуірі әсер етті. Ол осы үрдіске жауап беріп, нақты уақыт режимінде, стандарттау, кең ауқымды және автоматтандыруға қарай жылжып, трансформациядан өтуде.

Бүгінгі таңда қашықтықтан зондтау ақпаратын өңдеу әдістері мен модельдері ғылыми сипатқа ие болуда. Нейрондық желілер, толқындар, фракталдар, когнитивті модельдер, геоғылыми сараптамалық білім және кескіндерді өңдеу жүйелерін интеграциялау сияқты ақпараттық модельдер мен технологиялар көп көзді қашықтықтан зондтау технологиясын біріктірудің, жіктеудің және алудың дәлдігі мен сенімділігін айтарлықтай жақсартады. Статистикалық жіктеудің, анық емес логиканың, сараптамалық білімнің және нейрондық желі жіктеудің органикалық үйлесімі құрама жіктеуішті құрайды, жіктеу дәлдігін және кластар санын айтарлықтай жақсартады. Бірнеше платформалардың, көп қабаттардың, көп сенсорлардың, көп уақыттық фазалардың, көп спектрлердің, көп бұрыштардың және көп кеңістіктік ажыратымдылықтардың біріктірілуі мен құрама қолданылуы қашықтықтан зондтау технологиясының маңызды даму бағыты болып табылады. Белгісіз қашықтықтан зондтау ақпараттық модельдері мен жасанды интеллект шешім қабылдауды қолдау жүйелерін әзірлеу және қолдану да қосымша зерттеулерді қажет етеді.

Бұл мақаладағы кейбір мазмұндар дереккөздерден алынған...

ГАЖ шекаралары, аса қуатты ғарыштық-уақыт