Prinsip dan Proses Pemprosesan Imej Satelit Penderiaan Jauh

Apakah pemprosesan imej penderiaan jauh?

Imej penderiaan jauh mengandungi banyak maklumat, yang hanya boleh dianalisis dan diekstrak secara berkesan selepas pendigitalan (pensampelan dan pengkuantuman oleh sistem pengimejan, dan storan digital). Pemprosesan selanjutnya data imej, seperti membetulkan koordinat penjajaran grafik dan meningkatkan garisan ciri, boleh meningkatkan ketepatan pemprosesan imej dan kecekapan pengekstrakan maklumat dengan ketara. Proses ini boleh dipanggil "pemprosesan imej digital penderiaan jauh."

Sebagai komponen asas dan penting dalam proses "pemerhatian Bumi", pemprosesan imej penderiaan jauh menduduki kedudukan penting di pertengahan hingga hiliran rantaian industri aplikasi satelit, berfungsi sebagai jambatan antara sektor huluan dan hiliran. Ia menghubungkan dengan kemudahan darat satelit di bahagian hadapan dan menyediakan perkhidmatan atau alat data "sedia" untuk aplikasi perniagaan tertentu dalam industri seperti pertanian, perhutanan, meteorologi dan sumber asli di bahagian belakang.

Aliran kerja pemprosesan imej penderiaan jauh

Penyimpanan dan pengurusan data

Sistem pengagregatan, pengurusan, penyimpanan dan pengedaran data penderiaan jauh berskala besar

Maklumat mentah yang diterima oleh stesen darat diproses secara fotografi, diubah dan didigitalkan menjadi filem positif atau pita magnetik yang serasi dengan komputer. Foto yang terhasil kemudiannya dijilid ke dalam album dan dikatalogkan untuk dipilih oleh pengguna.

Prapemprosesan imej

Peralatan pemprosesan digunakan untuk melakukan pembetulan geometri dan radiometrik ke atas ralat sistematik dalam imej penderiaan jauh, seperti ralat bentuk dan kedudukan geometri serta ralat maklumat keamatan radiometrik imej.

Gambarajah prinsip pembetulan geometri

Pembetulan geometri

Semasa pengimejan penderiaan jauh, disebabkan oleh gabungan kesan faktor seperti ubah bentuk bahan fotografi, herotan kanta, pembiasan atmosfera, kelengkungan Bumi, putaran Bumi dan kelegaan topografi, kedudukan geometri, bentuk, saiz, dimensi, orientasi dan ciri-ciri lain ciri-ciri tanah dalam imej asal selalunya tidak konsisten dengan ciri-ciri ciri tanah yang sepadan. Ketidakkonsistenan ini dipanggil ubah bentuk geometri, juga dikenali sebagai herotan geometri.

Pembetulan geometri dilakukan untuk menangani punca herotan geometri. Sebelum menyediakan data kepada pengguna, stesen penerima darat menggunakan kaedah pemprosesan konvensional dan pada masa yang sama menerima maklumat tentang sikap operasi, petunjuk prestasi sensor, keadaan atmosfera dan sudut altitud suria daripada imej untuk membetulkan dan menghapuskan herotan geometri ini melalui satu siri model matematik, bagi memastikan kedudukan yang tepat.

Sebelum pembetulan geometri - Selepas pembetulan geometri

Pembetulan radiasi

Ia merujuk kepada pembetulan herotan atau penyimpangan sinaran sistematik dan rawak yang disebabkan oleh faktor luaran dalam sistem pemerolehan dan penghantaran data, dan proses menghapuskan atau membetulkan herotan imej yang disebabkan oleh ralat sinaran.

Pembetulan radiometrik merujuk kepada proses menghapuskan pelbagai herotan dalam data imej yang berkaitan dengan sinaran. Stesen pemprosesan menerima data mentah daripada stesen penerima, membacanya ke dalam sistem pemprosesan imej dan mula-mula menguraikan data tersebut untuk mencipta fail berasingan: data imej penderiaan jauh mentah dan data maklumat tambahan telemetri. Kemudian, berdasarkan model pembetulan ralat radiometrik imej penderiaan jauh yang diperoleh daripada persamaan pemindahan radiasi dan dengan sokongan perkakasan dan perisian sistem pemprosesan imej, pembetulan radiometrik sistem dilakukan.

Pendek kata, ia melibatkan penyingkiran sensor atau "bunyi bising" atmosfera untuk mewakili keadaan tanah dengan lebih tepat dan meningkatkan "kesetiaan" imej, terutamanya dengan memulihkan data yang hilang, membuang jerebu atau menyediakan untuk mozek dan pemantauan perubahan.

Sebelum dan selepas pembetulan radiasi

Peningkatan imej

Histogram sebelum dan selepas regangan

Untuk meningkatkan kebolehbacaan maklumat ciri tanah yang terkandung dalam imej penderiaan jauh dan menjadikan sasaran yang diminati lebih menonjol, pemprosesan peningkatan imej diperlukan. Ini terutamanya merangkumi langkah-langkah seperti peningkatan kontras imej, pengkomposan warna, transformasi histogram, segmentasi ketumpatan, penyongsangan skala kelabu, operasi antara imej, gabungan imej, pemangkasan imej, jahitan imej dan mozek dengan pengimbangan warna.

Pengekstrakan Maklumat

Ciri-ciri ciri sasaran dalam imej penderiaan jauh adalah pantulan perbezaan sinaran elektromagnet ciri-ciri ini pada imej penderiaan jauh. Proses mengenal pasti jenis, sifat, lokasi ruang, bentuk, saiz dan atribut ciri lain berdasarkan ciri-ciri dalam imej penderiaan jauh dipanggil pengekstrakan maklumat penderiaan jauh.

Pada masa ini, kaedah pengekstrakan maklumat merangkumi interpretasi visual dan pengelasan komputer. Antaranya, interpretasi visual adalah kaedah yang paling biasa digunakan.

• Tafsiran visual

Juga dikenali sebagai tafsiran manual, ia melibatkan mentafsir imej penderiaan jauh secara manual, melakar tahap ciri sasaran pada imej dan mengekstrak maklumat.

• Pengelasan imej

Ia merupakan proses mengklasifikasikan semua piksel dalam imej kepada beberapa kategori berdasarkan sifatnya, mengikut ciri spektrum objek tanah, menentukan fungsi diskriminasi dan kriteria diskriminasi yang sepadan. Kaedah utama ialah pengelasan diselia dan pengelasan tidak diselia.

Sebagai komponen penting dalam pemerhatian Bumi dan perindustrian penderiaan jauh, pemprosesan data penderiaan jauh, yang terletak di pertengahan dan hiliran industri, juga telah terjejas oleh era data raya. Ia sedang bertindak balas terhadap trend ini dan mengalami transformasi, menuju ke arah masa nyata, penyeragaman, berskala besar dan automasi.

Hari ini, kaedah dan model pemprosesan maklumat penderiaan jauh menjadi semakin saintifik. Model dan teknologi maklumat seperti rangkaian saraf, gelombang kecil, fraktal, model kognitif, pengetahuan pakar geosains, dan penyepaduan sistem pemprosesan imej akan meningkatkan ketepatan dan kebolehpercayaan gabungan, pengelasan dan pengekstrakan teknologi penderiaan jauh berbilang sumber dengan ketara. Gabungan organik pengelasan statistik, logik kabur, pengetahuan pakar dan pengelasan rangkaian saraf membentuk pengelas komposit, yang meningkatkan ketepatan pengelasan dan bilangan kelas dengan ketara. Gabungan dan aplikasi komposit berbilang platform, berbilang lapisan, berbilang sensor, berbilang fasa temporal, berbilang spektrum, berbilang sudut dan berbilang resolusi ruang merupakan hala tuju pembangunan penting untuk teknologi penderiaan jauh. Pembangunan dan aplikasi model maklumat penderiaan jauh yang tidak menentu dan sistem sokongan keputusan kecerdasan buatan juga memerlukan penyelidikan lanjut.

Sebahagian kandungan dalam artikel ini diperoleh daripada...

Sempadan GIS, Ruang Masa Berkuasa Super