ارزیابی تلفیق تصاویر فراطیفی و تصاویر با قدرت تفکیک مکانی بالا

نوع مقاله: مقاله پژوهشی

نویسندگان

1 سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکده جغرافیا، دانشگاه خوارزمی تهران

2 استادیار دانشکده جغرافیا، سنجش از راه دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی دانشگاه خوارزمی تهران

چکیده

مناطق شهری جهان دارای ویژگی های پیچیده فیزیکی- هندسی عناصر مختلف می باشند، که به سرعت درحال گسترشند. داشتن دانش دقیق از خصوصیات کاربری، تشخیص وشناسایی عوارض از ضروریات مدیریت برنامه ریزی سامان دهی بهینه نواحی شهری و محیط زیست می باشد. تلفیق تصاویر فراطیفی و تصاویر با قدرت تفکیک مکانی بالا می تواند کمک موثری به شناسایی، استخراج و تولید نقشه از عناصر سازنده یک محیط شهری را فراهم نماید. هدف از تحقیق حاضر، ارزیابی روش های تلفیق تصاویر در تصاویر فراطیفی و تصاویر با قدرت تفکیک مکانی بالا می باشد. در این راستا داده فراطیفی مربوط به سنجنده هایپریون، در ابتدا از لحاظ باندهای غیرقابل استفاده و نوارهای بد قائم تصحیح شد.سپس از ماژول FLAASH جهت تصحیح اتمسفری این داده استفاده شد.در ادامه تصویر هایپریون با باند پانکروماتیک سنجنده ALI تصحیح هندسی شده و با استفاده از عملیات نمونه برداری مجدد به پیکسل سایز 10 متر تبدیل شد. نهایتا با استفاده از الگوریتم های گرام اشمیت و Pc Spectral و IHS با تصویر ALI تلفیق شد. سپس با استفاده از باند پانکروماتیک تصویر Orb View دوباره تصحیح هندسی و نمونه برداری مجدد شده و به پیکسل سایز 1.5 متر تبدیل شد.در نهایت دوباره با روش های ذکر شده عملیات تلفیق با باند پانکروماتیک Orb View انجام شد، نتایج تلفیق نشان داد روش گرام اشمیت بهترین عملکرد را از نظر طیفی و مکانی داشت.

کلیدواژه‌ها


عنوان مقاله [English]

assessment fusion of hyperspectral and high resolution imagery

نویسندگان [English]

  • ali asghar torahi 1
  • Seyed Mohammad Tavakoli Sabor 2
  • saman javaheri 1
1 remote sensing & gis, tehran kharazmi university
2 Assistant Professor, Faculty of Geography, Remote Sensing and Geographic Information Systems of Kharazmi University of Tehran
چکیده [English]

The urban areas of the world have complex physical-geometric characteristics of various elements, which are rapidly expanding. Having accurate knowledge of user characteristics, identifying and detection complications from planning management needs, optimizing urban and environmental settings. Combining hyperspace images and high resolution spatial images can provide effective assistance in detection, extracting and producing maps of the elements of a city environment. The purpose of this study is to evaluate the fusion of hyperspectral and high resolution imagery. In this regard, hyperspectral data related to the Hyperion sensor were first corrected in terms of non-usable bands and inferior bands. After the FLAASH module, the atmospheric correction of this data was used. In the following, the image of the Hyperion with a panicramatic band of the ALI sensor is geometric correction and The re-sampling operation was converted to a 10-meter pixel. Finally, using the algorithms of Grim Schmidt and Pc Spectral and IHS, the image was combined with the image of ALI. Then, using the Panchromatic Band, the Orb View image was re-geometric correction and re-sampling, and converted to a 1.5-pixel pixel. Finally, the combined operations with the Orb View Panchromatic Band again were carried out, the combined results showed that the Gram method Schmidt had the best performance spectral and spatial.

کلیدواژه‌ها [English]

  • hayperspectral images
  • Image fusion
  • high spatial resolution images
  • flaash module

زلیکانی. رقیه.،(1392). "تهیه نقشه تغییرات در مناطق شهری با استفاده از تلفیق تصاویر ابر طیفی و اپتیکی با حد تشخیص مکانی بالا. " پایان نامه کارشناسی ارشد. دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.

رخش ماهپور. علی و شاد.روزبه،(1394)." ادغام زمانی- مکانی تصاویر ماهوارهای به منظور کاهش بازه ی پایش پدیده ها". اولین کنفرانس جغرافیا، عمران، شهرسازی، معماری، مدیریت شهری و توسعه پایدار.184-186.

صادقی چهارده. ربابه.،(1392). " بررسی و ارزیابی نتایج تلفیق تصاویر با قدرت تفکیک مکانی بالا با تصویر فراطیفی سنجنده هایپریون." پایان نامه کارشناسی ارشد.  دانشگاه صنعتی خواجه نصیرالدین طوسی.

مهتابی گوجگی. ناصر، ابوالقاسمی. مجتبی، اکبرفخر آبادی.مهدی و حسینی. سید سعید (1394)." مقایسه ترکیب و تلفیق تصاویر رنگی ماهوارهای و تصاویر پنکروماتیک به روش IHS و WaveLet با درونیابی نزدیکترین همسایه." اولین کنفرانس بین المللی دستاورهای نوین پژوهشی در مهندسی برق و کامپیوتر.

هارونی.مجید و کریمی.محسن (1393)." یک روش جدید بهبود کیفیت تصاویر ماهواره ای به کمک ادغام تصویر در سطح پیکسل و ویژگی." سومین کنفرانس ملی ایده های نو در مهندسی برق، دانشگاه آزاد اسلامی واحد اصفهان (خوراسگان).

Hassan Ghassemian.(2016)." A review of remote sensing image fusion methods".Faculty of Electrical and Computer Engineering, Tarbiat Modares University, Tehran, Iran. Information Fusion 32 (2016) 75–89

LIU. Da &  LI. Jianxun.(2018)." Spectral-spatial target detection based on data field modeling for hyperspectral data".Chinese Journal of Aeronautics, (2018), 31(4): 795–805.

An. Zhenyu & Shi. Zhenwei.(2014)." Hyperspectral image fusion by multiplication of spectral constraint and NMF ". Image Processing Center, School of Astronautics, Beijing University of Aeronautics and Astronautics, Beijing 100191, PR Chinaa. Optik 125 (2014) 3150–3158.

Kousha. Hassan & Ghassemian. Hassan.(2011). " High Spatial Resolution and Hyperspectral Image Fusion ". Faculty of Electrical and Computer Engineering, Tarbiat Modares University. 2887-2892.

Pandit. Vaibhav R & Bhiwani. R. J.(2015). " Image Fusion in Remote Sensing Applications: A Review". International Journal of Computer Applications. Volume 120 – No.10.

X. Francis, J. Canisius & Turral. Hugh.(2003). " Fusion Technique to Extract Detail Information from Moderate Resolution Data for Global Scale Image Map Production". Proceedings of the 30th International Symposium on Remote Sensing of Environment – Information for Risk Management andSustainable Development.

Darvishi, A., Kappas, M., Erasmi, S., (May 2005). "Hyper-spectral/high-resolution data fusion: Assessing the quality of EO1-Hyperion/Spot-Pan & Quickbird-MS fused images in spectral domain". in International Society for Photogrammetry and Remote Sensing Workshop, Hannover, Germany.

Pande, H., Tiwari, P., Dobhal, S., (September 2009). "Analyzing Hyper-Spectral and Multi-Spectral Data Fusion in Spectral Domain." Springer, 37: 395–408.

Kheirkhah Zarkesh. Mir.Masoud, Chatrsimab. Zahra, Bolouri. Samira & Asadi Lotfi. Akram.(2017). " Study and Comparison of Remote Sensing Images Fusion Techniques ".The 1st international conference of SILKGIS.Isfahan.Iran.

Hadjit. Hanane, Oukebdane. Abdelaziz & Hafid Belbachir. Ahmad.(2013)."Atmospheric correction of Earth-observation remote sensing images by Monte Carlo method". J. Earth Syst. Sci. 122, No. 5, October 2013, pp. 1219–1235.

Sanderson. Robert.(2010). '' INTRODUCTION TO REMOTE SENSING". Satellite picture of Las Cruces, NM. New Mexico State University.

Ali. Abdulrahman K.(2010). " REMOTE SENSING". Republic of Iraq Ministry of Higher Education and Scientific Research University of Technology.

Golderi. S. Adler, Berk. A, Bernstein. L.S, Richtsmeier. S, Acharya. P.K & Matthew. M.W.(2002)." FLAASH, A MODTRAN4 ATMOSPHERIC CORRECTION PACKAGE FOR HYPERSPECTRAL DATA RETRIEVALS AND SIMULATIONS". ‘Spectral Sciences, Inc., 99 South Bedford St., Burlington,MA01803.

Dave. Chintan P, Joshi. Rahul & Srivastava. S. S.(2015)." A Survey on Geometric Correction of Satellite Imagery". International Journal of Computer Applications (0975 – 8887). Volume 116 – No. 12.24-27.

S. Dobhal, "Performance analysis of high-resolution and hyperspectral data fusion for classification and linear feature extraction," ed: January, 2008.

Weber. Keith T & Studley. Heather.(2010)." Comparison of Image Resampling Techniques for Satellite Imagery". Final Report: Assessing Post-Fire Recovery of Sagebrush-Steppe Rangelands in Southeastern Idaho.185-196.

Yifan, Z., Mingyi, H., (March 2007). "Multi-Spectral and hyperspectral image fusion using 3-D wavelet transform." Journal of Electronics(CHINA), 24(2): 218-224.

Gomez, R.B., Jazaeri, A., Kafatos, M., (April 2001)." Wavelet-based hyperspectral and multispectral image fusion." in Proceedings of SPIE ,Orlando.

Pandit. Vaibhav R & Bhiwani. R. J.(2015). " Image Fusion in Remote Sensing Applications: A Review". International Journal of Computer Applications. Volume 120 – No.10.

Klonus. Sascha & Ehlers. Manfred.(2009). " Performance of evaluation methods in image fusion". 12th International Conference on Information Fusion Seattle, WA, USA.1409-1416.

Gharbia. Reham, Taher Azar. Ahmad, El Baz. Ali &  Ella Hassanien. Aboul.(2014). "Image Fusion Techniques in Remote Sensing ".

Darvishi, A., Kappas, M., Erasmi, S., (May 2005). "Hyper-spectral/high-resolution data fusion: Assessing the quality of EO1-Hyperion/Spot-Pan & Quickbird-MS fused images in spectral domain". in International Society for Photogrammetry and Remote Sensing Workshop, Hannover, Germany.

Tierney. Stephen, Gao. Junbin & Guo. Yi.(2013)." Affinity Pansharpening and Image Fusion".School of Computing and Mathematics Charles Sturt University Bathurst, NSW 2795, Australia