Wstępna ocena możliwości wykorzystania obrazów satelitarnych aster w monitorowaniu lodowców Svalbardu

• Autorzy: Błaszczyk M. , Drzewiecki W.

Warianty tytułu

EN

Preliminary assessment of aster images applicability in monitoring the Svalbard glaciers

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Celem prezentowanej pracy była ocena możliwości wykorzystania obrazów satelitarnych ASTER do określenia stopnia uszczelinienia powierzchni lodowców Svalbardu. Pierwszy etap badań polegał na określeniu granic lodowców. Przetestowano metody stosowane w tym celu w ramach projektu GLIMS (Global Land Ice Measurement from Space) oraz zaproponowano własne podejście oparte o wykorzystanie obrazu nasycenia uzyskanego na drodze transformacji IHS kompozycji barwnej z kanałów 345. Dla oddzielenia lodowców od obszarów kry lodowej zaproponowano wykorzystanie wybranych miar teksturalnych. Próby wyodrębnienia w granicach wydzielonych wcześniej lodowców obszarów uszczelinionych na drodze klasyfikacji nadzorowanej nie dały zadowalających rezultatów. Ostatnia część przeprowadzonych badań miała na celu przygotowanie obrazu satelitarnego do klasyfikacji obiektowej w programie eCognition poprzez opracowanie uniwersalnych parametrów segmentacji. Uzyskanie satysfakcjonujących rezultatów segmentacji w oparciu o kanały spektralne obrazu ASTER wymagało stosowania dla poszczególnych lodowców różnych parametrów skali, kształtu i zwartości, co znacząco utrudniałoby automatyzację procesu klasyfikacji. Poprawę rezultatów osiągnięto przeprowadzając wstępną segmentację w oparciu o 1 kanał obrazu ASTER, a dokładniejszą w oparciu o obraz tekstury uzyskany w programie MaZda. Otrzymane rezultaty segmentacji pozwalają przypuszczać, iż możliwe będzie przeprowadzenie klasyfikacji obiektowej w programie eCognition, której rezultatem będzie wydzielenie jako osobnej klasy obszarów uszczelinionych.

EN

ASTER images applicability to surface crevassing assessment of tidewater glacier in southern Spitsbergen, Svalbard was investigated. In the first phase of research, the glaciers spatial extent determination methods were investigated - spectral bands rationing and Normalized Difference Snow Index (NDSI). A new method based on saturation image obtained by intensity-hue-saturation transformation of 345 colour composite was tested as well. Image texture parameters were applied to separate ice floats from glaciers. The supervised classification of original spectral bands for crevassed areas identification failed. Better results were achieved using chosen texture images, but still too many other glacier areas (e.g. dark moraines or streams on glacier surface) were classified as crevasses. In the last stage of research, object-oriented image analysis software (eCognition) was used. The parameters for ASTER image segmentation, resulting in determination of crevassed glacier areas as separate image segments, were searched. To achieve such a goal, image segmentation performed using ASTER spectral bands required different scale, shape and compactness factors for individual glaciers. This is because glacier dynamics and morphology differ, causing differences in shapes and extent of crevassed areas. Satisfactory results were achieved after the application of a two-level segmentation procedure: ASTER spectral band 1 segmentation using large scale parameter and than MaZda software computed texture image segmentation with a small-scale factor. The research confirmed the applicability of satellite ASTER images for monitoring the Svalbard glaciers. The spatial extent of the glaciers was determined by simple thresholding of transformed spectral bands and texture images. Furthermore, obtained segmentation results should enable successful application of object oriented image classification in eCognition to mapping of crevassed glacier areas. Such a classification is planned as the next stage of the research.

Słowa kluczowe

PL

ASTER; lodowiec; klasyfikacja; eCognition; segmentacja obrazu; tekstura

EN

ASTER; glacier; classification; eCognition; segmentation; texture

• Wydawca: Zarząd Główny Stowarzyszenia Geodetów Polskich
• Czasopismo: Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji
• Rocznik: 2006
• Tom: Vol. 16
• Strony: 29--39
• Opis fizyczny: Bibliogr. 24 poz.

Twórcy

autor

Błaszczyk M.

• Wojewódzki Ośrodek Dokumentacji Geodezyjnej i Kartograficznej w Katowicach, tel. [phone]

autor

Drzewiecki W.

• Zakład Fotogrametrii i Informatyki Teledetekcyjnej, Akademia Górniczo-Hutnicza w Krakowie, tel. [phone]

Bibliografia

• 1. Dąbrowski S., 1980. Prace geodezyjne i fotogrametryczne na polarnej wyprawie naukowej PAN – Spitsbergen, lato 1980. Biuletyn Informacyjny BOINTE Instytutu Geodezji i Kartografii, No 6, s. 37-41.
• 2. Dąbrowski S., Lipert C., 1984. Dynamika lodowca Hansa (Spitsbergen Zachodni) w latach 1936-1980. Prace Instytutu Geodezji i Kartografii, 31(1), s. 71-80.
• 3. DEFINIENS Imaging. 2006: http://www.definiens-imaging.com
• 4. Dowdeswell J. A, 2006. The Greenland Ice Sheet and Global Sea-Level Rise. Science, 311(5763), s. 963 – 964.
• 5. Dowdeswell J.A., Benham T.J., 2003. A surge of Perseibreen, Svalbard, examined using aerial photography and ASTER high-resolution satellite imagery. Polar Research, 22(2), s. 373-383.
• 6. Dozier J., 1989. Spectral signature of alpine snow cover from Landsat 5 TM. Remote Sensing of Environment, 28, s. 9-22.
• 7. Haeberli W., 1998. Historical evolution and operational aspects of worldwide glacier monitoring. Studies and reports in hydrology, UNESCO, Paris, 56, s. 35-51.
• 8. Hagen J. O., Liestøl O., Roland E., Jørgensen T., 1993. Glacier Atlas of Svalbard and Jan Mayen, Norsk Polarinstitut, Meddelelser, 129, Oslo.
• 9. Hall D.K., Riggs G.A., Salomonson V.V., 1995. Development of methods for mapping global snow cover using Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer (MODIS) data. Remote Sensing of Environment, 54(2), s. 127-140.
• 10. Haralick R.M., Shanmugan K., Dinstein I., 1973. Textural Features for Image Classification; IEEE Transaction on Systems, Man and Cybernetics, 3, s. 610-621.
• 11. Jania J., 1986. Dynamika czół spitsbergeńskich lodowców uchodzących do morza. Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego, nr 800, T. 9, Katowice, s. 78-100.
• 12. Jania J., 1988a. Dynamiczne procesy glacjalne na południowym Spitsbergenie. Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego w Katowicach, nr 995, Katowice, s. 258.
• 13. Jania J., 1988b. Klasyfikacja i cechy morfometryczne lodowców otoczenia Hornsundu, Spitsbergen. Wyprawy Polarne Uniwersytetu Śląskiego 1980 - 1984, Prace Naukowe Uniwersytetu Śląskiego, Nr 910, Katowice, s. 12-47.
• 14. Jania J., 1997. Glacjologia. Wydawnictwo Naukowe PWN, Warszawa. s. 359 + 40 fot.
• 15. Kolondra L., 2002. Problemy fotogrametrycznego pozyskiwania danych w badaniach glacjologicznych - studium metodyczne na przykładzie Spitsbergenu. Rozprawa doktorska, Uniwersytet Śląski, Wydział Nauk o Ziemi, Sosnowiec, 2002, s. 166 + 3 mapy.
• 16. Kolondra L., 2005. Fotogrametria - wiarygodne źródło pozyskiwania danych w badaniach glacjologicznych Spitsbergenu. Geoinformatica Polonica, Prace Komisji Geoinformatyki, PAU Kraków, Zeszyt 7, s. 45-73.
• 17. Kääb A., 2005. Remote Sensing of Mountain Glaciers and Permafrost Creep. Geographisches Institut der Universität Zürich, 2005, s. 3.
• 18. Kääb A., Lefauconnier B., Melvold K., 2005. Flow field of Kronebreen, Svalbard, using repeated Landsat7 and ASTER data. Annals of Glaciology, 42(1), s. 7-13.
• 19. Lefauconnier B., Hagen J.O., Rudant J.P., 1994. Flow speed and calving rate of Kronebreen glacier, Svalbard, using SPOT images. Polar Research, 13(1), s. 59-65.
• 20. Lipert C., 1958. Pomiary fotogrametryczne na Spitsbergenie. Problemy, 2(143), Warszawa, s. 146-149.
• 21. Lipert C., 1960. Ruch lodowców na Spitsbergenie. Problemy, 2(167), Warszawa.
• 22. Paul F., 2002. Changes in glacier area in Tyrol, Austria, between 1969 and 1992 derived from Landsat 5 Thematic Mapper and Austrian Glacier Inventory data. International Journal of Remote Sensing, 23(4), s. 787-799.
• 23. Paul F., Kääb A., Maisch M., Kellenberger T., Haeberli W., 2002. The new remote-sensing derived Swiss glacier inventory: I. Methods. Annals of Glaciology, 34, s. 355-361.
• 24. Rolstad C., Amlien, J., Hagen, J.O. Lundén, B., 1997. Visible and near-infrared digital images for determination of ice velocities and surface elevation during a surge on Osbornebreen, a tidewater glacier in Svalbard. Annals of Glaciology, 24, s. 255-261.