Aspekty metodyczne integracji danych teledetekcyjnych w oparciu o metodę IHS i jej modyfikacje

• Autorzy: Mularz S. , Pirowski T.

Warianty tytułu

EN

Methodical aspects of remote sensing data integration based on IHS method and its modifications

• Języki publikacji: PL

Abstrakty

PL

Efektywne monitorowanie aglomeracji miejsko-przemysłowych wymaga posiadania informacji obrazowej o dużym stopniu szczegółowości. Jest to warunek niezbędny do zarejestrowania obiektów o relatywnie niewielkich rozmiarach oraz do odwzorowania cech strukturalno-teksturalnych charakterystycznych dla różnorodnych elementów środowiska miejskiego. Postulat taki realizują wysokorozdzielcze obrazy satelitarne, jednak pozyskanie danych jest drogie, a rejestracja spektralna ograniczona do czterech kanałów (IKONOS, QuickBird) lub tylko i wyłącznie do kanału panchromatycznego (EROS, IRS 1C/D), co ogranicza interpretację i klasyfikację pozyskanych informacji, w tym szczególnie utrudnia detekcję i waloryzację stref zieleni miejskiej. Z kolei relatywnie tani, wielospektralny system Landsat TM charakteryzuje się zbyt niską rozdzielczością przestrzenną dla tego typu badań. W artykule została zaprezentowana idea scalania satelitarnych obrazów Landsat TM (30 m) z obrazem panchromatycznym IRS 1C (5,8 m). Prawidłowo przeprowadzona integracja tego typu danych prowadzi do uzyskania materiałów teledetekcyjnych o bogatej informacji przestrzennej i spektralnej. W badaniach jako wyjściową metodę integracji przyjęto standard IHS. Z analiz wcześniej prowadzonych przez autorów na obszarze KWB Bełchatów wynika, że metoda ta charakteryzuje się wysokimi walorami interpretacyjnymi, pomimo wprowadzania na obrazy syntetyczne wysokich zniekształceń. Badania prowadzone przez autorów zmierzają do ograniczenia tej wady poprzez zaproponowanie modyfikacji standardu. Uzyskane wyniki zostały porównane do standardowej metody IHS oraz innych klasycznych metod integracji jak PCA, HPF, CN. Do oceny zawartości i rozkładu informacji, a także stopnia zniekształcenia spektralnego scalonych obrazów zastosowano metody statystyczne oraz interpretacji wizualnej.

EN

Effective monitoring of urban and industrial agglomerations requires possessing image information of a great degree of accuracy. It is a necessary condition to capture the objects of relatively small size and reproduce structural and textural features characteristic for different elements of urban environment. Such a requirement is fulfilled by high-resolution satellite images, however receiving data is expensive and spectral registration limited to four channels (IKONOS, QuickBird) or only and exclusively to panchromatic channel (EROS, IRS 1C/D), which limits the interpretation and classification of information and makes particularly difficult sensing and valuation of urban green areas. On the other hand, a relatively cheap, multi-spectral system of Landsat TM is characterized by too low spatial resolution for this type of studies. The article presents the idea of integrating satellite images Landsat ETM+ (30 m) with panchromatic image IRS 1C (5.8 m). Properly done integration of this sort of data leads into getting remote sensing materials of rich spatial and spectral information. In the studies - as a initial method of integration IHS standard was accepted. From the analyses earlier carried out by the authors in the area of KWB Bełchatów it can be stated that this method has great interpretation values, despite introducing high deformations into synthetic images. The studies carried out by authors go towards the limitation of this disadvantage by proposing the modifications of the standard. The obtained results were compared to standard IHS method and other classical methods of integration such as PCA, HPF, CN. To assess the content and the distribution of information and the degree of spectral deformation of combined pictures, statistic methods and visual interpretation were applied.

Słowa kluczowe

PL

obrazy satelitarne; wzmacnianie przestrzenne; integracja danych teledetekcyjnych; metody IHS; Landsat ETM+; IRS 1C

EN

satellite image; image enhancement; image merging; IHS methods; Landsat ETM+; IRS 1C

• Wydawca: Wydawnictwa AGH
• Czasopismo: Geodezja / Akademia Górniczo-Hutnicza im. Stanisława Staszica w Krakowie
• Rocznik: 2006
• Tom: T. 12, z. 2/1
• Strony: 317--332
• Opis fizyczny: Bibliogr. 30 poz., rys., tab., wykr.

Twórcy

autor

Mularz S.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

autor

Pirowski T.

• Akademia Górniczo-Hutnicza, Wydział Geodezji Górniczej i Inżynierii Środowiska

Bibliografia

• [1] Bethune S., Muller F., Donnay J.P.: Fusion of multispectral and panchromatic images by local mean and variance matching filtering techniques. Fusion of Earth Data, Sophia Antipolis, 1998
• [2] Bretschneider T., Kao O.: Image fusion in remote sensing. Proc. of the 1st Online Symposium of Electronic Engineers, 2000
• [3] Carper T.J., Lillesand T.M., Kiefer R.W.: The use of intensity-hue-saturation transformations for Merging SPOT panchromatic and multispectral image data. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 56, No. 4, 1990
• [4] Chavez P.S., Jr.: Digital Merging of Landsat TM and digitized NHAP data for 1:24,000-scale image mapping. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 52 No. 10, 1986
• [5] Chavez P.S., Jr., Sides S.C, Anderson J.A.: Comparison of three different methods to merge multiresolution and multispectral data: Landsat TM and SPOT panchromatic. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 57, No. 3, 1991
• [6] Cliche G., Bonn F, Teillet P.: Integration of the SPOT panchromatic channel into its multi-spectral mode for image sharpness enhancement. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 51, No. 3, 1985
• [7] Hallada W.A., Cox S.: Image sharpening for mixed spatial and spectral resolution satellite systems. Proc. of the 17th International Symposium on Remote Sensing of Environment, 1983
• [8] Hill J., Diemer C., Stover O., Udelhoven Th.: A local correlation approach for the fusion of remote sensing data with different spatial resolutions in forestry applications. International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, vol. 32, 1999
• [9] Lewiński S.: Zastosowanie transformacji RGB-HIS w przetwarzaniu zdjęć satelitarnych. Teledetekcja Środowiska, nr 32, 2001
• [10] Mróz M.: Podwyższenie rozdzielczości przestrzennej obrazów wielospektralnych Landsat 7 ETM+ przy wykorzystaniu właściwych teksturalnych i radiometrycznych kanału panchromatycznego. Archiwum Fotogrametrii, Kartografii i Teledetekcji, vol. 11, 2001
• [l1] Mularz S., Drzewiecki W., Pirowski T.: Merging Landsat TM images and airborne photographs for monitoring of open-cast mine area. XIX Kongres ISPRS, International Archives of Photogrammetry and Remote Sensing, Amsterdam 2000
• [12] Mularz S., Drzewiecki W., Pirowski T.: Thematic information content assessment of aerial and satellite data fusion. Cadastre, Photogrammetry, Geoinformatics - Modern Technologies and Development Perspectives. Proc. of 2nd International Conference, National University Lvivska Polytechnica, Lviv 2000
• [13] Munechika C.K., Warnick J.S., Salvaggio C., Schott J.R.: Resolution enhancement of multispectral image data to improve classification accuracy. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, vol. 59, 1993
• [14] Pellemans A.H.J.M., Jordans R.W.L., Allewijn R.: Merging multispectral and panchromatic SPOT images with respect to the radiometric properties of the sensor. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, vol. 59, 1993
• [15] Pirowski T.: Integracja obrazów satelitarnych o różnej rozdzielczości. Katalog wystawców X Międzynarodowych Targów GEA - materiały szkoleniowe, Kraków 2004
• [16] Pirowski T.: Integracja danych teledetekcyjnych pochodzących z różnych sensorów - propozycja kompleksowej oceny scalonych obrazów. Geoinformatica Polonica (w druku), 2006
• [17] Pohl C., Genderen J.L. Van: Multisensor image fusion in remote sensing: concepts, methods and applications. Int. J. Remote Sensing, vol. 19, 1998
• [18] Pradines D.: Improving SPOT images size and multispectral resolution. Proc. of the S.P.I.E. Earth Remote Sensing using Landsat Thematic Mapper and SPOT Systems, vol. 660, 1986
• [19] Price J.C.: Combining panchromatic and multispectral imagery from dual resolution satellite instruments. Remote Sensing of Environment, vol. 21, 1987
• [20] Ranchin T., Wald L.: Fusion of high spatial and spectral resolution images: the ARSIS concept and its implementation. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, vol. 66, 2000
• [21] Rigol J.P., Chica-Olmo M.: Merging remote-sensing images for geological-environmental mapping: application to the Cabo de Gata-Nijar Natural Park, Spain. Environmental Geology, 34, 1998
• [22] Schowengerdt R.A.: Reconstruction of multispatial, multispectral image data using spatial frequency content. Photogrammetric Engineering and Remote Sensing, vol. 46, No. 10, 1980
• [23] Shettigara V. K.: A generalized component substitution technique for spatial en-hancement of multispectral images using a higher resolution data set. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, vol. 58, 1992
• [24] Vrabel J.: Multispectral imagery band sharpening study. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, vol. 62, 1996
• [25] Wald L.: Quality of high resolution synthesized images: is there a simple criterion? Fusion of Earth Data, Sophia Anipolis, France, 2000
• [26] Wald L., Ranchin T.: Fusion of images and raster-maps of different spatial resolutions by encrustation: an improved approach. Comput., Environ. And Urban Systems, vol. 19, 1995
• [27] Welch R., Ehlers M.: Merging multiresolution SPOT HRV and Landsat TM data. Photogrammetric Engineering & Remote Sensing, vol. 53,1987
• [28] Wiemker R., Prinz B., Meister G., Franck R., Spitzer H.: Accuracy assessment of vegetation monitoring with high spatial resolution satellite imagery. Contribution to the ISPRS ECO BP'98, Budapest 1998
• [29] Zhijun W., Deren L.: A Image Fusion Method: Improve the Spatial Resolution While Preserve the Color. Asian Conference on Remote Sensing, Hongkong, 1999
• [30] Zhou J., Civco D.L., Silander J.A.: A Wavelet transform method to merge Landsat TM and SPOT panchromatic data. Int. J. Remote Sensing, vol. 19, 1998