تصحیحات تصاویر لندست در GIS به صورت دستی
سلام وقتتون دوستان گرامی بخیر
تصاویر ماهواره ای که در اختیار کاربران قرار می گیرد دارای یک سطح خاصی از تصحیحات هستند، گاهی اوقات نیاز است که برای کاهش خطاهای موجود در تصاویر برخی تصحیحات (کالیبراسیون) بر روی تصاویر اعمال شود. در این بخش قصد داریم شیوه دستی تصحیحات تصاویر لندست در GIS را با اعمال روابط ریاضی به شما آموزش دهیم.
چرا تصاویر ماهواره ای نیاز به تصحیحات دارند؟
آنچه توسط ماهواره از سطح زمین ثبت می شود، میزان Radiance یا تابش است. اما تابش ناشی از انرژی الکترومغناطیسی است که توسط منبع خورشید به سطح زمین تابیده و در حالت بازتاب به ماهواره می رسد. در طی این مسیر احتمال اینکه تغییرات مختلفی توسط عوامل متنوع بر روی این انرژی ایجاد شود، بسیار زیاد است.
این عوامل متنوع که باعث ایجاد تغییرات در میزان تابش می شوند و سبب خطاهای مختلف می گردند در دو گروه دسته بندی می شود:
- عواملی که در جو زمین باعث ایجاد تغییرات شده
- سطح زمین با توجه به ویژگی های مختلف
زمانی که شما یک تصویر ماهواره ای را از منابع مختلف دریافت می کنید، در فایل فراداده (Metadata) سطح تصحیحات پیش فرض تصاویر وجود دارد، بنابراین می توانید تصمیم بگیرید که بر حسب نیازتان آیا باید تصحیحات دیگری بر روی تصویرتان اعمال شود یا اینکه نیازی به تصحیحات بیشتر ندارید.
در آموزشهای قبلی هم اشاره شده بود که آنچه از تصاویر ماهواره ای باید در اختیار کاربر قرار گیرد تا بتواند پردازش های واقعی را بر روی تصاویر انجام دهد، میزان بازتاب سطحی یا Surface Reflectance است (BOA) (البته دقت کنید که این میزان را با TOA اشتباه نگیرید).
اما فرایند کلی تصحیحات تصاویر ماهواره بر طبق شکل زیر خواهد بود:
- دریافت داده خام در سنسور DN
- تبدیل میزان DN به تابش در سطح سنسور
- محاسبه میزان بازتاب در بالای جوی TOA
- محاسبه بازتاب سطحی (بازتاب واقعی) یا Surface Reflectance
تصحیحات تصاویر لندست در GIS به صورت دستی
قبل از اینکه فرایند تصحیحات تصاویر لندست را در ArcGIS اجرا کنید، بهتر است ابتدا ببینید که تصاویر شما در چه سطحی تصحیح شده اند. اطلاعات مربوط به سطح تصحیح تصاویر در فایل Metadata تصویر ذخیره شده است. بنابراین این فایل فراداده را باز کنید.
در مقابل ردیف Data_type می توان معین کرد که سطح تصحیح تصاویر چگونه است. (البته در نام فایلی که دانلود می کنید هم نوع تصحیح ذکر شده است).
زمانی که یک فایل حاوی تصاویر لندست را باز می کنید یک پوشه در اختیار شما قرار می گیرد که علاوه بر تمامی باندهای موجود، یک فایل با فرمت txt نیز وجود دارد که در اخر نام آن عبارت MTL دیده می شود.، این فایل Metadata تصویر است که تمامی اطلاعات برای تصحیحات از این فایل دریافت می شود.
اگر این فایل را در نرم افزار ArcGIS باز کنید، تمامی باندها به همراه اطلاعات فراداده تکمیلی نیز باز می شود و امکان مدیریت و پردازش بهتری خواهید داشت.
محاسبه بازتاب ظاهری TOA در GIS به صورت خودکار
در نرم افزار ArcGIS توابع مختلفی برای پردازش بر روی تصاویر ماهواره ای تعریف شده است. یکی از این توابع کاربردی Apparent Reflectance است.
این تابع می تواند نتایج را به صورت بازتاب ظاهری و آلبدو در اختیار کاربران قرار دهد.
برای این کار بر روی داده رستری باز شده کلیک راست کنید و Properties را انتخاب نمایید.
در پنجره باز شده سربرگ Functions را باز نمایید.
سپس بر روی تصویر ترکیبی کلیک راست کرده و از قسمت Insert Functions تابع Apparent Reflectance را انتخاب کنید.
محاسبه بازتاب TOA به صورت دستی در ArcGIS
برای محاسبه TOA Reflectance برای تصاویر لندست می توان از رابطه زیر استفاده نمود.
رابطه فوق زمانی استفاده استفاده می شود که بخواهید مقادیر DN یک تصویر را به میزان بازتاب بالای جو تبدیل کنید.
این رابطه را به راحتی می توانید در محیط Raster Calculator بکار بگیرید.
تمامی بخشهای رابطه فوق را می توانید از فایل فراداده باز کنید.
Mp در واقع بعنوان REFLECTANCE_MULT_BAND در فایل متادیتا یافت می شود.
Ap در فایل متادیتا با عبارت REFLECTANCE_ADD_BAND_x وجود دارد
درباره آسام
آکادمی سامانه اطلاعات مکانی یک مرجع تخصصی و کاربردی برای آموزشهای GIS و RS است.
نوشته های بیشتر از آسام
دیدگاهتان را بنویسید