Αυτόματη αναγνώριση των πετρελαιοκηλίδων σε δορυφορικές εικόνες
Από RemoteSensing Wiki
Automatic identification of oil spills on satellite images
Ιφιγένεια Κεραμιτσόγλου, Κωνσταντίνος Καρτάλης, Χρήστος Τ. Κυρανούδης
Στην παρούσα εργασία παρουσιάζεται ένα πλήρως αυτοματοποιημένο σύστημα για τον προσδιορισμό πιθανών πετρελαιοκηλίδων. Οι εικόνες SAR διαβάζονται, εντοπίζονται, land masked, φιλτράρονται και thresholded έτσι ώστε να εξάγονται οι κατάλληλες σκοτεινές περιοχές. Οι υποψήφιες πετρελαιοκηλίδες κατατάσσονται με ασαφή τρόπο έτσι ώστε να καθορίσουν την ομοιότητα κάθε μεμονωμένου αντικειμένου να αποτελεί πετρελαιοκηλίδα. Οι εικόνες και οι πίνακες που προκύπτουν παρέχουν στο χρήστη όλες τις σχετικές πληροφορίες για την κατάλληλη λήψη αποφάσεων. Η περιοχή μελέτης ήταν το Αιγαίο Πέλαγος. Το σύστημα ανταποκρίθηκε πολύ ικανοποιητικά για όλες τις 35 εικόνες που επεξεργάστηκαν.
2. Προεπεξεργασία εικόνας
H αυτόματη ανίχνευση πετρελαιοκηλίδων χρησιμοποιώντας εικόνες SAR υλοποιήθηκε μέσα από μια σειρά υπολογιστικών διαδικασιών που αφορούν την ανάκτηση και την αποθήκευση του περιεχομένου της εικόνας SAR, τον εντοπισμό, την κάλυψη εδάφους, την εξομάλυνση (φιλτράρισμα), το κατώφλι ορίων, την κατάτμηση και την ταξινόμηση. Σχεδόν σε κάθε βήμα μία οπτική ή συνοπτική παραγωγή είναι στη διάθεση του χρήστη. Η πλήρης αλγοριθμική διαδικασία κωδικοποιείται στην MS Visual C++ 6,0 σε μία αυτόνομη δυναμική βιβλιοθήκη συνδέσεων (dll) που συνδέεται με οποιοδήποτε είδος της εφαρμογής κάτω από οποιαδήποτε παραλλαγή του λειτουργικού συστήματος MS Windows. Χαμηλής ανάλυσης ERS -1 και -2 εικόνες SAR (μέγεθος εικονοστοιχείου σε εύρος και αζιμούθιο ίσο με 100m και 79,5m αντίστοιχα) χρησιμοποιούνται για τη μελέτη αυτή. Ο προσδιορισμός των σχεδίων και οι μορφές στις εικόνες SAR απαιτούν την αξιολόγηση του εύρους σημάτων ραντάρ από τη σύνθετη αξία του εικονοστοιχείου καθώς επίσης και τις αντίστοιχες γεωμετρικές διορθώσεις που είναι απαραίτητες για την ακεραιότητα της εικόνας. Οι εικόνες χαμηλής ανάλυσης SAR προέρχονται από προεπεξεργασμένες εικόνες εικονοστοιχείου 5 / 5 bit σύνθετες ακατέργαστες που λαμβάνονται ως δείγμα εκ νέου κατάλληλα για ένα προ-διευκρινισμένο μέγεθος ενός μη-επικαλυπτόμενου κινούμενου παραθύρου πέρα από την εικόνα. Τέτοιες εικόνες διορθώνονται γεωμετρικά και το εύρος σημάτων εισάγεται ως δεκαεξάμπιτος αριθμός ακέραιων αριθμών. Το σχήμα των εικόνων SAR χαμηλής ανάλυσης περιλαμβάνει μια κύρια επιγραφή και μια σειρά ψηφιολέξεων που αντιπροσωπεύουν τις τιμές του εικονοστοιχείου στις σειρές όπως ανιχνεύονται από την ακτίνα ραντάρ. Οι πληροφορίες επιγραφών είναι σημαντικές να εισαγάγουν σωστά το αρχείο και να το εντοπίσουν κατάλληλα όσον αφορά ένα προ-διευκρινισμένο ισότιμο σύστημα, δεδομένου ότι διάφορα ζωτικής σημασίας τμήματα εικόνας συμπεριλαμβάνονται, όπως τα ζευγάρια γεωγραφικού πλάτους γεωγραφικού μήκους των τεσσάρων γωνιών που οριοθετούν την εικόνα καθώς επίσης και το της κέντρο βάρους της, τις ακριβείς διαστάσεις εικόνας στα εικονοστοιχεία, τον ακριβή χρόνο που λήφθηκε και αρκετές ακόμα συγκεκριμένες πληροφορίες.
Οι πληροφορίες από την κύρια επιγραφή αρχείων χρησιμοποιούνται για να παραγάγουν τις ακριβείς συντεταγμένες της οριοθέτησης της εικόνας και επομένως να εντοπίσουν αυτόματα την εικόνα σε έναν ισότιμο χάρτη. Για να αποκαταστήσει την εικόνα στη σωστή θέση της όσον αφορά το υπόβαθρο, κάποια περαιτέρω επεξεργασία απαιτείται ανάλογα με την πορεία του δορυφόρου. Διάφορες διαφορετικές εικόνες SAR μπορούν να αντιμετωπισθούν ταυτόχρονα μέσα στο γραφικό ενδιάμεσο με την χρήση του εργαλείου. Το εργαλείο είναι εξοπλισμένο με τις πολυάριθμες γραφικές εγκαταστάσεις για την κατάλληλη μεγέθυνση και το χειρισμό των εικόνων και των δυαδικών αρχείων εικόνας που μελετώνται.
