Ενισχυμένη υπερφασματική απεικόνιση αστικής αναγνώρισης

Από RemoteSensing Wiki

Πηγή: http://spie.org/newsroom/technical-articles/4834-enhanced-hyperspectral-imaging-for-urban-reconnaissance?highlight=x2420&ArticleID=x93726 (πρόσβαση 10/1/2016).

Αρχικό άρθρο: Ingmar Renhorn. (2013). Enhanced hyperspectral imaging for urban reconnaissance. SPIE Newsroom. DOI: 10.1117/2.1201304.004834

Ένα πλαίσιο του Ευρωπαϊκού Οργανισμού Άμυνας έχει συνδυάσει εικόνες υψηλής χωρικής και φασματικής ανάλυσης από αερομεταφερόμενους αισθητήρες για τη βελτίωση της ανίχνευσης και ταξινόμηση των αντικειμένων σε πόλεις και κωμοπόλεις. Το έργο προσφέρει πιθανές λύσεις στις προκλήσεις για την απόκτηση ακριβών γεωαναφορών και διερευνά τη χρήση αλγορίθμων ανίχνευσης αλλαγής και την φασματική αντιστοιχία για τον εντοπισμό παρατυπιών στο αστικό περιβάλλον. Το 4ετές πλαίσιο (Detection in Urban scenario using Combined Airborne imaging Sensors – DUCAS) οργανώθηκε από πόρους της Σουηδίας, της Νορβηγίας, της Γερμανίας, της Ολλανδίας, του Βελγίου, της Γαλλίας, και της Ιταλίας. Έγινε μια εκτεταμένη δοκιμή πεδίου στο Zeebrugge, Βελγίου το 2011, όπου προμηθεύτηκαν όργανα για 3D χαρτογράφηση, υπερφασματικές και υψηλής ανάλυσης εικόνες, μαζί με in situ τεχνικές για τη μέτρηση στόχου, φόντου και ατμοσφαιρικών χαρακτηριστικών. Αναλύοντας τα δεδομένα από τη μελέτη, εξετάστηκαν διαφορετικές εφαρμογές για τα δεδομένα τηλεπισκόπησης, αναφέροντας προκαταρκτικά αποτελέσματα για το 2012. Για την επαλήθευση των υπερφασματικών δεδομένων έγινε χρήση στοιχείων από έρευνα πεδίου και μοντελοποίηση της διάδοσης ακτινοβολίας. Έγινε σύγκριση των υπολογισμένων φασμάτων που εξήχθηκαν από τις υπερφασματικές εικόνες με προσομοιωμένα φάσματα από το έδαφος και των ατμοσφαιρικών μετρήσεων και το πρόγραμμα MODTRAN (μέτρια ανάλυση ατμοσφαιρικής μετάδοσης).

Λόγω της πολυπλοκότητας του αστικού περιβάλλοντος και των ανθρώπινων δραστηριοτήτων, τα χωρικά και φασματικά χαρακτηριστικά των στόχων και υπόβαθρα είναι πολύ διαφορετικά. Αυτό καθιστά την ανίχνευση και την ταξινόμηση των τεχνητών αντικειμένων πολύ δύσκολη. Για το λόγο αυτό χρησιμοποιήθηκαν συνδυασμοί αισθητήρων υπερφασματικών και υψηλής ανάλυσης ενώ κάποιες φορές συμπεριλαμβανόταν και χειριστής.

Το οδικό δίκτυο στην πόλη του Zeebrugge, του Βελγίου, το οποίο χαρακτηρίζεται από τρεις διαφορετικούς τύπους του σκυροδέματος που φαίνεται σε διάφορα χρώματα.

Ανίχνευση αλλαγής με υψηλή χωρική ανάλυση εικόνων.

Μία πρόκληση για τη χαρτογράφηση της υποδομής των παλαιών πόλεων είναι ότι ένα μεγάλο μέρος του δρόμου έχει εκτελεστεί σε διαφορετικούς χρόνους και με διαφορετικούς τύπους υλικών. Γι’ αυτό στην ταξινόμηση υποδομής περιλαμβάνεται και ο προσδιορισμός των υλικών που μπορούν να χρησιμοποιηθούν σε πολλές κατασκευές. Επίσης μελετήθηκε ο εντοπισμός ανωμαλιών ανιχνεύοντας αλλαγές σε διαχρονικές εικόνες μέσω υπερφασματικών πληροφοριών και εικόνων υψηλής ανάλυσης σε διαφορετικές φασματικές ζώνες. Μελετήθηκε επίσης η ανίχνευση βάσει φασματικών αντιστοιχήσεων. Τα ευρήματά αποδεικνύουν τα οφέλη από τη χρήση υπερφασματικών αισθητήρων εικόνας και όργανα απεικόνισης υψηλής ανάλυσης για σκοπούς επιτήρησης. Τα αποτελέσματα αποτελούν μια βάση για τα προγράμματα παρακολούθησης από το Ευρωπαϊκό Οργανισμό Άμυνας, ο οποίος στο μέλλον θα επικεντρωθεί στην απόδοση των συστημάτων πολλαπλών αισθητήρων. Αυτό μπορεί να βελτιώσει περαιτέρω την ανίχνευση και την κατάταξη σε αμυντικές εφαρμογές.

Συμβολή της τηλεπισκόπισης

Στην συγκεκριμένη περίπτωση η τηλεπισκόπιση δύναται να βοηθήσει στην αναγνώριση αστικών χαρακτηριστικών και μέσω διαφόρων μεθόδων και τεχνολογιών να ενισχύσει την ποιότητα και ακρίβεια των αποτελεσμάτων. Ως αποτέλεσμα η ακριβής χαρτογράφηση και ανίχνευση των αλλαγών του αστικού περιβάλλοντος μπορεί να χρησιμοποιηθεί σε πολλές εφαρμογές.