پایان نامه رایگان درمورد سنجش از دور، مدل سازی ریاضی، تصاویر ماهواره ای، انتقال اطلاعات

دانلود پایان نامه ارشد

ماهواره وسطح پوشش تصویر برداری ان در مقایسه با لندست 7 نمایش داده شده است. برروی این ماهواره سه سنجنده شامل اولین سنجنده فراطیفی فضایی به نام هایپریون ، سنجنده چند طیفی ALI26 و سنجنده فراطیفی LAC با مشخصاتی که در جدول ( 3-1) مشاهده می کنید ، نصب شده است (بک 27، 2003)

شکل (3-2) مقایسه مدار حرکت ماهواره های لندست 7 و EO1 (دیگنیس28،2005)

جدول ( 3-1 ) مشخصات سنجنده های مستقر بر ماهواره EO1 (علوی پناه و لدنی،1389)
پارامتر
EO1

ALI
Hyperion
LAC
محدوده طیفی
400 الی 2200 نانومتر
400 الی 2500 نانومتر
900 الی 1600 نانومتر
توان تفکیک مکانی
30 متر
30 متر
250 متر
عرض تصویربرداری
37 کیلومتر
6/7 کیلومتر
185 کیلومتر
توان تفکیک طیفی
متغیر
10 نانومتر
6 نانومتر
توان تفکیک باند PAN
10 متر
ندارد
ندارد
تعداد کل باندهای طیفی
10
242
256

3-6 معرفی سنجنده هایپریون
سنجنده هایپریون از فناوری پوش بروم29 در تصویر برداری استفاده می کند و در هر فریم تصویر محدوده ای به عرض 6/7 کیلومتر در جهت عمود بر حرکت را برداشت می کند . با حرکت سنجنده، اطلاعات طیفی اشیاء و پدیده های گوناگون موجود در سطح زمین در فریم های تصویری متوالی به صورت مکعب های سه بعدی به عنوان داده فراطیفی ثبت و ذخیره سازی می شود. اما فناوری تصویر برداری پوش بروم مورد استفاده در این سنجنده با سنجنده های عادی متفاوت است . به عنوان مثال در سنجنده ETM+ مجموعه ای از آرایه های آشکار ساز خطی و یک آیینه بکار گرفته می شود که به وسیله آن ها سطح زمین در جهت عمود بر حرکت اسکن شده و تصویر چند طیفی به صورت دو بعدی ایجاد می شود . با پیشرفت فناوری ساخت آرایه های دو بعدی و قرار گرفتن آن ها در صفحه کانونی سامانه ی نوری سنجنده، تصویر دو بعدی مذکور بدون نیاز به حرکت قابل تشکیل است. و بدین ترتیب زمان تمرکز بیشتری به منظور ثبت اطلاعات در یک محدوده معین برای سنجنده فراهم شده و موجب بالا رفتن نسبت سیگنال به نویز و به عبارت دیگر کیفیت داده تصویری می شود. این سامانه همچنین مشکل مهم سنجنده های پوش بروم با فناوری آشکارسازی خطی را که نیازمند واسنجی تعداد بسیاری از پیکسل ها هستند را نخواهد داشت و حل این مسئله عاملی کلیدی در موفقیت برنامه ی ساخت سنجنده هایپریون به شمار می رود . در شکل ( 3-3 ) نحوه تشکیل مکعب تصویری در سنجنده هایپریون قابل مشاهده است.

شکل (3-3) مکعب تصویری در سنجنده های فراطیفی

بخش نوری سنجنده ی هایپریون نیز از یک تلسکوپ با طراحی آستیکمات سه آیینه ای و دو طیف سنج مجزا برای محدوده های طیف مرئی – مادون قرمز نزدیک (VNIR) و مادون قرمز کوتاه (SWIR) تشکیل شده است . طیف سنج VNIR دارای آرایه هایی با ابعاد 60 میکرومتر است که از اتصال زیرآرایه های 3×3 با ابعاد 20میکرومتر به وجود آمدند . این طیف سنج قادر به ثبت اطلاعات طیفی در 70 طول موج مختلف در محدوده طیفی 400 تا 1000 نانومتر با توان تفکیک طیفی 10 نانومتر و در 256 ردیف آرایه های پیکسلی است . طیف سنج SWIR نیز دارای آشکار سازهایی با ابعاد 60 میکرومتر در 256 ردیف مکانی است . که اطلاعات طیفی در محدوده 900 الی 2500 نانومتر را در 172 باند طیفی ، اطلاعات ثبت خواهد شد. در شکل(3-4) بخش های مختلف سامانه نوری مورد استفاده در سنجنده های فراطیفی قابل بررسی است.

شکل (3-4) بخش های مختلف نوری سنجنده های فراطیفی (شاو و همکاران ،2003)

هر پیکسل در تصاویر این سنجنده یک سطح 30 در 30 متر را می پوشاند. تلسکوپ سطح زمین را با یک شکاف که به عنوان میدان دید لحظه ای (IFOV) خوانده می شود تصویر برداری می کند. این زاویه در حدود 624/0 درجه (که معادل همان 6/7 کیلومتر از فاصله 705 کیلومتری می باشد) در 0244/0درجه را تصویربرداری می کند . بخش های دیگر سنجنده نیز شامل سامانه خنک کننده ، سامانه وا سنجی همزمان با پرواز و صفحه کانونی الکترونیکی با سرعت بالا است .
پس از دریافت تصویر ثبت شده از ماهواره توسط مرکز کنترل پردازش سطح صفر بر روی آن صورت می گیرد. از ابتدای دسامبر سال 2001 این داده ها در سطح 1 بی 1 (L1B1) در آرشیو موجود است و به راحتی در اختیار کاربران قرار می گیرد . هم چنین امکان سفارش اخذ داده های جدید نیز فراهم است که البته با قیمت بسیار بالاتری نسبت به داده های آرشیو ارائه میشود. حذف اثر سایر خطاها به عهده ی کاربر است که مهم ترین آنها عبارتند از : واسنجی دوباره، هم ردیف سازی پیکسل ها در دو ناحیه VNIR و SWIR حذف باندهای مشترک در دو ناحیه VNIR و SWIR ، حذف باندهای صفر، حذف خطای نواری شدن و انجام تصحیحات اتمسفری.(بک30،2003)
تصاویری که به دست کاربران می رسد در چندین سطح (Level) تعریف شده اند که شامل:
(L0R)Level 0 R : که بر روی این تصاویر هیچ گونه تصحیحاتی صورت نگرفته است.
(L1R)Level 1 R : بر روی این تصاویر فقط تصحیحات رادیومتریکی اعمال شده است و هیچ گونه تصحیح هندسی و دیگر تصحیحات صورت نگرفته است.
(L1Gs) Level 1Gs : بر روی این تصاویر علاوه بر تصحیحات رادیومتریکی ، تصحیحات هندسی نیز صورت گرفته است و با یک سیستم تصویر جغرافیایی نیز زمین مرجع شده اند.
(L1Gst) Level 1Gst :بر روی این تصاویر عمده تصحیحات شامل تصحیحات رادیومتریکی و هندسی انجام شده است.علاوه بر این با استفاده از یک مدل ارتفاعی رقومی تصحیحات توپوگرافی نیز برای رفع خطاهای ناشی از اختلاف دید صورت پذیرفته است.(رضایی، 1389)

3-7 پیش پردازش31
داده های سنجش از دور در حالت خام که از طریق سنجنده های تصویر بردار نصب شده برروی سکوهای ماهواره ای دریافت می شوند ، در حالت کلی شامل نقایص و عیب هایی هستند. تصحیح نقص ها و برداشتن عیوب موجود در داده ها بعنوان پیش پردازش است، چون این کار قبل از اینکه داده ها به منظور مشخصی به کار روند توسط عملگرهایی انجام می شود. با وجود اینکه بعضی از تصحیحات در ایستگاه دریافت کننده زمینی انجام می شود ، مشکل است که تصمیم بگیریم پیش پردازش شامل چه مواردی است چون موجود بودن یا نبودن یک عیب یا نقص در داده ها ، بستگی به استفاده مورد نظر دارد و اینکه کدام داده مورد نظر استفاده شود. برای نمونه اگر یک نقشه با جزئیاتی شامل توزیع انواع گیاهان ویژه با یک چارت دریایی لازم باشد آنگاه اعوجاج هندسی موجود در یک تصویر سنجش از دور تصحیح نشده به عنوان یک عیب موثر قابل توجه خواهد بود. از طرف دیگر، اگر منظور از مطالعه، بررسی تعیین موجود بودن یا نبودن یک کلاس بخصوصی از کاربری زمین (نظیر نواحی آبیاری شده دریک ناحیه ی خشک و بی آب و علف) باشد ، تجزیه و تحلیل بصری روی یک تصویر رنگی کاذب که به طور مناسب پردازش شده کافی خواهد بود . چون مطالعه روی تعیین موجود بودن یا نبودن یک نوع کاربری زمین به خصوص به جای تعیین موقعیت دقیق آن است. (امینی، 1388).
هنگامی که سنجنده ها امواج بازتابی پدیده ها را ثبت می کنند ، ممکن است سه دسته اشتباه رخ دهد که نوع اول مربوط به خطای سنجنده ها ، نوع دوم خطاهای هندسی که مربوط به کرویت زمین، چرخش زمین، ارتفاع ، موقعیت و وضعیت ماهواره در فضا و غیره می باشند و نوع سوم خطاهای مربوط به عوامل جوی موثر در میزان انعکاس رسیده به سنجنده ها می باشند (طاهر کیا، 1376).
لذا جهت استفاده از اطلاعات رقومی ثبت شده توسط سنجنده ها ، تصحیحات زیر ضروری می باشد:
الف) اصلاح خطاهای دستگاهی
ب) تصحیح هندسی32
ج) تصحیح رادیومتریک 33(اتمسفری)

3-7-1 اصلاح خطاهای دستگاهی
خطاهای دستگاهی شامل خطاهایی نظیر خطوط جا افتاده34(ناشی از خطای ابزار اسکن کننده، ثبت و انتقال اطلاعات و یا نسخه کاربردی مکرر از نوارهایCCT35 ) و خطاهای مربوط به عملکرد آشکار سازها (ناشی از خطای خارج شدن عملکرد آشکار سازها از حالت کالیبره خود) می باشند. (زبیری ، 1378)
برای حذف خطاهای خطوط جا افتاده از روشهای میانگین گیری از دو باند بالا و پایین و یا از روش همبستگی بین باندها استفاده می شود. همچنین برای حذف خطاهای مربوط به عملکرد آشکارسازها از روشهای اتصال هیستوگرام های 36پارامتری و غیر پارامتری استفاده می شود. (طاهر کیا،1376).
3-7-2 تصحیح هندسی
بطور کلی منظور از تصحیح هندسی یک تصویر ، تغییر سیستم مختصات اجزای سازنده تصویر و انطباق آن با نقشه های نظیر و یا تصویری است که قبلا بر روی آن تصحیح هندسی صورت گرفته است . اعوجاج هندسی دارای منابع زیادی می باشند که برخی از آنها عبارتند از: چرخش زمین در زمان دریافت تصویر، انحنای کره ی زمین ، تغییرات در ارتفاع و سرعت ماهواره و تاثیرات پانورامیک37(پورحسن کشاورز،1385).
هدف تصحیح هندسی جبران اعوجاج های معرفی شده به وسیله ی این عوامل می باشد به طوری که تصویر تصحیح شده دارای ارزش هندسی باشد. فرایند تصحیح عموما به صورت دو مرحله ای اجرا می شود: ابتدا اعوجاج هایی که به صورت سیستماتیک یا قابل پیش بینی می باشند و در مرحله دوم ، آن دسته از اعوجاج هایی که به صورت غیر قابل پیش بینی می باشند. اعوجاج های سیستماتیک به خوبی قابل تشخیص اند و به راحتی بوسیله ی بکار بردن فرمول های بدست آمده از طریق مدل سازی ریاضی منابع اعوجاج، تصحیح می شوند. اعوجاج های ذکر شده تا حدود زیادی بوسیله تجزیه و تحلیل نقاط کنترل زمینی خوب توزیع شده واقع در یک تصویر ، تصحیح می شوند (دیسفانی،1377). نقاط کنترل زمینی پدیده هایی با موقعیت زمینی شناخته شده هستند که می توانند به دقت برروی تصاویر رقومی قرار گیرند. در فرایند تصحیح، نقاط کنترل زمینی زیادی، هم به لحاظ مختصات دو بعدی تصویری آنها (شماره های ستون – ردیف) و هم به لحاظ مختصات زمینی آنها (نوعا استخراج شده از یک تقشه بر حسب مختصات با طول و عرض جغرافیایی) برروی تصویر اعوجاج یافته قرار داده و منطبق می شوند. این مقادیر سپس تحت تجزیه و تحلیل رگرسیون حداقل مربعات، به منظور تعیین ضرایب مربوط به دو معادله انتقال مختصات که می تواند مختصات صحیح هندسی و مختصات تصویر اعوجاج یافته را به یکدیگر مرتبط سازد ، قرار می گیرند. به محض آن که ضرایب این معادلات تعیین شوند ، مختصات تصویر اعوجاج یافته برای هر موقعیت نقشه می تواند به طور دقیق تخمین زده شود. تشریح این موضوع به شکل ریاضی به صورت زیر است :
y=f_2 (x,y)
x=f_1 (X,Y)
f_2 〖 و f〗_1 : توابع انتقال (X,Y): مختصات تصویر اعوجاج یافته (ستون – ردیف) (x,y): مختصات صحیح نقشه
ممکن است به نظر برسد که معادلات فوق برعکس بیان شده باشد ، یعنی آنها چگونگی تعیین موقعیت های تصویر اعوجاج یافته را نسبت به موقعیت های نقشه صحیح یا بدون اعوجاج مشخص می کنند . اما آن دقیقا چیزی است که در طول فرایند تصحیح هندسی انجام می شود . (ریچارد ، 1999)
برای تصحیح هندسی تصاویر ماهواره ای دو روش وجود دارد. اگر لازم باشد تصاویر به صورت منفرد مورد استفاده قرار گیرند از روش ثبت تصویر به نقشه استفاده می شود و اگر قرار باشد که از تصاویر چند زمانه استفاده شود از روش ثبت تصویر به تصویر استفاده می شود به عنوان مثال اگر تصویر تصحیح هندسی شده قبلی از یک منطقه موجود باشد و بخواهند تصویر جدید را برآن منطبق کنند از این روش استفاده می شود . این روش عموما مشابه روش قبلی می باشد ولی نکته تمایز آن انتخاب نقاط کنترل لازم برای محاسبات است که در این روش نقاط متناظر از دو تصویر انتخاب می شوند. و این در حالی است که در روش قبل ، نقاط متناظر از تصویر و نقشه انتخاب می شدند. (احد نژاد، 1379)

3-7-3 تصحیح اتمسفری
اساس و طبیعت سنجش از دور نیازمند این است که تشعشع خورشید قبل از اینکه به سنجنده برسد بایستی از اتمسفر بگذرد به همین دلیل، تصاویر سنجش از دور شامل اطلاعات و داده های سطح زمین بعلاوه تاثیرات اتمسفر برروی تصویر می باشد . برای کسانی که علاقه مند به آنالیز کمی

پایان نامه
Previous Entries پایان نامه رایگان درمورد محصولات کشاورزی، پوشش گیاهی، کارشناسی ارشد، سنجش از دور Next Entries پایان نامه رایگان درمورد تصاویر ماهواره ای، جمع آوری اطلاعات، سنجش از دور، رطوبت نسبی