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

Abstract

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.

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.