مطالب تخصصی

تصحیح اتمسفری QUAC در نرم افزار ENVI

امیرحسین احراری
نوشته شده توسط Amirhossein.Ahrari@Gmail.com

الگوریتم QUAC چیست؟ 

الگوریتم QUick Atmospheric Correction یک الگوریتم قدرتمند برای تصحیح اتمسفری تصاویر ماهواره ای چند طیفی و ابرطیفی در نرم افزار ENVI است. این الگوریتم تنها در نرم افزار ENVI موجود است و در سایر نرم افزارهای پردازش تصاویر ماهواره ای قابل یافت نیست.

این الگوریتم در عین سادگی در انجام از قدرت بالایی برای نصحیح اثرات اتمسفری از روی تصاویر ماهواره ای برخوردار بوده و اثر جذب و پخش امواج الکترومغناطیسی را در زمان کوتاهی برطرف مینماید. بر همین اساس در این مقاله کاربردی قصد دارم تا شما را با پشت صحنه این الگوریتم و دقت آن آشنا کنم.

مقدمه

الگوریتم QUAC برای تصحیح اتمسفری تصاویر چندطیفی و ابرطیفی در بازه بین ۴۰۰ تا ۳۰۰۰ نانومتر کاربرد دارد. این الگوریتم برای تصحیح تصاویری مناسب است که در گذشته تهیه شده و یا تصاویری که فاقد نمونه های اتمسفری و زمینی برای اعمال روش های مطلق هستند. در این روش تنها با استفاده از چندباند و داشتن طول موج هریک از آنها تصحیح انجام میشود و بدون ارائه اطلاعات زیادی تصویر تصحیح میگردد. در این الگوریتم ار ساختار ساده شده مدل های انتقال تابشی استفاده شده است که برای مدل سازی مسیر حرکت امواج الکترومفناطیسی رسیده به سنجنده استفاده میشود. در این مقاله ساختار محاسباتی این الگوریتم به همراه دقت آن در داده های ماهواره ای مختلف بررسی شده است.

تصحیح اتمسفری چیست؟

تصحیح اتمسفری عبارت است از فرایند حذف اثر جذب و پخش اتمسفری از روی امواج الکترومفناطیسی رسیده به سنجنده. برخی از کاربران عقیده دارند که تصحیح اتمسفری منجر به حذف ابرها از تصاویر ماهواره ای میشود اما این دیدگاه کاملا اشتباه است و هرگز چنین تصوری نداشته باشید. در شکل زیر نمونه ای از مقایسه رفتارطیفی پدیده ها قبل و بعد از انجام تصحیحات اتمسفری صورت گرفته که نتایج جالبی را نشان میدهد.

در تصویر بالا سمت چپ رفتار طیفی بدون انجام تصحیح اتمسفری نمایش داده شده و اثرات جذب موجود در روی رفتارطیفی به شدت باعث ایجاد اعوجاج در آن شده است، این در حالی است که پس از انجام تصحیحات اتمسفری و تعدیل اثر اتمسفر (از حیث حذب و پخش)، رفتار طیفی حاصله (تصویر بالا سمت راست) به خوبی تصحیح شده و پدیده ها را از یکدیگر متمایز ساخته است.

الگوریتم های تصحیح اتمسفری

تاکنون روش های و منطق های مخنلفی برای تصحیح اتمسفری تصاویر ماهواره ای ارائه شده است مانند روش Empirical Line Model و روش هایی مانند FLAASH ، Dark Subtraction و غیره. در روشهایی مانند Empirical Line Model برای اعمال تصحیحات نیاز به بازتاب های زمینی است، این در حالی است که روش های مبتنی بر مدل های انتقال تابشی مانند FLAASH بدون استفاده از داده های زمینی و صرفا بر اساس اطلاعات موجود در تصاویر ماهواره ای فرایند تصحیح انجام می شود.

هرکدام از این روش ها از مزیت ها و معایب خاص خود برخوردار هستند اما هیچ یک از آنها در آن واحد بالاترین دقت، سرعت پردازش و استقلال از داده های زمینی را بصورت یکجا ندارند. بر همین اساس در سایت ۲۰۰۴ میلادی روش تصحیح اتمسفری QUAC ارائه شد که بتواند همه این موارد را بصورت یکجا در خود پوشش دهد. الگوریتم QUAC یک الگوریتم ساده است که صرفا با استفاده از عدد طول موج تعریف شده در هر باند فرایند تصحیح اتمسفری را به انجام میرساند.

الگوریتم QUAC در مقایسه با سایر روش های مبتنی بر محاسبات فیزیکی از سرعت بسیار بالایی برخوردار است. بررسی های انجام شده در ارتباط با دقت FLAASH و QUAC نشان داده که روش QUAC بصورت تقریبی ۱۵ درصد نتایج آن با روش FLASSH متفاوت است. مقایسه رفتارهای طیفی حاصل از الگوریتم QUAC و FLAASH در شکل زیر نشان داده شده است.

 

 

بر خلاف سایر روش های فیزیکی که بشدت از نویزهای سنجنده تاثیر میپذیرند، الگوریتم QUAC بصورت مستقل از اعوجاجات سنجنده فرایند تصحیح را انجام میدهد. امروره کاربران سنجش از دور می توانند جدیدترین نسخه های این الگوریتم را در نسخه های نرم افزار ENVI به منظور تصحیح تصاویر ماهواره ای چون لندست، استر و هایپریون استفاده نمایند.

مطالعه میکنم  دانلود تصاویر تصحیح شده ماهواره لندست از Google Earth Engine

تصاویر ورودی برای اعمال تصحیحات

در این الگوریتم که در نرم افزار ENVI تعبیه شده است، شما میتوانید داده های ماهواره ای را به سه فرمت درحه روشنایی، رادیانس و بازتاب TOA وارد فرایند محاسبه نمایید. با این حال بررسی های ما در آکادمی سنجش از دور نشان داده که استفاده از داده های رادیانس در این فرایند تصحیح از دقت بسیار بالایی برخوردار است.

مطالعه میکنم  محصول تصحیح اتمسفری داده های ماهواره لندست 8 بر اساس مدل های انتقال تابشی و روش های نسبی

توضیحات بیشتر 

اگر علاقه مند به دانستن جزییات محاسبات این الگوریتم را دارید، از طریق گزینه زیر نسبت به دانلود مقاله مرجع آن اقدام نمایید.

   

۶ دیدگاه

  • سلام استاد احراری
    بعد از فراخوانی تصاویر سنتینل۲ در انوی تصحیح اتمسفریک چگونه انجام می شود؟
    در تصحیح Quck تصاویر سنتینل قسمت sensor typeگزینه مربوط به ماهواره سنتینل۲ موجود نیست
    ممنون میشم راهنمایی کنید

  • سلام استاد احراری
    بعد از تصحیح اتمسفریک تصاویر سنتینل۲ به روش Quck باید ریسیکل کردن مقادیر را انجام بدهیم؟
    ممنون

  • سلام جناب احراری وقت بخیر ببخشید من طبق فیلم اموزشی شما دو تا تصویرو موزایک کردم بعد میخاستم رادیانس بگیرم از تصویر ولی خروجی باند های red-nir-swir1-2 بهم داده ن مولتی اسپکترال .دلیلیش چی میتونه باشه ، و یا اینکه قبل موزاییک باید ردیانس دو تصویرو در بیارم بعد موزاییک کنم؟
    ممنونم اگه پاسخ بفرمایین

دیدگاهتان را بنویسید

توجه: همه محصولات پستی که از تاریخ 27 اسفند ثبت می شوند بعد از 15 فروردین ارسال خواهند شد
+ +