مطالب تخصصی

تصحیح اتمسفری تصاویر ماهواره ای در سنجش از دور – الگوریتم QUAC در نرم افزار ENVI

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

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، روشی ساده و کاربردی به منظور حذف اثر جذب و پخش امواج الکترومغناطیسی است. در ادامه توضیحات بیشتری در این رابطه ارائه شده است.


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 از ساختار ساده شده مدل های انتقال تابشی استفاده شده است که برای مدل سازی مسیر حرکت امواج الکترومفناطیسی رسیده به سنجنده استفاده می شود. در این مقاله ساختار محاسباتی این الگوریتم به همراه دقت آن در داده های ماهواره ای مختلف بررسی شده است.


تصحیح اتمسفری

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 می شود اما این دیدگاه کاملا اشتباه است. 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 مخنلفی برای تصحیح اتمسفری تصاویر ماهواره ای ارائه شده است مانند روش Empirical Line Model و روش هایی مانند FLAASH. در روش هایی 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 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 FLAASH 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.


ورودی الگوریتم QUAC

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.


مقاله مرجع

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

 


لینک های مفید


چکیده مطالب

  1. QUAC الگوریتمی ساده و فدرتمند است. 
  2. ساده، سریع و دقت بالایی دارد. 
  3. کاربردی برای داده های چندطیفی و ابرطیفی
  4. بدون نیاز به داده های زمینی. 
  5. نیاز به تصویر رادیانس.
  6. محاسبه بازتاب سطحی.
  7. فقط در ENVI موجود است.

 

   

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

در حال ثبت نام: وبینار رایگان رونمایی از کتاب گوگل ارث انجین در سنجش از دور – به همراه یک آموزش کاربردیلطفا کلیک کنید
+ +