آموزش نحوه استخراج نمودار بازتاب طیفی (Spectral Signature) از تصاویر ماهواره‌ای به کمک داده های زمینی

در این محصول آموزشی به نحوه استخراج نمودار بازتاب طیفی (Spectral Signature) از تصاویر ماهواره‌ای با استفاده از داده های زمینی در سامانه گوگل ارث انجین پرداخته شده است.

مطالب ارائه شده به نحوی است که علاوه بر فراگیری تکنیک هایی نظیر ماسک برف، ابر و سایه، محاسبه شاخص های مختلف طیفی و نرمال سازی تصویر، با تکنیک استخراج نمودار بازتاب طیفی برای مجموعه نقاط زمینی (GCPs) آشنا شده و در نهایت می توانید نمودار پاسخ طیفی را برای هر نقطه زمینی و برای هر کلاس کاربری استخراج کنید.

از جمله دلایل انتخاب سامانه گوگل ارث انجین به منظور استخراج نمودار پاسخ طیفی می توان به توان محاسباتی بالای آن، امکان فراخوانی تعداد زیادی از تصاویر، سرعت پردازشی بالا و راحتی کار با سامانه حتی برای افرادی که آشنایی محدودی با زبان برنامه نویسی جاوااسکریپت دارند، اشاره کرد.

مشخصات:

• مدرس: مهدی نادری
• تخصص: کارشناس سنجش از دور و پردازش تصاویر ماهواره ای 🚀
• موضوع: استخراج نمودار پاسخ طیفی (Spectral Signature) از داده های زمینی (GCPs) در سامانه ارث انجین
• نرم افزار: سامانه گوگل ارث انجین 🌏
• مدت زمان آموزش: 1 ساعت و 55 دقیقه ⏰
• مخاطب: علاقه‌مندان به سنجش از دور، مطالعات زمین‌ شناسی، مطالعات محیطی و …
• نوع آموزش: ویدئویی 📺
• پیش نیاز: آشنایی مقدماتی با سامانه گوگل ارث انجین

تهیه آموزش

به منظور تهیه این محصول آموزشی بر روی دکمه زیر 👇 کلیک کرده و پس از پرداخت وجه، بلافاصله ویدئوهای آموزشی را دانلود نمایید.

توضیحات:

پدیده های سطح زمین، واکنش های متفاوتی را در برخورد با انرژی الکترومغناطیس خورشید نشان می دهند. کل انرژی الکترومغناطیس رسیده به عوارض سطح زمین یا بازتاب، یا جذب یا از طریق آن انتقال می یابد. الگوی نسبت جذب و بازتاب امواج الکترومغاطیسی در محدوده های طیفی مختلف با عنوان پاسخ طیفی یا spectral signature شناخته می شود. به عبارتی در نموار پاسخ طیفی، محور افقی معرف طول موج و محور عمودی معرف مقادیر بازتاب است.

در این رابطه پیوسته باید دو نکته را در نظر داشته باشیم:

• اول اینکه، نسبت انرژی بازتاب شده، جذب شده یا انتقال یافته برای هر یک از عوارض سطح زمین متفاوت و متاثر از خصوصیات بیوفیزیکی و بیوشیمایی آنهاست.
• دوم اینکه، نسبت های مختلف حتی برای همان پدیده از یکدیگر متفاوت خواهد بود. این بدان معناست که عمل برخورد متقابل انرژی و دو جسم ممکن است در یک محدوده از طیف الکترومغناطیس نسبت به تفاوتی نداشته باشد در حالی که در محدوده دیگر طیفی، تفاوت بارزی را از یکدیگر نشان دهند. این حالت، وابستگی به طول موج نامیده می شود.

از جمله کاربرد های آگاهی و شناخت پاسخ طیفی عوارض می توان به موارد زیر اشاره داشت :

• از جمله روش های کیفی موثر در جهت تشخیص تفکیک پذیری بین کلاس های کاربری محسوب می شود. اگر کلاس های کاربری از پاسخ طیفی متفاوتی برخوردار باشند، لذا با استفاده از یک طبقه بندی کننده می توان به راحتی آنها را از یکدیگر تفکیک کرد.
• درک عملکرد باند‌ها در شاخص های طیفی
• درک چگونگی نمایش پدیده های مختلف در تصاویر ماهواره ای
• انتخاب باند های بهینه به منظور بررسی خصوصیات بیوشیمیایی و بیوفیزیکی پوشش گیاهی نظیر مقدار کلروفیل
• طراحی شاخص های طیفی جدید

مخاطب این محصول، افراد متخصص در حوزه سنجش از دور، مطالعات زمین‌شناسی، مطالعات منابع طبیعی، مطالعات محیطی و … هستند. مطالب ارائه شده در این محصول آموزشی به قدری کاربردی است که افراد مختلف می توانند در جهت پیشبرد اهداف خود از آن استفاده کرده و نتایج مطلوب را کسب کنند.

در این محصول آموزشی سعی شده است تا مطالب به صورت شیوا و رسا بیان شوند تا برای افرادی که آشنایی حداقلی با تصاویر ماهواره ای، شاخص های طیفی و سامانه گوگل ارث انجین دارند نیز قابل استفاده باشد.

عناوین آموزشی

عناوین آموزشی شامل موارد زیر 👇 می باشد:

• تبیین مباحث تئوری نمودار پاسخ طیفی (Spectral Signature)
• معرفی منطقه مورد مطالعه و داده های زمینی (GCPs) به سامانه ارث انجین
• فراخوانی تصاویر سنتینل-2 و اعمال فیلترهای مکانی، زمانی و ابر
• ماسک ابر، برف و سایه از تصاویر سنتینل-2
• محاسبه شاخص‌های مختلف طیفی مانند SAVI، NDBI و … به منظور استفاده در پردازش های بعدی
• استفاده از سایر لایه های اطلاعاتی مانند مدل رقومی سطح (DSM) سنجنده ALOS و محاسبه مقدار شیب
• نرمال‌سازی تصویر نهایی حاصل شده از اضافه شدن لایه های مختلف اطلاعاتی به تصویر سنتینل-2
• مرتبط ساختن داده های gcp با تصویر نهایی با استفاده از دستور sampleRegions
• محاسبه مقادیر میانگین بازتاب برای هر باند و برای هر کلاس کاربری
• استخراج نمودار پاسخ طیفی (Spectral Signature) برای 5 کلاس کاربری
• استخراج نمودار پاسخ طیفی (Spectral Signature) برای هر داده زمینی مرتبط با هر کلاس کاربری

معرفی نرم افزار

در این محصول به منظور استخراج نمودار پاسخ طیفی یا spectral Signature از سامانه گوگل ارث انجین استفاده شده است. سامانه تحت وب که به طور گسترده به منظور پردازش تصاویر ماهواره ای مورد استفاده قرار می گیرد. گوگل ارث انجين(GEE) يک پلتفرم ابري است که براي ذخيره و پردازش مجموعه داده هاي بزرگ(در مقياس پتابايت) طراحي شده است.

این سامانه، امکان مشاهده سريع داده ها با قابليت بزرگنمايي، تغيير مکان در هر نقطه از کره زمين و استفاده از داده هاي سري زماني جهت بررسي تغييرات در طول زمان را فراهم مي کند. در اين سامانه نيازي به جديدترين پردازشگرها يا جديدترين نرم افزار نيست، به اين معني که محققان فقيرنشين در فقيرترين ملت هاي جهان توانايي انجام تجزيه و تحليل هاي پيشرفته را دارند.

قسمت سمت کاربر (front-end) که به راحتي در دسترس و بسيار کاربرپسند است، محيط مناسبي را براي توسعه داده ها و الگوريتم هاي تعاملي فراهم مي کند. ضمن استفاده از منابع ابري گوکل براي انجام کليه پردازش ها، کاربران همچنين مي توانند داده ها و مجموعه هاي خود را اضافه و تصحيح کنند. این سامانه می تواند در جهت پیشبرد اهداف محقق ها در حوزه های مختلف مطالعاتی مانند منابع طبیعی، زمین شناسی، خاکشناسی، منابع آب، کشاورزی، اقلیمی و … کاربرد داشته باشد.

داده ها:

در این محصول از داده ها و لایه های مختلف اطلاعاتی استفاده شده است. تصاویر ماهواره ای سنتنیل-2 که از جمله ماهواره های چندطیفی که توسط سازمان فضایی اروپا به فضا فرستاد شده است. این ماهواره دارای 12 باند بوده که در محدوده های مرئی و مادون قرمز تصویربرداری می کند و دارای قدرت تفکیک مکانی 10، 20 و 60 متر برای انواع باند ها می باشد.

قدرت تفکیک زمانی این ماهواره اگر به صورت منفرد مورد استفاده قرار گیرد، 10 روز و اگر بصورت جفت (سری های A , B) مورد استفاده قرار گیرند، به 5 روز تقلیل می یابد. از دیگر لایه های اطلاعاتی مانند مدل رقومی سطح یا Digital Surface Model  سنجنده ALOS که به صورت جهانی و با وضوح مکانی 30 متر عرضه می گردد نیز استفاده شده است. همچنین شاخص های مختلف طیفی در این محصول آموزشی مورد محاسبه قرار گرفته تا در نهایت نتایج مطلوب با بکارگیری منابع مختلف اطلاعاتی حاصل شود.

تهیه آموزش

به منظور تهیه این محصول آموزشی بر روی دکمه زیر 👇 کلیک کرده و پس از پرداخت وجه، بلافاصله ویدئوهای آموزشی را دانلود نمایید.