المعالجة الأولية للصور الجوية في المساحة

تهدف عمليات المعالجة الأولية (المعروفة أيضًا باسم عمليات الاستعادة والتصحيح المرئية) إلى تصحيح الأخطاء الرادیومتریة والهندسية وتشوهات الاستشعار والغلاف الجوي التي تؤثر على البيانات، التصحيحات الإشعاعية ضرورية بسبب التغييرات في إضاءة المشهد وهندسة الرؤية وظروف الطقس والأخطاء في المستشعر نفسه.

ما هي عمليات المعالجة الأولية

تختلف هذه الأخطاء اعتمادًا على المستشعر والنظام الأساسي المستخدم في اكتشاف البيانات، بالإضافة إلى الظروف أثناء عملية الكشف، من المستحسن أيضًا تحويل البيانات ومعايرتها فيما يتعلق بالوحدات المطلقة للإشعاع والانعكاس من أجل تسهيل عملية مقارنة البيانات.

يمكن تصحيح التغييرات في الإضاءة وهندسة الرؤية (لأجهزة الاستشعار البصرية) عن طريق نمذجة العلاقات الهندسية والمسافة بين كل من المناطق الأرضية المصوّرة والشمس والمستشعر، وغالبًا ما يكون هذا ضروريًا للتمكن من المقارنة بينها. من عدة أجهزة استشعار لعدة فترات زمنية أو يمكننا عمل فسيفساء لنفس المستشعر مع العديد من المرئيات الحفاظ على ظروف الإضاءة العادية من مشهد إلى آخر

يمكن أن يحدث تشتت الإشعاع أثناء مرور وتفاعل الإشعاع مع الغلاف الجوي، ويمكن أن يقلل هذا التشتت أو يضعف بعض الطاقة التي تضيء المشهد فتضعفها طبقات الغلاف الجوي، أشعة تنتقل من الهدف إلى المستشعر ويمكن تطبيق عدة طرق لتصحيح أخطاء الغلاف الجوي وتأتي نطاقات الغلاف الجوي من خلال النمذجة التفصيلية لظروف الطقس أثناء عملية الاكتشاف والحسابات البسيطة التي تعتمد فقط على المرئي نفسه.

كمثال على الطريقة الأخيرة نتحقق من قيم النوع المرصودة (القيم الرقمية) لمنطقة في الظل أو هدف مظلم للغاية (مثل البحيرة (أ) ونحدد أدنى قيمة (ب)، ويتم التصحيح بواسطة طرح هذه القيمة (المحسوبة لكل نطاق) من جميع الخلايا في نطاق المناظر.

التشتت

نظرًا لأن التشتت يعتمد على الطول الموجي، فإن القيمة الأقل ستختلف من نطاق إلى آخر، تعتمد هذه الطريقة على افتراض أن انعكاس هذه الأهداف (في الحالة التي يكون فيها الغلاف الجوي واضحًا) سيكون منخفضًا جدًا (إن لم يكن صفرًا). لذلك إذا تمكنا من ملاحظة قيم أكبر بكثير من الصفر فستكون خالية من التشتت.

تحدث الضوضاء المرئية إما بسبب المخالفات أو الأخطاء التي تحدث في استجابة المستشعر أو في تسجيل ونقل البيانات وتشمل الأنواع الشائعة للضوضاء الانزلاقات العادية والخطوط المتساقطة، ويجب تصحيح هذين الخطأين قبل البدء في التحسين والتحليل العمليات.

حيث كانت التخفيضات المنتظمة شائعة في مرئيات مستشعرات MSS من سواتل لاندسات الأقدم؛ بسبب خطأ الانحراف الذي يحدث مع مرور الوقت في أجهزة الاستشعار الستة لهذا النظام، وهذا الانحراف كان مختلفًا في كل مستشعر، ومن ثم يتسبب في اختلاف السطوع وتمثيله في كل مستشعر، ومنه يكون الجانب العام أو الإجمالي هو تأثير الشريحة.

أما بالنسبة للخطوط المتساقطة فإنها تحدث عند وجود أخطاء منتظمة تسبب فجوات أو بيانات خاطئة على خط المسح أثناء عملية الكشف، يتم علاج هذه العين عادةً عن طريق استبدال الخلايا الموجودة في الصف المعيب بخلايا في الصف العلوي أو الصف السفلي أو متوسط ​​كليهما.

تطبيقات الكمية

بالنسبة للتطبيقات الكمية لبيانات الاستشعار عن بعد من الضروري تحويل القيم الرقمية إلى قياسات بوحدات تمثل الانعكاس الفعلي أو الانبعاث من سطح الأرض، يتم ذلك بمساعدة المعلومات التفصيلية حول استجابة المستشعر وكيفية تحويل الإشارات التناظرية (أي الإشعاع المنعكس أو المنبعث) إلى قيم رقمية.

وهذا ما يسمى طريقة التحويل التناظري إلى الرقمي (أو D-to-A للاختصار)، من خلال حل هذه العلاقة عكسيًا يمكننا حساب قيمة الإشعاع المطلقة لكل خلية، مما يسمح لنا بإجراء مقارنة دقيقة بين عدة مرئيات مختلفة في القصة أو قادمة من مستشعرات مختلفة.

علمنا أن جميع صور المستشعرات تتعرض ضمنيًا لتشوهات هندسية، وهذه التشوهات ناتجة عن عدة عوامل منها: منظور عدسات المستشعر وحركة نظام المسح وحركة المنصة وارتفاع وسرعة المنصة وتأثير أو إزاحة التضاريس وانحناء سطح الأرض، تهدف التصحيحات الهندسية إلى التعويض عن هذه الأخطاء أو التشوهات بحيث يكون التمثيل الهندسي المرئي أقرب ما يمكن إلى العالم الحقيقي.

حيث إن العديد من هذه التشوهات منتظمة أو يمكن التنبؤ بها بطبيعتها، ويمكن معالجتها بعد ذلك من خلال النمذجة الدقيقة للعلاقة الهندسية بين المستشعر والمنصة والأرض، ولكن هناك تشوهات غير منتظمة أو عشوائية لا يمكن نمذجتها بهذه الطريقة. هذا ما يُعرف بعملية تسجيل الهندسة المرئية لنظام إحداثيات أرضي معروف.

عملية التسجيل الفني

تتضمن عملية التسجيل الفني تحديد الإحداثيات على الجانب المرئي (أي الصف والعمود) لبعض النقاط المرئية على النقطة المرئية (أ) (تسمى نقاط التحكم الأرضية أو GCP للاختصار) وتعيين إحداثياتها في نظام التضاريس الإحداثي (على سبيل المثال ، الحصول على إحداثيات الأرض الفعلية لهذه النقاط من الخريطة B (سواء كانت ورقية أو رقمية، ومن ثم تسمى هذه العملية التسجيل المرئي الانتقائي).

بمجرد تحديد مجموعة نقاط التحكم الموزعة جيدًا على الصورة المرئية يقوم برنامج الكمبيوتر بحساب معادلات تحويل الإحداثيات بحيث يمكن تطبيقها بعد ذلك على الإحداثيات المرئية الأصلية (الصف والعمود) والاستدلال منها على إحداثيات الأرض الفعلية. بالإضافة إلى ذلك يمكن تنفيذ عملية التسجيل الفني من خلال تسجيل مرئي واحد على مرئي آخر تم بالفعل تحديد إحداثيات الأرض الحقيقية.

يسمى هذا بالتسجيل المرئي، وحتى نتمكن من إكمال التصحيح الفني للصورة الأصلية المشوهة يتم تطبيق عملية تسمى إعادة التشكيل لتحديد القيم الرقمية التي سيتم وضعها في كل خلية أو في بكسل من النتيجة المرئية الجديدة.

تحسب هذه العملية قيمة الخلايا الجديدة بناءً على قيم الخلية في الصورة الأصلية، وهناك ثلاث طرق شائعة مستخدمة في عملية إعادة التشكيل وهي: الجار الأقرب والاستقراء الخطي المزدوج والتواء المكعب، تستخدم طريقة الجار الأقرب القيمة الرقمية للخلية الأقرب إليها في الصورة الأصلية للخلية الجديدة، هذه الطريقة هي أبسط طريقة لإعادة التشكيل ولا تغير القيم الأصلية ولكن قد تتكرر بعض قيم الخلايا بينما قد تفقد قيم أخرى.

تعتمد طريقة الحث الخطي المزدوج على حساب المتوسط ​​المرجح للخلايا الأربع الأقرب على الصورة المرئية الأصلية لحساب قيمة الخلية في الصورة المرئية الجديدة، نظرًا لعملية حساب المتوسط ​​سيكون للصورة الجديدة قيم جديدة (مختلفة) تمامًا، وهذا التأثير قد يكون غير مرغوب فيه في حالة إتمام التصنيف والتحليل بناءً على الاستجابة الطيفية.

هنا يمكن إكمال عملية إعادة التشكيل لاحقًا بعد اكتمال التصنيف، بالنسبة لطريقة الالتواء التكعيبي فإنها تحسب متوسط ​​16 خلية مجاورة على الصورة الأصلية للخلية على الخلية الجديدة، مثل الطريقة السابقة ستكون الصورة المرئية الناتجة عن تطبيق طريقة الالتفاف التكعيبية جديدة تمامًا.