ارزيابي تاثير توپوگرافي زمين بر دقت هم مرجع نمودن و كيفيت تلفيق تصاوير ماهواره اي چند سنجنده اي با قدرت تفكيك بالا (مطالعه موردي: تصاوير ماهواره اي IRS-P5 و IRS-P6 )

Evaluation of the Influence of the Terrain Topography on the Registration Accuracy of the Fused Multi-sensor High Resolution Satellite Images (Case Study: P5 and P6 IRS Satellite Images)

اولين مرحله در تلفيق تصاوير، هم مرجع نمودن تصاوير پانكروماتيك و چندطيفي مي باشد كه نقش بسيار مهمي را در كيفيت تصاوير تلفيق شده و قابليت استفاده از آنها در كاربردهاي مختلف سنجش از دور دارد. تاثير توپوگرافي زمين بر روي تصاوير ماهواره اي با قدرت تفكيك بالا (HRSI) مخصوصا در نواحي كوهستاني بسيار زياد بوده و دقت هم مرجع نمودن با روشهاي مرسوم چون توابع چتد جمله اي به خصوص در مناطق كوهستاني با تغييرات ارتفاعي زياد بسيار كاهش يافته و به چندين پيكسل مي رسد. يكي از راه حل هاي ممكن براي كاهش خطاي ناشي از توپوگرافي زمين در هم مرجع نمودن تصاوير با قدرت تفكيك بالا استفاده از توابع تبديل محلي مي باشد تا اعوجاجات قسمت هاي مختلف تصوير به خوبي برطرف شود. بايد توجه داشت كه در زمينهاي تپه ماهوري و مسطح با مشكل اساسي مواجه نيستيم و براي حذف اين اعوجاجات استفاده از توابع تبديل محلي كافي مي باشد. مشكل اصلي در مناطق كوهستاني بوده و براي حل اين مشكل در تصاوير HRSI، نياز به استفاده از DEM منطقه براي تصحيح جابه جايي ارتفاعي مي باشد. در صورتي كه هم مرجع نمودن در فضاي شي انجام شود و تصاوير اورتو شوند به علت دو بار تكرار شدن نمونه برداري كيفيت تصوير تلفيق شده نهايي به طور محسوسي كاهش مي يابد. در اين تحقيق، يك تبديل تركيبي افاين سه بعدي و رشنال مستقل از زمين (RPC/3D-Affine) براي هم مرجع نمودن تصاوير با قدرت تفكيك بالاي IRS-P5 و IRS-P6 ارايه شده است كه سبب حذف جابه جايي ارتفاعي شده و در نتيجه تصاوير با دقت در حد يك پيكسل هم مرجع مي شوند و ثانيا بدليل اينكه تنها يكبار نمونه برداري صورت مي گيرد تصوير تلفيق شده با كيفيت مطلوبي بدست مي آيد.

Multi sensor image fusions, through which complementary information contents of the acquired images are combined, make image analysis easier for variety of applications. However, any subsequent application carried out on the fused images highly relies on the image fusion accuracy. In this regard, the image registration stage plays a crucial impact on the final accuracy. Low accurate image registration disturbs the positional correspondences between the identical pixels and hence introduces uncertainties on the subsequent data analysis carried out over the integrated data. The common approach for the image to image registration employs a polynomial method using well distributed image points. However, for the images taken by different sensors, simple polynomial transformation for the registration may not give satisfactory result in the areas with excessive height undulation. Often a local transformation is employed in the mapping function to reduce the local geometric distortion caused by the terrain relief. This does not pose a real problem for the low resolution satellite images for the reason that the relief displacements in these images are more or less negligible. Nevertheless, for the high resolution satellite images, the relief displacement may not be negligible particularly in mountainous terrains where it may reach to several pixels. In these situations the only solution is to incorporate a DEM of the area to correct the relief displacement. In this research, an alternative approach for the image registration is proposed based on a joint RPC/3D-Affine transformation. The proposed solution is applied to the IRS P5 and P6 satellite images. The main characteristic of this approach is that instead of performing a direct image to image registration, the geometric transformation is carried out first from the best decisions and finally the candidate methods were evaluated against each other. The case study of this paper is the site selection of fire stations in city of Qom that has two active stations and is waiting for another. Seven possibly location were defined for locating new station and evaluating was done on these locations. Experimental results showed that different locations were accepted by different weighting techniques.