عنوان پایان‌نامه
ارزیابی تاثیر تو پو گرا فی زمین در کیفیت تلفیق تصا ویر ماهوا ره ای با قدرت تفکیک بلا
- رشته تحصیلی
- مهندسی عمران - نقشه برداری - فتوگرامتری
- مقطع تحصیلی
- کارشناسی ارشد
- محل دفاع
- کتابخانه مرکزی -تالار اطلاع رسانی شماره ثبت: 43935;کتابخانه پردیس 2 فنی شماره ثبت: 1715
- تاریخ دفاع
- ۲۷ بهمن ۱۳۸۸
- دانشجو
- محمد فلاح یخدانی
- استاد راهنما
- علی عزیزی
- چکیده
- چکیده در حال حاضر، افزایش تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک بالا (HRSI) منابع مناسبی را برای مطالعه ی زمین فراهم ساخته است. امکان اخذ تصاویری که به طور همزمان قدرت تفکیک مکانی و طیفی بالایی داشته باشند، بدلیل برخی محدودیت های عملی امکان پذیر نمی باشد. با ادغام تصاویر ماهواره ای می توان اطلاعات مکانی را از تصویر با قدرت تفکیک مکانی بالا و اطلاعات طیفی را از تصویر با قدرت تفکیک طیفی بالا با هم ترکیب نموده و تصویری با قدرت تفکیک مکانی و طیفی بالا ایجاد نمود. استخراج اطلاعات از تصاویر ادغام شده دقیق تر بوده و برای حل بسیاری از مسائل از قبیل آشکارسازی تغییرات، بروز کردن نقشه ها و پایش حوادث طبیعی به کار می رود. اولین مرحله در ادغام تصاویر، هم مرجع نمودن تصاویر می باشد که نقش بسیار مهمی را در کیفیت تصاویر ادغام شده و قابلیت استفاده از انها در کاربردهای مختلف سنجش از دور دارد. تصاویر با قدرت تفکیک بالا مشکلات جدیدی را برای روشهای مرسوم هم مرجع نمودن تصاویر ایجاد می کند، از جمله این که با کاهش ارتفاع سنجنده، جابه جایی ارتفاعی و اعوجاجات ناشی از توپوگرافی زمین افزایش می یابد و در نتیجه دقت هم مرجع نمودن با روشهای مرسوم چون مدلهای پلی نومیال به خصوص در مناطق کوهستانی با تغییرات ارتفاعی زیاد بسیار کاهش یافته و به چندین پیکسل می رسد. برای کاهش این مشکل در تصاویر HRSI، یکی از راه حل های ممکن استفاده از DEM منطقه برای تصحیح جابه جایی ارتفاعی می باشد. در صورتی که هم مرجع نمودن در فضای شیء انجام شود یعنی تصاویر در ضمن هم مرجع نمودن اورتو شوند به علت دو بار تکرار شدن نمونه برداری کیفیت تصویر ادغام شده به طور محسوسی کاهش می یابد. در این پایان نامه، یک روش جدید برای هم مرجع نمودن تصاویر با قدرت تفکیک بالای IRS-P5 و IRS-P6 با استفاده از مدل افاین سه بعدی و مدل رشنال مستقل از زمین ارائه شده است که سبب حذف جابه جایی ارتفاعی شده و در نتیجه تصاویر با دقت در حد پیکسل هم مرجع می شوند و ثانیا بدلیل اینکه تنها یکبار نمونه برداری صورت می گیرد تصویر ادغام شده با کیفیت مطلوبی بدست می اید. در صورتی که DEM مناسبی از منطقه در دسترس نباشد، بهترین راه حل برای کاهش خطای ناشی از توپوگرافی زمین در هم مرجع نمودن تصاویر HRSI استفاده از توابع تبدیل محلی می باشد. این توابع برای رسیدن به دقت قابل قبول به تعداد زیادی نقطه کنترل متناظر که پراکندگی مناسبی در سطح تصویر داشته باشند نیاز دارد. بنابراین استفاده از روشهای تناظریابی اتوماتیک امری اجتناب ناپذیر می باشد. در این پایان نامه قابلیت الگوریتم SIFT برای تناظریابی بین تصاویر IRS-P5 و IRS-P6 بررسی شد. خاصیت اصلی الگوریتم SIFT این است که دارای قابلیت استخراج عوارض مشخص می باشد که این عوارض نسبت به مقیاس، دوران، تغییر در روشنایی تصویر و همچنین نویز مستقل بوده و دارای وابستگی نیستند. مرحله بعد از هم مرجع نمودن، ادغام رادیو متریکی تصاویر می باشد و چون دقت مرحله هم مرجع نمودن بر نتایج حاصل از ادغام تاثیر گذار می باشد، روش های مختلف ادغام تصاویر ماهواره ای پیاده سازی شده و کیفیت طیفی و مکانی تصاویر ادغام شده به صورت بصری و همچنین توسط معیار های مختلف مورد ارزیابی قرار گرفت. کلید واژه: ادغام تصاویر، هم مرجع نمودن، مدل افاین سه بعدی، مدل رشنال مستقل از زمین
- Abstract
- Abstract 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. 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. However, polynomial transformation is not an optimal solution to perform this task. 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 image to ground via the P5 supplied RPCs. This is then followed by a 3D affine transformation from the ground to the P6 image space. The second stage requires the parameters of the 3D affine transformation which are determined in a preliminary stage. This joint approach allows the elimination of the relief displacement and hence can register the P5 and P6 images with a pixel accuracy level. In this resaerch first the insufficiency of the image to image transformation is presented by a comparative evaluation of the polynomial methods on the images taken over flat and mountainous terrains. It is then demonstrated the suitability of the joint RPC/3D-Affine transformation method for the fusion of the P5/P6 images. As stated before, the proposed approach requires the digital elevation model of the area. However, if a suitable DEM of the area is not available, then the piecewise methods may be incorporated for the registration stage. Nevertheless, these methods require large number of conjugate point identification which makes image matching inevitable. In this research work the potential of the SIFT algorithm for the matching of the extracted feature points of the P5 and P6 images is also evaluated. In this regard, the SIFT algorithm has proved to be a good choice due to the fact that it is invariant with respect to scale, rotation and noise. In this research work different image fusion techniques have also been implemented and numerically and visually analyzed. KEY WORDS: Image fusion, Image registeration, RPC transformation, 3D affine transformation
