8.2. Источники пространственных данных

Цифровую обработку ДДЗ можно разделить на следующие основные (типовые) группы операций:

• Восстановление или коррекция.

• Предварительная обработка.

• Классификация.

• Преобразование изображений.

• Специализированная тематическая обработка.

8.3. Восстановление (коррекция) видеоинформации

Основной задачей восстановления изображений является исправление получаемых данных для достижения как можно более правдоподобного изображения земной поверхности. ДДЗ содержат целый ряд случайных, системных и систематических искажений, связанных с влиянием атмосферы, кривизны Земли, движения съемочного аппарата относительно ее поверхности в момент съемки, физическими характеристиками используемых датчиков и каналов связи. Для устранения упомянутых, довольно многочисленных искажений, с учетом их специфики, используется коррекция нескольких видов: радиационная, радиометрическая, геометрическая и калибровка. Радиационное восстановление связано с корректировкой количества электромагнитной энергии принимаемой каждым датчиком, поскольку атмосфера не одинаково пропускает излучение различных участков спектрального диапазона. Калибровка заключается в преобразовании безразмерных данных, получаемых с датчиков отдельных спектральных зон в истинные нормализованные значения отраженной или излучаемой энергии. Еще одна операция радиометрической коррекции связана с устранением искажений, вносимых самими датчиками и устройствами передачи и приема данных (системных искажений). Геометрическая коррекция или трансформирование снимков предназначено для устранения искажений вызванных кривизной и вращением Земли, а также углом наклона орбиты спутника к плоскости экватора. Этот вид коррекции на первом этапе может выполняться автоматически по информации о параметрах орбиты спутника. Более точное трансформирование и привязка снимка к определенной координатной системе обычно выполняется с использованием интерактивно задаваемых опорных точек. В процессе трансформирования происходит пересчет значений пикселов на новую сетку растра, при этом формы объектов на изображении в большей или меньшей степени меняются, а рамка снимка из обычно прямоугольной превращается в параллелепипед или в более сложную фигуру с криволинейными границами. Часто для представления и совместной обработки материалов разных видов (типов) съемок, а также разновременных снимков одной и той же территории, используется проекция называемая ортопланом, которая применяется в мировой практике в качестве обменного стандарта. При геометрической коррекции фотографических изображений высокого разрешения устраняются искажения возникающие за счет рельефа местности.

8.4. Предварительная обработка изображений

Основное предназначение этой группы операций - модификация данных с целью улучшения зрительного восприятия изображения, либо преобразование его в форму, более удобную для дальнейшего визуального или компьютерного анализа. По особенностям организации обработки данных, операции этой группы можно разбить на несколько типов. К первому типу относятся модификации значений каждого отдельного пиксела, выполняемые, как правило, с использованием табличного способа представления преобразующей функции (таблица перекодировки). Различные виды линейного и нелинейного контрастирования, предназначенные для улучшения визуального восприятия видеоинформации, являются характерными представителями данных преобразований. Следующий тип - это локальные операции, особенностью которых является модификация значения каждого элемента изображения с использованием значений соседних пикселов в какой-либо ограниченной (локальной) окрестности. Типичными преобразованиями этого вида являются операции фильтрации изображений. Сглаживающие или низкочастотные фильтры позволяют снять шум и убрать мелкие детали, что позволяет получать более однородные участки изображения, пригодные для дальнейшей обработки с целью выявления тех или иных объектов. Высокочастотные фильтры предназначены для выделения или подчеркивания перепадов значений пикселов, что используется при поиске на изображении границ объектов и выявлении различных структур, проявляющихся в виде сдвига или скачка значений элементов изображения. Преобразования геометрических характеристик изображений составляют следующий вид рассматриваемой группы операций. К ним относятся: монтаж (мозаика) изображений из отдельных снимков или их фрагментов; вырезание нужного фрагмента; сжатие изображения или его растяжение; трансформирование снимка в какую-либо картографическую проекцию. Еще один вид рассматриваемых операций предназначен для создания различных цветовых композиций оптимальных для визуального восприятия. Эта группа преобразований позволяет получать цветные изображения в условных (ложных) и псевдоцветах, что является одним из способов обработки многомерных видеоданных.