Alai

Mi a különbség a multispektrális vs. hiperspektrális felvételek között?

A multispektrális és a hiperspektrális felvételek közötti fő különbség a sávok száma és az, hogy a sávok milyen keskenyek.

A multispektrális felvételek általában 3-10 sávra vonatkoznak. Minden sávnak van egy leíró címe.

Az alábbi csatornák például a vörös, zöld, kék, közeli infravörös és rövidhullámú infravörös sávokat tartalmazzák.

A hiperspektrális képalkotás sokkal keskenyebb sávokból (10-20 nm) áll. Egy hiperspektrális kép több száz vagy több ezer sávból állhat. Általában nincsenek leíró csatornanevek.

Multispektrális képalkotás példája

Multispektrális érzékelőre példa a Landsat-8. A Landsat-8 például 11 képet készít a következő sávokkal:

• COASTAL AEROSOL az 1. sávban (0,43-0,45 um)
• BLUE a 2. sávban (0,45-0,51 um)
• GREEN a 3. sávban (0.53-0,59 um)
• VÖRÖS a 4. sávban (0,64-0,67 um)
• KÖZELI INFRARED (NIR) az 5. sávban (0,85-0,88 um)
• Rövidhullámú INFRARED (SWIR 1) a 6. sávban (1,57-1.65 um)
• RÖVID HULLÁMÚ INFRARED (SWIR 2) a 7. sávban (2,11-2,29 um)
• PANCHROMATIKUS a 8. sávban (0,50-0,68 um)
• CIRRUS a 9. sávban (1,36-1,38 um)
• THERMÁLIS INFRARED (TIRS 1) a 10. sávban (10.60-11,19 um)
• THERMÁLIS INFRARED (TIRS 2) a 11. sávban (11,50-12,51 um)

Minden sáv térbeli felbontása 30 méter, kivéve a 8., 10. és 11. sávot. Míg a 8-as sáv térbeli felbontása 15 méter, addig a 10-es és 11-es sávé 100 méteres pixelmérettel rendelkezik. Mivel a légkör elnyeli a fényt ezekben a hullámhosszakban, a 0,88-1,36-os tartományban nincs sáv.

Hyperspektrális képalkotási példa

A NASA 1994-ben tervezte az első hiperspektrális műholdat, a TRW Lewis nevű műholdat. Sajnos a NASA röviddel az indítás után elvesztette vele a kapcsolatot.

De később a NASA mégis sikeres indítási küldetést hajtott végre. 2000-ben a NASA elindította az EO-1 műholdat, amely a “Hyperion” nevű hiperspektrális érzékelőt hordozta. Valójában a Hyperion képalkotó spektrométer (az EO-1 műhold része) volt az első hiperspektrális érzékelő az űrből.

A Hyperion 30 méteres felbontású képeket készít 242 spektrális sávban (0,4-2,5 um). Ha Ön is szeretné kipróbálni a Hyperion-képeket, ingyenesen letöltheti az adatokat az USGS Earth Explorer oldaláról.

A Hyperion valóban elindította a hiperspektrális képalkotás kezdetét az űrből. Más hiperspektrális képalkotó küldetések az űrből például a következők:

• PROBA-1 (ESA) 2001-ben
• PRISMA (Olaszország) 2019-ben
• EnMap (Németország) 2020-ban
• HISUI (Japán) 2020-ban
• HyspIRI (Egyesült Államok) 2024-ben

A multispektrális és hiperspektrális

Mikor ezt a bejegyzést olvassa, A szemed a visszavert energiát látja. A számítógép azonban három csatornában látja: vörös, zöld és kék.

• Ha aranyhal lennél, másképp látnád a fényt. Az aranyhal látja az infravörös sugárzást, ami az emberi szem számára láthatatlan.
• A poszméhek látják az ultraibolya fényt. Ismétlem, az ember nem látja az ultraibolya sugárzást a szemünkkel, de az UV-B árt nekünk.

Most képzeljük el, ha egy ember, egy aranyhal és egy dongó szemével látnánk a világot? Valójában igen. Ezt multispektrális és hiperspektrális érzékelőkkel tehetjük meg.

Az elektromágneses spektrum

A látható (vörös, zöld és kék), az infravörös és az ultraibolya az elektromágneses spektrum leíró régiói. Mi, emberek alkottuk meg ezeket a régiókat a saját célunk érdekében – hogy kényelmesen osztályozhassuk őket. Minden egyes régiót a frekvenciája (v) alapján kategorizálunk.

A multispektrális és hiperspektrális képalkotás az emberhez hasonló látási képességet ad (vörös, zöld és kék), az aranyhalak (infravörös) és a dongók (ultraibolya). Valójában még ennél is többet láthatunk, mint az érzékelőre visszavert EM-sugárzás.

Multispektrális vs. hiperspektrális

A hiperspektrális felvételek nagyobb spektrális részletessége jobb képességet ad a láthatatlanok meglátására. A hiperspektrális távérzékelés például 3 ásványt különböztet meg a nagy spektrális felbontás miatt. A multispektrális Landsat Thematic Mapper azonban nem tudott különbséget tenni a 3 ásvány között.

Az egyik hátulütője azonban az, hogy növeli a komplexitás szintjét. Ha 200 keskeny sávval kell dolgozni, hogyan lehet csökkenteni a csatornák közötti redundanciát?

A hiperspektrális és multispektrális képeknek számos valós alkalmazása van. Például hiperspektrális képeket használunk az invazív fajok feltérképezésére és az ásványkincsek feltárásának segítésére.

Még több száz olyan alkalmazás van, ahol a multispektrális és hiperspektrális képek lehetővé teszik számunkra a világ megértését. Például a mezőgazdaság, az ökológia, az olaj- és gázipar, a légköri vizsgálatok és még sok más területen használjuk.