Технологии комплексирования данных гиперспектральной съемки Земли с информацией от других съемочных систем

В последние годы в практику дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) активно внедряется гиперспектральная съемочная аппаратура, производящая одновременную съемку в сотнях узких спектральных диапазонах видимого (длина волны от ~400 до ~750 нм) ближнего инфракрасного (от ~750 до ~1000 нм) и инфракрасного (от ~1000 до ~2500 нм) излучения. Это позволяет для каждой точки снятой Земной поверхности с высокой точностью восстановить спектральную характеристику, т.е. зависимость энергии отраженного излучения от длины волны. Анализ спектральной характеристики позволяет выделить характерные области поглощения и отражения излучения, которые в свою очередь напрямую зависят от физико-химического состава объектов. Это создает предпосылки к получению принципиально новой информации на базе данных ДЗЗ. Однако, в силу технических особенностей, гиперспектральная аппаратура обладает рядом недостатков, среди которых можно выделить низкий уровень сигнала в отдельных спектральных каналах, относительно низкое спектральное разрешение, ограниченный спектральный диапазон съемки (отсутствуют гиперспектральные датчики, ведущие съемку в тепловом или радио диапазонах). Поэтому актуальной является задача совместного использования гиперспектральных данных и материалов съемки других систем (например, мультиспектральных датчиков, но с высоким пространственным разрешением или радиолокационной аппаратуры).

В докладе рассмотрены вопросы формирования на основе гиперспектральных данных нового изображения, на котором с высокой четкостью отображаются все объекты наблюдаемой сцены (задача комплексирования), а также вопросы совмещения данных гиперспектральной съемки с высокодетальными снимками с целью повышения пространственного разрешения.

Комплексирование каналов гиперспектрального снимка основывается на раздельном объединении низко- и высокочастотных компонент, анализе взаимного расположения полиномиального представления спектральной характеристики (СХ) и среднего уровня яркости, мер отличия СХ от среднего уровня яркости.

Повышение пространственного разрешения гиперспектральных изображений осуществляется путем их модулирования данными высокодетальной съемки.

В докладе приведены примеры повышения качества сегментации и классификации объектов по гиперспектральным видеоданным после их комплексирования. Результаты обработки продемонстрированы на натурной гиперспектральной информации со съемочных систем EO-1 Hyperion, ProSpecTir.