نوع مقاله : علمی - پژوهشی

نویسندگان

1 دانشجوی کارشناسی ارشد فتوگرامتری، دانشکده مهندسی نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

2 استاد گروه فتوگرامتری و سنجش از دور، دانشکده مهندسی نقشه برداری، دانشگاه صنعتی خواجه نصیر الدین طوسی

3 استادیار گروه ژئودزی و مهندسی نقشه‌برداری، دانشگاه تفرش

چکیده

کاربردهای وسیع تصاویر ابرطیفی سبب توسعه سیستم‌های تصویربرداری نوآورانه در ثبت این تصاویر شده‌است. جهت استفاده از این تصاویر لازم است تا ارتباط هندسی دقیق میان آن‌ها و فضای زمین برقرار گردد که این فرآیند نیازمند نقاط کنترلی بسیاری است. این موضوع ضرورت توسعه‌ی راهکارهای اصلاح هندسی منطبق با ساختار هر یک از این دوربین‌ها را بارز می‌سازد. سنجنده (nm 400-1000) BaySpec OCI-F یکی از سیستم‌های نوآورانه است که به أخذ تصاویر ابرطیفی با هندسه تصویربرداری پوش‌بروم می‌پردازد. این سنجنده علاوه بر یک سنسور پوش‌بروم، از یک سنسور فریم نیز بهره میبرد که همزمان با سنسور پوش‌بروم و با نرخ زمانی مشابه به أخذ تصویر می‌پردازد. در این مقاله، روشی جهت اصلاح هندسی تصاویر پوش‌بروم این سنجنده ارائه شده‌است. در بخش اول از این روش، با توجه به ساختار تصویربرداری دوربین ارتباط هندسی میان آرایه خطی و سنسور فریم مشخص میگردد. سپس به کمک این ارتباط و ارتباط هندسی میان تصاویر فریم متوالی، پیکسل‌های تصاویر پوش‌بروم در کنار یکدیگر قرار داده شده و تصویر اصلاح شده را تشکیل میدهند. در این روش، ارتباط هندسی میان هر جفت فریم متوالی به طور مستقیم از طریق تناظریابی کمترین مربعات (LSM) محاسبه می‌شود. نتایج بدست آمده نشان میدهد که این روش به طور متوسط 61/8% از اعوجاجات هندسی تصویر خام را کاهش داده‌است. این کاهش سبب شده‌است تا متوسط دقت مدل‌های Generic دوبعدی و سه‌بعدی که ارتباط میان تصویر و زمین را برقرار میکنند، به ترتیب 42/1% و 39/9% افزایش یابد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Geometric correction of BaySpec OCI-F pushbroom hyperspectral images via the sequential geometric mappings among simultaneous video frames estimated by least square matching

نویسندگان [English]

  • Mojtaba Akhoundi Khezrabad 1
  • Mohammad Javad Valadan Zoej 2
  • alireza safdari nezhad 3

1 Faculty of Geodesy and Geomatics Engineering, K. N. Toosi University of Technology, Tehran, Iran

2 Professor in Department of Photogrammetry and Remote sensing, College of Geodesy and Geomatics, K. N. Toosi University of Technology

3 Assistant Professor in Photogrammetry and Remote Sensing, Department of Geodesy and Surveying Engineering, Tafresh University, Tafresh, Iran

چکیده [English]

Due to the wide applications of hyperspectral images, economical and innovative imaging systems are developed to acquire such images. In order to use hyperspectral images, it is necessary to establish an accurate relation between the ground space and the image space, which needs numerous Ground Control Points (GCPs). This fact highlights the need for developing geometric corrections methods for any camera design. BaySpec OCI-F (400-1000 nm) is one of the innovative cameras that acquires pushbroom hyperspectral images. In addition to the pushbroom sensor, the camera uses a frame sensor that acquires images at the same time as the pushbroom sensor and with the same temporal rate. In this article, a geometric correction method for pushbroom images of OCI-F camera is proposed. Based on the camera’s imaging design, the first step of the method determines a set of calibration parameters which geometrically relates the pushbroom and the frame sensors. Then using this relation and the geometric relations among consecutive frames, the pixels of the pushbroom scene are rearranged and form the corrected image. The proposed method determines the relation among the consecutive images via Least Square Matching (LSM) method. The results show that the correction method has decreased the geometric distortions of the raw pushbroom scene by 61. 8% on average. Such a reduction causes the average accuracies of two-dimensional and three-dimensional generic models which relate image space and ground space together, to increase by 42. 1% and 39. 9% respectively.

کلیدواژه‌ها [English]

  • BaySpec OCI-F
  • Geometric Correction
  • least square matching
  • pushbroom images