การประมวลผลข้อมูลดาวเทียม SMMS เพื่อใช้ในการเฝ้าระวังภัยดินถล่ม

1. การประมวลผลข้อมูลดาวเทียม SMMS เพื่อใช้ในการเฝ้าระวังภัยดินถล่ม โดย นายสัณห์ อุทยารัตน์ คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

2. บทนำเสนอ • ปัจจัยและแนวทางในการใช้ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประเมินภัยดินถล่ม • ศักยภาพของดาวเทียม SMMS ในการประเมินปัจจัยดินถล่ม • แนวทางการประยุกต์ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประเมินปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม • สรุป • งานในอนาคต

3. ปัจจัยและแนวทางในการใช้ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประเมินภัยดินถล่มปัจจัยและแนวทางในการใช้ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประเมินภัยดินถล่ม • ปัจจัยหลักที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม มี 6 ชนิด ได้แก่ • ชนิดของหินและดิน (Rock and Soil Type) • ความสูงและความชัน (Elevation and Slope) • สิ่งปกคลุมดิน (Land Use and Cover) • ปริมาณน้ำฝน (Rain Fall) • ทำการคัดเลือกเพียง 3 ปัจจัย เป็นตัวแปรที่ไม่คงที่ มีการเปลี่ยนแปลงค่อนข้างมาก นั้นคือ ปริมาณน้ำฝน สิ่งปกคลุมดิน และความสูง

4. ศักยภาพของดาวเทียม SMMS ดาวเทียม SMMS ภาพถ่ายดาวเทียมจาก กล้อง CCD ภาพถ่ายดาวเทียมจากกล้อง Hyper-Spectrum มีวงโคจรลักษณะ Sun-Synchronous ที่ความสูง 649 กิโลเมตร กล้อง CCD 4 แถบความถี่ (NIR, Red, Green, Blue) ที่ความละเอียด 30 เมตรต่อจุด ความกว้างของภาพ 711 กิโลเมตร กล้อง Hyper-Spectrum (HSI) มีแถบความถี่ 115 ความถี่ ที่ความละเอียด 100 เมตรต่อจุด ความกว้างของภาพ 51 กิโลเมตร

5. แนวทางการประยุกต์ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประเมินปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม :สิ่งปกคลุมดิน • ในการหาสิ่งปกคลุมดินด้วยภาพถ่ายดาวเทียมจะมีขั้นตอนดังนี้คือ • หาค่าดัชนีพืชพรรณ (NDVI) จากภาพถ่ายดาวเทียม (ใช้ภาพถ่ายดาวเทียม SMMS วันที่ 19 มกราคม 2553) • ทำการแก้ไขภาพจาก Ground Control Point • ทำการจัดกลุ่มภาพด้วยวิธีการ ISODATA • สำรวจพื้นที่ เพื่อตรวจสอบข้อมูล พร้อมทั้งวัดค่า Spectrum Signature (สำรวจเมื่อวันที่ 30-31 มีนาคม 2553) • วิเคราะห์ประเมินผล

6. การจัดกลุ่มภาพถ่าย CCD ของดาวเทียม SMMS ภาพถ่ายดาวเทียม บริเวณจังหวัดอุตรดิษถ์ ด้วยวิธีการผสมสีจริง ภาพถ่ายดาวเทียม บริเวณจังหวัดอุตรดิษถ์ ด้วยวิธีการจัดกลุ่มแบบ ISODATA ภาพถ่ายดาวเทียม บริเวณจังหวัดอุตรดิษถ์ ด้วยวิธีการผสมสีเท็จ หลังจากแก้ไข GCP

7. การสำรวจพื้นที่ และวัดค่า Spectrum ของพืชพรรณต่างๆ ที่พบบริเวณพื้นที่ต้นแบบ วันที่ 30 มีนาคม 2553 วันที่ 31 มีนาคม 2553 • ตำแหน่งที่ 1 บริเวณสวนผลไม้ ในอำเภอแม่พูน จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 2 แนวดินถล่ม ในอำเภอแม่พูน จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 3 หินบริเวณที่เกิดดินถล่ม ในอำเภอแม่พูน จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 4 ดินทรายที่ถล่มลงมาอยู่บริเวณหมู่บ้านแม่พูน ในอำเภอลับแล จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 5 ดินบริเวณที่เคยเกิดการสไลด์ ในอำเภอลับแล จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 6 ดินในแปลงปลูกหัวหอม ในอำเภอลับแล จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 7 แปลงปลูกหัวหอม ในอำเภอลับแล จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 8 ป่าไผ่ ในอำเภอท่าปลา จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 9 หินทราย ในอำเภอท่าปลา จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 10 แนวดินสไลด์มีต้นก๋ง ในอำเภอท่าปลา จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 11 ป่าสัก ในอำเภอท่าปลา จังหวัดอุตรดิตถ์ • ตำแหน่งที่ 12 หินแกรนิตผุ ในอำเภอท่าปลา จังหวัดอุตรดิตถ์

8. แนวทางการประยุกต์ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประเมินปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม :สิ่งปกคลุมดิน • ผลลัพธ์จากการจัดกลุ่มแบบ ISODATA จะเกิดพื้นที่ทับซ้อนกันดังนี้ • พื้นที่สีฟ้า มีในตำแหน่งที่ 1, 6, 7, 8, 9, และ 10 • พื้นที่สีส้ม มีในตำแหน่งที่ 2, 3, 4, 11 และ 12 • พื้นที่สีเหลือง มีเฉพาะตำแหน่งที่ 5 เท่านั้น • เห็นได้ว่าภาพถ่ายดาวเทียมแบบ CCD ยังไม่สามารถแยกแยะพืชพรรณได้อย่างมีประสิทธิภาพ จึงมีความจำเป็นต้องวัดค่า Spectrum เพื่อนำไปวิเคราะห์หาข้อผิดพลาด

9. ภาพบรรยากาศในการสำรวจพื้นที่ต้นแบบภาพบรรยากาศในการสำรวจพื้นที่ต้นแบบ การสำรวจ ณ จุดที่ 8 ป่าไผ่ บริเวณอำเภอท่าปลา จังหวัดอุตรดิตถ์ ค่า Intensity หรือค่าการสะท้อนของวัตถุ ที่วัดได้จาก Spectrometer การสำรวจ ณ จุดที่ 7 แปลงปลูกหัวหอม บริเวณอำเภอลับแล จังหวัดอุตรดิตถ์

10. ค่า Spectrum Signature ที่ได้ (อ้างอิงกับกระดาษลูกฟูก) จุดที่ 8 จุดที่ 7

11. ค่า Spectrum Signature ที่ได้ (อ้างอิงกับกระดาษลูกฟูก) ผลที่ได้ก็คือลายเซ็นต์เชิงคลื่นของพืชพรรณ มีค่าในแต่ละตำแหน่งใกล้เคียงกัน ทำให้ค่าที่ได้จากการจัดกลุ่มแบบ ISODATA ใกล้เคียงกัน สาเหตุที่คาดว่าจะเกิดขึ้น 1. การประมวลผลก่อนจัดกลุ่มยังไม่ดีพอ ในประเด็นเรื่องค่า Digital Number (ที่ได้จากภาพถ่ายดาวเทียม Level 2) ต้องมีการปรับค่าไปใช้เป็นค่า Reflectance เพื่อให้สามารถสะท้อนค่าความเป็นจริงให้ได้มากที่สุด 2. การใช้จุดอ้างอิง ในการเปรียบเทียบค่า Spectrum อาจจะเกิดความคลาดเคลื่อน ซึ่งประเมินว่ามีความจำเป็นในการจัดหาอุปกรณ์มาตรฐานที่ใช้สำหรับการอ้างอิง

12. การประเมินสิ่งปกคลุมดินการประเมินสิ่งปกคลุมดิน ใช้ข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม ณ วันที่ 3 มีนาคม 2553

13. การประเมินสิ่งปกคลุมดิน (บริเวณอำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่ • เนื่องจากยังไม่มีข้อมูลในพื้นที่มาใช้ Training ดังนั้นผลลัพธ์ที่ได้ในครั้งนี้จึยังมีความผิดพลาด

14. การประเมินสิ่งปกคลุมดินด้วย Hyper Spectrum • เป็นการประเมินสิ่งปกคลุมดินด้วยการใช้ภาพถ่าย HSI • สามารถแยกแยะวัตถุได้ดีกว่า (มีความละเอียดในการถ่ายภาพที่ดีกว่า) • สามารถแยกแยะพืชเชิงเดี่ยว หรือเชิงผสมได้ เช่นแยกแยะยางพารา อ้อย สัปปะรด หรือมันสัมปะหลังได้ • ด้วยการสร้างข้อมูล Spectrum Library จากการสำรวจผสมกับข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม

15. การประเมินสิ่งปกคลุมดินด้วย Hyper Spectrum

17. แนวทางการประยุกต์ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประเมินปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม :ความสูง ขั้นตอนการประยุกต์ใช้ความสูงกับภาพถ่ายดาวเทียม ใช้ข้อมูล G-DEM ที่มีความละเอียดเทียบเท่ากับภาพถ่ายดาวเทียม 30 เมตร และเป็นมาตรฐานที่ยอมรับได้ 1 2 3 นำภาพถ่าย CCD ดาวเทียม SMMS ในพื้นที่ต้นแบบ (วันที่ 19 มกราคม 2553) ใช้ซอฟต์แวร์ Global Mapperนำข้อมูลมาซ้อนทับกัน

18. แนวทางการประยุกต์ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อประเมินปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม :ความสูง (จังหวัดอุตรดิตถ์) ลักษณะความสูง จะอยู่ในช่วง 300-1,200 เมตรจากระดับน้ำทะเล และเป็นพื้นที่ลุ่มน้ำ

19. การประเมินความสูง (ในพื้นที่อำเภอฝาง จังหวัดเชียงใหม่) ใช้ G-DEM ขนาดความละเอียด 30 เมตร มาประยุกต์ใช้ร่วมกับภาพถ่ายดาวเทียม SMMS ด้วยซอฟต์แวร์ Global Mapper ลักษณะความสูงจะอยู่ในช่วง 300-2,500 เมตรจากระดับน้ำทะเล และลักษณะของพื้นที่เป็นหุบเขา

20. ตัวอย่างการตรวจสอบร่วมกับข้อมูล G-DEM

21. สรุป • การประเมินสิ่งปกคลุมดิน พบว่าจำเป็นอย่างยิ่งที่จะต้องมีการใช้การแยกแยะแบบ Supervised เพื่อให้มีความถูกต้องมากยิ่งขึ้น • ต้องมีการใช้ข้อมูล Ground Truth จากหน่วยงานอื่นๆ เข้าร่วมในการประเมินสิ่งปกคลุมดิน • การประเมินค่าความสูง เป็นการดำเนินการโดยใช้ข้อมูล G-DEM ซึ่งมีความเหมาะสมกับข้อมูลที่ใช้งาน • ทำให้สามารถระบุความสูงของพื้นที่ และลักษณะภูมิประเทศในเบื้องต้น

22. งานในอนาคต • เพื่อให้เกิดความต่อเนื่องในการประมวลผลภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อใช้ในภาวะภัยดินถล่ม คณะผู้วิจัยมีแผนการณ์ที่จะ • วิเคราะห์และประเมินความชุ่มชื้นในดิน ด้วยภาพถ่ายดาวเทียมแบบ HSI • วิเคราะห์ปัจจัยอื่นๆ ที่มีผลต่อภัยดินถล่ม ได้แก่ ความลาดชัน ความสูง และชนิดของดิน ประกอบกับภาพถ่ายดาวเทียมแบบ CCD และ HSI

23. การประเมินปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม :ความชุ่มชื้นในดิน ด้วยภาพถ่าย HSI บนดาวเทียม SMMS กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างย่านความถี่และความชุ่มชื้นในดินที่ระยะความลึก (ที่ระยะ 30และ 60 เซนติเมตร)

24. สามารถดาว์โหลดหรือติดตามความเคลื่อนไหวของดาวเทียม SMMS ได้ที่ www.facebook.com/SMMSThailand

25. Thank You for Your Attention Question??