230 likes | 355 Views
Szeged beépítettségének vizsgálata lineáris spektrális szétválasztás módszerével. Henits László, PhD hallgató SZTE TTIK, Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék. Távérzékeléses módszerek.
E N D
Szeged beépítettségének vizsgálata lineáris spektrális szétválasztás módszerével Henits László, PhD hallgató SZTE TTIK, Természeti Földrajzi és Geoinformatikai Tanszék
Távérzékeléses módszerek • A távérzékeléses módszerek lehetőséget nyújtanak a városi környezet elemzésére és hosszú távú monitoringjára • Közepes felbontású űrfelvételek használata (Landsat TM, ETM+) a városi felszínborítás és területhasználat meghatározására
Belváros A hagyományos pixelalapú osztályozás és az NDVI értékelés bizonytalanságai
Probléma • A hagyományos (pixelalapú) osztályozási módszerek nem alkalmasak a beépítettség pontos és hatékony elemzésére. • Ennek oka a heterogén városi felszínborítás. Közepes felbontás esetén vegyes (mixed) pixelek jelennek meg. • Egy adott felbontási cellán belül több felszínborítási típus fordulhat elő, melyek egy átlag értékkel jelennek meg.
A Belváros képe különböző felbontás mellett 2007.08.22-ei Landsat TM (30 m) 2004.08.19-ei IKONOS (1 m)
Városi reflektancia léptékének vizsgálata 2D autokorrelációval • A városi reflektancia térbeli léptékét az autokorrelláció módszerével állapítottam meg egy 2004-es 1 m felbontású IKONOS űrfelvétel segítségével • A városi reflektancia térbeli léptéke Szeged esetében 10-60 m közötti.
Városi reflektancia léptékének vizsgálata 2D autokorrelációval Belváros Alsóváros Makkosháza Kertváros
Célkitűzések • A spektrálisan vegyes pixelek elemzésére új módszerek keresése és értékelése • Spektrálisan vegyes képelemeken belül a főbb felszínborítási típusok arányainak megállapítása • Városi beépítettségi típusok osztályozása a VIS modellen keresztül
Modellalkotás (VIS) V - vegetáció I – mesterséges, át nem eresztő felszínek S - talaj
Felhasznált űrfelvétel Szeged 2007.08.22-ei Landsat TM 432 (RGB) űrfelvétel
Módszerek SMA célja: a spektrálisan vegyes képelemeken belül meghatározza a főbb felszínborítási típusok arányát Lépései: 1. multispektrális felvétel információtartalmának tömörítése, az adattér dimenziójának csökkentése 2. Az előálló új vektortérben a főbb felszínborítási típusok meghatározása és lehatárolása 3. A lineáris szétválasztás végrehajtása, a spektrálisan vegyes képelemek intenzitásértékeinek kifejezése a szélsőpontok lineáris kombinációjaként 4. A szélsőpontok szerinti aránytérképek elkészítése és elemzése
Spektrális normalizáció • Normalizáció módszerével csökkenthető az egyes komponensek spektrális változékonysága a b sávhoz tartozó pixel normalizált reflektanciaértéke a b sávhoz tartozó eredeti reflektanciaérték pixelek egyes sávokra vonatkozó reflektanciaértékeinek átlaga N sávok száma
Normalizált spektrális szétválasztás (NSMA) • Minden egyes pixel spektrális értéke előáll az úgynevezett szélsőpontok lineáris vagy nem lineáris kombinációjaként. • A lineáris spektrális szétválasztás képlete : a kép normalizált reflektancia értéke a b sávban N : a szélsőpontok száma : az i szélsőpont aránytényezője : az i-edik szélsőpont reflektancia értéke a b sávban εb : a fennmaradó hibaérték
Dimenzióvizsgálat módszerei • Főkomponens analízis (PCA) • Minimális Zaj Frakció (MNF)
Főkomponens analízis Az első három PCA sáv tartalmazza a redundancia-mentes információ 98,7%-át
Szélsőpontok kiválasztása • 3 szélsőpont kiválasztása: • Növényzet, mesterséges felszín, talaj
Szélsőpontok kiválasztása 2. Az egyes szélsőpontokat alkotó képelemek átlagolt reflektancia értékei
Lineáris spektrális szétválasztás eredménye • Belváros területén • Körutak, sugárutak mentén • Ipari létesítmények • Bevásárló centrumok • Busz- és vasútállomás A mesterséges felszín aránytérképe
Lineáris spektrális szétválasztás eredménye 2. A növényzet aránytérképe A talaj aránytérképe
Növényzet, mesterséges felszín, talaj frakciós képeiből előálló színes kompozit • Zöld: növényzet • Piros: mesterséges felszín • Kék: talaj
Változásvizsgálat 1986-2007 1986.08.22-ei Landsat TM A mesterséges felszín aránytérképe 2007.08.16-ai Landsat TM A mesterséges felszín aránytérképe
Új eredmények összefoglalása • A spektrálisan vegyes képelemek intenzitásértékeinek kifejezése a főbb felszínborítási típusok lineáris kombinációjaként • A városi beépítettségi típusok térbeli lehatárolása, és lehetőség a változáselemzésre