Обробка та використання мультиспектральних зображень в агромоніторингу

Abstract

В роботі проведено аналіз процесу обробки зображень в агромоніторингу, що дозволяє отримувати комплексну інформацію про стан полів та сільськогосподарських культур, які вирощуються на них. Це передбачає проходження через складні етапи попередньої обробки, яка забезпечує корекцію і поліпшення зображень космічної або аерофотозйомки, та тематичної обробки, яка забезпечує процес дешифрування або розпізнавання об’єктів та явищ на знімках космічної або аерофотозйомки. Кожен з цих етапів включає в собі відповідні йому види та способи реалізації, причому деякі методи поліпшення зображень передбачають зміну спектральних характеристик знімка, тому після їх застосування не можна використовувати методи тематичної обробки, які ґрунтуються на аналізі значень спектральної яскравості пікселів (класифікації, арифметичні перетворення каналів тощо). В роботі на основі проведеного аналізу літературних джерел виділено види та способи обробки мультиспектральних зображень, що стосуються агромоніторингу, оскільки робота з такими зображеннями за рахунок невеликої кількість смуг спектра забезпечує менші затрати на обробку без втрати якості, на відміну від гіперспектральних зображень. Розглянуто види попереднього етапу обробки, а саме: геометрична корекція зображень, радіометричне калібрування знімків, радіометрична корекція впливу атмосфери, відновлення пропущених пікселів, контрастування шляхом лінійного розтягування гістограми, контрастування шляхом нормалізації гістограми, контрастування шляхом вирівнювання гістограми, фільтрація. Розглянуто способи тематичного етапу обробки, а саме: перетворення кольору, аналіз головних компонентів, спектральне розділення, класифікація з навчанням та без навчання, індексація зображення, визначення кількісних показників. Описано їх особливості, умови використання тощо. Запропоновано схему, яка описує етапи обробки мультиспектральних зображень в агромоніторингу з врахуванням усіх видів та способів реалізації кожного етапу.