تحلیل قابلیت شاخصهای ارزیابی کیفیت تصاویر تلفیقشدۀ ماهوارهای با مدلسازی تخریب طیفی و مکانی
نویسندگان
1 استادیار، دانشکدۀ برق، دانشگاه صدرا
2 استادیار، دانشکدۀ جغرافیا، گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشگاه تهران
3 استاد، دانشکدۀ جغرافیا، گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشگاه تهران
4 کارشناس ارشد سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، گروه سنجش از دور و سیستم اطلاعات جغرافیایی، دانشکدۀ جغرافیا، دانشگاه تهران
doi
چکیده
تلفیق تصاویر ماهوارهای و ایجاد دادههایی با قابلیت مکانی و طیفی بالاتر از دادههای موجود جایگاه و نقشی ویژه در مباحث سنجش از دور دارد. این درحالی است که دقت و کارآیی همۀ مراحل پردازش در مسیر استفاده از این دادهها به دقت و اعتمادپذیری دادۀ تولیدشده وابسته است. درنهایت، استفادۀ بهینه از تصویر تلفیقشده مبتنی بر دقت روش تلفیق است. بررسی این مهم به انتخاب درست شاخص ارزیابی، متناسب با هدف و حیطۀ کاربرد تصویر تلفیقشده، نیاز دارد. ارجحیت حفظ اطلاعات مکانی و طیفی درکاربردهای گوناگون، همچون منابع طبیعی، مناطق شهری و مانند آن، متفاوت است. بنابراین، انتخاب بهترین روش تلفیق با بررسی ازطریق شاخصهای ارزیابی کیفیت تصویر متناسب با حیطۀ کاربرد تصویر یکی از چالشهای کاربران در این زمینه است. ازاینرو، مقالۀ حاضر به آنالیز و ارزیابی بیست روش رایج ارزیابی کیفیت تصویر، با هدف معرفی شاخص مناسب در بین شاخص های مطرح براساس کاربرد تصویر تلفیقشده، معرفی عوامل تفاوت نظر شاخصها در بیان کیفیت و ارائۀ مدلی برای دریافتن توانای هریک از شاخصها در نمایش اعوجاجات رخداده در جنبۀ اطلاعات طیفی و مکانی تصویر پرداخته است. بدین منظور، دو شاخص فیلتر بالاگذر و زاویۀ نگاشت طیفی بهمنزلۀ مبنای اطلاعات مکانی و طیفی تصویر درنظر گرفته شد و عملکرد هریک از شاخص ها در بیان کیفیت دادههای شبیهسازیشده، که شامل تصاویری با اعوجاج طیفی و مکانی کنترل شده است، بررسی شد. برای ایجاد اعوجاج طیفی از اثر اعمال فیلتر بالاگذر، جابهجایی باند و تغییر تن رنگ بهره گرفته شده است. همچنین، از فیلتر پایینگذر و عملگرهای فرسایشی با عنصر ساختاری با ابعاد متفاوت برای مخدوش کردن اطلاعات مکانی استفاده شده است. در بررسیهای انجامشده در این تحقیق، از تصاویر ماهوارههای Landsat8،EO-1 وWorldview که قدرت تفکیک طیفی و مکانی متفاوت دارند، استفاده شد. از هر تصویر قطعاتی با کاربری اراضی متفاوت بهمنزلۀ تصاویر تست برش داده شد. نتیجۀ ارزیابی شاخصها روی تصاویر تست دستهبندی شاخصها، از نظر توانایی نمایش انحرافات طیفی و مکانی، در سه گروه قرار میگیرد. دستۀ نخست روشهای مبتنی بر نویز برای ارزیابی کلی تصویر در مقابل نویز است، شامل شاخصهای ERGAS، MSE، PSNR، WSNR. دستۀ دوم روشهای همسو با روش نگاشت زاویۀ طیفی« SAM» که بهدلیل نمایش بهتر انحرافات طیفی، برای برآورد تخریب اطلاعات طیفی تصویر مناسبتر است و شاخصهای BIAS, RASE, Q, MSSIM, NQM, FSIM, SRSIM, SAM را دربر میگیرد. دستۀ سوم شاخص همروند با شاخص فیلتر بالاگذر «HPF»، شامل شاخصهای MAD و RFSIM است که برای برآورد تخریب اطلاعات مکانی تصویر مناسبتر است.
