۱۳۹۹/۰۲/۰۷ ۰۳:۴۹ ۱۳۲
طبقه بندی: کالیبراسیون هندسی سنجنده‌
چچ
انواع کالیبراسیون هندسی سنجنده های ماهواره ای

انواع کالیبراسیون هندسی سنجنده های ماهواره ای


بطور کلی دو نوع عمده اطلاعات ماهیتی و هندسی را می‌توان از تصاویر هوایی و ماهواره‌ای استخراج نمود که در استخراج اطلاعات ماهیتی بدنبال شناسایی ماهیت عوارض می‌باشیم و مسائلی همچون شناسایی اشیا، کاربری اراضی یا آشکارسازی تغییرات کاربری اراضی و موضوعاتی از این دست مطرح است. حال آنکه در استخراج اطلاعات هندسی عمدتا بدنبال تولید نقشه‌ها و محصولات مختلف زمین‌مرجع ‌شده می‌باشیم که هسته اصلی کار در کالیبراسیون هندسی مختصات‌دهی دقیق به پیکسل‌ها می‌باشد. تصویر هوایی یا ماهواره‌ایی را در نظر بگیرید که صرفا دارای درجه خاکستری بوده و حاوی اطلاعات دیگری نمی‌باشد. با استفاده از پردازش تصویر می‌توان تشخیص داد که هر پیکسل به چه کلاسی تعلق دارد (متاثر از شرایط رادیومتریکی). اما موقعیت دقیق (x,y,z) این پیکسل‌ها چیست (متاثر از هندسه)؟ یا از نگاهی دیگر برای تولید نقشه‌های خطی با مقیاس مشخص (هندسی)، ابتدا باید نقاط گرهی، کنترل و چک درتصویر استخراج گردند که این خود متاثر از شرایط رادیومتریکی تصویر می‌باشد. از این رو دو نوع کالیبراسیون هندسی و رادیومتریکی مطرح می‌شوند که لازم و ملزوم یکدیگر می‌باشند.

در کالیبراسیون هندسی بدنبال برقراری ارتباط بین سیستم مختصات تصویری و سیستم مختصات مرجع زمینی از طریق یک مدلسازی مناسب با شناخت جامع از کلیه عوامل موثر بر هندسه اخذ تصویر می‌باشیم که این ارتباط از طریق پارامترهای توجیه داخلی و خارجی امکان‌پذیر است. هدف اصلی کالیبراسیون هندسی (در مقیاس آزمایشگاهی و قبل از پرتاب)، استخراج هر چه دقیق‎‌‌تر پارامترهایی نظیر فاصله کانونی (Focal length)، مختصات نقطه اصلی (Principle Point)، انحراف پیکسل (Skewness) و ضرایب اعوجاجات سنجنده‌ ها می‌باشد.
با توجه به گوناگونی سنجنده‌ های مورد استفاده در فتوگرامتری و سنجش‌ از دور از نقطه نظر هندسی، اعم از سنجنده‌ ها با هندسه‌ ایستا (Static) و پویا (Dynamic) شامل سنجند‌ه های فریم‌بیس، پوشبروم و ویسکبروم و همچنین حالت‌ های مختلف اخذ تصویر مانند تصویربرداری در راستای پرواز و عمود بر راستای پرواز، کالیبراسیون هندسی هر یک از این موارد مختلف بوده و خود دارای معادلات و روابط خاص خود جهت برقراری ارتباط بین سیستم مختصات‌ تصویری و مرجع زمینی می‌باشند. همچین مدلسازی قبل و بعد از پرتاب نیز متفاوت خواهد بود و پارامترهایی نظیر کرویت و شکست اتمسفری نیز باید در مدلسازی بعد از پرتاب در نظر گرفته شوند. از این رو کالیبراسیون هندسی را می‌توان سخت‌ترین بخش کالیبراسیون سنجنده‌ های فضایی دانست. در شکل 1 طبقه‌ بندی کلی روش‌ های کالیبراسیون هندسی بر اساس نوع سنجنده و زمان پرتاب قابل مشاهده است.




شکل 1-تقسیم‌بندی روش‌های مختلف کالیبراسیون هندسی بر اساس نوع سنجنده و زمان پرتاب


همچنین از منظری دیگر، روش‌های کالیبراسیون به دو نوع عمده فتوگرامتریک (Photogrammetric) و سلف کالیبراسیون (Self-calibration) تقسیم‌بندی می‌شوند. در روش فتوگرامتریک از اطلاعات سه‌بعدی اشیا و تارگت‌ها (معمولا در دو یا سه صفحه عمود بر هم) استفاده می‌شود. حال آنکه سلف کالیبراسیون بی‌نیاز از این اطلاعات (مخصوصا بی‌نیاز از اطلاعات انتقالی و دورانی سنجنده) بوده و مستقل از این اطلاعات پارامترهای کالیبراسیون را براورد می‌کند.




شکل 2- تقسیم‌بندی روش‌های مختلف کالیبراسیون از منظری دیگر


کالیبراسیون سنجنده‌های فضایی به عنوان یکی از وظایف مهم آزمایشگاه ملی سنجش از دور می‌باشد که در اولین گام کالیبراسیون هندسی سنجنده‌های فریم‌بیس قبل از پرتاب در این آزمایشگاه مورد بررسی قرار گرفته و برنامه‌نویسی‌های آن انجام و کدهای آن نوشته شده است که در آن علاوه بر پیاده‌سازی یکی از الگوریتم‌های معتبر، ارتقای الگوریتمی در دو حوزه هندسه تصویربرداری بهینه و پارامترهای بهینه اعوجاجات صورت پذیرفته است. از این رو می‌توان از آن در کالیبراسیون سنجنده‌های فریم‌بیس هوایی، فضایی و پهپادها استفاده نمود.

آدرس کوتاه شده: