REGISTRACIÓN AUTOMÁTICA DE IMÁGENES MULTITEMPORALES Y MULTISENSORIALES
Páginas: 15 (3708 palabras)
Publicado: 19 de octubre de 2015
GEORREFERENCIACIÓN Y REGISTRACIÓN AUTOMÁTICA DE IMÁGENES MULTISENSORIALES/ MULTITEMPORALES PROCEDENTES DE SATÉLITES DE OBSERVACIÓN DE LA TIERRA MEDIANTE OPTIMIZACIÓN DE CONTORNOS
Francisco Eugenio González y Javier Marcello Ruiz
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria – Dpto. de Señales y Comunicaciones
Campus de Tafira, 35017 – Las Palmas de Gran Canaria
Tel:928-452979 y 928-457365,e-mail: feugenio@dsc.ulpgc.es y fjmr@dsc.ulpgc.es
Ferran Marqués Acosta
Universitat Politècnica de Catalunya – Dpto. de Teoría de la Señal y Comunicaciones
Campus Nord, Modul D5, C/ Jordi Girona 1-3, 08034 - Barcelona
Tel: 93 401 64 50 (64 40), e-mail: ferran@gps.tsc.upc.es
Palabras clave: Georreferenciación, registración, imágenes multisensoriales/multitemporales, optimización de contornos,AVHRR, SeaWiFS, MODIS.
Resumen
El incremento en la complejidad de los sistemas de teledetección, el interés en el análisis de imágenes multitemporales y multisensoriales y la demanda creciente de precisión y resolución temporal en las medidas desde satélites, han originado una necesidad continua de algoritmos de procesado precisos, autónomos y eficientes. Este artículo presenta un sistema degeorreferenciación y de registración automática de imágenes de satélites de elevada precisión.
Estas técnicas no requieren la utilización de puntos de control al utilizar toda la información disponible en la imagen y permiten una georreferenciación y/o registración con elevada precisión. Los métodos desarrollados, basados en herramientas de procesado de imágenes, son automáticos, robustos ycomputacionalmente eficientes, estando soportados por dos procesos básicos: extracción y optimización de contornos entre la imagen obtenida tras utilizar un modelo genérico de predicción orbital (georreferenciación) o la imagen ‘slave’ (registración), y los correspondientes con un mapa o imagen de referencia.
Diferentes resultados experimentales de georreferenciación de imágenes NOAA_AVHRR de diferentesáreas geográficas y de registración de imágenes multisensoriales (AVHRR, MODIS, ATSR y SeaWiFS) y multitemporales han verificado la robustez y precisión del algoritmo propuesto, demostrando su capacidad para la georreferenciación y/o registración de imágenes de satélites dentro de un píxel .
1. Introducción
Los sistemas de teledetección, particularmente aquellos ubicados sobre satélites, proporcionanuna visión repetitiva y sinóptica de la Tierra de inestimable valor en su monitorización y en el análisis del efecto de las actividades humanas sobre la misma como puede ser la evaluación y monitorización del entorno (crecimiento urbano, residuos peligrosos), detección y monitorización de cambios globales (reducción del ozono atmosférico, deforestación, calentamiento global), exploración, tantode recursos no-renovables (minerales, petróleo, gas natural) como de recursos naturales renovables (océanos, bosques, terrenos), meteorología (predicción meteorológica, procesos dinámicos atmosféricos), mapeado (topografía, utilización de tierras, ingeniería civil), etc [1].
En múltiples aplicaciones de la teledetección basadas en imágenes de satélites y, especialmente, en aquellas vinculadas aestudios oceanográficos, es necesario comparar múltiples imágenes de la misma escena adquiridas por diferentes sensores o imágenes tomadas por el mismo sensor pero en diferentes instantes de tiempo. Aplicaciones típicas incluyen clasificación multitemporal, reconocimiento y seguimiento de estructuras oceanográficas, fusión de datos multisensoriales y monitorización del entorno [2], [3].Particularmente, en nuestro ámbito, la integración de una estación de recepción de imágenes de satélites polares, en el marco de un proyecto de colaboración con el grupo de investigación de oceanografía física de la ULPGC, nos permitía disponer de datos NOAA-AVHRR y SeaStar-SeaWiFS en tiempo real, requiriéndose el desarrollo o adquisición de algoritmos de procesamiento que permitieran obtener productos de...
GEORREFERENCIACIÓN Y REGISTRACIÓN AUTOMÁTICA DE IMÁGENES MULTISENSORIALES/ MULTITEMPORALES PROCEDENTES DE SATÉLITES DE OBSERVACIÓN DE LA TIERRA MEDIANTE OPTIMIZACIÓN DE CONTORNOS
Francisco Eugenio González y Javier Marcello Ruiz
Universidad de Las Palmas de Gran Canaria – Dpto. de Señales y Comunicaciones
Campus de Tafira, 35017 – Las Palmas de Gran Canaria
Tel:928-452979 y 928-457365,e-mail: feugenio@dsc.ulpgc.es y fjmr@dsc.ulpgc.es
Ferran Marqués Acosta
Universitat Politècnica de Catalunya – Dpto. de Teoría de la Señal y Comunicaciones
Campus Nord, Modul D5, C/ Jordi Girona 1-3, 08034 - Barcelona
Tel: 93 401 64 50 (64 40), e-mail: ferran@gps.tsc.upc.es
Palabras clave: Georreferenciación, registración, imágenes multisensoriales/multitemporales, optimización de contornos,AVHRR, SeaWiFS, MODIS.
Resumen
El incremento en la complejidad de los sistemas de teledetección, el interés en el análisis de imágenes multitemporales y multisensoriales y la demanda creciente de precisión y resolución temporal en las medidas desde satélites, han originado una necesidad continua de algoritmos de procesado precisos, autónomos y eficientes. Este artículo presenta un sistema degeorreferenciación y de registración automática de imágenes de satélites de elevada precisión.
Estas técnicas no requieren la utilización de puntos de control al utilizar toda la información disponible en la imagen y permiten una georreferenciación y/o registración con elevada precisión. Los métodos desarrollados, basados en herramientas de procesado de imágenes, son automáticos, robustos ycomputacionalmente eficientes, estando soportados por dos procesos básicos: extracción y optimización de contornos entre la imagen obtenida tras utilizar un modelo genérico de predicción orbital (georreferenciación) o la imagen ‘slave’ (registración), y los correspondientes con un mapa o imagen de referencia.
Diferentes resultados experimentales de georreferenciación de imágenes NOAA_AVHRR de diferentesáreas geográficas y de registración de imágenes multisensoriales (AVHRR, MODIS, ATSR y SeaWiFS) y multitemporales han verificado la robustez y precisión del algoritmo propuesto, demostrando su capacidad para la georreferenciación y/o registración de imágenes de satélites dentro de un píxel .
1. Introducción
Los sistemas de teledetección, particularmente aquellos ubicados sobre satélites, proporcionanuna visión repetitiva y sinóptica de la Tierra de inestimable valor en su monitorización y en el análisis del efecto de las actividades humanas sobre la misma como puede ser la evaluación y monitorización del entorno (crecimiento urbano, residuos peligrosos), detección y monitorización de cambios globales (reducción del ozono atmosférico, deforestación, calentamiento global), exploración, tantode recursos no-renovables (minerales, petróleo, gas natural) como de recursos naturales renovables (océanos, bosques, terrenos), meteorología (predicción meteorológica, procesos dinámicos atmosféricos), mapeado (topografía, utilización de tierras, ingeniería civil), etc [1].
En múltiples aplicaciones de la teledetección basadas en imágenes de satélites y, especialmente, en aquellas vinculadas aestudios oceanográficos, es necesario comparar múltiples imágenes de la misma escena adquiridas por diferentes sensores o imágenes tomadas por el mismo sensor pero en diferentes instantes de tiempo. Aplicaciones típicas incluyen clasificación multitemporal, reconocimiento y seguimiento de estructuras oceanográficas, fusión de datos multisensoriales y monitorización del entorno [2], [3].Particularmente, en nuestro ámbito, la integración de una estación de recepción de imágenes de satélites polares, en el marco de un proyecto de colaboración con el grupo de investigación de oceanografía física de la ULPGC, nos permitía disponer de datos NOAA-AVHRR y SeaStar-SeaWiFS en tiempo real, requiriéndose el desarrollo o adquisición de algoritmos de procesamiento que permitieran obtener productos de...
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