Сравнительный анализ алгоритмов «pansharpening» при комплексировании спектрозональных и панхроматических снимков от КА «Канопус-В» и «Ресурс-П»

Съемочная аппаратура космических аппаратов (КА) высокого пространственного разрешения типа «Канопус-В», «Ресурс-П» обеспечивает съемку земной поверхности в панхроматическом и нескольких спектрозональных диапазонах. Панхроматические снимки от КА «Канопус-В» имеют пространственное разрешение около 2,5 метров, многозональные – около десяти метров. Оптико-электронная аппаратура КА «Ресурс-П» выполняет панхроматическую съемку с разрешением около одного метра и спектрозональную – около трех метров. Традиционно выходная продукция от этих КА представляется в виде панхроматических и цветосинтезированных изображений земной поверхности высокого и более низкого пространственного разрешения. В докладе рассматривается алгоритмы получения нового вида выходной продукции – спектрозонального изображения земной поверхности с пространственным разрешением, соответствующим панхроматическому снимку. Эта операция в мировой практике дистанционного зондирования Земли называется «pansharpening». Основными требованиями при таком комплексировании является сохранение пространственного разрешения панхроматического снимка и сохранение цветовых составляющих цветного мультиспектрального снимка.
В докладе анализируются известные алгоритмы «pansharpening» [1-5], используемые для комплексирования снимков от таких космических аппаратов как WorldView-2, Pleiades и др. Показано, что эти алгоритмы не обеспечивают желаемых результатов комплексирования, т.к. имеют некоторую потерю пространственного разрешения или увеличение шумовой составляющей цветного изображения. На основе существующих предложен новый алгоритм комплексирования, позволяющий сохранить пространственное разрешение панхроматического снимка и цветовые составляющие цветного мультиспектрального снимка. Идея алгоритма основана на извлечении высокочастотных составляющих из панхроматического снимка и их внедрение в мультиспектральный снимок [6].
В докладе приводятся примеры, иллюстрирующие результаты работы рассмотренных алгоритмов на видеоданных от космических аппаратов «Канопус-В» и «Ресурс-ДК». Практическое использование предложенного алгоритма комплексирования в программных комплексах обработки данных от указанных космических аппаратов подтверждает его эффективность.
Литература:
1. WorldView-2 Pan-Sharpening. C. Padwick, M. Deskevich, F. Pacifici, S. Smallwood. URL: http://www.digitalglobe.com/downloads/WorldView-2_Pan-Sharpening.pdf.
2. S. Rahmani, M Strait, D. Merkurjev, M. Moeller, T. Wittman, An adaptive IHS pan-sharpening method. IEEE Geoscience And Remote Sensing Letters 7(3), 746–750 (2010).
3. Pleiades Imagery User Guide. October 2012 – V 2.0.
4. M. Choi, “A new intensity-hue-saturation fusion approach to image fusion with a tradeoff parameter,” IEEE Trans. Geosci. Remote Sens., vol. 44, no. 6, pp. 1672–1682, Jun. 2006.
5. Choi, M.-J, H.-C. Kim, N.I. Cho, and H.O. Kim. "An Improved Intensity-Hue-Saturation Method for IKONOS Image Fusion." International Journal of Remote Senising (2008).
6. Integration of Multispectral Images from Modern Earth Remote Sensing Systems. 2015 The 5th International Workshop on Computer Science and Engineering (WCSE 2015), ISBN 978-981-09-5471-0.