Obrazowanie multispektralne a hiperspektralne: różnice
Opublikowano
Obraz multispektralny rejestruje światło odbite od powierzchni terenu w kilku kanałach, zwykle od 4 do 13, a każdy z nich to szeroki wycinek widma: niebieski, zielony, czerwony, bliska podczerwień i kilka kanałów w podczerwieni krótkofalowej. Obraz hiperspektralny rejestruje to samo światło w setkach wąskich, przylegających do siebie kanałów, więc każdy piksel niesie pełne widmo, a nie kilka jego próbek.
Różnica w jednym zdaniu
Obraz multispektralny powie ci, że pole jest zielone i zestresowane. Hiperspektralny może powiedzieć, jaka to uprawa, jaki minerał i jaki pigment.
| Multispektralne | Hiperspektralne | |
|---|---|---|
| Kanały | 4-13 | 100-300 |
| Darmowe satelity | Sentinel-2, Landsat | EnMAP, PRISMA, na zamówienie |
| Sensor na drona | Kilka tysięcy euro | Dziesiątki tysięcy euro |
| Dane na scenę | Setki megabajtów | Gigabajty |
| Odpowiedzi | Roślinność, woda, zabudowa, stres | Jaki gatunek, jaki minerał, jaki plastik |
Do czego służy każde z nich
Obrazowanie multispektralne pozwala za darmo zrobić prawie wszystko, co zespoły GIS robią ze zdjęciami satelitarnymi. Sentinel-2 dostarcza nową, 13-kanałową scenę każdego punktu na lądzie co pięć dni, a jego kanał bliskiej podczerwieni wystarcza do mapowania upraw, lasów, wody, obszarów spalonych i zasięgu zabudowy. Narzędziem jest arytmetyka wskaźników, najpierw NDVI, potem klasyfikacja we wtyczce Semi-Automatic Classification Plugin. Wpis o mapowaniu koron drzew pokazuje tę drogę krok po kroku.
Obrazowanie hiperspektralne dodaje rozróżnianie wewnątrz klasy. Dwie uprawy, które wyglądają tak samo w każdym kanale Sentinel-2, mają różne widma przy rozdzielczości spektralnej 10 nanometrów. Mapowanie minerałów, czyli pierwotne zastosowanie tej techniki, odczytuje pasma absorpcji, których nie widzi żaden kanał multispektralny. Ceną są drogie sensory, ciężkie dane i darmowe satelity, które wykonują zdjęcia na zamówienie, w rozdzielczości 30 m i z czasem rewizyty liczonym w tygodniach.
Które do jakiego zadania w QGIS
- Pokrycie terenu, typ uprawy, zasięg lasu, zasięg powodzi. Multispektralne. Darmowe, częste, a narzędzia klasyfikacji w QGIS powstały właśnie z myślą o nich.
- Stres roślin, zanim stanie się widoczny, gatunki, minerały, zanieczyszczenia, plastiki. Hiperspektralne: z drona dla jednego obiektu, z EnMAP lub PRISMA dla regionu.
- Wszystko, co wymaga zobaczenia małego obiektu. Żadne z nich. Oba to nauka o pikselach w rozdzielczości 10 do 30 m. Dach, korona drzewa czy basen to kształt, który odczytuje się z obrazu wysokiej rozdzielczości w trzech kanałach. Tak działa AI Segmentation, wtyczka, którą tworzymy w TerraLab dla QGIS: czyta ortofotomapę RGB i zwraca jeden poligon na obiekt.
: czyta ortofotomapę RGB i zwraca jeden poligon na obiekt.Pytania, które zadają użytkownicy
Czy Sentinel-2 jest multispektralny, czy hiperspektralny?
Multispektralny: 13 kanałów w rozdzielczości 10, 20 i 60 m. Darmowe misje hiperspektralne to EnMAP, PRISMA i EMIT należący do NASA.
Czym jest czerwony brzeg (red edge)?
Stromy wzrost odbicia liścia w zakresie od około 680 do 750 nanometrów. Jego położenie przesuwa się wraz ze stresem rośliny, dlatego Sentinel-2 ma trzy wąskie kanały właśnie w tym miejscu.
Czy QGIS obsługuje dane hiperspektralne?
Tak. Scena hiperspektralna to raster z kilkuset kanałami, a każde narzędzie rastrowe go odczyta. Do takich danych służy EnMAP-Box, wtyczka QGIS od zespołu EnMAP.
Centrum AI w QGIS zbiera to, co sztuczna inteligencja potrafi i czego nie potrafi w QGIS. Słownik pojęć dotyczących obrazów jest kontynuowany na stronie ortomozaika a ortofotomapa.
