بخشی از مقاله
چکیده :
سنجنده مادیس یک سنجنده ابرطیفی است که بر سکوهای ترا و آکوا نصب شده و هر یک الی دو روز یک بار از تمام سطح زمین در 36 باند طیفی تصویربرداری میکند. تصاویر سنجنده مادیس با وجود قدرت تفکیک مکانی نسبتا کم، کاربردهای بسیاری دارد. لذا برای دسترسی به اطلاعات موجود در تصاویر این سنجنده، نیازمند روشهایی برای حذف نوفه و بهبود تصاویر میباشیم. با گذشت زمان برخی از آشکارسازهای این سنجنده دچار اخلال شده و برخی دیگر از کار افتادهاند. بهمین دلیل در تصاویر دریافتی توسط این سنجنده نوارشدگی بهصورت یک الگوی متناوب در سرتاسر تصویر دیده میشود. با توجه به کاربردهای وسیع تصاویر ماهوارهای در سنجش از دور، در این مقاله با استفاده از کمیت بازتابندگی به ارائه مدلی خطی برای حذف نوارشدگی از دادههای این سنجنده اشاره شدهاست. در این روش اصلاح نوفه بهصورت نسبی انجام میپذیرد و از آنجا که این روش تنها بر روی نوفه تأثیر گذاشته و بر روی قسمتهای فاقد نوفه اثری ندارد، انتظار میرود که از دقت بالایی برخوردار باشد.
واژههای کلیدی : نوارشدگی، آشکارساز، مادیس، سنجش از دور.
-1 مقدمه
وجود نوفه در آشکارسازهای تعبیه شده در سنجنده مادیس، باعث تخریب اطلاعات میشود. یکی از دلایل عمده بهوجود آمدن نوفه نوارشدگی در تصاویر ماهوارهای، آسیبدیدگی و بعضا واسنجی نامناسب آشکارسازها میباشد. لذا برای هرگونه استفاده مفید از اطلاعات موجود در تصاویر دریافتی توسط سنجنده، باید ابتدا نوفه موجود در تصاویر برطرف شود. این نوفه میتواند به کوچکی چند درصد سیگنال و بزرگی از کارافتادگی کامل یک یا چند آشکارساز در یک یا چند باند باشد. در تصاویر ماهوارهای برداشت شده توسط سنجنده مادیس، هر سطر توسط یک آشکارساز برداشت میشود. حال اگر مقدار ضریب بهره 1 و خروج از مبدأ 2 آشکارسازهای مجاور نسبت به یکدیگر متفاوت از واسنجی قبل از پرواز باشند، الگوهای نواری در تصویر بهوجود میآید. ضریب بهره و خروج از مبدأ، شاخصهای واسنجی سنجنده میباشند. در واقع واسنجی عمل تبدیل دادههای رقومی موسوم به 3DN به واحدهای مطلق از رادیانس طیفی در داخل سنجندههاست. این تبدیل بهصورت زیر تعریف میشود - رابطه : - - 1 -
-2 نوفه آشکارسازهای سنجنده مادیس
از زمان پرتاب ترا و آکوا، کارهای زیادی برای ارزیابی کیفیت اطلاعات مادیس انجام شدهاست.[1] اگر نوفه نوارشدگی اصلاح نشود، کیفیت تصویر را پایین میآورد و نویز زیادی را هنگام پردازش اطلاعات وارد میکند. گاملی در سال 2002 بیان کرد که دادههای مادیس تحت تأثیر سه نوع نوفه نوارشدگی آشکارساز به آشکارساز4، نوارشدگی آینهای - باندی - 5 و نوارشدگی نوفهای6 قرار میگیرند.[1]نوارشدگی آشکارساز به آشکارساز بهوسیله یک الگوی مشخص و نوارشدگی تکراری - یکنواخت - در سرتاسر تصویر مشخص میشود. این نوع خطوط بیشتر از طریق بهره نسبی یا تفاوتهای خروج از مبدأ در میان آشکارسازهای یک باند ایجاد میشوند .[2] نوارشدگی آینهای - باندی - تغییر ناگهانی سطح بایاس در همه آشکارسازهاست. این تغییر هنگام چرخش آیینه اسکن ایجاد شده و میزان این تغییر تا حدودی ثابت است .[3] نوارشدگی نوفهای بهدلیل خطاهای کوچک در سیستم واسنجی داخلی، تغییرات در پاسخ آشکارسازها، و نویز اتفاقی ایجاد میشوند. در اطلاعات سنجنده-مادیس، نوارشدگی نوفهای بیشتر در باند حرارتی ایجاد شده و با گذشت زمان بدتر میشوند .[3]
-3 شناسایی آشکارسازهای نوفهای
مادیس در هر مجموعه سعی در بهبود آشکارسازهای ناسالم داشتهاست و برای هر مجموعه جدولی را ارائه میدهد که در آن شماره آشکارسازهای ازکار افتاده، غیر کاربردی و ناسالم مشخص شدهاست. جدول - 1 - آخرین وضعیت آشکارسازهای مادیس را در تاریخ 2013/5/31 در مجموعه 6 نشان میدهد .[4] طبق این گزارش مشخص شد آشکارساز 4 از باند 5 این سنجنده از کار افتاده است.با استفاده از این گزارش و رسم نمودار بازتابندگی طی دوره کاری این سنجنده میتوان رفتار آشکارسازهای آن را در باند 5 بررسی کرد. برای شناسایی آشکارسازهایی که دچار نوفه نوارشدگی شدهاند، چنین فرض میشود که اولین ردیف از تصویر اصلی توسط اولین آشکارساز سنجنده مادیس تولید میشود.
از آنجا که باند 5 دارای قدرت تفکیک 500 متر میباشد، تصویر توسط یک ردیف 20تایی از آشکارسازها برداشت میشود به این معنا که با هر اسکن آینه، 20 خط تصویر بهطور همزمان شکل میگیرد.[5] این آشکارسازها در جهت پرواز سنجنده در کنار هم قرار گرفتهاند و در هر برداشت یک آرایه خطی توسط هریک از آنها ثبت میشود.[6] با رسم نمودار بازتابندگی، مشاهده میشود برای سطحی همگن، رفتار آشکارساز شماره 4 از این سنجنده در باند 5 با بقیه آشکارسازها متفاوت بوده و بهنظر میرسد دچار مشکل است. بنابراین میتوان آشکارساز شماره 4 را بهعنوان آشکارساز از کار افتاده در باند 5 معرفی نمود. شکل - 1 - نمودار بازتابندگی آشکارسازهای باند 5 را طی 15 سال از سطح بیابان و آب عمیق نمایش میدهد.
