مدل سازی هندسه تصویر برداری سنجنده های آرایه خطی به منظور شبیه سازی تصاویر پانکروماتیک

همواره تولید کنندگان سیستم های سنجش از دور با دغدغه ای به عنوان دقت و صحت عملکرد سنجنده های خود روبرو هستند. به همین دلیل قبل از ساخته شدن این سیستم ها یعنی در فاز طراحی، از نرم افزار شبیه ساز* تصاویر سنجش از دور که مراحل کامل تصویربرداری سنجنده* را مدلسازی می نماید، استفاده نموده تا علاوه بر بهینه سازی طراحی قطعات، کاهش هزینه های تولید را به همراه داشته باشد. به طور کلی یک شبیه ساز تصاویر سنجش از دور شامل 3 مدل اصلی "زمین"، "اتمسفر" و "سنجنده" می باشد که هر کدام از این مدل ها بعنوان یک حلقه از زنجیره تولید تصویر*، دارای اهمیتی خاص هستند. اما دانشمندان توجه ویژه ای به مدلسازی "سنجنده" دارند، چرا که هر سنجنده با توجه به نوع، نحوه تصویربرداری و همچنین تعداد باندهای تصویر، نیاز به مدلسازی جدید دارد. مدلسازی سنجنده، داری 5 بخش عمده؛ تعیین موقعیت و وضعیت* سنجنده در مدار، تعیین موقعیت زمینی آشکارسازهای* سنجنده، پاسخ مکانی* سنجنده، پاسخ طیفی* سنجنده و تولید تصویر می باشد که برای انجام این مدلسازی از مشخصات طراحی آن سنجنده استفاده می شود. نظر به انتشار مشخصات طراحی سنجنده oli* ماهواره لندست8* که به تازگی در ماه فوریه سال 2013 در مدار قرار گرفته است، شبیه سازی تصویر پانکروماتیک* این سنجنده با قدرت تفکیک مکانی 15 متر، به عنوان هدف این پایان نامه، تعیین گردید. آنچه که برای انجام این شبیه سازی به عنوان داده های ورودی در نظر گرفته شد، تصویر فراطیفی* و داده ارتفاعی لیدار* با قدرت تفکیک مکانی یکسان 5/2 متر، که در ماه ژوئن سال 2012 از منطقه شهری هیوستون* آمریکا توسط موسسه ncalm* تهیه شده است، می باشد. همچنین برای ارزیابی دقت نتایج از تصویر واقعی لندست8 که در ماه مه 2013 توسط سازمان زمین شناسی آمریکا(usgs*)، از همان منطقه اخذ شده، استفاده گردید. شاخص هایی که این پایان نامه را نسبت به تحقیقات گذشته متمایز می نماید؛ اولاً: طراحی یک نرم افزار شبیه ساز تصویر پانکروماتیک برای یک سنجنده جدید و پرکاربرد بوده و ثانیاً: نوع داده مورد استفاده است، که برای اولین بار این نوع شبیه سازی بر روی یک منطقه شهری با عوارض مصنوعی انجام می گیرد. ارزیابی دقت شبیه سازی در دو مرحله، دقت مکانی؛ با مقایسه موقعیت زمینی پیکسل های نظیر در دو تصویر تولید شده و تصویر واقعی صورت پذیرفت که مقدار rmse* آن برابر 49/7 متر یعنی معادل 5/0 پیکسل می باشد و دقت طیفی؛ با مقایسه لبه های* استخراج شده توسط اپراتور کَنی* در دو تصویر انجام گرفت، که مقدار ضریب کاپا* در طبقه بندی این لبه ها برابر 41/70% می باشد. این نتایج که بدون مدلسازی "زمین" و "اتمسفر" حاصل شده است نشان می دهد، تصویر تولید شده و تصویر واقعی دارای مشابهت زیادی بوده و نرم افزار شبیه ساز به درستی عمل می نماید و آنچه که میزان اختلاف است می تواند با بهبود محاسبات مربوط به؛ تعیین موقعیت و وضعیت سنجنده در مدار، تعیین موقعیت زمینی آشکارسازهای سنجنده، پاسخ مکانی و پاسخ طیفی سنجنده، کاهش یابد. همچنین برای توسعه این شبیه سازی، میتوان مدلسازی سنجنده را در جهت تولید تصاویر چندطیفی*، فراطیفی و همچنین سیستم های تصویربرداری مختلف، ارتقاء داد. کلمات کلیدی: شبیه سازی- مدلسازی- پانکروماتیک- سنجنده oli- ماهواره لندست8- پاسخ مکانی- پاسخ طیفی- منطقه شهری- تصویر فراطیفی- داده ارتفاعی لیدار