Implementation and use of spectral footprint databases for specialized processing of Earth remote sensing hyperspectral data

G. N. Maltsev, I. A. Kozinov

  Создание и использование баз данных спектральных образов для решения задач тематической обработки гиперспектральных данных дистанционного зондирования Земли(5,74 MB)

Abstract

The principles of specialized processing of hyperspectral data yielded by space systems for Earth remote sensing (ERS) with the use of spectral footprints databases are reviewed. A technique is described for analyzing the ERS hyperspectral data using a correlation algorithm for object recognition by its spectral image based on com­paring spectral characteristics retrieved from remote sensing with stored spectral footprints of known materi­als. It is demonstrated that the template databases of such spectral footprints is the core instrument needed for the correlation-based object recognition. The state of the art in developing such databases and libraries of spectral footprints is reviewed, and the structure of a pros­pect database of such spectral footprints to be used for specialized processing of hyperspectral data is described.

Keywords:

Earth remote sensing; hyperspectral data; correlation image recognition; databases; spectral footprint.

References

1.  Концепция развития российской космической системы дистанционного зондирования Земли на период до 2025 года. – М.: ФКА, 2006. – 72 с.

2.  Мальцев, Г. Н. Космические системы и технологии многоспектрального дистанционного зондирования Земли / Г.Н. Мальцев, И.А. Козинов, А.П. Данилкин // Информация и Космос. – 2010. – № 1. – С. 148–158.

3.  Аралов, Г. Д. Необъятные горизонты гиперспектральных технологий / Г.Д. Аралов // Крылья Родины. – 2013. – № 1–2. – С. 60–63.

4.  Шовенгердт, Р. А. Дистанционное зондирование. Модели и методы обработки изображений / Р.А. Шовенгердт. – М.: Техносфера, 2010. – 560 с.

5.  Козинцев, В. И. Оптико-электронные системы экологиче­ского мониторинга природной среды / В Л Козинцев, ВЖ Орлов, М.Л. Белов. – М.: Изд-во МГТУ имени Н.Э. Баумана, 2002. – 528 с.

6.  Michael, Т. Eismann Hyperspectral Remote Sensing / T. Michael // SPIE Press Monograph. – 2012. – Vol. PM210. – 748 p.

7.  Рябова, H. В. Малые искусственные спутники с оптико­электронной аппаратурой в программах дистанционного зонди­рования Земли / Н.В. Рябова, Д.Н. Еськов, А.П. Данилкин / / Оптический журнал. – 1996. – № 1. – С. 4– 19.

8. Козинов, И. А. Принципы автоматизированного распозна­вания объектов по данным космического многоспектрального оптико-электронного наблюдения / И. А. Козинов // T-Comm: Телекоммуникации и транспорт. – 2013. –  6. – С. 35–37.

9.  Лабутина, И. А. Дешифрирование аэрокосмических снимков: Учебное пособие для студентов вузов / И.А. Лабу­тина. – М. Аспект Пресс, 2004. – 184 с.

10.  Горелик, А. Л. Методы распознавания / А.Л. Горелик, В.А. Скрипкин. – М.: Высшая школа, 1984. – 219 с.

11.  Овчинников, А. М Аппаратно-программный комплекс для обработки спектральной информации / А.М. Овчинников, Д.С. Ролдугин, М.Ю. Овчинников // Датчики и системы. – 2009. – №6. – С. 41–46.

12. Обработка данных гиперспектрального аэрокосмиче­ского зондирования / В.В. Козодеров [и др.] // Исследование Земли из космоса. – 2012. – № 5. – С. 3–11.

13. Тарасов, В. В. Многоспектральные оптико-электронные системы / В.В. Тарасов, Ю.Г. Якушенков // Специальная техника. – 2002. – № 4. – С. 56–62.

14.  Jeffrey, G. Spectral signatures database for remote sensing applications / G. Jeffrey, L. Ruby, L. Fisher // Proc. SPIE. – 2002. – Vol. 4816. – P. 156–163.

15.  Черепанов, А. Спектральные библиотеки – источники данных по спектрам [Электронный ресурс] / А. Черепанов. – GIS-Lab. – Режим доступа: http://gis-lab.info/qa/spectrum-lib. html, свободный. – Загл. с экрана.

16.   Дубинин, М. Спектры отражения природных объектов - база данных [Электронный ресурс] / М. Дубинин. – GIS-Lab. – Режим доступа: http://gis-lab.info/projects/spectra, свободный. –  Загл. с экрана.

17. Григорьева, О. В. Проблемы создания и информацион­ного наполнения базы данных по коэффициентам спектральной яркости объектов наземных экосистем / О.В. Григорьева, Л.И. Чапурский // Современные проблемы дистанционного зонди­рования Земли из космоса. – 2012. – Т. 9. – № 3. – С. 18–25.

18.  Саидов, А. Г. Структура реляционной БД КСЯ основных типов ландшафта и ее программное обеспечение на базе ГИС / А.Г. Саидов // Современные проблемы дистанционного зонди­рования Земли из космоса. – 2012. – Т. 9. – № 3. - С. 70–74.