تلفیق تصاویر ماهواره ای با استفاده از الگوریتم های استاندارد برای نقشه برداری زمین شناسی بزرگ مقیاس در معدن زغال سنگ دُِرسپید،منطقه چترود،استان کرمان

Fusion of satellite images using standard algorithms for large scale geological mapping at DORSEPID coal mine, Chatrood area, kerman Province.

  • جزئیات
  • خلاصه پژوهش
  • تعریف مسئله
  • اهمیت و ضرورت
  • اهداف
  • توضیحات تکمیلی
  • حمایت‌های موردنیاز
  • فایل‌های پیوست
  • پیام‌ها
  • حامیان پیشنهادیه
:   کاربردی
:  
کارشناسی ارشد
مهندسی معدن
مهندسی معدن - اکتشاف معدن
:   12 ماه
:   1398/10/30

تلفیق تصاویر ماهواره ای با استفاده از الگوریتم های استاندارد برای نقشه برداری زمین شناسی بزرگ مقیاس در معدن زغال سنگ  دُر سپید، منطقه چتروود، استان کرمان.

دور سنجی علمی است که در تمامی علوم از جمله علم  اکتشاف کانی کاربرد دارد. یکی از شاخه های این علم بررسی وتحلیل تصاویر ماهواره ای است که توسط ماهواره ها تهیه می گردند.  این تصاویر ممکن است تک طیفی باشند با وضوح بالاوممکن است ازچندین طیف با وضوح پایینتر تشکیل شده باشند و بر این اساس مسئله وضوح تصاویر مطرح می شود که یکی از روشهای بالا بردن وضوح ، تلفیق تصاویر تک طیفی با چند طیفی می باشد. مطالعات گذشته نشان داده است که ترکیب داده های سنجش از دور با وضوح مکانی بالا با تصاویر با وضوح مکانی پایین با استفاده از روش های ذیل انجام شده است:

1-     روش HIS

2-     روش براوری

3-     روش مولفه های اصلی

4-     روش موجک ها

5-     روش گرم اشمیت

6-     روش های تلفیقی MRA

هدف اصلی از تلفیق تصاویر در دورسنجی تهیه نقشه های زمین شناسی بزرگ مقیاس، تهیه نقشه های ساختاری و تهیه نقشه هایی که کانی سازی های مختلف را بتواند بر اساس نقشه برداری از کانی های دگرسانی گرمابی همراه، نشان دهد. آنالیز داده های ماهواره ای می تواند عملیات صحرایی را به شکل محسوسی کم کند.

در اینجا چند مسئله اصلی مطرح میشود :

1-دقت مکانی این تصاویر تا چه اندازه در تحلیل تصاویر نهایی اثر گذار می باشد؟

2- با تلفیق تصاویر وضوح بالا و تصاویر چند طیفی ،تا چه اندازه تصویر نهایی را تحت تاثیر قرار می دهیم؟

3-چگونه تصاویر پانکروماتیک تک باندی را با تصاویر چند طیفی ترکیب کنیم؟

4- آیا رابطه ای برای تخمین وضوح تصویر نهایی وجود دارد؟

در سال 1395 محدوده ذغالسنگ دُر سپید پروانه بهره برداری را گرفته ولی  مطالعات مربوط به دور سنجی آن انجام نشده است.  تنها چند ترانشه اکتشافی در این محدوده حفر شده و مطالعات اكتشافي در اين كانسار شامل تهيه نقشه هاي توپوگرافي و زمين شناسي، برداشتهاي صحرائي، ژئوفيزيك و ژئوشيمي و حفاري گمانه هاي اكتسافي و لاگينگ و آناليز عناصر ذغالسنگ انجام نشده است.

با توجه به مطالب تحریر شده در بالا، تلفیق تصاویر با دو وضوح متفاوت، در این پایان نامه به روش های مختلف جهت تهیه نقشه های زمین شناسی بزرگ مقیاس از یک محدوده معدنی مد نظر می باشد.

 

1- component substitution(CS):

این روش بر اساس تفکیک اطلاعات مکانی وطیفی می باشد،به این ترتیب تلفیق تصویر از جایگزینی  داده های مکانی  با مولفه هایی که حاوی اطلاعات مکانی با تصویر PAN (یا بخشی از آن)هستند صورت می پذیرد.هر چه ارتباط تصویر بین PAN ومولفه جایگزین بیشتر باشد ،اعوجاج طیفی کمتر خواهد شد روشهای IHS و مولفه های اصلی از جمله این روشها می باشند.( Thomas 2008).

 

2-The intensity(I),hue(H)and saturation(S):

این روش که به IHS معروف است ازجمله روشهای ترکیبی جایگزینی است واز تغییرات داخلی رنگ های فضایی بهره میبرد که شبیه سیستم چشم انسان در مورد درک رنگ است .در اصل ساخت این سیستم جهت رنگ طبیعی در سیستم RGBمیباشدو معمولا برای بیش از سه باند نمی باشد.داده ها از فضای RGB به فضای IHSمنتقل شده و سپس به جای باند (شدت)I تصویر پان جایگزین شده و سپس به فضای RGB برگردانده میشود.   ((Huang, et al 2004 .

3- Multi Resolution Analysis(MRA):

 این روش به MRAمعروف است و یکی از نفاوت های عمده این روش با روش ترکیبی جایگزینی این است که در اینجا از فیلتر های خاصی جهت استخراج اطلاعات از تصویر پانکروماتیک استفاده میشود. اساس این روش بر سه اصل استوار است: 1- همبستگی زمانی 2- سازگاری طیفی و3-قوی بودن در آنالیز داده ها . به این ترتیب توسط این فیلتر جزئیات حذف و تصویر رزولوشن بالا جایگزین آن می شود. (Baronti 2011).

4-Principal Component Analysis (PCA)

هدف اصلی تقلیل اندازه داده ها می باشد پس از انجام روش مولفه های اصلی بر روی داده ها مولفه اصلی اول توسط تصویر با وضوح پایین جایگزین و سپس به فضای اصلی برگشت داده میشود.( Chavez 1991).

5- Gram-Schmidt(GS):

این روش نیز از جمله روشهای خانواده CS میباشد.در ابتدا به صورت حق امتیاز برای کداک بود و روش تلفیق تصاویر با بکارگیری ترکیب تصویر وضوح پایین پانکروماتیک در وضوح خاصی مانند تصاویر وضوح بالا شروع شد.به این ترتیب که یک تجزیه کامل عمودی میباشدو سپس نمایش داده میشود.به این ترتیب که با جایگذاری تصویر پان به جای اطلاعات مکانی تصویر وضوح بالا، تلفیق انجام می شود. .(Aiazzi 2007)

6- Undecimated Wavelet Transform(WT):

در این روش تغییرات بر روی هردو تصویر PANو وضوح بالا باتجزیه تصاویر در دو سطح مقیاس متفاوت انجام می گردد.اساس این روش براین است که تصاویر قبل از تلفیق از لحاظ ردیف با فیلتر پایین گذرو فیلتر بالا گذر دو تصویر را آماده میکنیم و سپس با استفاده از این تصاویر دوباره فیلتر پایین گذر وبالا گذر را بر روی ستونها اعمال میکنیم آنگاه چهار تصویر بدست می آیدکه سه تصویر مربوط به جزئیات و یک تصویر مربوط به کلیات است .در صورتی که ازتصاویر جزئیات یک تصویر با فرایند معکوس روش بالا بسازیم آنگاه دو تصویر بدست می آید که از داده های این تصاویر دو ضریب بدست می آید و پس از اعمال ضریب تصاویر جزئیات در تصویر PAN واعمال ضریب کلیات در تصویر رزولوشن بالا و پس ازجمع این دو محصول، فرایند تلفیق تصاویر انجام شده است.این روش بر اساس کواریانس داده ها صورت می پذیرد.هرچه همگرایی داده ها بیشتر باشد ضریب نیز بزرگتر می شود..( Godse & Bormane 2011)

 

 

 

7-BROVEY  Transform method(BT):

این روش توسط یک دانشمند آمریکایی جهت افزایش درک بصری بیشتر و بهتر ابداع شده است .مبنای این روش بر اساس تراکم بالا و پایین هیستوگرام یک تصویر صورت می پذیرد. در این روش قبل از ترکیب تصاویر باید داده باند های تصویر چند طیفی(معمولا محدود به سه باند جهت ساختن R,G,B میشود) را نرمالیزه کرد وسپس عملیات ترکیب با تصویر پان کروماتیک انجام می پذیرددر این روش هر چه تطابق زمانی بیشتر باشد اعوجاج کمتری را داریم و همچنین به علت تفاوت دامنه طیفی تصاویر ورودی اعوجاج را باز هم داریم.این روش محدود به سه باند شده است.( Wang 2005).

 

ضرورت انجام تحقیق:

در حالیکه تکنولوژی فعلی این امکان را فراهم می آورد که تصاویر ماهواره ای چند طیفی با قدرت تفکیک مکانی بالا  اخذ شوند، اما مخابره حجم عظیمی از داده ها بسیار هزینه بر می باشد. لذا برای حل این موضوع راه حل تعبیه یک سنسور با قدرت مکانی بالا به همراه سنسورهای چند طیفی می باشد. اما ادغام تصاویر چند طیفی با تصویر پانکروماتیک باعث می گردد که ویژگی های طیفی تصاویر چند طیفی دستخوش تغییر گردد. روش بهینه برای ادغام تصاویر، روشی است که این تغییرات را به حداقل ممکن برساند. چنین تصاویری را می توان برای تهیه نقشه های بزرگ مقیاس زمین شناسی و دیگر علوم استفاده نمود.

اکثر تصاویر با قدرت تفکیک مکانی بالا گران قیمت می باشند. لذا در صورتی که بتوان تصاویر چند طیفی که رایگان در دست عموم است را با تصاویر پان ادغام و قدرت تفکیک مکانی را بهبود بخشید، می توان در هزینه ها صرفه جویی نمود.

1- تهیه نقشه بزرگ مقیاس زمین شناسی .

2- تهیه نقشه زمین ساختاری.

3- تعیین مناطق آهک دار و دیگر مواد معدنی از جمله ذغال سنگ .

4- تعیین روش ترکیب بهینه جهت ادغام تصاویر ماهواره ای با قدرت تفکیک مکانی متفاوت.

حامیان پیشنهادیه:

بدون حامی