CAPITOLO 4 PRE-PROCESSAMENTO Correzioni geometriche Georeferenziazione A. Dermanis, L. Biagi GEOREFERENZIAZIONE: da immagine a carta Coordinate Trasformazioni (con deformazioni): Terra: (λ, φ) Immagine: (i, j) Carta: (x, y) Terra->Immagine:χ Terra->Carta: ψ (proiezione cartografica) reali interi Carta-Immagine: –1 Note ψ è sempre nota (proiezione cartografica assegnata) χ (–1) deve essere determinato empiricamente (i, j) χ (λ,φ) -1 Immagine->Carta: ψ ψ (x, y) A. Dermanis, L. Biagi Trasformazione da IMMAGINE a CARTA Il centro di un pixel dell’immagine con coordinate intere (I, J) viene trasformato in un punto con coordinate reali (non intere) (x, y) che non corrispondono a pixel della carta y J I x Trasformazione da CARTA a IMMAGINE j Y i Il centro di un pixel della carta con coordinate intere (X, Y) viene trasformato in un punto dell’immagine con coordinate reali (non intere) (i, j) che non corrispondono a pixel dell’immagine Al pixel (X,Y) della carta viene assegnato un valore ricavato dai pixel immagine intorno al punto (i, j) RICAMPIONAMENTO X Si deve ricavare la trasformazione da carta a immagine per registrare l’immagine sulla carta A. Dermanis, L. Biagi Determinazione della trasformazione da CARTA a IMMAGINE (a) Adozione di un modello parametrico per la trasformazione i = fi ( X , Y , p1, p2 , j = f j ( X , Y , p1, p2 , , pm ) , pm ) (b) Identificazione dei pixel immagine con coordinate carta note (punti di controllo) (ik , jk ) « ( X k ,Yk ), k = 1,2,...,n (c) Determinazione a minimi quadrati dei parametri del modello ik = fi ( X k , Yk , p1, p2 , , pm ) + (vi )k ü ýÞ jk = f j ( X k , Yk , p1, p2 , , pm ) + (v j )k þ å (vi )k2 + (v j )k2 = min Þ pˆ1, pˆ 2 ,..., pˆ m k (d) Applicazione della trasformazione ai pixel che cadono nell’area dell’immagine i = fi ( X , Y , pˆ1, pˆ 2 , j = f j ( X , Y , pˆ1, pˆ 2 , , pˆ m ) , pˆ m ) 1£ X £ C ( = colonne della carta) 1£Y £ R ( = righe della carta) A. Dermanis, L. Biagi Modelli di trasformazione Modello polinomiale generale i i( x, y) a00 a10 x a01 y a20 x 2 a11xy a02 y 2 am,0 x m am 1,1 x m 1 y a1, m 1 xy m 1 a0, m y m j j ( x, y) b00 b10 x b01 y b20 x 2 b11xy b02 y 2 bm,0 x m bm 1,1 x m 1 y b1, m 1 xy m 1 b0, m y m Rototraslazione con fattore di scala i cos j s sin sin x ti cos y t j Ricampionamento (Resampling) i I –1 I I +1 I+2 Assegnare un valore al pixel della carta (X, Y) mappato nel punto dell’immagine (i, j) a partire dai valori dei pixel immagine circostanti J +1 J j J -1 J -2 Utilizzare a scopi di classificazione! Nearest Neighbor (prossimo più vicino): Al pixel carta viene assegnato il valore del pixel immagine più vicino I, J+1 I +1, J+1 i, j i, j I, J i, j i, j I +1, J A. Dermanis, L. Biagi Ricampionamento bilineare (bilinear) y = a0+a1x o Ricampionamento bicubico (bicubic) y = a0+a1x+a2x2+a3x3 A. Dermanis, L. Biagi Esempio di georeferenziazione: Una registrazione da immagine a carta dell’immagine originale (sopra) sulla griglia UTM (sotto) aree nere: assenza di dato (0 = codifica no data) corrispondono a pixel carta al di fuori dell’area dell’immagine A. Dermanis, L. Biagi Registrazione da immagine a immagine immagine registrata prossimo più vicino Dettaglio Immagine registrata bicubica Dettaglio Immagine originale - SPOT 1998 (banda 3) Immagine obiettivo - TM 1996 (banda 3) Si noti l’effetto di filtraggio A. Dermanis, L. Biagi