Ocena przydatności formalizmu multifraktalnego w przetwarzaniu i analizie optycznych obrazów teledetekcyjnych

Szybki rozwój systemów satelitarnych czy pomiarów lotniczych generuje w ostatnim czasie znaczący wzrost ilości gromadzonych danych obserwacyjnych o naszej planecie. Wymusza to ulepszanie istniejących oraz opracowywanie coraz to nowych metod gromadzenia, przetwarzania i analizy wielowymiarowych zobrazowań teledetekcyjnych.

Multifraktale to koncepcja stwarzająca naszym zdaniem duże możliwości opisu i wydobywania informacji z wielu danych eksperymentalnych, w tym i danych teledetekcyjnych. Podejście multifraktalne opiera się na założeniu, że do opisu złożoności danych konieczne jest zastosowanie wielu nietrywialnie połączonych fraktali, każdy o innym wymiarze samopodobieństwa. Co więcej, z opisem multifraktalnym łączy się wiele charakterystyk funkcyjnych czy parametrów liczbowych, których użyteczność w kontekście zastosowania do danych teledetekcyjnych nie została do tej pory w pełni przebadana.

Główny cel niniejszego projektu wpisuje się w przedstawione zagadnienia, a dotyczy rozwoju opisu multifraktalnego zobrazowań teledetekcyjnych oraz ocenę jego możliwości, jak również ograniczeń w kontekście przetwarzania i analizy optycznych obrazów satelitarnych oraz lotniczych. Dokładniej, w ramach projektu planujemy, m.in.,: (I) wykrywanie zmian na wysoko i bardzo wysokorozdzielczych danych satelitarnych; (II) analizę pojemności informacyjnej zdjęć i wykrywanie kanałów absorpcyjnych na danych hiperspektralnych; (III) klasyfikację wybranych form pokrycia terenu. Nasze analizy planujemy przeprowadzić na dużych zbiorach danych satelitarnych i lotniczych, jak również porównać użyteczność formalizmu multifraktalnego z morfologią matematyczną.

Jesteśmy przekonani, że przeprowadzone badania mogą stanowić istotny wkład w rozwój metod analizy danych teledetekcyjnych, między innymi, w pracach nad redukcją wymiarowości danych hiperspektralnych (bez utraty informacji), przy których często wykorzystanie standardowych metod analizy obrazu jest utrudnione. Wierzymy również, że opis multifraktalny pozwoli na dalszy rozwój prac nad multifraktalną analizą zmian oraz że pomoże podnieść dokładność procesów klasyfikacji form pokrycia terenu. Warto podkreślić, że badania planowane w ramach projektu mogą okazać się istotne nie tylko w zagadnieniach teledetekcyjnych, ale i innych dyscyplinach związanych z analizą obrazu

Okres realizacji badań: 20 lipca 2017 – 19 lipca 2020
Źródło finansowania: Narodowe Centrum Nauki, konkurs Opus
Kierownik projektu: dr Anna Wawrzaszek (CBK PAN)