Generation of hyperspectral digital surface model in forest areas using hyperspectral 2D frame camera onboard RPAS

• Autor(a) principal: Oliveira, Raquel Alves de [UNESP]
• Data de Publicação: 2017
• Tipo de documento: Tese
• Idioma: eng
• Título da fonte: Repositório Institucional da UNESP
• Texto Completo: http://hdl.handle.net/11449/152245
• topic: Image matching; Hyperspectral digital surface model; Hyperspectral frame camera; Forest point cloud; Correspondência de imagens; Modelo digital de superfície hiperespectral; Câmara hiperespectral de quadro; Nuvem de pontos de floresta

Recentemente, os sensores hiperespectrais miniaturizados entraram no mercado e alguns modelos adquirem bandas hiperespectrais com geometria de quadro, com a vantagem de serem também operados em veículos aéreos remotamente pilotados (VARP). As imagens deste tipo de câmara podem ser utilizadas para a geração de modelos digitais de superfície hiperespectral (MDSHs) de alta resolução, usando o VARP, sem a necessidade do registro de dados de diferentes sensores ou diferente datas de aquisição. MDSHs aumentam o conhecimento sobre os alvos, uma vez que permitem modelar a reflectância do alvo utilizando dados provenientes de diferentes direções. Neste trabalho, a câmara hiperespectral de quadro utilizada não adquire todas as bandas instantaneamente, causando um deslocamento entre as bandas devido ao movimento da plataforma. Os principais objetivos deste projeto foram estudar e desenvolver técnicas para a geração de MDSHs em áreas de florestas, investigando e avaliando as principais etapas para o processamento das imagens da câmara hiperespectral de quadro até a geração do MSDH. Considerando que a tecnologia da câmara baseia-se em filtros ajustáveis, o estudo avaliou: a auto-calibração da câmara, verificando o comportamento dos parâmetros de orientação interior em diferentes bandas espectrais; o corregistro das bandas através de transformações geométricas 2D; e a estimativa dos parâmetros de orientação exterior. Em relação à geração do MDS, uma abordagem baseada em correspondência de imagem no espaço do objeto foi desenvolvida, adaptando o método de busca em linha vertical (VLL) para a geração MDSH e foi nomeado como VLL hiperespectral (HVLL). Adicionalmente, o uso de imagens classificadas para a adaptação dos parâmetros de correspondência foi avaliado com o objetivo de melhorar o processo de correspondência para diferentes objetos (HVLLC). Posteriormente, foram utilizadas múltiplas bandas no processo de correspondência de imagens, dados como múltiplos ângulos de visada e informação espectral foram calculados simultaneamente ao processo de correspondência de imagens. A avaliação da qualidade foi realizada comparando-se os MDSs gerados com os produzidos por um software comercial e por dados Airborne Laser Scanning (ALS). Esta investigação demonstrou que a técnica proposta pode ser usada para a geração de modelos 3D integrados aos dados hiperespectrais multiangulares da câmara hiperespectral de quadro. A avaliação de todas as etapas demonstrou que esta tecnologia pode fornecer dados geométricos e espectrais precisos e os MDSHs resultantes possuem potencial para várias aplicações de sensoriamento remoto.