การตัดข้อมูลภาพถ่ายฯ ด้วย Image Analysis บน ArcView

การตัดข้อมูลภาพถ่ายฯ ไม่ใช่เรื่องยากในปัจจุบัน และมีหลายโปรแกรมที่ใช้งานได้ ในที่นี้ผมนำเสนอทางเลือกไว้ สำหรับผู้ที่ยังคงใช้โปรแกรม ArcView อยู่ เพียงแต่ว่าเราจะต้องมี Extension ชื่อ Image Analysis (คิดว่าก็คงต้องซื้อหรือเปล่า) ถ้าใครมีอยู่แล้ว ไม่ว่าจะเป็นที่ทำงานซื้อไว้ หรือยืมเพื่อนมาใช้งานก็ ทดลองใช้งานดูครับ เป็นการตัดข้อมูลภาพถ่ายที่ง่ายมากๆ

1. เปิด Extension

Image Analysis

2. เปิดภาพ

Satellite Image

3. เปิดชั้นข้อมูล Polygon ที่จะนำมาตัด

Polygon

4. เลือกข้อมูล Polygon ที่จะนำมาตัด ใน Image Analysis Properties

Image Analysis Properties

5. เลือก Subset เพื่อตัดภาพ

Subset

การตัดข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมจากค่า pixel ตอนที่ 2

ในตอนที่ 1 จะเป็นการตัดภาพๆ เดียวที่เป็นภาพ pan-sharpened (psp)อยู่แล้ว โดยใช้ค่า pixel แต่ในตอนที่ 2 นี้จะทำการตัดภาพ ms (ภาพสี) และภาพ pan (ขาว-ดำ) ให้มี pixel ตรงกัน คือจะทำการแยกตัดทีละภาพก่อน แล้วค่อยนำทั้ง 2 ภาพที่ได้หลังการตัด ไปทำ psp ในโปรแกรม highview ต่อไป

ในกรณีนี้จะเลือกใช้เมื่อต้องการข้อมูล psp ในพื้นที่เล็กๆ (ตามต้องการ) แต่ข้อมูลภาพต้นฉบับเป็นภาพที่มีขนาดใหญ่มากๆ การที่จะมาทำ psp ก่อนแล้วมาตัดภาพในภายหลังคงไม่ใช่วิธีที่ดีนัก เพราะจะต้องเสียเวลาในการประมวลผล psp หลายชั่วโมง หรือบางที่ก็เป็นวัน ดังนั้น เราควรตัดภาพให้เล็กลงก่อนและทำ psp จะดีที่สุด เพราะใช้เวลาไม่ถึง 30 นาทีก็เสร็จแล้ว

วิธีการนี้ก็ทำในโปรแกรม ENVI เหมือนเดิม

1. เปิดภาพที่เป็น til ของทั้ง pan และ ms ขึ้นมาก่อน

Pan & MS

2. ทำการคำนวณค่า pixel ให้ ms : pan เป็น 1 : 4 เช่น

ms 4257 x 54495

MS Pixel

pan 17028 x 217980

Pan Pixel

แสดงว่าเป็น 1 : 4 กัน คือ นำค่า 4257 x 4 = 17028 และ 54495 x 4 = 217980

3. ไปที่เมนูใหญ่สุดของ envi และเลือก File — Save File As — TIFF/GeoTIFF

4. เลือก Spatial Subset ของภาพ ms ก่อน โดยใช้วิธีแบบ Image และลากขอบเขตให้ได้พื้นที่ตามต้องการ

Spatial Subset

5. จดค่า Samples และ Lines ของ ms ไว้ทั้ง 6 ตัว และทำการ Subset ข้อมูล ms

MS Samples & Lines

6. นำค่า Samples และ Lines ของ ms ในข้อที่ 5 มาคำนวณค่า Samples และ Lines ของ pan เพื่อจะใช้ในการ Spatial Subset ของ pan (ให้มีค่า pixel ของ ms และ pan ที่ตรงกัน สำหรับการนำไปทำ psp ต่อไป)
 

ms (samples)             1065               3192               2128
ms (lines)                    41724            43000             1277

pan                               (4ms)-3          4ms                4ms
pan (samples)            (4×1065)-3    4×3192          4×2128
pan (samples)            4257               12768            8512

pan (lines)                   (4×41724)-3          4×43000          4×1277
pan (lines)                   166893                  172000             5108

 
7. ไปที่เมนูใหญ่สุดของ envi และเลือก File — Save File As — TIFF/GeoTIFF — เลือก Spatial Subset ของภาพ pan

8. ใส่ค่าที่คำนวณได้ลงไปทั้ง 6 ช่อง และทำการ Subset ข้อมูล pan

Pan Samples & Lines

9. ข้อมูล ms (ข้อ 5) และข้อมูล pan (ข้อ 8) จะมี pixel ตรงกันและเป็นสัดส่วน 1 : 4 สามารถที่จะนำไปทำ psp ในโปรแกรม highview ได้

PSP

การตัดข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมจากค่า pixel ตอนที่ 1

ในโปรแกรม ENVI มีวิธีการตัดข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมหลายวิธี ได้แก่ ตัดจากค่า Pixel ตัดจากค่าพิกัด ตัดจากภาพ และตัดจากข้อมูล Vector ต่างๆ ซึ่งปกติงานที่ทำจะนิยมตัดแบบภาพและตัด 1 – 2 ชิ้น เนื่องจากง่ายต่อการมองเห็นภาพและเลือกพื้นที่ติดด้านบนและด้านล่าง จะสร้างให้มี Overlap กันก็ได้แล้วแต่ต้องการ แต่ในบางกรณีที่ต้องการตัดภาพหลายๆ ชิ้น เพื่อให้สามารถเก็บบันทึกลงแผ่น DVD ได้ ยกตัวอย่างเช่น ไฟล์ภาพขนาด 22 GB ก็ต้องแบ่งออกเป็น 6 ชิ้นๆ ละ 3.67 GB ก็พอดีกับแผ่น DVD แต่ละแผ่น ถ้ามีข้อมูล Vector ก็สามารถเลือกและตัดได้ แต่ถ้าไม่มีก็คงต้องอาศัยการคำนวณตัดจากค่า Pixel ซึ่งก็ไม่ได้ยุ่งยากอะไร เพียงแต่ก็นำค่า Pixel ทั้งแนวกว้างและยาวมาคำนวณ + – กันนิดหน่อย

Pixel

Spatial Subset

Require Area

Configuration
จากการคำนวณตัดภาพ 6 ชิ้น แต่ละชิ้นสามารถมีค่า Pixel ดังนี้

A = 1 – 14057 = 14057
= 1 – 19122 = 19122

B = 14058 – 28114 = 14057
= 1 – 19122 = 19122

C = 1 – 14057 = 14057
= 19123 – 38244 = 19122

D = 14058 – 28114 = 14057
= 19123 – 38244 = 19122

E = 1 – 14057 = 14057
= 38245 – 57366 = 19122

F = 14058 – 28114 = 14057
= 38245 – 57366 = 19122

ภาพที่ตัดได้แต่ละชิ้นก็จะมี pixel ต่อกันพอดี

ซูม ภาพ A (ด้านขวา) จะต่อกับภาพ B (ด้านซ้าย) ภาพล่าง

Zoom Picture A

ซูม ภาพ B (ด้านซ้าย) จะต่อกับภาพ A (ด้านขวา) ภาพบน

Zoom Picture B

ข้อสังเกตสำหรับการตัดข้อมูล Raster ด้วย Vector

ข้อมูล Raster จะมีลักษณะเป็นช่องสี่เหลี่ยมจตุรัสเรียงต่อๆกันหรือที่เรียกว่า Pixel ในแต่ละ Pixel จะมีค่าตัวเลขประจำกำหนดไว้ ไม่ว่าจะเป็น Digital Number หรือ Pixel Value ซึ่งจะเป็นการบอกถึงค่าสีที่ประจำอยู่ภายใน

ค่า Pixel Value ในข้อมูล Raster แบบขาว-ดำ

B/W Pixel

ค่า Pixel Value ในข้อมูล Raster แบบสี (RGB)

RGB Pixel

ในการตัดข้อมูล Raster ด้วย Vector นั้นค่า Pixel Value ของข้อมูลใหม่ที่ได้ออกมาจะไม่มีการเปลี่ยนแปลง แต่สิ่งที่จะมีการเปลี่ยนแปลงคือตำแหน่งของ Pixel ที่จะต้องถูกเลื่อนให้ตรงกับตำแหน่งของแนวขอบ Vector ที่ใช้ตัด ซึ่งจะมีการเลื่อนไม่เกินครึ่งหนึ่งของขนาด Pixel

ข้อมูล Raster และแนวขอบ Vector ที่จะใช้ตัด

Vector Clip

ตำแหน่ง Pixel ของข้อมูล Raster (ก่อนตัด) และแนวขอบ Vector ที่จะใช้ตัด

Zoom Vector Clip

ตำแหน่ง Pixel ของข้อมูล Raster (หลังตัด) และแนวขอบ Vector ที่จะใช้ตัด

Result

ข้อมูล Raster ที่นำมาใช้เป็นตัวอย่างนี้ เป็นของข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมรายละเอียดสูง ที่มีขนาดรายละเอียดภาพ (Resolution) 50 เซนติเมตร ซึ่งก็คือมีขนาด Pixel ใน 1 Pixel กว้าง 50 x 50 เซนติเมตร ดังภาพจะเห็นว่าตำแหน่งใหม่เลื่อนออกจากตำแหน่งเดิมไป 18 เซนติเมตร เพราะขนาด Pixel ไม่สามารถตัดแบ่งได้ ถ้าไม่ต้องการให้ตำแหน่งข้อมูลเลื่อนออกต้องทำการกำหนดแนวขอบ Vector ให้ตรงกับขนาดของ Pixel ซึ่งในทางปฏิบัติ ทำได้ยากถ้าข้อมูล Vector มีความซับซ้อนมาก