การปรับสีข้อมูลภาพถ่าย ด้วยวิธี Discreate DRA

วิธีการปรับสีข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียม โดยมุ่งเน้นที่การดูภาพให้สวยงามเป็นหลัก ซึ่งไม่ได้คำนึงถึงความถูกต้องของค่า DN ของภาพต้นฉบับ ที่จะนำไปใช้ในการ Classification ที่อยู่ในข้อมูลภาพจริงๆ นั้น มีหลายโปรแกรมทางด้าน GI ที่สามารถใช้งานปรับสีได้ เช่น QGIS ArcGIS ENVI PCI และ ERDAS เป็นต้น ซึ่งแต่ละโปรแกรมก็จะมีขั้นตอน วิธีการ และความละเอียดในการปรับแต่งที่แตกต่างกันออกไป ขึ้นอยู่กับความถนัดของแต่ละคน

วิธีการปรับสีโดยใช้ Discreate DRA ก็เป็นวิธีการหนึ่งในโปรแกรม ERDAS 2014 ที่ทำให้การปรับสีมีความสะดวกและง่ายต่อการใช้งาน ซึ่งขั้นตอนก็ใช้งานก็ไม่ได้ยุ่งยากซับซ้อนมาก ซึ่งตัวอย่างที่มาเสนอนี้เป็นการปรับสีข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียม LANDSAT-8 ที่ผ่านการทำ Pan-Sharpened มาแล้ว และมีจำนวน 8 ช่วงคลื่น ให้ดังนี้

1. เปิดข้อมูลภาพถ่ายบนโปรแกรม ERDAS ซึ่งจะได้ภาพที่มืดๆ

Original

2. ไปที่แท็บ Multispectral และเลือก Discreate DRA
(กรอบสีเขียว ก็สามารถใช้ปรับสีได้)

Discreate DRA

3. ทำการ Zoom หรือ Pan บนภาพ เพื่อให้ได้สีบนภาพที่สวยงามตามความต้องการ ทุกๆ การ Zoom หรือ Pan สีของภาพจะมีการเปลี่ยนแปลงไปตลอดเวลา

View 1

View 2

View 3

4. เมื่อ Zoom หรือ Pan จนได้สีของภาพ จนเป็นที่พอใจแล้ว ให้เลือก DRA Properties เพื่อทำการนำค่าสีนั้นๆ ไปใช้กับทั้งหมดของภาพ

DRA Properties

5. การทำส่งออกข้อมูลภาพ จาก 8 ช่วงคลื่น ไปเป็น 3 ช่วงคลื่น แบบ RGB พร้อมค่าสีที่ได้มีการเลือกไว้

Export to RGB

6. ผลลัพธ์ที่ได้เป็น RGB:432

ไม่เลือก Ignore Zero in Output Stats (จากข้อ 5)

Result 1

เลือก Ignore Zero in Output Stats (จากข้อ 5)

Result 2

การสร้างข้อมูลภาพถ่ายแบบออร์โท โดยใช้โปรแกรม ERDAS LPS 9.2

มีโอกาสเข้ารับการฝึกอบรมการทำออร์โทจากข้อมูลภาพดาวเทียม THEOS ที่ สทอภ. โดยใช้โปรแกรม ERDAS LPS ซึ่งจะเขียนอธิบายคร่าวๆ พอให้เห็นภาพรวมของขั้นตอนการทำงานและเป็นการเตือนความจำของตัวเองในการทำภาพออร์โท เนื่องจากเนื้อหาที่ละเอียดทั้งหมดเป็นหลักสูตรจาก สทอภ.

ข้อมูลที่ใช้ในการทำภาพออร์โทประกอบไปด้วย

1. โปรแกรม ERDAS LPS 9.2

ERDAS LPS 9.2

2. ข้อมูลดาวเทียม THEOS Level 1A

THEOS Level 1A

3. ไฟล์ GCP.txt + ไฟล์ Description แต่ละจุด

GCP.TXT

Description

4. ข้อมูล DEM จาก GDEM

GDEM 30 m.

วิธีการมีดังนี้

1. เปิด LPS เลือก New… และตั้งชื่อ Block File หรือ Project

2. กำหนด Geometric Model ได้แก่ Orbital Pushbroom — THEOS

3. กำหนดระบบพิกัดเป็น UTM WGS84 Zone 47N + กำหนดค่าความสูงคร่าวๆ ในพื้นที่ ในที่นี้กำหนดไว้ 90 เมตร (Average Elevation)

4. เปิดข้อมูลภาพ THEOS Level 1A

5. กดปุ่ม Point Measurement — เลือก Classic Point Measurement Tool

6. เลือก Import or Export Points

Import GCP.TXT

7. เลือก WhiteSpace และ Return NewLine (DOS)

8. Select All จุด GCP ที่นำเข้ามาทั้งหมด และเลือก รูปโซ่ (Compute Image Coordinates From The Ground Points)

9. เลื่อนแต่ละจุด GCP ให้ตรงตำแหน่งตาม Description บนข้อมูลภาพ THEOS

GCP & Description

10. เมื่อเลื่อน GCP ครบทั้งหมดแล้ว — กดปุ่ม Save และให้ทำการคำนวณ Triangulation ที่รูปสามเหลี่ยม (Triangulation Properties)

11. General — Pixels, Point — Fixed values, Exterior — No weight, และ Advanced Options — เลือก Use Image Observations of Check Points in Triangulation

12. กดปุ่ม Run เพื่อดูสรุปผลการคำนวณ

13. กดปุ่ม Report เพื่อดูผลการคำนวณอย่างละเอียด

14. กดปุ่ม Accept ยอมรับผลการคำนวณ

15. เปิดหน้าต่าง Point Measurement

16. กดปุ่ม Start Ortho Resampling Process — ใส่ Output — ใส่ GDEM — เลือก Cubic Convolution

Ortho Resampling

17. ผลลัพธ์ ข้อมูลภาพถ่ายแบบออร์โท

Ortho Photo

การสร้างภาพ Anaglyph

มีโจทย์จากหัวหน้าว่าอยากจะทำภาพ Anaglyph ที่เป็นภาพสีน้ำเงินเลื่อมกับสีแดง ซึ่งการดูภาพนี้จะต้องใช้คู่กับแว่นตา 3 มิติที่เป็นสีน้ำเงิน (ตาขวา)และสีแดง(ตาซ้าย)

3D Eyeglasses

ในการดู ซึ่งจะเห็นภาพนูนและยุบลงไปตามสภาพพื้นที่ ปกติการถ่ายภาพแบบนี้จะใช้ภาพ 2 ภาพที่ถ่ายพื้นที่เดียวกันแต่ตั้งกล้องถ่ายไว้คนละมุม ภาพถ่ายทั่วไปที่เราได้จากล้องถ่ายรูปที่มีขายตามร้านต่างๆ ก็สามารถนำมาสร้างเป็นภาพ Anaglyph ได้ แต่ต้องไปหาดาวน์โหลดโปรแกรมมาเอง ซึ่งมีทั้ง Freeware และ Commercial แต่งานที่ได้รับมอบหมายมาเป็นข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียวที่เป็นภาพเดี่ยวไม่ใช่ภาพคู่ Stereo ซึ่งจะต้องใช้ร่วมกับ DEM ที่มีค่าระดับความสูงอยู่แล้ว ถ้าเป็นพื้นที่ภายในประเทศไทยยังจะพอหาหรือซื้อข้อมูลได้ แต่นี่พื้นที่เป็นของต่างประเทศจะไปหา DEM มาจากที่ไหนเนี่ย แต่โชคดีมีเพื่อนที่ทำงานที่เก่งทางด้านนี้อยู่เลยไปขอแนะนำ ได้ความมาว่าให้ไปดาวน์โหลด DEM ที่เป็น SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) ในเว็บ

http://srtm.csi.cgiar.org/SELECTION/inputCoord.asp

Download SRTM

โดย The CGIAR Consortium for Spatial Information (CGIAR-CSI) และให้บริการดวน์โหลดฟรีทั่วโลกที่ขนาดรายละเอียดจุดภาพ 90 เมตร ต้องการพื้นที่ไหนก็เลือกโหลดเอาไปได้เลย

หลังจากได้ SRTM มาแล้ว จึงนำมาทำภาพในโปรแกรม Erdas ข้อมูลที่ใช้นำเข้ามี 2 อย่าง คือ ภาพถ่ายจากดาวเทียมและ SRTM ที่มีระบบพิกัดและพื้นที่เดียวกัน เลือกไปที่ Interpreter — Topographic Analysis — Anaglyph — ใส่ข้อมูลลงไป — ok
ในคำสั่งนี้เราสามารถเลือกสัดส่วนของความสูงได้ จะใช้ภาพขาว-ดำหรือภาพสีก็ได้ หรือกำหนดสีที่จะเลื่อมกันเป็นสีเขียว น้ำเงินก็ได้

Anaglyph Generation

ภาพที่ได้ออกมาเมื่อดูกับแว่นตา 3 มิติ แล้วจะให้ความรู้สึกที่สมจริงมากกว่าดูภาพ แบบ 2 มิติธรรมดา

Panchromatic

Anaglyph

ในการดู ซึ่งจะเห็นภาพนูนและยุบลงไปตามสภาพพื้นที่ ปกติการถ่ายภาพแบบนี้จะใช้ภาพ 2 ภาพที่ถ่ายพื้นที่เดียวกันแต่ตั้งกล้องถ่ายไว้คนละมุม ภาพถ่ายทั่วไปที่เราได้จากล้องถ่ายรูปที่มีขายตามร้านต่างๆ ก็สามารถนำมาสร้างเป็นภาพ Anaglyph ได้ แต่ต้องไปหาดาวน์โหลดโปรแกรมมาเอง ซึ่งมีทั้ง Freeware และ Commercial แต่งานที่ได้รับมอบหมายมาเป็นข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียวที่เป็นภาพเดี่ยวไม่ใช่ภาพคู่ Stereo ซึ่งจะต้องใช้ร่วมกับ DEM ที่มีค่าระดับความสูงอยู่แล้ว ถ้าเป็นพื้นที่ภายในประเทศไทยยังจะพอหาหรือซื้อข้อมูลได้ แต่นี่พื้นที่เป็นของต่างประเทศจะไปหา DEM มาจากที่ไหนเนี่ย แต่โชคดีมีเพื่อนที่ทำงานที่เก่งทางด้านนี้อยู่เลยไปขอแนะนำ ได้ความมาว่าให้ไปดาวน์โหลด DEM ที่เป็น SRTM (Shuttle Radar Topography Mission) ในเว็บ

Subset Raster with Map Series

การทำงานกับข้อมูลปริมาณมากๆ ที่มีรูปแบบการจัดการเหมือนๆ กันทุกครั้ง การนั่งกดทีละคำสั่งซ้ำแล้วซ้ำเล่าก็คงจะไม่ใช่วิธีที่ดีนัก นอกจากจะทำให้เสียเวลาต้องมานั่งอยู่หน้าเครื่องคอมพิวเตอร์ตลอดเวลาแล้ว ยังทำให้น่าเบื่อและมีอาการเครียดเกิดขึ้นได้ สมมุติว่าผมต้องการนั่ง Subset ภาพถ่ายจากดาวเทียมตามขอบเขตระวางที่หัวหน้ากำหนดไว้ 1000 ระวาง ถ้าผมต้องการนั่งเลือกระวาง ตัดภาพ พิมพ์ชื่อภาพตามระวาง และบันทึก ทั้งหมดก็คงต้องนั่งทำงานเป็นเดือน เพราะไหนจะต้องมานั่งรอโปรแกรมตัดภาพให้เสร็จ 1 ระวาง ถึงจะทำระวางที่ 2 ต้องไปได้ ไม่ไหวๆ ทำเวลาไปทำอย่างอื่นดีกว่า 555

วิธีการของผมก็คือ ทำ Map Series ใน Erdas ครับ แต่กว่าจะได้วิธีนี้ออกมาต้องลองผิดลองถูกหลายวิธีเหมือนกัน ไม่ว่าจะเป็นการเขียน batch file การเขียน Python บน ArcGIS แต่สุดท้ายแล้ววิธีนี้ดีที่สุด สะดวกและประหยัดเวลาโคตรๆ วิธีนี้มี 3 ขั้นตอนหลัก ได้แก่

1. การ Mosaic ภาพ

Map Series 1

ภาพที่ Mosaic เสร็จแล้ว

2. เตรียมขอบเขตระวางที่ต้องการจะนำไปตัด

Map Series 2

ขอบเขตและชื่อแต่ละระวางที่เราจะนำไปตั้งให้เป็นชื่อภาพหลังจากตัดภาพเสร็จแล้ว

3. เอาข้อ 2 (ขอบเขตระวาง) ไปตัดกับข้อ 1 (ภาพที่ Mosaic แล้ว) จะได้ภาพแต่ละระวางออกมา

Map Series 3

ตัวอย่างภาพแต่ละระวางที่มีชื่อและขอบเขตตามต้องการ

สำหรับการ Mosaic นั้น ผมมีข้อแนะนำอยู่ 2 อย่างครับ
1. ถ้าบันทึกข้อมูลที่ Mosaic เป็นนามสกุล Tif จะได้ขนาดไฟล์ไม่เกิน 4 G แต่ถ้าเป็น img จะได้มากกว่า 35 GB แน่นอน แต่ไม่รู้ว่าจริงๆ แล้ว Support ได้สูงสุดเท่าไร น่าจะเป็น 100 GB (มั้ง)
2. ถ้าเนื้อที่ใน Drive C: เหลือ 9 GB สามารถประมวลผล (Mosaic) และเก็บข้อมูลที่อยู่ใน Drive D: ขนาด 35 GB ได้

เปิดเอกสาร

การแก้ไขภาพถ่ายขาวดำให้เป็นภาพสี

เคยสงสัยไหมครับ ว่าทำไมบางครั้งเราเปิดภาพถ่ายจากดาวเทียมหรือภาพถ่ายทางอากาศขึ้นมาด้วยโปรแกรมดูภาพทั่วไป เช่น AcdSee Snagit หรือ Photoshop แล้วภาพมันเป็นขาวดำ ทั้งๆ ที่มันควรจะเป็นภาพสีเหมือนเวลาเปิดดูจากโปรแกรมทางด้าน RS หรือ GIS แม้ว่าเราจะปรับให้เป็น mode ใดๆ ก็ตามใน Photoshop ก็เป็นขาวดำอยู่ดี ซึ่งภาพก็ไม่ได้เป็นระดับ bit ที่พิศดารอะไร นั้นคือเป็น 8 bit ธรรมดา

เปิดกับ AcdSee

Alpha 1 ACDSee

ผมไปสังเกตเห็น Channels การแสดงผลใน Photoshop ซึ่งเป็น Gray, Alpha1, และ Alpha 2 ไม่ได้เป็น RGB เหมือนในภาพทั่วไปที่เราเปิดออกมาเป็นภาพสี นั่นคือภาพนี้มันถูก export ออกมาให้อยู่ใน Channels ที่เป็นของ Multispectral ซึ่งโปรแกรมดูภาพไม่สามารถจะอ่านได้

ดู Channels ใน Photoshop

Alpha 2 Photoshop

วิธีการแก้ก็คือเราต้องไป export คืนให้ Multispectral ไปเป็น RGB ซึ่งเป็นการเปลี่ยน Channels ของภาพ โดยไม่ทำให้ค่า Digital Number ของภาพเสียไป สามารถเปิดดูได้ทั้งโปรแกรมปกติและโปรแกรมทางด้าน Geo-Informatics ในที่นี้ผมไป export ที่ Erdas — Import Module — Export (Radio Button) — เลือกภาพแล้วกด OK มันจะขึ้นมาให้เลือก Export Band Selection เปลี่ยนจาก Multispectral เป็น RGB แล้วกด OK ก็จะได้ภาพสีที่สามารถนำไปเปิดดูได้กับทุกโปรแกรม

Export เป็น RGB

Alpha 3

เปลี่ยน Multispectral เป็น RGB

Alpha 4

ภาพที่แก้ไขเสร็จแล้ว

Alpha 5

หากภาพที่ต้องการ Export มีจำนวนมากๆ หลายร้อยหรือหลายพันภาพ แนะนำเขียนเป็น Batch File (*.bcf) แล้วสั่ง Run ครั้งเดียวจะทำงานได้เร็วกว่า มานั่งเลือก Export ทีละภาพๆ

การทำภาพ Pan-Sharpened

การทำภาพ Pan-Sharpened เพื่อต้องการให้ได้ภาพที่มีความคมชัดของรายละเอียดจุดภาพ (Resolution) และเป็นภาพสี การทำภาพแบบนี้นิยมใช้กับข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมรายละเอียดสูงที่มีระบบการบันทึกภาพขาวดำ (Panchromatic) และภาพสี (Multispectral) พร้อมกัน เช่น ดาวเทียม IKONOS QuickBird WorldView และ GeoEye หรือจะเป็นข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียมรายละเอียดปานกลางก็ได้ เช่น Landsat SPOT หรือ THEOS

Panchromatic

Panchromatic

Multispectral

Multispectral

Pan-Sharpened

Sharpened

เปิดเอกสาร