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 Satellitenbildverarbeitung im Rahmen des Verbundprojektes ENVILAND/ENVILAND 2

Projektträger:  

gefördert durch das Deutsche Zentrum für Luft- und Raumfahrt (DLR) mit Mitteln des Bundesministeriums für Wirtschaft und Technologie 

Projektpartner:  

Jena-Optronik GmbH 

 

ZFL-Bonn 

 

FSU-Jena 

 

Projektdauer:  

2004 - 2012 

Teilprojektleiter:  

PD Dr.-Ing. habil. K.-H. Franke  

Ansprechpartner:  

Dipl.-Ing. Torsten Koch 

Mehr Informationen:  

http://www.enviland-2.uni-jena.de/ 

Im Rahmen verschiedener Missionen zur Fernerkundung der Erdoberfläche, wie z.B. durch ENVISAT, Landsat, Ikonos, Quickbird, ERS, Rapid Eye, TerraSAR-X und durch Flugzeug gestütztes E-SAR, entsteht multimodales Bildmaterial sowohl aus dem optischen Spektralbereich als auch Radar-Daten unterschiedlicher Polarität und Auflösung. Diese können zur Lösung vielfältiger Problemstellungen eingesetzt werden. Ziel der Verbundprojekte ENVILAND und ENVILAND 2 ist die automatische Erzeugung von Landoberflächenkartierungen im Ergebnis eines weitestgehend automatisierten Verarbeitungsprozesses. Damit sollen Aufgaben, wie z.B. die automatische Kartierung von Feldfruchtarten, die Ermittlung biophysikalischer Kenngrößen und die Erfassung der Änderungsdynamik, gelöst werden. Gegenstand der Arbeiten ist die Entwicklung einer prototypischen Software-Prozesskette. Jeder Prozessschritt übernimmt eine spezifische Aufgabe (Geokodierung, Kantenextraktion, Registrierung, Segmentierung, Klassifikation). Dabei müssen extreme Datenmengen verarbeitet werden müssen.

Der thematische Schwerpunkt des Zentrums für Bild- und Signalverarbeitung (ZBS) liegt hierbei auf der Entwicklung von Registrierungs- und Segmentierungsalgorithmen und deren leistungsfähiger Umsetzung. Daneben wurden Algorithmen und Konzepte zur Klassifikation (z.B. Support-Vector-Machines & Ensemble-Systeme) und Schwellwertextraktionsverfahren erarbeitet und verfügbar gemacht (siehe untenstehende Abbildung der Prozesskette, die Ergebnisse unserer Arbeit finden sich in den rot umrahmten Funktionsblöcken).

Enviland-2 Prozesskette

Die Voraussetzung zur synergetischen Verarbeitung multimodaler Daten ist es, gestörtes Bildmaterial unterschiedlicher Modalität (SAR, optisch (VIS), NIR, TIR) und Auflösung subpixelgenau zu registrieren. Herausfordernd ist dabei die Tatsache, dass durch die Bildmoden die Landoberfläche zum Teil in unterschiedlicher, komplementärer Art und Weise erfasst wird. Im Vorfeld müssen, angepasst an die modentypischen Messunsicherheiten, leistungsfähige Filterverfahren eingesetzt werden.
Sowohl das Segmentierungsverfahren als auch die Konzepte zur segmentbasierten Klassifikation schöpfen den Informationsgehalt des Datenaufkommens im Sinne der gewünschten Prozessierungsziele optimal aus.

Landsat-5-Szene Ergebnis der SVM-Klassifikation
Abbildung 1: Ausschnitt einer Landsat-5-Szene der Region Köln-Bonn (RGB-Komposit der Kanäle 5,4,3) Abbildung 2: Ergebnis der SVM-Klassifikation (blau = urbane Region; gelb= Wasser; grün= Wald; weiß,rosa, hellrot= Landwirtschaft)
Torsten Koch
Rico Nestler
Karl-Heinz Franke
Determinierte semantische Segmentierung multikanaliger Daten zur automatischen Prozessierung von Fernerkundungsdaten



Posterveröffentlichung im Rahmen des 1. Gemeinsames Arbeitskreis-Treffen des AK „Fernerkundung“ der DGfG und des AK „Auswertung von Fernerkundungsdaten“ der DGPF in Bochum am 4./5.10.2012
Oktober 2012
Torsten Koch
Rico Nestler
Karl-Heinz Franke
Segmentierung mehrkanaliger Datenaufkommen am Beispiel einer Ver­ar­bei­tungs­ket­te für die Fern­er­kun­dung



Proceedings of 18. Workshop Farbbildverarbeitung, ISBN: 978-3-00-039639-7, Darmstadt, Deutschland, 27.-28.9.2012, pp. 149-157
September 2012
Torsten Koch,
Rico Nestler,
Karl-Heinz Franke
"Verfahren zur Registrierung von mehrkanaligem Bildmaterial unterschiedlicher Modalitäten"

Proceedings of 17. Workshop Farbbildverarbeitung, ISBN: 978-3-00-035834-0, Konstanz, Deutschland, 29.-30.9.2011, pp. 73-84
September 2011 -
T. Koch,
R. Nestler,
T. Kubertschak
"The Advantage of Segment-Based Classification of Multi-Modal, Multi-Temporal and High-Resolution Satellite Images"

Crossing Borders within the ABC - Automation, Biomedical Engineering & Computer Science, 55. Internationales Wissenschaftliches Kolloquium 2010 der TU Ilmenau, TU Ilmenau (Hrsg.), ISBN: 978-3-938843-53-6
September 2010 -
C. Lucht
R. Nestler
K.-H. Franke
"Landnutzungsklassifikation auf multisensorischen und multispektralen Bilddaten - Anforderungen und Lösungsansätze"

Beitrag zum 15. Workshop Farbbildverarbeitung 2009, Berlin, 08.-09. Oktober 2009
Oktober 2009 pdf-Dokument
T. Koch
T. Kubertschak
K.-H. Franke
"Aspekte der Segmentierung von Bildmaterial aus multispektralen Merkmalsräumen am Beispiel von Satellitendaten"

Beitrag zum 15. Workshop Farbbildverarbeitung 2009, Berlin, 08.-09. Oktober 2009
Oktober 2009 pdf-Dokument
T. Koch
K.-H. Franke
"Aspekte der strukturbasierten Fusion multimodaler Satellitendaten und der Segmentierung fusionierter Bilder"

Beitrag im Rahmen des 52. Internationalen Wissen-
schaftlichen Kolloquiums 2007
der TU Ilmenau
September 2007 pdf-Dokument

  Flyer: Softwaremodule zur Registrierung, Segmentierung und Klassifikation
  multisensoraler Bilder

Kontakt: Dipl.-Ing. Torsten Koch, Tel.: 03677-689768-4
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