Efectes de la compressió amb pèrdua en les imatges de Teledetecció i la cartografia resultant

Resum

La teledetecció proporciona, probablement, la més enorme font de dades de la qual la_x000D_ humanitat disposa sobre el planeta. I aquesta generació de dades continua creixent a un ritme_x000D_ vertiginós, no només perquè els satèl·lits existents segueixen enviant imatges, sinó també_x000D_ perquè es llancen nous satèl·lits, en molts casos capaços de generar encara més informació._x000D_ Aquest procés comporta enormes possibilitats d’aplicació, però també una important_x000D_ problemàtica de maneig de tota aquesta informació i una creixent necessitat de formats de_x000D_ compressió que permetin disminuir el volum de dades emmagatzemades sense disminuir_x000D_ significativament la qualitat de les imatges per a aplicacions posteriors. A més a més, el nou_x000D_ paradigma de les Infraestructures de Dades Espacials (IDE), promou l’establiment de serveis de_x000D_ dades web, que habitualment requereix de l’ús d’estratègies de compressió per a transferir_x000D_ imatges de manera repetitiva a entorns d’ample de banda potser restringit._x000D_ L’objectiu principal d’aquesta Tesi doctoral és estudiar i quantificar els efectes de diferents_x000D_ tècniques de compressió amb pèrdua en la cartografia generada a través d’imatges de_x000D_ teledetecció, considerant diferents tipus d’imatges, escenaris geogràfics, mètodes de generació_x000D_ de cartografia i opcions de compressió (estàndard: JPEG, JPEG 2000 o CCSDS; moment en què_x000D_ es comprimeix: a bord o usuari; diversos nivells de compressió)._x000D_ Entre les principals aportacions s’ha descobert que l’efecte de la compressió depèn de la_x000D_ metodologia emprada per a obtenir la cartografia desitjada, de l’estàndard de compressió_x000D_ emprat, del moment en què la compressió s’ha realitzat i de la fragmentació de la zona a_x000D_ cartografiar. Les zones més fragmentades accepten menys compressió, especialment si s’usen_x000D_ els estàndards menys eficients. JPEG 2000 obté millors resultats que JPEG clàssic quan s’aplica a_x000D_ nivell d’usuari, especialment si s’empra compressió 3D en JPEG 2000. CCSDS obté millors resultats que JPEG 2000 quan s’utilitza a bord a raons de compressió baixes (les desitjades en_x000D_ aquest entorn) i si el rang dinàmic de la imatge és petit baix (fins a 1000). Finalment,_x000D_ l’adaptació de l’estàndard JPEG 2000 per a codificar les zones de NODATA és factible emprant_x000D_ tècniques de codificació que milloren la fidelitat de la compressió evitant codificar la zona_x000D_ definida com a NODATA, i permetent mantenir la seva definició, de gran utilitat per als usuaris_x000D_ de teledetecció._x000D_ Des d’un punt de vista més quantitatiu, els resultats de la tesi mostren que quan s’utilitzen_x000D_ tècniques de fotointerpretació sobre ortoimatges per a obtenir un mapa categòric d’usos del sòl,_x000D_ una compressió JPEG 2000 del 5:1 pot ser aplicada sense obtenir efectes en la cartografia_x000D_ obtinguda, més enllà dels propis deguts a la subjectivitat del fotointèrpret. Quan s’usen models_x000D_ de regressió per a obtenir variables quantitatives com la temperatura mitjana o mínima anual, a_x000D_ partir de dades de teledetecció (temperatura de superfície terrestre i NDVI) i/o variables_x000D_ geogràfiques (altitud, latitud, continentalitat, etc.), la compressió JPEG 2000 no afecta a la_x000D_ regressió fins a raons de compressió molt elevades (25:1 o 5:1 segons si s’usen només variables_x000D_ climàtiques o també variables de teledetecció). Si l’objectiu és la classificació píxel a píxel_x000D_ multitemporal d’imatges de satèl·lit per a obtenir mapes d’usos del sòl, la compressió aplicada_x000D_ pot ser diferent en funció del tipus de paisatge (zona de boscos o de conreus) i la fragmentació_x000D_ de la zona. El rang de compressions JPEG 2000 admeses varien des del 3.33:1 o 5:1 en el pitjor_x000D_ dels casos (zones de boscos fragmentades) fins l’100:1 (zones de conreus menys_x000D_ fragmentades). Si la classificació s’obté a través de tècniques de segmentació (grups de píxels),_x000D_ les conclusions indiquen que fins a compressions JPEG 2000 de 20:1 (depenent de la_x000D_ fragmentació de la zona), la classificació obtinguda és similar a la classificació original.

Data del Ajut	10 de des. 2010
Idioma original	No s'ha definit/desconegut
Supervisor	Xavier Pons Fernandez (Director/a)