معالجة الخطوط السوداء في مرئيات Landsat_7

[د. أياد محمد]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته،
صور المتحسس +ETM للقمر الصناعي Landsat_7 الملتقطة بعد شهر سبتمبر 2003 والتي تحتوي على ما نسبته 22% من الخطوط السوداء (SLC-off) التي تغطي الصورة والناتجة عن العطل الفني الذي أصاب المرآة العاكسة في المتحسس تحتاج الى معالجة خاصة لإزالة آثارها.

ارفق لكم احدى طرق معالجة تلك الخطوط وذلك باستبدالها ببيكسلات مأخوذة من صور لنفس المنطقة التقطت بفترة قريبة قبل او بعد تاريخ الصورة التي يراد اجراء التصحيح لها. الرابط الآتي يوضح طريقة المعالجة بإستخدام برنامج Erdas Imagine

http://www.4shared.com/file/136723599/f5648bba/Landsat_7_ETM_SLC-off_data.html

المصدر من http://landsat.usgs.gov
بالتوفيق ان شاء الله.

[ايهاب مرسى]

أخى العزيز
المعالجه غير مفهومه أذا كان من الممكن شرحها بطريقتك بطريقه أبسط وأكثر تفصيلا

[علي عبد عباس العزاوي]

مشكور اخي العزيز د.اياد المحترم على الوضوع المفيد جدا واذا بالامكان اعطاء بعض التوضيات لتعم الفائدة وجزاك الله خيرا على المساهمات الرائعة

[د. أياد محمد]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته،

ابتداءا احب ان اقدم شكري واعتزازي بكل من كان رد له هنا ومن اهتم بالموضوع وما تم توجيه من شكر من قبل الأخ العزيز د. فيصل جبر و الأخ العزيز د. علي عبد عباس العزاوي والأخوة والأخوات الأعزاء ايهاب وسهام .

سأحاول ان أوضح خطوات معالجة الخطوط السوداء في مرئيات المتحسس +ETM المحمول على القمر الصناعي Landsat 7.
1- ان اصل الفكرة هي ان الصورة الفضائية متكونة من مصفوفة من البيكسلات Pixels وكل منها لها قيمة رقمية DN value، والقيمة الرقمية لبيكسلات الخطوط السوداء تكون صفرا.مما يعني فقدان بيانات المناطق الأرضية الواقعة ضمن تلك الخطوط.
2- فكرة عملية المعالجة هي في استبدال بيكسلات تلك الخطوط السوداء بأخرى سليمة من صور واحدة (او اكثر) ملتقطة لنفس المنطقة وبنفس المتحسس وبالدقة المكانية Spatial resolution نفسها، ويفضل ان تكون تلك الصور قد التقطت مباشرة قبل او بعد الصورة ذات الخطوط السوداء. والسبب في ذلك لكي لا يكون التغاير كبيرا في معالم الغطاء الأرضي واستعمالات الأرض Land cover and land use في منطقة الدراسة. وكذلك لتجنب تأثيرات التغيرات الموسمية في زاوية ارتفاع الشمس عن الأرض باختلاف فصول السنة وما يسببه من تباين في طبيعة الأشعة المنعكسة عن سطح الأرض.
3- الآن لنأتي الى كيفية استعمال برنامج ERDAS IMAGINE في معالجة تلك الخطوط، وقبل كل شيء يجب ان تكون الصورة بالخطوط السوداء (ولنسمها الأولى) والصورة السليمة (ولنسمها الثانية) متوافقة اشعاعيا وهندسيا. اي بمعنى ان لاتوجد فروق كبيرة في تاريخ التقاط الصورتين وان تكونا مسجلتين الواحدة الى الأخرى registered (image to image.
4- في برنامج ERDAS IMAGINE افتح model-maker وارسم المخطط الموجود في الملف المرفق في موضوعي اعلاه.
5- خصص الشكل الموجود في يسار المخطط لتحميل نطاق واحد في كل مرة (او كل نطاقات الصورة مرة واحد) والخاص بالصورة الأولى.
6- خصص الشكل الموجود في يمين المخطط لتحميل نطاق واحد في كل مرة (او كل نطاقات الصورة مرة واحد) والخاص بالصورة الثانية.
7- اكتب العبارة الآتية في شكل الدائرة (رمز المعالجة):
8- $n1_l71015033_03320070515_b50 IF ( $n1_l71015033_03320070515_b50 > 0) OR $n2_l71015033_03320070531_b50 OTHERWISE

9- طبعا البرنامج سيستبدل l71015033_03320070515_b50 بتسمية ملف النطاق band الذي ستجري عليه عملية المعالجة او اسم ملف الصورة الفضائية الكاملة التي تريد ازالة خطوطها السوداء لديك.

10- تخبر هذه العبارة البرنامج بقراءة كل بيكسل في النطاق band في الصورة الأولى، فإن وجده يساوي صفرا فسوف يقوم بإستبداله بقيمة البيكسل المناظر له في الصورة الثانية، اما اذا كانت قيمة البيكسل اكبر من صفر فسوف يتركه على حاله. وهنذا تستمر العملية لكل البيكسلات في الصورة الأولى.

11- بعد انتهاء العملية فسوف يحفظ البرنامج الصورة الجديدة بأسم جديد عليك تحديده في الشكل اسفل المخطط.

12- قد تحتوي الصورة الجديدة على بقايا للخطوط السوداء في بعض اجزاؤها، وعندها يجب توفير صورة سليمة اخرى بتاريخ آخر (يفضل ان يكون قريبا) ثم تعيد الخطوات من الخطوة رقم 4.

ارجوان يكون ما اوردته واضحا ومفيدا، وبالتوفيق من الله سبحانه وتعالى للجميع مع اطيب تحياتي.

[هيثم شوقي]

مشكور دكتور اياد على الشرح المفصل والواضح...
لقد قمت بتجربة هذه الطريقة ولكنها اثرت على قيم الخلايا بالمناطق السليمة بالصورة الأولى المتضررة حيث اختلطت عندي المسطحات المائية بالمناطق المزروعة مع المناطق العمرانية واصبح من الصعب تمييز كل ظاهرة على حدة..

هل هناك طريقة لإزالة الخطوط السوداء دون التأثير على جودة الصورة؟؟؟

[فيصل_جبر]

سلام،

الطريقة الثانية تتضمن اخذ معدل قيم الدي ان للخطين المجاورين للخط المفقود. في كلتا الطريقتين، نحن نحاول ان نعوض عن القيم الاصلية المفقودة، لذا تكون جودة الصورة المصححة اقل من السليمة.


مع الود ..

[هيثم شوقي]

سلام،

الطريقة الثانية تتضمن اخذ معدل قيم الدي ان للخطين المجاورين للخط المفقود.
..

مشكور أستاذ فيصل على الاهتمام والرد .. ولكن هل من الممكن ان تقوم بشرح طريقة عمل الطريقة الثانية التي ذكرتها؟؟ والتي تأخذ متوسط قيم الخلايا للخطين المجاورين للخط المعطوب وذلك لأني محتاج بشكل كبير لحل لهذه المشكلة...
ولك كل الشكر والتحية

[فيصل_جبر]

لايوجد موديل جاهز لهذه المعالجة، لذا تقوم بقراءة قيمة البسكل في الخط اعلى و اسفل الخط المفقود (الاسود)، ثم تاخذ معدل قيمة القرائتين و تضعها في البيكسل المفقود ..

[هيثم شوقي]

شكرا استاذ فيصل على سرعة الاستجابة ... كنت اتمنى ان يكون هنالك طريقة الية وسريعة لحل تلك المشكلة

[د. أياد محمد]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته،

أولا وفي البداية أعتذر عن انقطاعي الطويل عن المشاركة في الكتابة والمساهمة في المنتدى وذلك لإنشغالي الشديد ولعدم توفر الوقت الكافي لدي للمساهمة بفعالية في المنتدى. ثانيا أعتذر من الأخ الكريم هيثم شوقي عن تأخري في الرد على تساؤلاته الى الآن حيث قبل قليل فقط فتحت النت عندي بعد انقطاع اكثر من اسبوع انشغلت بها بوفاة والدي تغمده الله برحمته الواسعة.

أخي العزيز هيثم، بالنسبة لمعالجة الخطوط السوداء في مرئيات +ETM فأني أستعمل هذه الطريقة وهي طريقة جيدة في إزالة معظم الخطوط السوداء من الصورة، ولكن تبقى نسبة منها فيتوجب حينها ان تعاد العملية ثانية مع صورة أخرى سليمة وقريبة زمنيا الى الصورة المراد تصحيحها. وبالمناسبة لم يحدث معي ماتعرضت له انت من إختلاط المسطحات المائية بالمساحات الخضراء في الصورة الناتجة بعد التصحيح، حيث هذه الحالة لم تحدث عندي سابقا مع الصور التي قمت بتصحيحها.

الرابط الآتي يوضح طريقة التصحيح بإستخدام إيرداس

https://landsat.usgs.gov/about_LU_Vol_2_Issue_1.php#5

كما لايفوتني هنا ان أشكر أخي الكريم د. فيصل جبر مشرف الملتقى لتفضله في الإجابة والمساهمة في توضيح حل المشكلة.

و السلام عليكم ورحمة الله وبركاته.

د. أياد محمد فاضل

[هيثم شوقي]

البقاء لله دكتور اياد في والدك . ومثواه الجنة ان شاء الله....

المشكلة الأخرى دكتور اني اريد ازالة الخطوط السوداء من صوؤة ملتقطة للعام 2009 ولا يوجد صورة خالية من تلك الخطوط الا قبل عام 2003 والفارق الزمني بين الصورتين كبير بشكل تظهر معه اختلافات بين الصورتين من تطور لاستخدامات الارض فما الحل هنا دكتورنا العزير؟؟؟

[د. أياد محمد]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته،

أخي الكريم هيثم شوقي شكرا جزيلا لمشاعركم الأخوية و لموتاكم الجنة ان شاء الله.

عزيزي يمكن لك ان تستخدم صورة لاندسات 5 لعام 2009 وهي متوفرة عند اجراء عملية التصحيح بشرط ان تكون ابعاد البكسل متساوية في الصورة السليمة و تلك التي يراد تصحيحها، ومن المهم ان تجرى عملية Registration للصور قبل البدء بعملية التصحيح.

مع أطيب تحياتي.

[محمد ابريك كروش]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته

بداية شكرا للاخ الدكتور اياد محمد علي طرح الموضوع .. واقول للدكتور اياد كما يقول الرسول الكريم في مثل هذه المواقف " فلتصبر ولتحتسب فأن لله ما اخذ ولله ما ابقي وكل شي عنده بأجل مسمي"

لو تفحصت مرئيات لاندسات لوجدت ان هناك تراكب يحدث بين كل مرئيتين متجاورتين اي ان طرف المرئية الايمن هو نفسه طرف المرئية المجاورة الايسر .. بذلك يمكن قص الطرف المشوه وتعويضه من المرئية المجاورة الذي غالبا مايكون سليم بأستخدام " Mosaic "

علي العموم بالنسبة لموضوع التشويه الذي يحدث في المرئيات عموماً (حيث لم استطع مشاهدة المرئية التي رفعها الدكتور لان الموقع محجوب عنا) فأن برنامج الادريسي يقدم اكثر من حل ...فاذا كانت مرئيات من لاند سات والتشوه التي بها علي هئية خطوط عمودية او افقية فأن الموديل " DESTRIPE " يقوم بمعالجة هذه التشوهات سواء كانت عمودية او افقية وفكرة عمل الموديل تعتمد علي حساب المتوسط الحسابي والانحراف المعياري للمرئية ككل وكذلك المتوسط الحسابي والانحراف المعياري لكل صف او عمود منفصلا ( عموديا او افقيا حسب نوع التشوه)) ومن ثم يتم حذف القيم المشوهه واستبدالها بقيم بناءً علي الاحصائيات السابقة ...هذه الطريقة جيدة جداَ في حالة ما يكون التشويه منتظم عمودي او افقي ... كما انه في حالة الرغبة في معالجة منطقة معينة من المرئية فقط واستثناء مناطق اخري فذلك يمكن بأستخدام عمل الماسك "Mask " بنفس الموديل وبالتالي المعالجة تتم في منطقة معينة اما باقي المناطق تبقي كما هي.


بالنسبة للطريقة التي ذكرها الاخ فيصل ( الدخول الي الميتاداتا وتعديل هذه القيم يدوياً ) ممكنه اذا كانت القيم المشوهه قليلة ولكن صعبة اذا كان عدد البيكسل المشوهه كبير .. تحتاج الي وقت وجهد

ايظا يمكن استخدام الموديل " Filter " هذا الموديل يفيد جداً في حالة التشوهات العشوائية (اي اذا كان التشوه غير منتظم ..بهذا المرشح يوجد 12 طريقة احصائية يمكن تطبيقها منها مجموعة تعطي نتائج ممتازة لتصحيح التشوهات

FILTER creates a new image in which each pixel's value is based on its value and those of its immediate neighbors in an input image. The nature of this operation is determined by the values stored in a 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7 or variable-sized kernel that is centered over each pixel as it is processed. For all filters except the median, mode and adaptive box filter, the pixel and its neighbors are multiplied by the values stored in the corresponding positions of the kernel, and the resulting values are summed to arrive at a new value for the pixel. FILTER includes options for the following filters for the given kernel sizes:

§ Mean (low pass) Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ Gaussian Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ Minimum Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ Median Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ Maximum Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ Adaptive Box Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ Mode Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ Standard Deviation: user-defined mask

§ Laplacian Edge Enhancement Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ High Pass Filter: 3 x 3, 5 x 5, 7 x 7

§ Sobel Edge Detector: 3 x 3

§ User-Defined Filter File: size up to 255 x 255

Filtering is used for a variety of purposes. Mean and Gaussian filters are commonly used to generalize an image. The minimum and maximum filters are for applying mathematical morphology to remotely sensed images. The median filter is excellent for random noise removal. The adaptive box filter is good for correcting "salt-and-pepper" random noise and also for noisy data where pixel brightness is related to the image scene but has an additive or multiplicative noise factor. Mode filters are good for filling gaps between polygons after a vector-to-raster conversion. Edge enhancement filters accentuate areas of change in continuous surfaces. High-pass filters emphasize areas of abrupt change relative to those of gradual change. The Sobel Edge Detector extracts edges between features or areas of abrupt change. The user-defined filter file option is useful for simulation modeling. Mask filters can be used to define the extent and shape of a local neighborhood for which one wants to derive standard deviation statistics.

يمكن مراجعة الادريسي لمزيد من التفاصيل ..كما ان هناك تدريب عملي تطبيقي لهذة المديلات وغيرها داخل الادريسي ...


تحياتي

[د. أياد محمد]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته،

في البداية أحب ان اشكر أخي الكريم د. محمد أبريك كروش على مشاعره الأخوية الصادقة، وأحب ان اقول هنا ان الموت حق علينا وسبحان الحي الذي لايموت وإنا لله وإنا اليه راجعون والحمد لله رب العالمين.

شكري ثانية لأخي محمد على مساهماته المتميزة في المنتدى وعلى تفضله بالمشاركة في موضوع معالجة الخطوط السوداء في صور المتحسس +ETM وعلى الإضاءات التي يقدمها بين الحين و الآخر عن برنامج Idrisi المتميز وأحب ان أقول ان فكرة المعالجة تعتمد على استبدال القيمة الرقمية لكل بكسل في الصورة الأولى الأصلية (ذات الخطوط السوداء) بالقيمة الرقمية للبكسل المناظر له في الصورة الثانية السليمة التي تكون للمنطقة نفسها بالطبع ولكن ملتقطة في تأريخ اخر من المفضل ان يكون قريبا زمنيا لتأريخ التقاط الصورة الأولى. العلملية بالإمكان اجراؤها على كل نطاقات الصورة مرة واحدة، او تجرى على النطاقات كلا على حدة (نطاق واحد في المرة الواحدة).

وفقنا الله جميعا لما يحبه و يرضاه سبحانه وتعالى والسلام عليكم ورحمة الله وبركاته.

[هيثم شوقي]

أقدم شكري لكل من الدكتور اياد والدكتور محمد على جهوهما المتواصلة لإيصال المعرفة للناس قدر استطاعتهم...
لقد قمت بتجربة العديد من العمليات والنماذج لحل تلك المشكلة حتى وقع في يدي برنامج Envi المتخصص في الاستشعار عن بعد ويعد منافس قوي لبرنامج Erdas Imagine وتم حل المشكلة بنجاح وبكل سهولة دونما اي عمليات معقدة.

بإذن الله سوف افرد موضوع خاص لشرح تلك الطريقة حتى تعم الفائدة.
تحياتي.....

[د. أياد محمد]

السلام عليكم ورحمة الله وبركاته،

أخي العزيز ألأستاذ هيثم شوقي، شكرا جزيلا لكم أيضا على جهودكم الكريمة المتميزة في المنتدى وعلى ماكتبتموه وعلى نيتكم في الكتابة عن ماوجدتموه مفيدا في معالجة مشكلة الخطوط السوداء بإستخدام برنامج Envi، وبالتوفيق ان شاء الله.

مع أطيب تحياتي.

[صلاح مرشد الجريصي]

جزاكم الله خيرا على الشروحات النظرية ونحن بحاجة الى دروس تطبيقية او عملية معززة بالصور وغيرها .. نحن نعرف انه جميع الصور الملتقطة بعد منتصف عام 2003 يشوبها الخطوط الرديئة او الاشرطة ونعرف هناك عدة طرق منها المعدل او التعويض بالصف الاسفل او الاعلى لكن في الحقيقة هو ليس صف وانما خط مائل غير موازي لصف البكسلات وان المعالجة ليست بالسهولة التي تم عرضها . انا اتصلت بجميع ذوي الاختصاص وقد وجدتهم مع كل الاسف لايملكون سوى الكلام النظري . ورجائي لمن لديه طريقة مناسبة لايصال المعلومه ان لا يبخل علينا بها .. وجزاكم الله خير الجزاء

[الجيولوجي زياد جميل]

السلام عليكم
شكرا للاخ الكتور محمد والدكتور اياد، عند تطبيق الموديل destrip في برنامج الايرداس فان الخطوط لاتذهب تبقى ولكن الذي يحصل بان الصورة المصححة يمكن ان تقرا قيمة كل خط عليها عند الوقوف على الخط.
اما فيما يخص عمل الماسك فارجوا توضيح عمل الماسك بالتفصيل ان امكن .... جزاكم الله خيرا