ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION
Hyperspectral imaging spectroscopy offers a broad range of spatial applications that are primarily based on the foregoing identification of surface cover materials. In this context, the future hyperspectral sensor EnMAP will provide a new standard of highly qualitative imaging spectroscopy data from...
Збережено в:
| Видавець: | Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine |
|---|---|
| Дата: | 2014 |
| Автори: | , , , , |
| Формат: | Стаття |
| Мова: | English |
| Опубліковано: |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine
2014
|
| Онлайн доступ: | https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/2 |
| Теги: |
Додати тег
Немає тегів, Будьте першим, хто поставить тег для цього запису!
|
Репозиторії
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth| id |
uajuacgovua-article-2 |
|---|---|
| record_format |
ojs |
| institution |
Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth |
| collection |
OJS |
| language |
English |
| format |
Article |
| author |
Rogaβ, Christian Segl, Karl Mielke, Christian Fuchs, Yvonne Kaufmann, Hermann |
| spellingShingle |
Rogaβ, Christian Segl, Karl Mielke, Christian Fuchs, Yvonne Kaufmann, Hermann ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION |
| author_facet |
Rogaβ, Christian Segl, Karl Mielke, Christian Fuchs, Yvonne Kaufmann, Hermann |
| author_sort |
Rogaβ, Christian |
| title |
ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION |
| title_short |
ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION |
| title_full |
ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION |
| title_fullStr |
ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION |
| title_full_unstemmed |
ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION |
| title_sort |
engeomap — a geological mapping tool applied to the enmap mission |
| title_alt |
ENGEOMAP - ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО КАРТИРОВАНИЯ ДЛЯ ENMAP-МИССИИ ENGEOMAP - ІНСТРУМЕНТ ДЛЯ ГЕОЛОГІЧНОГО КАРТОГРАФУВАННЯ ДЛЯ ENMAP-МІСІЇ |
| description |
Hyperspectral imaging spectroscopy offers a broad range of spatial applications that are primarily based on the foregoing identification of surface cover materials. In this context, the future hyperspectral sensor EnMAP will provide a new standard of highly qualitative imaging spectroscopy data from space that enables spatiotemporal monitoring of surface materials. The high SNR of EnMAP offers the possibility to differentiate and to identify minerals that are showing characteristic absorption features as a 30 m × 30 m spatial mixture in the visible, the near infrared and the short wave infrared range (0.4–2.5 μm). For this purpose, spectral mixture analysis (SMA) approaches are traditionally used. However, these approaches lack in transferability, repeatability and inclusion of sensor characteristics. Additionally, they rely on imagebased and randomly detected endmembers as well as on in situ or laboratory spectra that are not spatially stable in case of an imagebased extraction and are assumed to be spectrally pure. In this work, a new framework is proposed that addresses these limitations considering the EnMAP sensor characteristics. It is named EnMAP. Geological Mapper — EnGeoMAP. It consists of several new and adapted approaches to identify spectrally homogeneous regions. In parallel, minerals are identified and semiquantified by a sensor related and knowledgebased fitting approach. Supplementary outputs are abundance, classification, homogeneity and uncertainty maps. First results show that the proposed approach offers 100% repeatability and gains an identification error for minerals of about 2% on average for different studies. In this work, an approach is proposed that aims on spectroscopic mineral modelling by image synthesis that might be applied for geological mapping. |
| publisher |
Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine |
| publishDate |
2014 |
| url |
https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/2 |
| work_keys_str_mv |
AT rogabchristian engeomapageologicalmappingtoolappliedtotheenmapmission AT seglkarl engeomapageologicalmappingtoolappliedtotheenmapmission AT mielkechristian engeomapageologicalmappingtoolappliedtotheenmapmission AT fuchsyvonne engeomapageologicalmappingtoolappliedtotheenmapmission AT kaufmannhermann engeomapageologicalmappingtoolappliedtotheenmapmission AT rogabchristian engeomapinstrumentdlâgeologičeskogokartirovaniâdlâenmapmissii AT seglkarl engeomapinstrumentdlâgeologičeskogokartirovaniâdlâenmapmissii AT mielkechristian engeomapinstrumentdlâgeologičeskogokartirovaniâdlâenmapmissii AT fuchsyvonne engeomapinstrumentdlâgeologičeskogokartirovaniâdlâenmapmissii AT kaufmannhermann engeomapinstrumentdlâgeologičeskogokartirovaniâdlâenmapmissii AT rogabchristian engeomapínstrumentdlâgeologíčnogokartografuvannâdlâenmapmísíí AT seglkarl engeomapínstrumentdlâgeologíčnogokartografuvannâdlâenmapmísíí AT mielkechristian engeomapínstrumentdlâgeologíčnogokartografuvannâdlâenmapmísíí AT fuchsyvonne engeomapínstrumentdlâgeologíčnogokartografuvannâdlâenmapmísíí AT kaufmannhermann engeomapínstrumentdlâgeologíčnogokartografuvannâdlâenmapmísíí |
| first_indexed |
2024-04-21T19:47:33Z |
| last_indexed |
2024-04-21T19:47:33Z |
| _version_ |
1796974946437562368 |
| spelling |
uajuacgovua-article-22019-04-21T13:13:08Z ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION ENGEOMAP - ИНСТРУМЕНТ ДЛЯ ГЕОЛОГИЧЕСКОГО КАРТИРОВАНИЯ ДЛЯ ENMAP-МИССИИ ENGEOMAP - ІНСТРУМЕНТ ДЛЯ ГЕОЛОГІЧНОГО КАРТОГРАФУВАННЯ ДЛЯ ENMAP-МІСІЇ Rogaβ, Christian Segl, Karl Mielke, Christian Fuchs, Yvonne Kaufmann, Hermann Hyperspectral imaging spectroscopy offers a broad range of spatial applications that are primarily based on the foregoing identification of surface cover materials. In this context, the future hyperspectral sensor EnMAP will provide a new standard of highly qualitative imaging spectroscopy data from space that enables spatiotemporal monitoring of surface materials. The high SNR of EnMAP offers the possibility to differentiate and to identify minerals that are showing characteristic absorption features as a 30 m × 30 m spatial mixture in the visible, the near infrared and the short wave infrared range (0.4–2.5 μm). For this purpose, spectral mixture analysis (SMA) approaches are traditionally used. However, these approaches lack in transferability, repeatability and inclusion of sensor characteristics. Additionally, they rely on imagebased and randomly detected endmembers as well as on in situ or laboratory spectra that are not spatially stable in case of an imagebased extraction and are assumed to be spectrally pure. In this work, a new framework is proposed that addresses these limitations considering the EnMAP sensor characteristics. It is named EnMAP. Geological Mapper — EnGeoMAP. It consists of several new and adapted approaches to identify spectrally homogeneous regions. In parallel, minerals are identified and semiquantified by a sensor related and knowledgebased fitting approach. Supplementary outputs are abundance, classification, homogeneity and uncertainty maps. First results show that the proposed approach offers 100% repeatability and gains an identification error for minerals of about 2% on average for different studies. In this work, an approach is proposed that aims on spectroscopic mineral modelling by image synthesis that might be applied for geological mapping. Гиперспектральная видеоспектроскопия располагает широким диапазоном прикладных программ дистанционной идентификации вещественного состава земной поверхности. В этой связи отмечается, что перспективный гиперспектральный сенсор EnMAP обеспечит получение данных космической видеоспектроскопии нового уровня качества, что позволит вести дистанционный пространственно7временной мониторинг минерального состава земной поверхности. Высокий уровень отношения сигнал/шум EnMAP позволяет различать и идентифицировать минералы внутри субстрата на площади 30 x 30 метров по характерному поглощению излучения в видимой, ближней и средней инфракрасных зонах спектра (0,4–2,5 мкм). Обычно в подобных задачах используются подходы, основанные на методах разделения спектральных смесей. Однако этим подходам не достает воспроизводимости, повторяемости и независимости от характеристик сенсора. Кроме того, они существенно зависят от произвольно назначаемых на изображении несмешанных спектров, а также от полученных in situ или лабораторно спектральных характеристик, которые считаются несмешанными, но являются пространственно нестабильными. В данной работе предложен новый инструмент, который устраняет эти ограничения применительно к характеристикам сенсора EnMAP. Этот инструмент называется EnMAP Geological Mapper – EnGeoMAP. Он заключается в совокупности новых и усовершенствованных подходов к идентификации спектрально однородных участков. Минералы идентифицируются и приблизительно количественно оцениваются на основе сенсор7зависимых данных и соответствующего интеллектуального подхода. Могут формироваться и другие продукты в виде карт распределений, однородностей, изменений. Первые результаты показывают, что предложенный подход обеспечивает 100% воспроизводимости и среднюю ошибку идентификации минералов около 2%. Предложенный в работе подход нацелен на спектроскопическое моделирование синтеза изображений минералов, что может быть полезным при геологическом картировании. Гіперспектральна відеоспектроскопія має широкий діапазон прикладних програм для дистанційної ідентифікації матеріального складу поверхневого шару денної поверхні. У зв’язку з цим відмічається, що перспективний гіперспектральний сенсор ENMAP забезпечить отримання даних космічної відеоспектроскопії нового рівня якості, що дозволить вести дистанційний просторово7часовий моніторинг матеріального складу земної поверхні. Високий рівень відношення сигнал/шум ENMAP дозволяє розрізняти та ідентифікувати окремі мінерали усередині субстрату на площі 30 x 30 метрів по характерному поглинанню випромінювання у видимій, ближній і середній інфрачервоних зонах спектру (0,4–2,5 мкм). Зазвичай в подібних завданнях використовуються підходи, засновані на методах розділення спектральних сумішей. Проте цим підходам бракує відтворюваності, повторюваності і незалежності від характеристик сенсора. Крім того, вони суттєво залежать від незмішаних спектрів, що довільно призначаються на зображенні, а також від отриманих in situ або лабораторно спектральних характеристик, які вважаються незмішаними, але є просторово нестабільними. У даній роботі запропоновано новий інструмент, який усуває ці обмеження стосовно характеристик сенсора ENMAP. Цей інструмент має назву ENMAP Geological Mapper — Engeomap. Він полягає в поєданні нових і вдосконалених методів ідентифікації спектрально однорідних ділянок. Мінерали ідентифікують і приблизно оцінюють їх відносну кількість на основі даних, отриманих сенсором і відповідного інтелектуального підходу. Можуть формуватися і інші продукти у вигляді карт розподілів, однорідностей, змін. Перші результати показують, що запропонований підхід забезпечує 100% відтворюваності і дає середню помилку ідентифікації мінералів близько 2%. Запропонований в роботі підхід націлений на спектроскопічне моделювання синтезу зображень мінералів, що може бути корисне при геологічному картографуванні. Scientific Centre for Aerospace Research of the Earth Institute of Geological Science National Academy of Sciences of Ukraine, Kyiv, Ukraine 2014-05-13 Article Article application/pdf https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/2 Ukrainian journal of remote sensing; No. 1 (2014); 12-17 Украинский журнал дистанционного зондирования Земли; № 1 (2014); 12-17 Український журнал дистанційного зондування Землі; № 1 (2014); 12-17 2313-2132 en https://ujrs.org.ua/ujrs/article/view/2/2-pdf-en-us Copyright (c) 2016 Ukrainian journal of remote sensing |