ENGEOMAP — A GEOLOGICAL MAPPING TOOL APPLIED TO THE ENMAP MISSION

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...

Повний опис

Збережено в:
Бібліографічні деталі
Дата:2014
Автори: Rogaβ, Christian, Segl, Karl, Mielke, Christian, Fuchs, Yvonne, Kaufmann, Hermann
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!
Назва журналу:Ukrainian Journal of Remote Sensing of the Earth

Репозитарії

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

Схожі ресурси