Τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες SAR
Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη που επιτρέπει στους ανθρώπους να εξερευνούν και να αποκαλύπτουν τις αλήθειες του κόσμου γύρω τους. Συγκεκριμένα, η τηλεπισκόπηση επικεντρώνεται στην παρατήρηση και την μελέτη των χαρακτηριστικών της γήινης επιφάνειας από απόσταση. Με την ικανότητά της να παρατηρεί κα...
| Κύριος συγγραφέας: | |
|---|---|
| Άλλοι συγγραφείς: | |
| Γλώσσα: | Greek |
| Έκδοση: |
2023
|
| Θέματα: | |
| Διαθέσιμο Online: | https://hdl.handle.net/10889/25123 |
| id |
nemertes-10889-25123 |
|---|---|
| record_format |
dspace |
| institution |
UPatras |
| collection |
Nemertes |
| language |
Greek |
| topic |
Τηλεπισκόπηση Ραντάρ Πολωσιμετρία SAR Αποσύνθεση Cameron Κατάτμηση πλοίων Remote sensing Radar Synthetic Aperture Radar (SAR) Cameron's decomposition Ship segmentation |
| spellingShingle |
Τηλεπισκόπηση Ραντάρ Πολωσιμετρία SAR Αποσύνθεση Cameron Κατάτμηση πλοίων Remote sensing Radar Synthetic Aperture Radar (SAR) Cameron's decomposition Ship segmentation Λαμπρόπουλος, Κωνσταντίνος Τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες SAR |
| description |
Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη που επιτρέπει στους ανθρώπους να εξερευνούν και να αποκαλύπτουν τις αλήθειες του κόσμου γύρω τους. Συγκεκριμένα, η τηλεπισκόπηση επικεντρώνεται στην παρατήρηση και την μελέτη των χαρακτηριστικών της γήινης επιφάνειας από απόσταση. Με την ικανότητά της να παρατηρεί και να αναλύει τη Γη, η τηλεπισκόπηση έχει καταστεί ανεκτίμητο εργαλείο σε πολυάριθμες εφαρμογές. Βοηθά στη μετεωρολογία με την παρακολούθηση των καιρικών συνθηκών και τη δημιουργία χαρτών κινδύνου πυρκαγιάς, παρακολουθεί περιβαλλοντικές αλλαγές όπως η αποψίλωση των δασών και η μείωση της τρύπας του όζοντος, προβλέπει τις αποδόσεις των καλλιεργειών στη γεωργία και διευκολύνει την εξερεύνηση μη ανανεώσιμων πόρων όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Μεταξύ των τεχνολογιών τηλεπισκόπησης, το ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR), που βασίζεται στη μικροκυματική ακτινοβολία, ξεχωρίζει λόγω της ικανότητάς του να διαπερνά τα σύννεφα και τη βλάστηση, καθιστώντας το ζωτικής σημασίας σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών.
Στην ανίχνευση πλοίων μέσω των πολωσιμετρικών εικόνων SAR, σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η χαρακτηρισμός των εικονοστοιχείων του πλοίου με βάση τους στοιχειώδεις μηχανισμούς σκέδασης που μπορούν να μπορούν να εξαχθούν με τη χρήση διαφορετικών αλγορίθμων αποσύνθεσης. Οι στοιχειώδεις μηχανισμοί σκέδασης παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τις φυσικές, ηλεκτρικές και γεωμετρικές ιδιότητες των σκεδαστών σε κάθε εικονοστοιχείο πολωσιμετρικής εικόνας SAR.
Η παρούσα εργασία αποτελεί το αποτέλεσμα μιας έρευνας, ανάλυσης και ανασκόπησης στον τομέα της τηλεπισκόπησης. Σκοπός μας είναι να καταγράψουμε την υφιστάμενη θεωρία στον τομέα αυτόν, ειδικότερα για τις εικόνες SAR, καθώς και για τα θεωρήματα αποσύνθεσης, όπως το θεώρημα αποσύνθεσης του Cameron. Στη συνέχεια, οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη χαρακτηρισμό των εικονοστοιχείων πλοίων σε μια εικόνα SAR, μέσω του αλγορίθμου του μοντέλου διπλού σκεδαστή ο οποίος χρησιμοποιείται για την ερμηνεία κάθε εικονοστοιχείου της πολωσιμετρικής εικόνας SAR.
Είναι ένα σημαντικό έργο με πρακτική εφαρμογή στη θαλάσσια επιτήρηση, την ανίχνευση πλοίων και την παρακολούθηση της θαλάσσιας κυκλοφορίας. Η έρευνα διερευνά την τμηματοποίηση πλοίων σε εικόνες SAR με τη χρήση της μεθόδου αποσύνθεσης Cameron. Χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα αυτής της αποσύνθεσης, οι αλγόριθμοι τμηματοποίησης πλοίων μπορούν να διακρίνουν αποτελεσματικά τα πλοία από τον θαλάσσιο θόρυβο υποβάθρου που υπάρχει στις εικόνες SAR.
Τα ευρήματα της παρούσας έρευνας μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πρόοδο των τεχνικών ανίχνευσης και τμηματοποίησης πλοίων με βάση το SAR, προσφέροντας αυξημένη ακρίβεια και αξιοπιστία στα συστήματα θαλάσσιας επιτήρησης. Οι εντοπισμένες περιοχές πλοίων μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στη θαλάσσια επιτήρηση, βοηθώντας τα συστήματα ανίχνευσης, ταξινόμησης και εντοπισμού πλοίων. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της τμηματοποίησης μπορούν να ενισχύσουν την παρακολούθηση της θαλάσσιας κυκλοφορίας, τον εντοπισμό και το σχεδιασμό πλοίων και να βελτιώσουν την επίγνωση της κατάστασης τόσο σε πολιτικό όσο και σε στρατιωτικό πλαίσιο.
Συνοψίζοντας, η παρούσα εργασία το θεωρητικό υπόβαθρο των συστημάτων τηλεπισκόπησης και αναδεικνύει την πρόοδο και την ακρίβεια των μεθόδων κατάτμησης πλοίων από εικόνες SAR, με στόχο την περαιτέρω βελτίωση της ανίχνευσης και επεξεργασίας εικόνων SAR στον εν λόγω τομέα. |
| author2 |
Lampropoulos, Konstantinos |
| author_facet |
Lampropoulos, Konstantinos Λαμπρόπουλος, Κωνσταντίνος |
| author |
Λαμπρόπουλος, Κωνσταντίνος |
| author_sort |
Λαμπρόπουλος, Κωνσταντίνος |
| title |
Τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες SAR |
| title_short |
Τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες SAR |
| title_full |
Τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες SAR |
| title_fullStr |
Τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες SAR |
| title_full_unstemmed |
Τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες SAR |
| title_sort |
τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες sar |
| publishDate |
2023 |
| url |
https://hdl.handle.net/10889/25123 |
| work_keys_str_mv |
AT lampropouloskōnstantinos tēlepiskopēsēkatatmēsēploiōnapoeikonessar AT lampropouloskōnstantinos remotesensingshipsegmentationfromsarimages |
| _version_ |
1771297336965726208 |
| spelling |
nemertes-10889-251232023-06-21T03:57:58Z Τηλεπισκόπηση – κατάτμηση πλοίων από εικόνες SAR Remote Sensing - ship segmentation from SAR images Λαμπρόπουλος, Κωνσταντίνος Lampropoulos, Konstantinos Τηλεπισκόπηση Ραντάρ Πολωσιμετρία SAR Αποσύνθεση Cameron Κατάτμηση πλοίων Remote sensing Radar Synthetic Aperture Radar (SAR) Cameron's decomposition Ship segmentation Η τηλεπισκόπηση είναι η επιστήμη που επιτρέπει στους ανθρώπους να εξερευνούν και να αποκαλύπτουν τις αλήθειες του κόσμου γύρω τους. Συγκεκριμένα, η τηλεπισκόπηση επικεντρώνεται στην παρατήρηση και την μελέτη των χαρακτηριστικών της γήινης επιφάνειας από απόσταση. Με την ικανότητά της να παρατηρεί και να αναλύει τη Γη, η τηλεπισκόπηση έχει καταστεί ανεκτίμητο εργαλείο σε πολυάριθμες εφαρμογές. Βοηθά στη μετεωρολογία με την παρακολούθηση των καιρικών συνθηκών και τη δημιουργία χαρτών κινδύνου πυρκαγιάς, παρακολουθεί περιβαλλοντικές αλλαγές όπως η αποψίλωση των δασών και η μείωση της τρύπας του όζοντος, προβλέπει τις αποδόσεις των καλλιεργειών στη γεωργία και διευκολύνει την εξερεύνηση μη ανανεώσιμων πόρων όπως το πετρέλαιο και το φυσικό αέριο. Μεταξύ των τεχνολογιών τηλεπισκόπησης, το ραντάρ συνθετικού ανοίγματος (SAR), που βασίζεται στη μικροκυματική ακτινοβολία, ξεχωρίζει λόγω της ικανότητάς του να διαπερνά τα σύννεφα και τη βλάστηση, καθιστώντας το ζωτικής σημασίας σε ένα ευρύ φάσμα εφαρμογών. Στην ανίχνευση πλοίων μέσω των πολωσιμετρικών εικόνων SAR, σημαντικό χαρακτηριστικό είναι η χαρακτηρισμός των εικονοστοιχείων του πλοίου με βάση τους στοιχειώδεις μηχανισμούς σκέδασης που μπορούν να μπορούν να εξαχθούν με τη χρήση διαφορετικών αλγορίθμων αποσύνθεσης. Οι στοιχειώδεις μηχανισμοί σκέδασης παρέχουν πληροφορίες σχετικά με τις φυσικές, ηλεκτρικές και γεωμετρικές ιδιότητες των σκεδαστών σε κάθε εικονοστοιχείο πολωσιμετρικής εικόνας SAR. Η παρούσα εργασία αποτελεί το αποτέλεσμα μιας έρευνας, ανάλυσης και ανασκόπησης στον τομέα της τηλεπισκόπησης. Σκοπός μας είναι να καταγράψουμε την υφιστάμενη θεωρία στον τομέα αυτόν, ειδικότερα για τις εικόνες SAR, καθώς και για τα θεωρήματα αποσύνθεσης, όπως το θεώρημα αποσύνθεσης του Cameron. Στη συνέχεια, οι πληροφορίες μπορούν να χρησιμοποιηθούν για τη χαρακτηρισμό των εικονοστοιχείων πλοίων σε μια εικόνα SAR, μέσω του αλγορίθμου του μοντέλου διπλού σκεδαστή ο οποίος χρησιμοποιείται για την ερμηνεία κάθε εικονοστοιχείου της πολωσιμετρικής εικόνας SAR. Είναι ένα σημαντικό έργο με πρακτική εφαρμογή στη θαλάσσια επιτήρηση, την ανίχνευση πλοίων και την παρακολούθηση της θαλάσσιας κυκλοφορίας. Η έρευνα διερευνά την τμηματοποίηση πλοίων σε εικόνες SAR με τη χρήση της μεθόδου αποσύνθεσης Cameron. Χρησιμοποιώντας τα αποτελέσματα αυτής της αποσύνθεσης, οι αλγόριθμοι τμηματοποίησης πλοίων μπορούν να διακρίνουν αποτελεσματικά τα πλοία από τον θαλάσσιο θόρυβο υποβάθρου που υπάρχει στις εικόνες SAR. Τα ευρήματα της παρούσας έρευνας μπορούν να χρησιμοποιηθούν στην πρόοδο των τεχνικών ανίχνευσης και τμηματοποίησης πλοίων με βάση το SAR, προσφέροντας αυξημένη ακρίβεια και αξιοπιστία στα συστήματα θαλάσσιας επιτήρησης. Οι εντοπισμένες περιοχές πλοίων μπορούν να συμβάλουν σημαντικά στη θαλάσσια επιτήρηση, βοηθώντας τα συστήματα ανίχνευσης, ταξινόμησης και εντοπισμού πλοίων. Επιπλέον, τα αποτελέσματα της τμηματοποίησης μπορούν να ενισχύσουν την παρακολούθηση της θαλάσσιας κυκλοφορίας, τον εντοπισμό και το σχεδιασμό πλοίων και να βελτιώσουν την επίγνωση της κατάστασης τόσο σε πολιτικό όσο και σε στρατιωτικό πλαίσιο. Συνοψίζοντας, η παρούσα εργασία το θεωρητικό υπόβαθρο των συστημάτων τηλεπισκόπησης και αναδεικνύει την πρόοδο και την ακρίβεια των μεθόδων κατάτμησης πλοίων από εικόνες SAR, με στόχο την περαιτέρω βελτίωση της ανίχνευσης και επεξεργασίας εικόνων SAR στον εν λόγω τομέα. Remote sensing is the science that allows people to explore and reveal the truths of the world around them. Specifically, remote sensing focuses on observing and studying the features of the Earth's surface from a distance. With its ability to observe and analyze the Earth, remote sensing has become an invaluable tool in numerous applications. It helps meteorology by monitoring weather conditions and creating fire risk maps, monitors environmental changes such as deforestation and ozone depletion, predicts crop yields in agriculture, and facilitates the exploration of non-renewable resources such as oil and gas. Among remote sensing technologies, synthetic aperture radar (SAR), based on microwave radiation, stands out for its ability to penetrate clouds and vegetation, making it vital in a wide range of applications. In ship detection via polarimetric SAR images, an important feature is the characterisation of ship pixels based on elementary scattering mechanisms that can be extracted using different decomposition algorithms. The elementary scattering mechanisms provide information on the physical, electrical and geometric properties of the scatterers in each SAR polarimetric image pixel. This paper is the result of a research, analysis and review in the field of remote sensing. Our aim is to document the existing theory in this field, in particular for SAR images, as well as for decomposition theorems such as Cameron's decomposition theorem. The information can then be used to characterize the ship pixels in a SAR image, via the dual scatterer model algorithm which is used to interpret each pixel of the polarimetric SAR image. It is an important project with practical application in maritime surveillance, ship detection and maritime traffic monitoring. The research investigates ship segmentation in SAR images using the Cameron decomposition method. Using the results of this decomposition, ship segmentation algorithms can efficiently distinguish ships from the marine background noise present in SAR images. The findings of this research can be used to advance SAR-based ship detection and segmentation techniques, providing increased accuracy and reliability to maritime surveillance systems. Ship localized areas can make a significant contribution to maritime surveillance by assisting ship detection, classification and tracking systems. In addition, segmentation results can enhance maritime traffic monitoring, ship tracking and planning and improve situational awareness in both civil and military contexts. In summary, this paper summarizes the theoretical background of remote sensing systems and highlights the progress and accuracy of ship segmentation methods from SAR images, with the aim of further improving SAR image detection and processing in this field. 2023-06-20T09:25:31Z 2023-06-20T09:25:31Z 2023-06-15 https://hdl.handle.net/10889/25123 el Attribution-NonCommercial-NoDerivs 3.0 United States http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/3.0/us/ application/pdf |
