Vorderingen in ontmenging van hyperspectrale aardobservatiebeelden.

Datum: 16 oktober 2014

Locatie: Campus Groenenborger - Lokaal U0.24 - Groenenborgerlaan 171 - 2020 Antwerpen

Tijdstip: 16 uur

Organisatie / co-organisatie: Departement Fysica

Promovendus: Dzevdet Burazerovic

Promotor: Paul Scheunders & Rob Heylen

Korte beschrijving: Doctoraatsverdediging Dzevdet Burazerovic - departement Fysica - Faculteit Wetenschappen

Aardobservatie heeft de laatste decennia een enorme vooruitgang gekend. Een belangrijke drijfveer voor deze ontwikkeling is het aanbieden van brede ruimtelijke en temporele dekking door satellieten en vliegtuigen, zowel als de steeds beter wordende opnamemogelijkheden van de sensoren. Een van de modaliteiten die een grote hoeveelheid data voor aardobservatie bezorgt is hyperspectrale beeldvorming. Deze modaliteit capteert de gereflecteerde zonnestraling in aanliggende en vaak talrijke spectrale banden. Hierdoor wordt de standaard fotografie uitgebreid door toe te laten om iedere pixel te behandelen als een spectrum dat ieder type materiaal in de opgenomen scene kan onderscheiden. Een beperking van deze modaliteit, waar spatiale en spectrale resoluties tegen elkaar worden afgewogen, is het vóórkomen van gemengde pixels en spectrale menging. Het ontrafelen van spectrale mengsels is uitgebreid bestudeerd als spectrale ontmenging, waarbij 2 aspecten van belang zijn: de schatting van de samenstellende spectra en hun fracties in het mengsel.

Deze thesis behandelt spectrale ontmenging met 2 doeleinden:  vooruitgang in de methodologie en de introductie van spectrale ontmenging in nieuwe toepassingen. Het eerste gedeelte handelt in het bijzonder over de ontwikkeling van data gedreven methoden voor spectrale ontmenging die de afhankelijkheid van fysische parameters en modellen opheffen, en hoge computationele complexiteit, ten gevolge van het gebruik van optimalisatie technieken, vermijden. Een concrete realisatie zijn enkele algoritmes die het gekende geometrische kader voor spectrale ontmenging herformuleren door de invoering van een lineaire en niet-lineaire afstands-gebaseerde analytische formulering. Het tweede gedeelte onderzoekt de bruikbaarheid van spectrale ontmenging voor 2 toepassingen: detectie van het gekende atmosferische ‘nabijheids-effect’ en de schatting van kwaliteit van inlandse en kustwateren. De ontwikkelde spectrale ontmenging methodes zijn in deze context  zijn gevalideerd door theoretische en experimentele vergelijking gebruikmakend van beschikbare beelden en referentiemethoden.