การจั�ดทำ�า spectrum library และการประยุ�กต์�ใช้�ร�วมก�บข้�อม�ล

Hyperspectrum ข้องดาวเทำ�ยุม SMMS

โดยุนายุ พี�รพีล พีรหมพี#ทำ�กษ์�พีร

การสำ�ารวจเพื่�อเก บข้�อมู�ลในการจ�ดทำ�าสำเปกตร�มูไลบราร�� การประยุ�กค์!ใช้�ภาพื่ถ่%ายุดาวเทำ�ยุมู การน�าไลบราร��ไปประยุ�กต!ใช้�ก�บเพื่&นทำ��อ�นๆ ร�ปแบบสำเปกตร�มูไลบราร��

บทำน�า

มูาตรฐานการสำ�ารวจค์วามูถ่�กต�องทำางภาค์สำนามู การวางแผนก%อนการสำ�ารวจ

◦ การเลอกพื่&นทำ��สำ�ารวจ◦ ว�ตถ่�ประสำงค์!ในการลงพื่&นทำ��สำ�ารวจ◦ ข้�อมู�ลเพื่�อใช้�ในการว,เค์ราะห์!

การเตร�ยุมูต�วก%อนการสำ�ารวจ บ�นทำ/กช้%วยุจ�า เง�อนไข้ทำ��เห์มูาะสำมูสำ�าห์ร�บการว�ดสำเปกตร�มู

◦ มู�มูข้องพื่ระอาทำ,ตยุ!◦ เง�อนไข้ข้องเมูฆ◦ สำภาพื่ภ�มู,ประเทำศ

การเต์ร�ยุมความพีร�อมก�อนการสำ�ารวจั

Spectrometer

Fiber Optic

Spectralon

Interface

Screen

อ�ปกรณ์�

อบต.เกษตรสำ�วรรณช้ลบ�ร�

เทำศบาลต�าบลห์�วยุกะป4

ช้ลบ�ร�

การลงพี()นทำ�*สำ�ารวจัพี(ช้เศรษ์ฐก#จั 5 ช้น#ด

•ประเมู,นข้นาดข้องพื่ &นทำ��สำ�ารวจ

•บ�นทำ/กค์%าองค์!ประกอบต%างๆ

•สำ%วนข้องต�วพื่ช้ ข้�อมู�ลข้องพื่ &นทำ�� ข้�อมู�ลสำภาพื่แวดล�อมู

•ทำ�าการว�ดค์%ามู�มูข้องพื่ระอาทำ,ตยุ! (Elevation) และมู�มูจากทำ,ศเห์นอ (Azimuth)

ข้�)นต์อนการว�ดสำเปกต์ร�ม

ประกอบอ�ปกรณ!เค์ร�องสำเปกโตรมู,เตอร!เข้�าก�บอ�ปกรณ!ต%างๆ

ก�าห์นดต�าแห์น%งข้องเค์ร�องมูอว�ด

ค์�านวณห์าค์วามูสำ�งให์�สำ�มูพื่�นธ!ก�นก�บพื่&นทำ��ในการมูองข้องอ�ปกรณ!

ข้�)นต์อนการว�ดสำเปกต์ร�ม (ต์�อ)

ว�ดอ�ปกรณ!เทำ�ยุบค์%าและว�ดพื่ช้ โดยุทำ�าห์ลายุๆต�าแห์น%ง

รวบรวมูค์%าสำเปกตร�มูและตรวจสำอบ

ค์�นห์าป�จจ�ยุทำ��ทำ�าให์�เก,ดค์วามูผ,ดพื่ลาดในการว�ดสำเปกตร�มู

ข้�)นต์อนการว�ดสำเปกต์ร�ม (ต์�อ)

ข้�าวพื่�นธ�!ช้�ยุนาทำ 1อายุ� 1 เดอนสำ�ง 0.4 เมูตร

นาห์ว%าน

อ�อยุพื่�นธ�!อ� %ทำอง 3อายุ� 9 เดอนสำ�ง 3 เมูตร

ออกเฉี�ยุงเห์นอ-ใต�

สำ�บปะรดพื่�นธ�!ป8ตตาเว�ยุอายุ� 5 เดอนสำ�ง 0.5 เมูตร

ออกเฉี�ยุงเห์นอ-ใต�

พี(ช้เศรษ์ฐก#จั 5 ช้น#ด

มู�นสำ�าปะห์ล�งพื่�นธ�!ระยุอง 5อายุ� 8 เดอนสำ�ง 2.2 เมูตร

เห์นอ-ตะว�นออก

ยุางพื่าราพื่�นธ�!สำถ่าบ�นว,จ�ยุยุาง

251อายุ� 60 เดอน

สำ�ง 8 เมูตรออกเฉี�ยุงเห์นอ-ใต�

พี(ช้เศรษ์ฐก#จั 5 ช้น#ด (ต์�อ)

การใช้�เค์ร�องมูอว�ดสำเปกตร�มูห์รอเร�ยุกว%าสำเปกโตรมู,เตอร! ค์%าทำ��ว�ดออกมูาได�จะอยุ�%ในร�ปข้องค์%าค์วามูเข้�มูแสำง ด�งน�&นต�องน�ามูาค์�านวณเพื่�อแปลงให์�อยุ�%ในร�ปข้องค์%าสำเปกตร�มูการสำะทำ�อน (Reflectance)

เมู�อ Iout ค์อ ค์วามูเข้�มูแสำงข้องร�งสำ�ทำ��สำะทำ�อนออกมูาจากว�สำด�ทำ��สำนใจ Iin ค์อ ค์วามูเข้�มูแสำงข้องร�งสำ�ทำ��ตกกระทำบว�สำด�ทำ��สำนใจ R ค์อ การสำะทำ�อนข้องแสำง (Reflectance)

การค�านวณ์ค�าสำเปกต์ร�มการสำะทำ�อน

ว�ดค์วามูเข้�มูแสำงข้องว�สำด�เทำ�ยุมูค์%า Iout1 %R1 = ( Iout1/Iin1 ) * 100 Iin1 = ( Iout1/%R1 ) * 100 ว�ดค์วามูเข้�มูแสำงข้องพื่ช้ Iout2 %R2 = ( Iout2/Iin2 ) * 100 ; เมู�อ Iin1 = Iin2 %R2 = ( Iout2/[( Iout1/%R1 ) * 100] ) * 100

การค�านวณ์ค�าสำเปกต์ร�มการสำะทำ�อน (ต์�อ)

Reference panel

%R2 = ( Iout2/[( Iout1/%R1 ) * 100] ) * 100

ในตารางจะแสำดงค์%าทำ��ว�ดได�จากพื่&นทำ��การปล�กยุางพื่ารา

การค�านวณ์ค�าสำเปกต์ร�มการสำะทำ�อน (ต์�อ)

Mea.1Mea.2 Iin

เน�องจากข้�อมู�ลในแต%ละไฟล!จะมู�จ�านวนเยุอะ จ/งต�องห์าแนวทำางในการทำ�าให์�เป:นการค์�านวณแบบอ�ตโนมู�ต,

ไฟล!จากเค์ร�องสำเปกโตรมู,เตอร!เป:นช้น,ด *.cmbl

การค�านวณ์ค�าสำเปกต์ร�มการสำะทำ�อน (ต์�อ)

การค�านวณ์ค�าสำเปกต์ร�มการสำะทำ�อน (ต์�อ)

เน�องจากข้�อก�าห์นดข้องว,ธ�ในการว�ดค์%าสำเปกตร�มู ทำ�าให์�ข้�อมู�ลทำ��ได�เก,ดค์วามูแปรปรวน

ตรวจสำอบค์วามูสำ�มูพื่�นธ!ข้องข้�อมู�ลในเซตน�&นจะห์าจากการห์าค์%าสำ�มูประสำ,ทำธ,<สำห์สำ�มูพื่�นธ! (Coefficient of Correlation [r])

โดยุจะมู�ค์%าอยุ�%ระห์ว%าง -1.0 ถ่/ง +1.0 โดยุทำ��ค์%าทำ��อยุ�%ใกล� -1.0 ห์รอ +1.0 ถ่อว%ามู�ค์วามูสำ�มูพื่�นธ!ก�นมูากทำ��สำ�ด สำ%วน 0 ห์มูายุค์วามูว%า ต�วแปรทำ�&งสำองไมู%มู�ค์วามูสำ�มูพื่�นธ!ก�นแมู�แต%น�อยุ สำ%วนเค์ร�องห์มูายุ + ห์รอ - บงบอกว%าค์วามูสำ�มูพื่�นธ!น�&น เป:นตามูก�นห์รอตรงก�นข้�ามู

การกรองข้�อม�ล

น�าผลทำ��ได�มูาพื่,จารณาตามูยุ%านค์วามูถ่�� เพื่�อด�ค์วามูสำ�มูพื่�นธ!ให์�ตรงตามูก�บพื่ช้และพื่&นทำ�� และน�าผลทำ��ได�ไปใช้�งาน

การกรองข้�อม�ล (ต์�อ)

การว#เคราะห�ข้�อม�ลในแต์�ละพี(ช้

จากการค์�านวณจะได�ยุ%านค์วามูยุาวค์ล�นในการว,เค์ราะห์!ด�งน�& 450, 472, 490, 536, 590, 620, 750 และ 896nm จากข้�อมู�ลช้%วงค์%าลายุเสำ�นข้องพื่ช้และยุ%านทำ��ใช้�ในการว,เค์ราะห์! จะทำ�าให์�สำามูารถ่ทำราบถ่/งค์วามูแตกต%างข้องสำเปกตร�มูข้องพื่ช้ทำ�&ง 5 ช้น,ด

การว#เคราะห�ข้�อม�ลในแต์�ละพี(ช้ (ต์�อ)

ข้�อมู�ลภาพื่ถ่%ายุดาวเทำ�ยุมูในว�นทำ�� 3 มู�นาค์มู 2553 โดยุเลอกซ�นข้องภาพื่ทำ��มู�ช้�อว%า HJ1A-HSI-12-102-B2-20100303-L20000263206 มูาใช้�ในการว,เค์ราะห์! เพื่�อใช้�ในการจ�าแนกพื่&นทำ��เพื่าะปล�กพื่ช้ 4 จาก 5 ช้น,ดซ/�งก ค์อ มู�นสำ�าปะห์ล�ง สำ�บปะรด ยุางพื่ารา และอ�อยุ (ไมู%มู�ข้�าว)

ข้�อมู�ลภาพื่ถ่%ายุดาวเทำ�ยุมูในว�นทำ�� 10 พื่ฤศจ,กายุน 2552 โดยุเลอกซ�นข้องภาพื่ทำ��มู�ช้�อว%า HJ1A-HSI-12-102-A1-20091110-L20000203604 มูาใช้�ในการว,เค์ราะห์! เพื่�อใช้�ในการจ�าแนกพื่&นทำ��เพื่าะปล�กข้�าว

มูาใช้�ในการว,เค์ราะห์!เพื่�อใช้�ในการจ�าแนกพื่&นทำ��เพื่าะปล�ก โดยุข้�อมู�ลภาค์สำนามูจะเป:นข้องว�นทำ�� 1-3 และ 20-22 กรกฎาค์มู 2553 และว�นทำ�� 7-8 สำ,งห์าค์มู 2553

การเล(อกภาพีถ่�ายุดาวเทำ�ยุม

ต์�วอยุ�างภาพีหล�งการแปลงค�าพี#ก�ด

การแปลงค�าเป/นสำเปกต์ร�มการสำะทำ�อน

Spectral Angle Mapper Classification (SAM) ค์อจะทำ�าการก�าห์นดค์%าข้�อมู�ลแล�วปร�บแก�โดยุการน�าค์%าสำเปกตร�มูข้องทำ�&งสำองค์%ามูาค์�านวณในล�กษณะข้องเวกเตอร! n มู,ต, (n ค์อ จ�านวนแบนด!)

การจั�าแนกประเภทำข้�อม�ล

เป:นฟ8งก!ช้�นในการเปล��ยุนร�ปเช้,งเสำ�นเพื่�อใช้�ในการประมูาณค์%าข้นาดทำ��แทำ�จร,งข้องข้�อมู�ลภาพื่ ทำ�าการแยุกสำ�ญญาณรบกวนออกจากข้�อมู�ล และช้%วยุลดเวลาในการค์�านวณสำ�าห์ร�บในสำ%วนข้องการประมูวลผล

Minimum Noise Fraction (MNF)

ค์%า eigenvalues และภาพื่ MNF จะถ่�กใช้�ในการประเมู,นข้นาดข้องข้�อมู�ล โดยุค์%า eigenvalues ในแต%ละแถ่บค์วามูถ่��จะประกอบด�วยุข้�อมู�ลต%างๆ โดยุเร�ยุงล�าด�บตามูข้นาดข้องข้�อมู�ล ภาพื่ทำ��ได�จะมู�ข้�อมู�ลทำ��สำอดค์ล�องก�บค์วามูเช้�อมูโยุงเช้,งพื่&นทำ�� ในข้ณะทำ��ภาพื่สำ�ญญาณรบกวนจะไมู%มู�ข้�อมู�ลในเช้,งพื่&นทำ��เลยุ

ผลการจั�าแนก

จากข้�อมู�ลสำเปกตร�มูไลบราร��จ/งได�มู�แนวค์,ดในการน�ามูาใช้�งานก�บพื่&นทำ��อ�นๆ โดยุจะทำ�าการค์�ดเลอกจากพื่&นทำ��ทำ��มู�ข้�อมู�ลทำางภาค์สำนามู ซ/�งจากการข้อค์วามูอน�เค์ราะห์!จากสำ�าน�กงานเศรษฐก,จการเกษตรทำ�าให์�ได�ข้�อมู�ลพื่&นทำ��ภาค์สำนามูซ/�งเป:นพื่&นทำ��ในการเพื่าะปล�กข้�าวแถ่วบร,เวณภาค์กลางและภาค์เห์นอ (โดยุมู�แค์%บางจ�งห์ว�ดไมู%ค์รบทำ�กจ�งห์ว�ด) จ/งน�าข้�อมู�ลน�&ไปค์�นห์าเพื่�อเทำ�ยุบพื่&นทำ��เด�ยุวก�นก�บภาพื่ถ่%ายุดาวเทำ�ยุมู

จากการค์�นห์าจ/งได�ทำ�าการเลอกพื่&นทำ��จ�งห์ว�ดพื่ะเยุา โดยุเลอกข้�อมู�ลภาพื่ถ่%ายุดาวเทำ�ยุมูในว�นทำ�� 30 ก�นยุายุน 2553 โดยุเลอกซ�นข้องภาพื่ทำ��มู�ช้�อว%า HJ1A-HSI-15-94-A2-20100930-L20000004187 มูาใช้�ในการว,เค์ราะห์!เพื่�อใช้�ในการจ�าแนกพื่&นทำ��เพื่าะปล�กข้�าว โดยุข้�อมู�ลภาค์สำนามูจะเป:นข้องว�นทำ�� 6 พื่ฤศจ,กายุน 2552

การน�าไลบราร�*ข้�าวไปประยุ�กต์�ใช้�ก�บพี()นทำ�*อ(*นๆ

จากผลทำ��ได�จะเห์ นได�ว%าค์%าค์วามูถ่�กต�องในการประเมู,นพื่&นทำ��เพื่าะปล�กข้�าวเทำ%าก�บ 64.79% และพื่&นทำ��ทำ��ไมู%ใช้%ข้�าวเทำ%าก�บ 94.66% ถ่�ารวมูค์วามูถ่�กต�องข้องพื่&นทำ��ทำ� &งห์มูดจะเทำ%าก�บ 88.2626% ซ/�งค์%อนข้�างมู�ค์วามูถ่�กต�องสำ�ง ด�งน�&นจากการทำดสำอบด�งทำ��กล%าวมูาน�&ทำ�าให์�สำามูารถ่สำร�ปได�ว%าสำามูารถ่น�าข้�อมู�ลสำเปกตร�มูไลบราร��มูาใช้�ในการประเมู,นพื่&นทำ��เพื่าะปล�กได� ต%อมูาจ/งน�าข้�อมู�ลน�&มูาสำร�างให์�เป:นร�ปแบบมูาตรฐาน

การน�าไลบราร�*ข้�าวไปประยุ�กต์�ใช้�ก�บพี()นทำ�*อ(*นๆ (ต์�อ)

ข้�อมู�ลสำเปกตร�มูไลบราร��น�อยุเก,นไป การก�าห์นดแถ่บค์วามูถ่��ในการว,เค์ราะห์!ข้�อมู�ล ค์วามูค์ลาดค์ล�นต�าแห์น%งพื่,ก�ดภาพื่ดาวเทำ�ยุมู การเลอกฟ8งก!ช้�นในการค์�านวณ ข้�อมู�ลภาค์สำนามู

ว#เคราะห�ความผ#ดพีลาดทำ�*เก#ดข้3)น

จากข้�อมู�ลสำเปกตร�มูไลบราร��ข้องพื่ช้ทำ�&ง 5 ช้น,ด น�ามูาสำร�างเป:นร�ปแบบมูาตรฐานทำ��เห์มูาะสำมูสำ�าห์ร�บการน�าไปใช้�งาน โดยุจากการศ/กษาและสำบค์�นทำางอ,นเตอร!เน ตพื่บว%าไลบราร��โดยุทำ��วไป เช้%น ไลบราร��ข้อง USGS (เป:นองค์!กรทำางว,ทำยุาศาสำตร!ทำ��ให์�ข้�อมู�ลทำ��เป:นกลางเก��ยุวก�บสำ�ข้ภาพื่ข้องระบบน,เวศและสำ,�งแวดล�อมู) จะประกอบด�วยุ 3 สำ%วนค์อ

ASCII เป:นสำ%วนข้องไฟล!ทำ��อยุ�%ในร�ปแบบข้องแอสำก� (เป:นรห์�สำมูาตรฐานข้องสำห์ร�ฐอเมูร,กาเพื่�อการแลกเปล��ยุนสำารสำนเทำศ) ประกอบด�วยุข้�อมู�ลค์%าสำเปกตร�มูการสำะทำ�อนทำ��ยุ%านค์วามูยุาวค์ล�นต%างๆ โดยุสำามูารถ่น�าค์%าห์ล%าน�&ไปใช้�ในการค์�านวณได� ช้น,ดข้องไฟล! ค์อ *.asc

DESCRIPT เป:นสำ%วนในการอธ,บายุถ่/งองค์!ประกอบข้องสำ,�งต%างๆทำ��ทำ�าให์�ได�ข้�อมู�ลสำเปกตร�มูมูา เช้%น รายุละเอ�ยุดข้องว�ตถ่� สำถ่านทำ��ในการสำ�ารวจ สำ,�งแวดล�อมู เป:นต�น ช้น,ดข้องไฟล! ค์อ *.html

PLOTS เป:นร�ปทำ��แสำดงค์%าสำเปกตร�มูการสำะทำ�อนทำ��ยุ%านค์วามูยุาวค์ล�นต%างๆ ช้น,ดข้องไฟล! ค์อ *.png

ร�ปแบบสำเปกต์ร�มไลบราร�*

ร�ปแบบด�งกล%าวน�&สำามูารถ่น�าไปใช้�งานได�ทำ�นทำ�โดยุค์%าทำ��ได�สำามูารถ่น�าไปค์�านวณในแบบต%างๆ เพื่�อใช้�ในการว,เค์ราะห์! เช้%น ห์าค์วามูแตกต%างในแต%ละยุ%านค์วามูยุาวค์ล�น ห์าค์วามูโดดเด%นข้องว�ตถ่�แต%ละช้น,ด เป:นต�น

โดยุซอฟแวร!ทำ��ใช้�ในการว,เค์ราะห์!จะอยุ�%ในร�ปแบบข้องซอฟแวร!ทำ��ช้�อว%า CSTAR Spectral Analysis Management System (SAMS) (http://sams.projects.atlas.ca.gov/)

เป:นซอฟแวร!ทำ��ช้%วยุในการว,เค์ราะห์!ข้�อมู�ล การเร�ยุงล�าด�บ และประมูวลผลค์%าสำเปกตร�มู

ร�ปแบบสำเปกต์ร�มไลบราร�* (ต์�อ)

นอกจากน�&ร�ปแบบด�งกล%าวยุ�งสำามูารถ่นไปใช้�งานร%วมูก�นก�บซอฟแวร!ประมูวลผลภาพื่ได�ทำ�นทำ� เช้%น ซอฟแวร! Environment for Visualization of Images (ENVI ITT Visual Solutions) เป:นต�น

แต%ร�ปแบบน�&ก ถ่�งว%าเป:นเพื่�ยุงห์น/�งในร�ปแบบทำ��มู�การใช้�ก�น ถ่�าจะน�าไปใช้�ก�บซอฟแวร!เฉีพื่าะทำางอ�น เช้%น ERDAS IMAGINE เป:นต�น อาจจ�าเป:นต�องทำ�าการแปลงข้�อมู�ลอ�กค์ร�&ง ด�งน�&นการแปลงในข้�&นน�&จ�าเป:นต�องร� �ร�ปแบบข้�อมู�ลทำ��ใช้�ข้องซอฟแวร!น�&น แล�วจ/งน�าร�ปแบบด�งกล%าวมูาใช้�น�&นเอง

ร�ปแบบสำเปกต์ร�มไลบราร�* (ต์�อ)

ASCII DESCRIPT PLOTS

การน�าไปใช้�งาน - ร�ปแบบสำเปกต์ร�มไลบราร�*