Pansharpening: uma aplicação para fusão de imagens de satélite

Descrição | Muitos satélites de observação da Terra fornecem quantidades continuamente crescentes de imagens de de sensores remotos úteis para uma ampla gama de tarefas científicas e cotidianas. A maioria deles, como Ikonos, Landsat, Quickbird e Pléiades, desagrega a aquisição de uma imagem pancromática em alta resolução espacial da aquisição de uma imagem multiespectral em menor resolução espacial. A ampla faixa de comprimentos de onda adquiridos pelo pancromático representa uma descrição precisa da geometria, enquanto cada componente espectral cobre uma faixa de largura de banda reduzida, levando a uma descrição detalhada de cores útil para classificação de materiais.

Os sensores de imagem estão sujeitos a compromissos devido a várias restrições técnicas e económicas. A capacidade de largura de banda, bem como o armazenamento integrado também são fatores limitantes importantes.

Pansharpening refere-se à fusão de uma imagem pancromática (PAN) e uma imagem multiespectral (MS) adquirida simultaneamente na mesma área. Isso pode ser visto como um problema particular de fusão de dados, pois visa combinar os detalhes espaciais resolvidos pela PAN (mas não presentes no MS) e as várias bandas espetrais da imagem MS (contra a banda única da PAN) num produto único. A imagem PAN tem uma alta resolução espacial e baixa resolução espectral (por exemplo, uma imagem em nível de cinza), enquanto as imagens MS têm uma baixa resolução espacial, mas uma alta resolução espectral (por exemplo, as imagens azul, verde, vermelho e infravermelho). Espera-se que a imagem resultante Pansharpened tenha a resolução espacial de PAN e a alta resolução espectral de MS.

Como podemos ter uma primeira solução para o problema de Pansharpening? Ou seja, interpolar as imagens MS a partir da geometria fornecida pela imagem PAN.

Alguns métodos:
- substituição de componentes (CS), ou seja, passando para um sistema de imagem que podemos decompor em intensidade + cor. Em seguida, substitua a intensidade pela imagem PAN e inverta o processo.
- modelação a partir de uma funcional. Neste caso, poderíamos aplicar um algoritmo do tipo de descida do gradiente para minimização.

Conhecimentos de matemática | Programação básica (C++, Python); Otimização, interpolação, modelação.