Original paper

Introducing a Method for Spectral Enrichment of the High Spatial Resolution Images

Alidoost, Fakhereh; Mobasheri, Mohammad R.; Abkar, Ali A.

Abstract

Almost all pixels located in the urban region imaged by high/medium spatial resolution sensor systems are mixed. To resolve this problem, usually the unmixing techniques are deployed. One of the useful unmixing methods is spectral mixture analysis. It can be grouped into two parts of spectral unmixing and spatial unmixing. In this study, spectral reflectance of important urban classes is determined using spatial unmixing method. To this end, spatial information from IKONOS imagery and spectral information from Hyperion data are employed. The validity of the proposed method is substantiated through comparison of an original Hyperion image with the reconstructed image. The experimental results lead to a mean RMSE and a mean NCC of 0.03 and 0.89 respectively. In the next stage, using the extracted spectral reflectance, an image with 4 m spatial resolution and 136 bands is produced where variability of urban land covers is taken into account. It is believed that this methodology will help researcher to monitor urban change as well as urban pollution effectively.

Kurzfassung

In urbanen Gebieten besitzen Fernerkundungsszenen fast ausschließlich Mischpixel. Üblicherweise werden unmixing Methoden wie die spectral unmixing analysis verwendet. Diese lässt sich in die spektrale und die räumliche Entmischung gliedern. Die vorliegende Untersuchung hat gezeigt, dass mit Unterstützung der räumlichen Entmischung die Identifizierung der spektralen Klassen städtischer Gebiete verbessert werden kann. Die Methode wurde mit IKONOS-Daten für die räumliche und Hyperion-Daten für die spektrale Information erprobt und ergab eine Genauigkeit für den RMSE von 0,03 und den NCC von 0,89. Aus beiden Datensätzen wurde eine Bildkarte mit einer GSD von 4 m und einer spektralen Auflösung von 136 Kanälen hergestellt, die sehr gut die Vielfalt der urbanen Landnutzung wiedergibt und das Monitoring von Landnutzungswandel und Umweltverschmutzung ermöglicht.

Keywords

spatial resolutionspectral resolutionurban environmentsspectral mixture analysisimage fusion