Teoria del ricampionamento

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Descrizione del ricampionamento con le tecniche di Nearest Neighbour, Bilineare, Bicubico

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Esistono due possibili strategie per la correzione geometrica del dato satellitare:

·         A due stadi di correzione;

·         A singolo stadio di correzione.

Al primo stadio i pixel vengono posti sia in base ai parametri orbitali che sul modello utilizzato per rappresentare la superficie terrestre, nel secondo ,invece, sono corretti i pixel inerenti allo scenario in questione (Fig 1 e Fig.2).

      Fig.1 Schema a due stadi

         Fig.2 Schema ad unico stadio

La correzione più utilizzata è quella a doppio stato in quanto all’utente vengono offerti dati già corretti dal sistema, in un secondo momento l’utente può ricampionare il dato, ridefinendo maggiormente la correzione.

La correzione a singolo stadio ha bisogno di un maggior numero di dati. Questi dati ausiliari permettono di avere un risultato più preciso, ma un lavoro più oneroso per l’utente, per tale motivo non è una strategia molto usata.

I principali passi che compongono un corretto processo di ricampionamento comprendono fondamentalmente:

  1. La ricerca di una relazione tra i sistemi di coordinate di partenza e di arrivo.

  2. Ricollocazione dei pixel nella nuova immagine,quest’ultima avente le proprietà cartografiche ricercate.

  3. Assegnazione, attraverso calcoli o stime,  di valori per i nuovi pixel localizzati.

Una volta eseguita la correzione geometrica, cioè individuata una nuova matrice vuota corretta e georeferenziata, si pone il problema di attribuire a tutte le celle un valore. E’ difficile determinare quale valore trasferire in quanto il centro del nuovo pixel non coincide quasi mai con quello del pixel corrispondente nell’immagine originale.

Verranno dette tecniche di ricampionamento (resampling), quelle tecniche capaci di associare i valori di radianza dei pixel dell’immagine di partenza alle celle dell’immagine finale nella versione corretta (Fig 3).

                                       Fig.3 Ricampionamento

Ricampionamento Nearest Neighbour. Il valore di radianza DN (x,y), attribuito al pixel di output, è il valore corrispondente al pixel in coordinate riga-colonna (r,c) più vicine alle coordinate (x,y) ottenute dalla trasformazione. La tecnica è importante per georeferenziare mappe del suolo, infatti essa permette di non trasformare i valori dei pixel originali(Fig.4).

Fig.4 Nearest Neighbour

Ricampionamento Bilineare. I quattro pixel prossimi alle coordinate (x,y) ottenute dalla trasformazione geometrica vengono coinvolti in tale tipo interpolazione,la quale riesce a definire il nuovo valore di radianza . vengono alterati valori di radianza di partenza, creando così un’immagine avente contrasti meno marcati con passaggi più graduali (Fig.5).

                   

Fig.5 Ricampionamento bilineare

Ricampionamento Bicubico. L’ordine di questa interpolazione è superiore alle precedenti in quanto vengono coinvolti i sedici pixel più vicini. Tale tecnica altera di molto il valore radiometrico,  per cui , anche se il risultato finale può avere un effetto visivo gradevole, non è consigliabile utilizzare l’immagine risultante per analisi radiometriche.(Fig.6).

Fig.6 Ricampionamento Bicubico

In definitiva, laddove le caratteristiche di registrazione geografica non sono necessarie, non è consigliabile coregistrare immediatamente l’immagine. Il motivo risiede soprattutto nell’alterazione dei  valori di radianza modificati da interpolazioni quali la bilineare e la cubica.

Riferimenti

Fabio Dell’Acqua, “Correzione Geometrica”, Gruppo di telerilevamento, Università di Pavia.

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