目次はじめに 1 1. 疑似近赤外画像の考え方 2 2. 疑似近赤外画像作成の流れ必要とされるデータ 4 (1) データ取得方法 4 (2) 必要データ基本データの整備 5 (1) データ準備 5 1) カラー写真データの準備 5 2) 航空レーザデータの準備 6

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ひでたついまいだ
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1 疑似近赤外画像作成マニュアル株式会社はまなすインフォメーション Ver

2 目次はじめに 1 1. 疑似近赤外画像の考え方 2 2. 疑似近赤外画像作成の流れ必要とされるデータ 4 (1) データ取得方法 4 (2) 必要データ基本データの整備 5 (1) データ準備 5 1) カラー写真データの準備 5 2) 航空レーザデータの準備 6 ア. 反射強度画像の作成 6 イ. 反射強度データの再加工疑似近赤外画像の作成 9 (1) 画像サイズの統一 9 (2) データ統合疑似近赤外画像作成時の留意点 11 (1) 航空レーザ計測 11 (2) 航空レーザ反射強度 11 (3) 疑似近赤外画像作成 12 (4) 疑似近赤外画像の利用 13 本マニュアルは株式会社はまなすインフォメーションの著作物です本マニュアルの無断複写は著作権法上での例外を除き禁止します本マニュアルの複写を行う場合にはそのつど事前に株式会社はまなすインフォメーションの許諾を得てください

3 はじめに本特許における疑似近赤外画像とは航空レーザ計測と同時もしくは同時期に取得されたカラーデジタル写真と航空レーザ反射強度を画像化したものを複合加工したものである通常カラー写真近赤外写真は図 1に示す波長帯の輝度情報を可視化したものである 400nm 500nm 600nm 680nm ( カラー写真 ) Blue reen Red ( 近赤外写真 ) reen Red Near Inflare Rec 510nm 600nm 720nm 800nm 図 1 カラー写真と近赤外写真の波長帯航空レーザ計測における写真取得は測量法 ( 昭和 24 年法律第 188 号 ) 第 34 条に規定される作業規程の準則において以下のように定められている ( 航空レーザ計測における写真取得は測量法 ( 昭和 24 年法律第 188 号 ) 第 34 条に規定される作業規程の準則 ) ( 航空レーザ用数値写真 ) 第 283 条航空レーザ用数値写真は空中から地表を撮影した画像データでフィルタリング及び点検のために取得するものとする 2 航空レーザ用数値写真は航空レーザ計測と同時期に撮影することを標準とする 3 航空レーザ用数値写真は建物等の地表遮蔽物が確認できる解像度とし地上画素寸法は1.0メートル以下を標準とする 4 航空レーザ用数値写真の撮影範囲は計測対象地域を網羅するものとする上記に示すとおり航空レーザ計測を行う場合には高解像度の写真取得が必然的に行われかつ地表遮蔽物を確認するためカラー写真を取得するのが一般的である環境分野農業分野等において近赤外写真は植物体や地表面情報 ( 土壌有機物土壌水分 ) の把握が可能であることから近赤外写真の需要は高いしかし一般的に近赤外写真の利用は専門的分野に限られることが多いためその取得は少ないそこで本件では航空レーザの波長帯が近赤外波長帯 (1069μm 付近 ) であることからこの反射強度を画像化し近赤外波長帯のデータとして活用することで高解像度疑似近赤外画像を作成することを目的としている 1

4 1. 疑似近赤外画像の考え方図 1に示すように近赤外写真とは reen( 以下という) Red( 以下 R という ) NearInflareRed( 以下 NIR という) の連続的波長帯情報を取得するものであるしかし衛星画像や近年の航空デジタルカメラでは各波長帯ごとにセンサーが配備されていることから個別に取得された各波長帯情報を重ね合わせることで連続取得した情報と同様の情報を作成することが可能となっている本件ではこの考え方を応用し既に取得されているカラー写真の Blue( 以下 B という ) R 情報を抽出しこれに航空レーザ計測データから作成した反射強度情報を画像化したものを重ね合わせることで擬似的に近赤外画像を作成するものである ( 図 2) Blue reen Red 航空レーザ計測データ分割抽出画像化 Blue reen Red Near Inflare Rec 再統合 ( 重ね合わせ ) reen Red Near Inflare Rec 図 2 疑似近赤外画像作成の考え方 2

5 データ準備統2. 疑似近赤外画像作成の流れ疑似近赤外画像の作成は以下のフローで行うまた本マニュアルでは簡便な説明とするため出来るだけ専門的なソフトウェアを用いず Adobe 社の Photoshop とレーザデータ加工の一般的なソフトウェアである Terrasolid 社の TerraScan を利用した作成方法及び留意点を記すものとする写真航空レーザデータ波長帯別に情報取得がされているか? No 1B R ごとのデータ抽出反射強度情報は取得されているか? No 作成不可 Yes Yes B R 2 反射強度画像化波長帯ごとのデータ NIR デデータ + R + NIR = 統合1の行程を経た際にはデータ補正疑似近赤外画像カラー写真からの R データと航空レーザ計測データからの半強度画像の統合図 3 疑似近赤外画像作成フロー 3

6 2.1. 必要とされるデータ (1) データ取得方法カラー写真の取得方法によりデータ整備方法は異なる判断基準としては波長帯別にセンサーが配置されかつ波長帯ごとにデータが取得されているかである航空カメラには以下の図に示すように大きく分け二つの画像取得方法がある図 4は波長帯ごとにセンサーが配置されている場合でありそれぞれのセンサーで取得されたデータを個別に利用することが出来るこれに対し図 5は一つのセンサーでカラー写真を作成する場合でピクセルごとに取得できる波長帯が決められているカラー写真を作成する場合は各ピクセルの情報を加重平均するなどして全てのピクセルが単一の波長帯情報となるよう加工がなされる疑似近赤外画像を作成する場合には各波長ごとの情報が必要となるため後者の場合には別途ソフトウェアで抽出を行う必要がある Blue reen Red + + 重ね合わせカラー写真図 4 波長帯ごとのセンサーでカラー写真を作成する場合 B B B B R + B + R R 重ね合わせカラー写真 R R 図 5 一つのセンサーでカラー写真を作成する場合 4

でオルソ画像を読み込む (2) オルソ画像の色分解 B R 波長帯ごとのデータチャンネルタブを選択する赤丸の矢印内の矢印をクリックする

7 (2) 必要データ疑似近赤外画像作成に必要なデータは以下のものであるカラーオルソ画像もしくは幾何補正済みの各波長帯画像航空レーザ反射強度データ 2.2. 基本データの整備 (1) データ準備 1) カラー写真データの準備 1.(1) で記したように一つのセンサーでカラー写真が作成された場合には波長帯毎の情報抽出が必要となる具体的な手順を以下に示す (1)Photoshop でオルソ画像を読み込む (2) オルソ画像の色分解 B R 波長帯ごとのデータチャンネルタブを選択する赤丸の矢印内の矢印をクリックするチャンネルの分割を選択する波長帯ごとのデータが作成される図 6 一つのセンサーからカラー写真が作成された場合の色分解手順 5

by の設定 Intensity hits もしくは Intensity footprint を選択 2 Class の設定 Terrascan のメニューから Output

画像化したのち不具合がある場合は随時 lowest highest を選択して試行 4 Format の設定 eotiff を選択 5 Colors の設定 rey Scale

8 2) 航空レーザデータの準備ア. 反射強度画像の作成航空レーザデータの反射強度を画像化する具体的手順は以下に示す (1)TerraScan で航空レーザデータを読み込む (2) 反射強度画像の作成 1 Color by の設定 Intensity hits もしくは Intensity footprint を選択 2 Class の設定 Terrascan のメニューから Output Export raster image を選択する画像化する航空レーザデータのグループを設定する ( 図では 1-Default) 3 Value の設定 Average を選択画像化したのち不具合がある場合は随時 lowest highest を選択して試行 4 Format の設定 eotiff を選択 5 Colors の設定 rey Scale を選択 6 Pixel size の設定計測計画上のデータ取得密度を入力 ( 図では 1m 間隔であったので 1.00) 7 Scheme の設定 Black to White に設定 8 Degree の設定 Linear に設定 OK を押すデータ保存先は任意の場所を選択する図 7 航空レーザデータ反射強度画像作成手順 6

9 1 Color by の設定航空レーザ反射強度の基本データを設定する Intensity hits が基本的に反射強度に相当するが Intensity footprint として記録されている場合がある工程として前者を基本としデータ作成時に不具合が生じた場合は後者に設定を行う 2 Class の設定輝度値に変換するデータのグループを設定するフィルタリング前の RAW データの場合 Terrascan では Default に全てのデータが格納されている輝度値に変換する場合には地表物全てのレーザデータを用いることでカラー写真データと同じ範囲内の反射強度画像が作成されることとなる本マニュアルではすでにエラーデータを除去しエラーデータ以外のレーザデータがすべて Default に格納されていることを想定している 3 Value の設定輝度値を画像化する際の基準を設定する Average に設定を行うと全データの平均値を輝度値のピークとして 256 階調の画像情報となるしかしレーザ光の特性から舗装路面や白色の地物が多くを占める場合には反射強度は強めになるその場合には highest を選択することで反射強度が強いデータに対応した基準の画像情報となるまたこれとは反対に裸地や水域の多い場合には反射強度は弱めになるその場合には lowest を選択することとなる 4 Format の設定画像化された反射強度データの出力形式を選択する位置情報も取得されていることやカラー写真についてもオルソ化されていることから本マニュアルでは eotiff 選択している他にも JPE 形式も選択できるが画像に含まれる情報が圧縮され後の工程に影響を与える場合があるため eotiff もしくは TIFF 形式での出力を行う 5 Colors の設定出力する色情報を選択するレーザデータは単データであるためカラー画像を作成することはできないよって reyscale を選択する 6 Pixel size の設定出力する画像のピクセルサイズを設定する計測間隔を下回る数値で設定を行った場合には画像化するデータの欠損部分が発生することが予測されため計測間隔に合わ 7

せ設定を行う例えば 1m の計測間隔である場合には 1m 以上の解像度に設定する 7 Scheme

reyscale で出力されるため白黒での設定となるよって Black to White に設定を行うイ.

上で他の波長帯のデータと重ね合わせるには再度 Photoshop 上で加工する必要がある再加工の手順を以下に示す

10 せ設定を行う例えば 1m の計測間隔である場合には 1m 以上の解像度に設定する 7 Scheme の設定出力画像の色表現の設定を行う通常の画像と同様に輝度値高くなるにつけ明度の高くなるよう設定する反射強度画像は reyscale で出力されるため白黒での設定となるよって Black to White に設定を行うイ. 反射強度データの再加工作成された反射強度画像は RB データとなっている Photoshop 上で他の波長帯のデータと重ね合わせるには再度 Photoshop 上で加工する必要がある再加工の手順を以下に示す (1)Photoshopで反射強度画像を読み込む (2) 反射強度画像の再加工メニューからイメージモードグレースケールを選択するカラー情報を破棄しますか? とメッセージが出るので OK を選択する図 8 反射強度の再加工 8

2.3. 疑似近赤外画像の作成データ統合は Photoshop 上で行う (1) で作成されたデータのうち

これ以降の手順を以下に示す画像サイズの統一 R いずれかの画像を選択しメニューからイメージ

11 2.3. 疑似近赤外画像の作成データ統合は Photoshop 上で行う (1) で作成されたデータのうち R 反射強度画像 ( 再加工済み ) を Photoshop 上に読み込む (1) 画像サイズの統一各画像の画像サイズを統一する R については同一画像から抽出したものであるため同一の解像度となっているよって反射強度画像 ( 再加工済み ) の解像度を R と同一のものとするこれ以降の手順を以下に示す画像サイズの統一 R いずれかの画像を選択しメニューからイメージ画像解像度を選択するピクセル寸法プリントサイズを控える反射強度画像 ( 再加工済み ) について同画面を表示させ R と同様の数値を入力する図 9 画像サイズの統一 9

12 (2) データ統合データ統合の手順を以下に示すデータ統合チャンネルを統合を選択するチャンネルタブを選択する赤丸の矢印内の矢印をクリックする画像モードで RB カラーが選択されていることを確認して OK を押す反射強度画像カラー写真 R 画像カラー写真画像チャンネルの指定をする赤 (R) 反射強度画像緑 () カラー写真 R 画像青 (B) カラー写真画像選択が終了したらOKを押す図 10 データ統合手順 10

3. 疑似近赤外画像作成時の留意点 (1) 航空レーザ計測航空機に搭載したレーザスキャナーから地表にパルスを照射し対象物から反射して戻ってくるまでに要する時間により航空機と反射ポイント間の距離が計算される PS/IMU システムと連動することにより反射ポイントの三次元情報 ( 標高平面位置座標 ) を取得し地形データを作成することが可能となる ( 図 11)

13 3. 疑似近赤外画像作成時の留意点 (1) 航空レーザ計測航空機に搭載したレーザスキャナーから地表にパルスを照射し対象物から反射して戻ってくるまでに要する時間により航空機と反射ポイント間の距離が計算される PS/IMU システムと連動することにより反射ポイントの三次元情報 ( 標高平面位置座標 ) を取得し地形データを作成することが可能となる ( 図 11) 従来のデジタル解析システムによる DTM 算出と比べ高密度なデータを効率良く広範囲に取得できデジタルデータとして取得できるので IS オルソ画像作成計画設計など次工程の作業データベースとして効率良く利用できるものである図 11 航空レーザ計測概念図 ( ライカジオシステムズ社資料より ) (2) 航空レーザ反射強度航空レーザ計測時に取得される情報は標高データのみではなくレーザ光の反射強度も取得されているレーザ測器には地上型と航空機搭載型があり地上型ではレーザ波長が赤外波長域もしくは可視光域のものがあるいずれも問題点としては機材から対象物まで距離があるほどレーザ光強度が減衰し反射値が同じ素材の物質においても異なるということであるこれについて航空機搭載型の場合はレーザ波長域が赤外波長域であるとともに計測高度が一定を保っているために減衰率に大きな差が生まれにくく比較的均一な反射値を得ることができると考えられる 11

14 赤外波長は水分や有機物の影響を受けやすいことから本件ではこの特性を利用し反射強度画像を赤外光画像に加工することで利活用したものである航空レーザは能動的リモートセンシングと言えるものであり通常の航空写真のような太陽光の反射情報を取得する受動的リモートセンシングと異なり影は生じない (3) 疑似近赤外画像作成疑似近赤外画像を作成する際に留意する事項として一つのセンサーからカラー写真が作成された場合に色分解を行った場合の補正がある一般的に地物種が平均的に分布する場合図 12に示すように各波長帯は各々がピーク点を有する Blue reen Red 図 12 各波長帯の分布各波長帯ごとのセンサーで情報取得を行った場合には問題は発生しないが一つのセンサーからカラー写真が作成されている場合には図 13 に示すように各波長帯全ての情報を利用できないことや他の波長帯の情報が含まれることが想定される Blue reen Red 図 13 各波長帯の分割パターン 12

15 疑似近赤外画像に必要なカラー写真のデータは reen と Red であるそのため reen における Red 側の重複部分については統合時に補われることとなるため問題にはならず Blue 側の重複部分が問題となるこれを解決するには他の画像解析ソフトウェアを用い重複部分が発生しないデータ抽出方法を行うことが求められるただし計測範囲や撮影時期によりそれぞれの波長帯で取得されるデータ量は変動する為その都度輝度値の分布を確認し利用方法に課題が生じるかを検討することが求められる (4) 疑似近赤外画像の利用 (2) において記したように反射強度画像は影が発生しないしかしカラー写真では撮影時刻により太陽光の影が発生する場合があるそのためカラー写真を抽出分解した画像と重ね合わせた場合カラー写真上で影が発生している箇所については近赤外データのみとなるため赤色の情報が突出する場合がある上述のような傾向を出来るだけ発生させないためには南中時刻でのデータ取得が望ましいがこれが困難な場合には影部分が必要箇所に発生しないよう計測計画を立案することが求められる 13

画像編集のワンポイントテクニック・簡単操作ガイド

画像編集のワンポイントテクニック・簡単操作ガイド簡単操作ガイドカードプリンター画像編集ソフトでロゴを編集する際のワンポイントテクニック対象機種 : カードプリンター CX 320 / CX 350 / CX 650 / CX 670 対象アプリケーション :ImageCreate DBL / ImageCreateⅡ 対象 OS : Windows 2000 / Windows XP / Windows Vista / Windows 7