การแสดงผลภาพถ่ายดาวเทียม PDF

บทที่ 5 การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 5.1 รายละเอียดของขอมูลดาวเทียมเชิงเลข ขอมูลพื้นผิวโลกที่ไดจากการบันทึกภาพของดาวเทียมสํารวจทรัพยากรดวงตางๆ เชน ดาวเทียม LANDSAT, SPOT และ MOS แลวสงมายังสถานีรับภาคพื้นดิน (Ground Receiving Stations) นั้น มิใชภาพโดยตรง แตเปนสัญญาณภาพหรือ ขอ...

บทที่ 5 การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 5.1 รายละเอียดของขอมูลดาวเทียมเชิงเลข ขอมูลพื้นผิวโลกที่ไดจากการบันทึกภาพของดาวเทียมสํารวจทรัพยากรดวงตางๆ เชน ดาวเทียม LANDSAT, SPOT และ MOS แลวสงมายังสถานีรับภาคพื้นดิน (Ground Receiving Stations) นั้น มิใชภาพโดยตรง แตเปนสัญญาณภาพหรือ ขอมูลภาพที่เรียกวา Image Data จากนั้นสถานีรับภาคพื้นดินจะผลิตขอมูลออกมาในรูปของฟลมหรือขอมูลจะถูกบรรจุอยูในเทป แมเหล็กที่อานไดโดยคอมพิวเตอร (Computer Compatible Tapes หรือ CCT) หรืออาจเปนสื่อเก็บขอมูลชนิดอื่น เชน เทปขอมูลขนาด 8 มม. แบบ Exabyte (8 mm cartridge tape) แผนซีดีรอม (CD-ROM) เปนตน ซึ่งขอมูลที่ถูกเก็บบันทึกอยู ภายในสื่อแมเหล็กเหลานี้เปนขอมูลดาวเทียมเชิงเลข (Digital data) ที่สามารถนํามาวิเคราะหและประมวลผลดวยเครื่อง คอมพิวเตอรภายใตซอฟทแวรทางดานรีโมตเซนซิงทั่วไปได เชน โปรแกรม ERDAS, ENVI, PCI/EasyPace และ ER MAPPER เปนตน สําหรับขอมูลดาวเทียมเชิงเลขมีรายละเอียดบางประการที่สําคัญดังตอไปนี้ 5.1.1 โครงสรางของภาพ โดยทั่วไป เทป CCT จะบรรจุขอ มูลเชิงเลขทั้งภาพ (Full Scene) และทุกชวงคลื่นที่ถายภาพ เชน ขอมูลระบบ TM ของ ดาวเทียม LANDSAT มี 7 ชวงคลื่น หรือ 7 แบนด (Band) ภาพหนึ่งๆ จะครอบคลุมพื้นที่ 185 x 185 ตารางกิโลเมตร แตละ แบนดของขอมูลดาวเทียมเชิงเลขจะประกอบไปดวยจุดภาพ (Picture element หรือ pixel) ขนาดเทาๆ กัน เรียงตัวกันเปนแถว ตลอดแนวการกวาดภาพของกระจก เปน 1 บรรทัด (Scaneline หรือ Line) แนวกวาดหนึ่งๆ จะประกอบดวยจุดภาพประมาณ 6,120 จุดภาพ และทั้งภาพจะมีขอมูล 5,728 บรรทัดภาพ ดังแสดงในภาพที่ 5.1 โดยขอมูลภาพระบบ TM ในจุดภาพหนึ่ง มีความ ละเอียดเชิงพื้นที่ (Spatial resolution) เทากับ 30 เมตร 185 km. 30 m 185 km. 6,120 pixels Line 1 pixel 480 m. 16 Lines 185 km. Line 1 5,728 lines 16 Lines ลักษณะแนวการกวาดภาพ ของดาวเทียม LANDSAT ระบบ TM ภาพที่ 5.1 ตัวอยางโครงสรางของภาพขอมูลดาวเทียม LANDSAT ระบบ TM 5.1.2 คาความละเอียดของขอมูลดาวเทียมเชิงเลข (Resolution) โดยทั่วไปแลวคาความละเอียดหรือความแยกตาง (Resolution) มักจะอธิบายถึง จํานวนจุดภาพ (Pixel) ที่สามารถ แสดงบนอุปกรณแสดงภาพ (Display device or Monitor) หรือ บริเวณที่เล็กที่สุดที่สามารถถูกแสดงออกมาในรูปของจุดภาพ ซึ่ง 122 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล จะแสดงถึงขีดความสามารถของระบบบันทึกขอมูลที่ติดตั้งบนดาวเทียม (Sensor) วาจะสามารถตรวจจับ (Detect) พื้นที่ที่มีขนาด เล็กที่สุดไดเทาใด แตความหมายของความละเอียด (Resolution) ของขอมูลที่ไดจากการสํารวจระยะไกล (Remotely sensed data) ยังมีรูปแบบตางๆ ที่ควรจะตองพิจารณาดังตอไปนี้ 1) Spectral resolution Spectral resolution เปนความละเอียดเชิงคลื่นหรือความแยกตางที่แสดงถึง พิสัยของชวงคลื่นเฉพาะในคลื่น แมเหล็กไฟฟา (Electromagnetic spectrum) ที่ระบบบันทึกขอมูลของดาวเทียมแตละดวงจะสามารถบันทึกได เชน band 1 ของ ดาวเทียม LANDSAT ระบบ TM จะบันทึกพลังงานชวงคลื่นระหวาง 0.45 ถึง 0.52 µm สําหรับพิสัยของคลื่นแมเหล็กไฟฟานี้ สามารถอธิบายไดวา ถาชวงคลื่นมีพิสัยกวางมากจะแสดงวาขอมูลมี Spectral resolution ที่หยาบ แตถาชวงของคลื่นแมเหล็ก ไฟฟามีพิสัยแคบจะหมายถึงวามี Spectral resolution ที่ละเอียด ตัวอยางเชน อุปกรณบันทึกขอมูลของดาวเทียม SPOT ระบบ Panchromatic มีความละเอียดเชิงคลื่นที่หยาบ เนื่องจากบันทึกพลังงานคลื่นแมเหล็กไฟฟาในชวงระหวาง 0.51 ถึง 0.73 µm แต ในอุปกรณบันทึกขอมูลแบบ Multispectral (XS) และระบบ TM ในดาวเทียม LANDSAT มีการบันทึกขอมูลไดหลายชวงคลื่น และมีพิสัยที่แคบกวา ทําใหไดขอมูลภาพที่มีความหลากหลายในเชิงคลื่น (ภาพที่ 5.2) ตัวอยางเชน ขอมูลภาพระบบ TM ใน Band 3 มี Spectral resolution ที่ละเอียดกวาภาพจากระบบ Panchromatic เนื่องจากบันทึกพลังงานคลื่นแมเหล็กไฟฟาในชวงระหวาง 0.63 ถึง 0.69 µm (ภาพที่ 5.3) สําหรับในปจจุบันนี้มีดาวเทียมสํารวจทรัพยากรที่ขึ้นโคจรหลายดวง และแตละดวงก็มีระบบบันทึก ขอมูลที่ตางกัน จึงทําใหมี Spectral resolution ตางกันไปดวย ภาพถายระบบ Panchromatic (0.51-0.73 µm) ภาพถายระบบ XS แบนด 1 (Green band) ภาพถายระบบ XS แบนด 2 (Red band) ภาพถายระบบ XS แบนด 3 (Near IR band) ภาพที่ 5.2 เปรียบเทียบภาพระบบ Panchromatic ซึ่งแสดงรูปทรงทางเรขาคณิตวัตถุไดชัดเจนกวา ภาพระบบ Multispectral แตในขณะเดียวกันความสามารถในการแยกแยะวัตถุเชิงคลื่นของภาพระบบ Panchromatic ไดลดลง (บริเวณวงกลม)  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 123 ภาพที่ 5.3 เปรียบเทียบพิสัยของชวงคลื่นในการบันทึกขอมูลของดาวเทียมแตละระบบ (ERDAS, 1999) 2) Spatial resolution (or Instantaneous field of view) Spatial resolution หรือ ความละเอียดเชิงพื้นที่ของขอมูลภาพ ซึ่งแสดงถึงขนาดที่เล็กที่สุดของวัตถุที่ถูกตรวจ จับไดโดยอุปกรณบันทึกขอมูล หรือพื้นที่ที่เล็กที่สุดบนพื้นโลกที่ถูกแสดงออกมาในรูปของจุดภาพ ซึ่ง Spatial resolution ที่มี ความละเอียดจะหมายถึงขนาดของวัตถุหรือพื้นที่ที่มีคานอย เชน Spatial resolution ที่มีคาเทากับ 10 เมตร จะมีความละเอียด กวา Spatial resolution ที่มีคา 79 เมตร เปนตน สําหรับ Spatial resolution ของดาวเทียมแตละดวงจะขึ้นอยูกับอุปกรณบันทึก ขอมูล โดยในการออกแบบอุปกรณบันทึกขอมูลนั้น สิ่งที่ตองพิจารณาก็คือสวนประกอบยอยของภาพ หรือ IFOV (Instantaneous field of view) ซึ่งจะเปนตัวควบคุมรายละเอียดของจุดภาพ (Spatial resolution) ปกติแลวการบันทึกของอุปกรณบันทึกขอมูลที่มีประสิทธิภาพ ขนาดของ IFOV จะมีขนาดใกลเคียงกับขนาดของ จุดภาพ (Pixel) ซึ่งจะถูกควบคุมโดยอัตราเร็วในการสุมตัวอยางขอมูลของระบบสํารวจ ถาอัตราเร็วในการสุมตัวอยางชาเกินไป ขนาดของจุดภาพจะขยายออกและ IFOV จะมีขนาดเล็กกวา จึงมีบางสวนขาดหายไป หรือถามีอัตราเร็วในการสุมตัวอยางมากเกิน ไป จะทําใหมีการซอนทับ (Overlap) กันของจุดภาพมากทําใหเกิดลักษณะไมคมชัดในบริเวณที่มีการสุมตัวอยางซอนกัน 2 ครั้ง ตัว อยางเชน ขอมูลจากดาวเทียม LANDSAT ระบบ MSS มี IFOV เทากับ 79 x 79 เมตร แตจะมีสวนซอนทับกันประมาณ 23 เมตร ของแตละจุดภาพ โดยจะมีระยะหางระหวางจุดศูนยกลางของจุดภาพเทากับ 56 เมตร ดังแสดงในภาพที่ 5.4 ภาพที่ 5.4 ความสัมพันธระหวาง Instantaneous field of view (IFOV) และการซอนทับ (Overlap) ของจุดภาพ (Pixel) ในขอมูลดาวเทียม LANDSAT ระบบ MSS 124 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล สําหรับขนาดของจุดภาพ (Pixel Size) ในแตละระบบการถายภาพจะมีขนาดไมเทากัน ขนาดของจุดภาพจะเล็กลงเมื่อ มี Spatial resolution ดีขึ้น (ภาพที่ 5.5) และขนาดของจุดภาพนี้จะใชสําหรับคํานวณพื้นที่ของจุดภาพดวย เชน ขอมูล MSS ปกติ จะมีขนาด 56 x 79 เมตร. แตเมื่อผานกระบวนการแกไขเชิงเรขาคณิตเพื่อใหสอดคลองกับแผนที่ 1:50,000 แลวจะมีขนาด 50 x 50 เมตร ซึ่งไมวาจุดภาพจะมีขนาด 56 x 79 เมตร หรือ 50 x 50 เมตร แต Resolution ของภาพก็ยังคงเปน 79 เมตร อยูดี สวนขอ มูล TM ปกติจะมีขนาด 30 x 30 เมตร เมื่อผานการแกไขเชิงเรขาคณิตแลวจะมีขนาด 25 x 25 เมตร โดยที่ยังคงมี resolution 30 เมตร สําหรับดาวเทียม SPOT ขอมูลในระบบ Multispectral ปกติจะมีขนาด 20 x 20 เมตร และ ในระบบ Panchromatic ปกติ มีขนาด 10 x 10 เมตร เมื่อผานกระบวนการแกไขเชิงเรขาคณิตแลวจุดภาพจะมีขนาด 12.5 x 12.5 เมตร และ 6.25 x 6.25 เมตร ตามลําดับ ความละเอียดเชิงพื้นที่ 10 เมตร และขนาดจุดภาพ 10 เมตร ความละเอียดเชิงพื้นที่ 30 เมตร และขนาดจุดภาพ 10 เมตร ความละเอียดเชิงพื้นที่ 80 เมตร และขนาดจุดภาพ 10 เมตร ความละเอียดเชิงพื้นที่ 10 เมตร และขนาดจุดภาพ 80 เมตร ภาพที่ 5.5 แสดงภาพถายดาวเทียม SPOT (XS) ที่มีความละเอียดเชิงพื้นที่ (Spatial resolution) และขนาดของจุดภาพ (Pixel size) แตกตางกัน สําหรับ IFOV แลว ถึงแมวาจะมีขนาดไมมีเทากับขนาดพื้นที่ที่ปรากฏในแตละจุดภาพ แตก็สามารถทําใหรูถึงจํานวนจุด ภาพภายในบริเวณของภาพทั้งหมดได อยางไรก็ตามถาวัตถุมีขนาดเล็กกวาขนาดของ IFOV ก็อาจจะสามารถถูกบันทึกได ถาวัตถุ นั้นมีความแตกตางไปจากบริเวณรอบขาง เชน ถนน หรือ เสนทางลําน้ํา เปนตน ในอีกทางหนึ่งวัตถุอาจมีขนาดเทากับ IFOV แตก็ อาจจะไมถูกบันทึกถามีลักษณะการสะทอนแสงใกลเคียงกับสิ่งแวดลอมรอบขาง ในภาพที่ 5.6 แสดงถึงตัวบานที่มีตําแหนงอยูใน ระหวางตรงกลางของจุดภาพทั้ง 4 ถาบานนี้มีการสะทอนแสงเหมือนหรือใกลเคียงกับบริเวณรอบๆ คาที่ไดในจุดภาพทั้ง 4 จะเปน คาการสะทอนแสงของพื้นที่บริเวณรอบตัวบาน แตถาความแตกตางของการสะทอนแสงระหวางพื้นที่ที่อยูรอบขางกับตัวบานมีมาก บานหลังนี้ก็อาจจะถูกบันทึกได  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 125 ภาพที่ 5.6 แสดงขนาดของวัตถุและ IFOV (ERDAS, 1999) 3) Radiometric resolution ความละเอียดเชิงรังสี แสดงถึง จํานวนคาสูงสุดของขอมูลที่เปนไปได ซึ่งขอมูลที่ไดจะอยูในรูปของเลขฐาน 2 ที่มี หนวยเปนบิต (Bit) โดยขอมูลภาพจริงๆ คือคาความสวาง (Brightness) ของแตละจุดภาพ (Pixel) ที่แตกตางกันไปขึ้นอยูกับ ปริมาณพลังงานที่สะทอนจากวัตถุ สําหรับขอมูลเชิงตัวเลขที่ใชแทนความสวางของแตละจุดภาพนั้น อาจจะมีคาตั้งแต 0-63 (64 ระดับ, 6-bit) หรือ 0-127 (128 ระดับ, 7-bit) หรือ 0-255 (256 ระดับ, 8-bit) โดย 0 จะแทนคาสีดํา และคาตัวเลขเหลานี้จะสูงขึ้นเรื่อยๆ เมื่อมีความ สวางมากขึ้น ซึ่งคาสูงสุดคือ 63 หรือ 127 หรือ 255 จะแทนสีขาว ในขอมูล 6-bit 7-bit 8-bit ตามลําดับ คาตัวเลขที่แตกตางกัน ระหวางสีดํากับสีขาวนี้ เรียกวา คาความเขมสีเทา หรือ เรียกวา Digital Number (DN) ดังแสดงในภาพที่ 5.7 ภาพที่ 5.7 คาความสวางของขอมูล (Brightness Values) 8 bit และ 7 bit (ERDAS, 1999) การที่คาความสวางสูงสุดของขอมูลมีหลายคานั้น เนื่องจากในการผลิตเทป CCT จะกําหนดใหคาความสวางสูงสุดของ ขอมูลแตกตางกันไป เมื่อผานกระบวนการปรับแกตางๆ เชน - ขอมูลดิบ (Raw) คาความเขมสีเทาของขอมูลจะอยูระหวาง 0-63 - ขอมูลที่ผานขบวนการแกไขแบบ “System” คาความเขมสีเทาของขอมูลจะอยูระหวาง 0-127 - ขอมูลที่ผานขบวนการแกไขแบบ “Precision” คาความเขมสีเทาของขอมูลจะอยูระหวาง 0-255 สําหรับจํานวนบิตที่ใชจะขึ้นกับพิสัยของตัวเลขที่จะแสดงขอมูล หรือในพิสัย 0 ถึง 2n-1 โดย n คือจํานวนบิท ขอมูล ของดาวเทียมที่ไดจากการกวาดภาพมักจะจัดอยูในรูปของขอมูล 8 บิต (ตารางที่ 5.1) แตในบางระบบการบันทึกขอมูลที่มีความไว สูง เชน ระบบ AVHRR ของดาวเทียม NOAA ขอมูลจะอยูในลักษณะ 10 บิต คือมีคาระหวาง 0 ถึง 1,023 126 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล ตารางที่ 5.1 จํานวนบิตที่ใชกับอุปกรณบันทึกขอมูลบนดาวเทียมแตละประเภท อุปกรณบันทึกขอมูล ชนิดดาวเทียม ระดับของขอมูล หมายเหตุ TM LANDSAT-5 6 Bit ขอมูล 8 bit หลังจากปรับแกระดับสีเทา (Radiometric correction) ETM+ LANDSAT-7 8 Bit MSS LANDSAT 8 Bit HRV (XS) SPOT 8 Bit HRV (PA) SPOT 6 Bit KODAK camera IKONOS 11 Bit AVHRR NOAA 10 Bit SAR JERS-1 3 Bit ขอมูลภาพ 8-bit (256 ระดับสีเทา) ขอมูลภาพ 4-bit (16 ระดับสีเทา) ขอมูลภาพ 2-bit (4 ระดับสีเทา) ขอมูลภาพ 1-bit (2 ระดับสีเทา) ภาพที่ 5.8 แสดงภาพถายดาวเทียมที่มีความละเอียดเชิงรังสี (Radiometric resolution) แตกตางกัน ทําใหโอกาสในการจําแนก จํานวนประเภทของวัตถุ (Number of class) แตกตางกันไปตามคาระดับของสีเทา (Gray scale level)  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 127 4) Temporal resolution (Frequency of coverage) ความละเอียดเชิงเวลา หมายถึง ความถี่หรือความบอยครั้งในการโคจรกลับมาบันทึกขอมูลที่ตําแหนงเดิม โดย จะยอนกลับมาบันทึกภาพซ้ําทุก ๆ หนึ่งชวงเวลาที่กําหนดอยางสม่ําเสมอ สําหรับในปจจุบันมีดาวเทียมจํานวนมากไดโคจรผานพื้นที่ ตางๆ ทั่วโลก และแตละดวงก็จะมีชวงในการบันทึกขอมูลซ้ําที่เดิมเปนระยะเวลาตางกัน ขอมูลที่ไดรับจึงมีความหลากหลายในเชิง วันเวลา และฤดู ซึ่งสามารถจะติดตามการเปลี่ยนแปลงสภาพพื้นบนผิวโลกหรือเหตุการณตางๆ ที่เกิดขึ้นบนพื้นโลกได ตัวอยางเชน ดาวเทียม LANDSAT จะมีระยะเวลาของการโคจรครบรอบหรือกลับมาที่จุดเดิมทุกๆ 16 วัน สําหรับดาวเทียม SPOT จะโคจร กลับมาบริเวณเดิมทุก 26 วัน ดังที่กลาวมาแลวในบทที่ 4 ทําใหทราบวาดาวเทียมแตละดวงมีคาความละเอียด (Resolution) ทั้ง 4 คุณ ลักษณะที่แตกตางกัน (ภาพที่ 5.9) ตัวอยางเชน ขอมูล Panchromatic ของดาวเทียม SPOT จะมี spatial resolution ละเอียด กวาขอมูล TM ของดาวเทียม LANDSAT แตจะมี Spectral resolution ที่หยาบกวาขอมูลที่ไดจากระบบ TM SOPT image LANDSAT TM image ภาพที่ 5.9 ภาพแสดงถึงความละเอียด (Resolution) ทั้ง 4 ประเภทของขอมูลจากดาวเทียม LANDSAT ระบบ TM และดาว เทียม SPOT ระบบ Panchromatic และ ระบบ Multispectral (ERDAS, 1999) 5.1.3 ปริมาณของขอมูล ขนาดของขอมูลเชิงตัวเลขทั้งภาพ (Full Scene) จะมีขนาดไมเทากัน โดยขึ้นอยูกับ จํานวนแถวหรือบรรทัด, จํานวนจุด ภาพตอแถว, จํานวนระดับความสวางสูงสุดของแตละจุดภาพ และจํานวนชวงคลื่นหรือแบนด ดังแสดงตามสมการตอไปนี้ [(L x P x b) x n] ≈ ขนาดของขอมูล (output file size) L = จํานวนแถวหรือบรรทัด (line) P = จํานวนจุดภาพ ตอ แถว (pixel/line) b = จํานวน byte ตอ pixel n = จํานวนชวงคลื่น (band) ทั้งหมด 128 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล ปริมาณขอมูล byte ตอ pixel สามารถแสดงไดดังนี้ ขอมูล bit จํานวน byte 4 0.5 8 1.0 16 2.0 ตัวอยาง เชน ขอมูลระบบ TM ของดาวเทียม LANDSAT ซึ่งมี 7 ชวงคลื่น ใน 1 ภาพ (Bulk Full Scene) จะให จํานวนจุดภาพในหนึ่งบรรทัดเทากับ 6,120 จุดภาพ มีจํานวนขอมูล 5,728 บรรทัด และเปนขอมูลขนาด 8-bit ดังนั้นจะสามารถ ประมาณขนาดขอมูลตอ 1 ภาพ ไดดังนี้ ขนาดของขอมูล = [(5,728 x 6,120 x 1) x 7] = 245,387,520 byte จะเห็นวาขอมูล TM มีขนาดของขอมูลประมาณ 245 Mbyte ตอ 7 แบนด (35 Mbyte ตอ แบนด) ดังนั้นในการนํา ขอมูล TM มาวิเคราะหดวยระบบคอมพิวเตอรควรจะตองมีหนวยเก็บขอมูลที่มีขนาดใหญพอสมควร 5.2 รูปแบบเทปบันทึกขอมูล (Tape Format) ข อ มู ล ที่ ไ ด จ ากระบบรั บ สั ญ ญาณจากดาวเทีย มจะผานกรรมวิธีในการแปลงสัญ ญาณข อมูลใหอยู ในรูป เชิ งตัวเลข (Digital) แลวบันทึกลงบนเทปความหนาแนนสูง (HDDT) จากนั้นก็จะผลิตขอมูลลงบนสื่อ (Media) ตางๆ ซึ่งขอมูลจากดาวเทียม เชิงตัวเลขสามารถที่จะบันทึกลงบนสื่อ ไดหลายชนิด เชน เทปแมเหล็ก (Tape) หรือ ซีดีรอม (CD-ROM) โดยขึ้นอยูกับความ ตองการของผูใชขอมูล แตอยางไรก็ตามจะตองคํานึงถึงรูปแบบการบันทึกขอมูล (เชน โครงสรางของขอมูล หรือ รูปแบบการจัดเรียง ของขอมูล) มากกวาสื่อที่ใชในการบันทึก จากการที่ขอมูลภาพดาวเทียมถูกบันทึกในหลายรูปแบบ (Format) ทําใหเปนที่สับสนของผูที่นําขอมูลไปใชงาน เนื่องจาก ความคุนเคยกับรูปแบบของการจัดเรียงขอมูลเทปแบบเกา คือ BIP (Band Interleave by Pixel) ของ EROS Data Center ดัง นั้นเมื่อมีการเปลี่ยนแปลงโครงสรางของขอมูลภาพดาวเทียมแบบใหม ก็จําเปนที่จะตองทําความเขาใจ เพื่อประโยชนในการสั่งขอมูล มาใช ทั้งนี้ เนื่องจากระบบวิเคราะหขอมูลแตละระบบอาจรับขอมูลรูปแบบที่แตกตางกันไป ในที่นี้จะกลาวเพียงกวางๆ เกี่ยวกับโครง สรางของเทปแมเหล็ก และวิธีการจัดเรียงขอมูลดาวเทียม 5.2.1 รูปแบบโครงสรางของเทป ประเทศซึ่งเปนผูนําทางดานการรับหรือผลิตขอมูลดาวเทียม นอกจากประเทศสหรัฐอเมริกาแลว ก็ยังมีประเทศแคนาดา ฝรั่งเศส เปนตน แตละประเทศมีรูปแบบของขอมูลเทป Computer compatible tape (CCT) ของตัวเอง ทําใหโครงสรางของเทป CCT (File and Record Structure) ไมเหมือนกัน เชน การแบงแฟมขอมูล จํานวนและความยาวของเขตขอมูล เปนตน และมัก จะมีชื่อเรียกที่แตกตางกัน คือ เทปขอมูลของ EROS Data Center จะเรียกวา EDC Format สวนเทป CCT ของประเทศแคนา ดา เรียกวา CCRS Format (Canada Center for Remote Sensing) เปนตน ไมวาจะเปน EDC หรือ CCRS ก็ไดยึดถือรูป  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 129 แบบที่คิดขึ้นโดย Johnson Space Center (JSC Format) การที่เทปมีโครงสรางหลายรูปแบบอยางนี้ ทําใหเกิดความยุงยากใน การใชงาน เชน ระบบคอมพิวเตอรที่ใชงานอยูจําเปนตองมีโปรแกรมสําหรับอานเทปในรูปแบบที่ตองการ หากไมมีก็ไมสามารถใช งานเทปนั้นได ตอมากลุมประเทศผูมีสถานีรับสัญญาณภายใตคณะทํางาน ที่เรียกวา LANDSAT Ground Station Operatirs Working Group (LGSOWG) พิจารณาเห็นวาเทปควรจะมีโครงสรางที่เปนมาตรฐาน (Standard Format) ซึ่งทุกประเทศสามารถ ใชงานรวมกันได จึงไดบัญญัติโครงสรางมาตรฐานขึ้น เรียกวา LGSOWG Format โดยปกติแลวขอมูลดาวเทียมเชิงตัวเลขนอกจากจะมีขอมูลภาพ (Image data) แลว ไดรวมเอาขอมูลองคประกอบ อื่นๆ (Annotation data) เขาไวดวย โดยตั้งแตป 1982 เปนตนมา ขอมูลจากดาวเทียมจะถูกผลิตออกมาในรูปแบบมาตรฐานที่ เรียกวา World Standard Format หรือ LTWG format (LANDSAT Technical Working Group โดยจะผลิตขอมูลที่มีโครง สรางเรียกวา (Super structure) ลักษณะการจัดวางขอมูลโดยทั่วไปในเทปมาตรฐาน จะประกอบดวยแฟมขอมูลหัวเทป หรือ Header file ซึ่งเปนราย ละเอียดเกี่ยวกับภาพถาย เชน วันและเวลาที่บันทึกภาพ เลขที่วงโคจร ตลอดจนการดําเนินกระบวนการตางๆ เกี่ยวกับขอมูลเบื้อง ตน จากนั้นจะเปนสวนของขอมูลภาพจากแนวกวาดภาพที่หนึ่งเปนตนไป 5.2.2 รูปแบบของการจัดเรียงขอมูลดาวเทียม สําหรับการบันทึกขอมูลในสวนของขอมูลดาวเทียม (Data File) ก็ยังมีการจัดเรียงที่แตกตางกันออกไปอีก 3 รูป แบบ คือ BIP (Band Interleave by Pixel), BIL (Band Interleave by Line), และ BSQ (Band Sequential) ดังแสดงในภาพ ที่ 5.10 1) BIP เปนรูปแบบแรกสุดที่ทาง EROS ไดใช (เมื่อประมาณ 20 ปที่แลว) สําหรับจัดเรียงขอมูลภาพ โดยแบง ขอมูลภาพของดาวเทียม LANDSAT ในระบบ MSS ซึ่งมีขนาด 185 x 185 ตารางกิโลเมตร ออกเปน 4 สวน (Strip) แลวบันทึก ขอมูลลงเทปทีละ strip เรียงกันไปเปน 4 แฟมขอมูล สวนการจัดเรียงขอมูลดาวเทียม จะจัดเรียงทีละบรรทัดภาพของทั้ง 4 แบนด แตละแบนดทีละ 2 จุดภาพ สลับกันไปจนครบ strip ดังนี้ 2) BIL ขอมูลจะจัดเรียงทีละบรรทัดภาพของแตละแบนดสลับกันไป อยูในแฟมขอมูลเดียงกัน 3) BSQ หรือ เรียกวา Fast format ซึ่งจะจัดเรียงขอมูลแยกทีละแบนด โดยแบนดหนึ่งๆ จะจัดเรียงทุกบรรทัด ภาพ อยูในแฟมขอมูลเดียวกัน โดยคอมพิวเตอรจะสามารถอานขอมูลทั้งหมดแลวดึงคาตัวเลขของขอมูลใน แตละแบนดมาสรางภาพที่ละแบนด ทําใหสะดวกในการเลือกขอมูลภาพแตละแบนดมาใช ขอมูลในคอมพิวเตอรจะอยูในรูปแบบของขอมูล binary ซึ่งจะมีหนวยเปน บิต (bit) โดยคาของบิตจะมีเพียงสอง คา คือ 0 และ 1 เทานั้น แตอยางไรก็ตามจะสามารถมีคาเพิ่มมากขึ้นโดยขึ้นอยูกันจํานวนของ บิต ที่ใชในการเก็บขอมูล การรับสัญญานและแสดงภาพใกลเวลาจริงจะเปนการถายทอดสัญญาณออกมาเปนขอมูลดิบและบันทึกลงในเทป ความหนาแนนสูง (HDDT) เพื่อผลิตเปนขอมูลในลักษณะตางๆ ตอไป 130 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล ภาพที่ 5.10 ภาพแสดงการจัดเรียงขอมูลดาวเทียมทั้ง 3 รูปแบบ (ดัดแปลงมาจาก: ERDAS, 1999) 5.3 อุปกรณและสื่อในการบันทึก จัดเก็บ และแจกจายขอมูล ปจจุบันหนวยงานในประเทศไทยที่มีหนาที่รับผิดชอบโดยตรงในการบริการขอมูลภาพดาวเทียม คือ สํานักงานพัฒนา เทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ (องคการมหาชน) : สทอภ หรือชื่อในภาษาอังกฤษวา Geo-Informatics and Space Technology Development Agency (Public Organization) : GISTDA (http://www.gistda.or.th) ซึ่งเปนหนวยงานของ รัฐในรูปแบบองคการมหาชน มีวัตถุประสงคเพื่อพัฒนาเทคโนโลยีอวกาศและภูมิสารสนเทศ ศึกษาวิเคราะหขอมูลดาวเทียมและเปน ศูนยขอมูลดานทรัพยากรธรรมชาติจากาดาวเทียม ในดานการบริการผลิตภัณฑและผลิตภัณฑขอมูลดาวเทียมของ สทอภ มีทั้งชนิด ขอมูลภาพ (Photographic) และขอมูลเชิงเลข (Digital) สําหรับรายละเอียดของสื่อที่ใชในการบันทึกขอมูลดาวเทียมมีดังตอไปนี้  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 131 1) ดัชนีระวางขอมูลภาพ เปนแผนที่ดัชนีภาพขอมูลดาวเทียม LANDSAT, SPOT, IRC-1C และ IRS-1D ที่แสดงแนวบันทึกขอมูลของดาว เทียมแตละดวง มีการตัดแบงออกเปนภาพ (Scence) ที่มีขนาดแนนอน และจุดที่ปรากฏบนภาพเปนจุดศูนยกลางภาพมาตรฐาน โดยประมาณ 2) ภาพยอของขอมูลดาวเทียม ภาพยอของขอมูลดาวเทียม (Micro quick look) เปนภาพยอสวนของขอมูลดาวเทียมในหนึ่งภาพ มีผลิตทั้งเปน ภาพพิมพที่เปนขาวดํา หรือสี ขนาด 35 มิลลิเมตร และผลิตเปนไมโครฟลม (Microfich) บนฟลมสีขนาด 10.5 x 14.5 เซนติเมตร ภาพเหลานี้มีประโยชนเพื่อใหผูใชงานไดตรวจสอบถึงการครอบคลุมพื้นที่ของขอมูลดาวเทียมในพื้นที่ที่ศึกษา และยังสามารถตรวจ สอบคุณภาพของขอมูล ในดานความคมชัด ปริมาณเมฆ หมอกที่ปกคลุม เพื่อใชในการตัดสินใจ กอนการสั่งซื้อขอมูล 3) ขอมูลดาวเทียมชนิดภาพพิมพ ภาพพิมพชนิดสีผสมและภาพขาวดําของดาวเทียม LANDSAT ระบบ TM มีหลายขนาด และหลายมาตราสวน สวนใหญจะมีการปรับแกทางรังสี (radiometric correction) แลว และมีใหเลือกทั้งที่มีการปรับแกเชิงเรขาคณิต (geometric correction)และไมมีการปรับแกเชิงเรขาคณิต 4) แผนที่ภาพถายดาวเทียม แผนที่ภาพถายดาวเทียม (Satellite image map) เปนรูปแบบหนึ่งของการพัฒนาขอมูลดาวเทียม LANDSAT-5, LANDSAT-7 และ IRS ใหสอดคลองกับความตองการของผูใช โดยเปนความรวมมือระหวางกรมแผนที่ทหารและ สทอภ. ในการ ดําเนินการผลิต แผนที่ภาพถายดาวเทียม เปนผลิตภัณฑขอมูลดาวเทียมเพิ่มคาประเภทหนึ่ง (Value-added) ที่ไดรับการแกไขเชิง เรขาคณิต (Geocoded) และตัดขนาดของภาพใหเทากับขนาดของแผนที่ภูมิประเทศมาตราสวน 1:50,000 และ 1:250,000 ของ กรมแผนที่ทหาร พรอมทั้งซอนทับขอมูลพื้นฐานเชิงแผนที่ที่สําคัญ เชน เสนทางคมนาคม ลําน้ํา และ ตําแหนงของสถานที่สําคัญ เปนตน ทําใหการแปลตีความภาพถายดาวเทียมมีความสะดวกและถูกตองตอการนําไปใชปฏิบัติงานยิ่งขึ้น 5) ขอมูลชนิดเชิงเลข ขอมูลเชิงเลข เอื้อประโยชนสําหรับผูใชที่มีระบบวิเคราะหขอมูลหรือซอฟตแวรทาง Remote Sensing โดยผูใช สามารถปรับแตง เนนขอมูล ผสมแบนด ตัดขนาดภาพ กําหนดมาตราสวน ไดตามตองการ ขอมูลภาพเชิงเลขเปนขอมูลที่มีปริมาณ มาก ดังนั้นในการบันทึกขอมูลจึงจําเปนที่จะตองเลือกใชอุปกรณหรือสื่อในการเก็บขอมูลที่มีขนาดใหญดวยเชนกัน ในปจจุบันนี้การ พัฒนาทางดานอุตสาหกรรมของสื่อที่ใชในการเก็บขอมูลมีอยางตอเนื่อง ราคาของสื่อลดลงแตมีขนาดในการบรรจุขอมูลเพิ่มมากขึ้น จึงทําใหทางเลือกที่จะใชสื่อตางๆ ในการบันทึกขอมูลมีมากขึ้น ซึ่งชนิดของสื่อในการบันทึกขอมูลที่มักจะใชกันอยางแพรหลายอยูใน ปจจุบันมีดังนี้ 132 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล (1) CCT (Magnetic Tape, 9-track tape หรือ Computer compatible tape) เปนรูปแบบการเก็บขอมูลดั้งเดิม แตอยางไรก็ตามก็ยังคงใชอยูในปจจุบัน เนื่องจากรูปแบบในการบันทึกขอ มูลเปนรูปแบบมาตรฐานที่ใชกันอยูอยางแพรหลายและระบบวิเคราะหขอมูลภาพแบบดั้งเดิม ลักษณะของ CCT เปนตัวเทปวงกลม ที่มีเสนผาศูนยกลางประมาณ 10" ซึ่งในการอานหรือจัดการเกี่ยวกับขอมูลจะตองใชเครื่องอานชนิด 9-tract สําหรับรูปแบบการ บันทึกขอมูลของเทป 9-tract จะบันทึกเปนจํานวน บิตตอนิ้ว (bpi) โดยทั่วไปแลวจะมีความจุ 2 ขนาดคือ 1,600 และ 6,250 bpi โดยจะขึ้นอยูกับความยาวของเทป ซึ่งสามารถจุขอมูลไดระหวาง 120-150 Mb (2) เทป 4 มิลลิเมตร (4 mm Cartridge Tape) จะเปนทางเลือกของสื่อบันทึกขอมูลรูปแบบใหม ซึ่งมีขนาดเพียง 2" x 1.75" แตสามารถจุขอมูลไดถึง 2 ถึง 40 Gbyte ในปจจุบันกําลังเปนที่นิยม เนื่องจากมีขนาดเล็กและสามารถจุขอมูลไดมาก (3) เทป 8 มิลลิเมตร (8 mm Cartridge Tape) เปนเทปที่มีลักษณะคลายกับ เทป 4 mm cartridge tape แตมีขนาดประมาณ 2.5" x 4" มีขนาดของความจุ ขอมูลตั้งแต 7 ถึง 40 Gbyte มีอัตราในการสงขอมูลไมเร็วมาก แตราคาไมแพง ดวยขนาดที่เล็กจึงทําใหสะดวกในการพกพา เชน เดียวกับ 4 mm tape เชนกัน (4) CD-ROM, CD-R, และ CD-RW CD-ROM เปนสื่อบันทึกขอมูลดาวเทียมที่ทาง สทอภ. ใหบริการมากที่สุด เนื่องจากเหมาะสมกับระบบ คอมพิวเตอรในปจจุบันและมีขนาดความจุของขอมูลสูง คือ มีตั้งแต 650 ถึง 700 Mb อีกทั้งเปนสื่อที่มีอายุการใชงานที่ยาวนาน สําหรับ CD-R เปนสื่อบันทึกขอมูลที่สามารถเขียนขอมูลได แตปองกันการลบหรือการเปลี่ยนแปลงขอมูลไปจากขอมูลเดิม CR-R มี ขนาดความจุขอมูลเทากับ CD-ROM ในขณะที่ CD-RW เปนสื่อที่สามารถทําการเขียนบันทึกขอมูลไดหลายครั้ง โดยสามารถลบ และทําการเปลี่ยนแปลงขอมูลได (5) Magneto-optical disk (MO-DISK) เปนอุปกรณเก็บบันทึกขอมูลที่มีขนาดกะทัดรัด ประมาณ 5.25 นิ้ว แตมีความจุขอมูลสูง ลักษณะการทํางาน คลายกับ Hard Disk เนื่องจากสามารถที่จะเปลี่ยนแปลงหรือเขียนขอมูลซ้ําได อัตราในการสงขอมูลมีความเร็วมากกวาสื่อบันทึก ขอมูลรูปแบบเทปแมเหล็ก (tape media) มีขนาดความจุขอมูล 2.3 ถึง 5.2 Gb นิยมใชในเครื่องคอมพิวเตอรสวนบุคคล (PC) และ Work Station เพราะมีราคาที่ไมสูงมากนัก (6) Floppy disk เปนอุปกรณเก็บบันทึกขอมูลที่ใชกันมากในเครื่อง PC มีขอดอยคือ สามารถบันทึกขอมูลไดเพียงไมกี่ Mbyte (1.44 Mbyte) และมีอัตราการสงขอมูลที่ชามาก แตมีราคาถูกและสามารถแลกเปลี่ยนขอมูลไดสะดวก  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 133 สื่อบันทึกขอมูลที่มีหลากหลายในปจจุบันทําใหตองพิจารณาในการเลือกสื่อที่จะนํามาเก็บบันทึกขอมูล โดยมีสิ่งที่ตอง พิจารณาในการเลือกสื่อบันทึกขอมูลดังนี้ 1. ความจุทั้งหมดในการบันทึกขอมูล (capacity) 2. ราคาของสื่อ (cost) โดยพิจารณาที่ ราคา ตอ 1 Mbyte 3. ความเขากันไดกับระบบคอมพิวเตอร และรูปแบบขอมูล (compatibility) 4. ความสะดวกในการพกพา (portability) พิจารณาที่ขนาดและน้ําหนัก 5. อายุการใชงาน (durability) การเลือกชนิดของสื่อบันทึกขอมูลของศูนยบริการขอมูลหรือศูนยเก็บขอมูล (Data centers) จะคํานึงถึง ปริมาณความจุ ในการบันทึกขอมูลอายุการใชงานและราคามากกวาที่จะคํานึงถึงความเขากันไดกับระบบคอมพิวเตอร (Compatibility) ซึ่งใน ปจจุบันเทปแมเหล็กขนาด 8 มิลลิเมตร (8 mm tape) และแผน CD-R ไดเขามาแทนที่ HDDT และ CCT เนื่องจากมีขนาดที่ กะทัดรัด, ราคาต่ํา, และยังมีความจุในการบันทึกขอมูลสูงอีกดวย ในสวนของผูใชขอมูล (Users) ความเขากันไดกับระบบ คอมพิวเตอร (Compatibility) ที่มีอยูจะเปนสิ่งที่สําคัญที่สุด ซึ่ง CCT และ แผนดิสส (Floppy disk) ก็ยังเปนที่นิยมอยูสําหรับ ระบบวิเคราะหขอมูลภาพแบบเกา 5.4 การนําเขาขอมูลดาวเทียมสูระบบคอมพิวเตอร แหลงขอมูลภาพดาวเทียมที่นําเขาสูระบบคอมพิวเตอรมีอยู 2 ลักษณะ คือ ขอมูลดาวเทียมที่อยูในลักษณะเชิงเลข (Digital data) ซึ่งเปนขอมูลที่บันถึงจากอุปกรณตรวจจับขอมูล เชน Multispectral scanner จากนั้นขอมูลจะถูกถายโอนขอมูล จาก HDDT ไปบันทึกลงใน CCT เพื่อสะดวกในการวิเคราะหดวยคอมพิวเตอรตอไป ขอมูลอีกลักษณะคือ ขอมูลที่ไมไดอยูใน ลักษณะเชิงตัวเลข (Analog data or Hard copy product) เชน ฟลม หรือ ขอมูลดาวเทียมชนิดภาพพิมพ ซึ่งขอมูลแบบ Analog จะตองถูกแปลงโดยเครื่องกราดภาพ (Scanner) ใหอยูในรูปของขอมูลเชิงเลขเพื่อเขาสูระบบคอมพิวเตอรในการประมวล ผลตอไป การนําเขาขอมูลดาวเทียม (Image input) เปนการนําขอมูลภาพที่อยูภายในสื่อบันทึกขอมูลรูปแบบตางๆ เขาสูระบบ คอมพิวเตอร เพื่อนํามาประมวลผลในขั้นตอนตอไป ถาขอมูลเปนแบบ Analog หรือในรูปของภาพพิมพ จะตองแปลงใหอยูในรูป ของขอมูลภาพเชิงเลข (Digital format) กอน โดยระบบการนําเขาขอมูลภาพจะทําการแปลงระดับความเขม (Tone) และคาของสี (Color) ของขอมูลที่อยูในรูปของ ฟลม หรือภาพถาย สําหรับอุปกรณที่ใชในการแปลงขอมูลที่อยูในรูปแบบ Analog ไปเปนขอมูล แบบ Digital เชน เครื่องกราดภาพ (Scanner) โตะนําเขาขอมูลเชิงเสน (Digitizing tablet) เปนตน โดยระบบการนําเขาของ อุปกรณดังกลาวมีความแตกตางกันในลักษณะตางๆ ไดแก วิธีการนําเขา (Input metod) ความละเอียดเชิงพื้นที่ (Spatial resolution) และ ความถูกตองทางตําแหนง (Positioning accuracy) ในปจจุบันขอมูลดาวเทียมสวนใหญจะถูกเก็บบันทึกและเผยแพรสูผูใชในรูปของขอมูลเชิงเลข โดยจะเก็บบันทึกอยูในสื่อ บันทึกขอมูลดาวเทียมหลายรูปแบบ เชน CD-ROM, Floppy disk, Video tape หรือ อาจจะบันทึกลงในเทปแมเหล็กขนาดตางๆ คือ เทป CCT (9-track tape), เทป 8 มิลลิเมตร และ เทปขนาด 4 มิลลิเมตร เปนตน ขอมูลภาพที่อยูในรูปเชิงเลขที่ถูกเก็บ บันทึกอยูภายในสื่อบันทึกขอมูลเหลานี้ สามารถถูกนําเขาสูระบบคอมพิวเตอรโดยตรง ดวยโปรแกรมที่ทําหนาที่ในการนําเขาขอมูล โดยระบบการนําเขาขอมูลภาพ (Image input system) มีองคประกอบที่สําคัญแสดงดังในภาพที่ 5.11 134 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล ภาพที่ 5.11 แสดงระบบการนําเขาขอมูลภาพ (Image Input System) (Harrison and Jupp, 1990) 5.5 รายละเอียดการแสดงขอมูลภาพ (Image Display) การแสดงภาพจะถูกใชเพื่อแสดงขอมูลภาพที่อยูในลักษณะเชิงตัวเลขใหออกมาในรูปของภาพสีเสมือนจริง ซึ่งอาจทําได โดยการใชจอแสดงภาพของคอมพิวเตอร (Computer display monitors) หรือเครื่องผลิตสิ่งพิมพ (Hardcopy device) โดย ทั่วไประบบการแสดงภาพจะประกอบไปดวย หนวยความจํา (Display memory or frame buffer), ตารางคาสี (Look up table), ตัวแปลงขอมูลเชิงตัวเลขไปเปนภาพ (Digital to Analog (D/A) converter) และจอแสดงภาพ (Display screen or Color monitor) 5.5.1 ระบบการแสดงภาพ ระบบการแสดงภาพขอมูลดาวเทียม จะทําการแปลงขอมูลดาวเทียมเชิงเลขใหแสดงออกมาทางอุปกรณแสดงภาพหรือจอ ภาพ (Monitor) โดยโปรแกรมที่ทําหนาที่ในการแสดงภาพ จะดึงขอมูลภาพเชิงเลขที่ถูกเก็บไวในสื่อบันทึกขอมูล (Disk media) เขา สูหนวยความจําของคอมพิวเตอร (Computer memory or RAM) แลวสงขอมูลภาพสูหนวยความจําของการดแสดงภาพ (Display memory) จากนั้นโปรแกรมจะใช Look up table จัดกลุมคาของขอมูลภาพ (Pixel or DN value) แลวแปลงสัญญาณ ไปเปนขอมูลภาพ (Display value) โดยใช Digital to analog (D/A) converter จากนั้นภาพจะไปปรากฎบนจอแสดงภาพ (Display monitor) ภาพที่ 5.12 และ ภาพที่ 5.13 แสดงสวนประกอบหลักของระบบการแสดงภาพ โดยอธิบายสวนประกอบของ ระบบการแสดงภาพดังนี้ 1) Display memory or Frame buffer คือ ในระบบของการแสดงภาพจะประกอบไปดวย หนวยความจําที่อยูใน การดแสดงผล (Display card) ที่ใชในการผลิตหรือสรางภาพออกมามักจะใชเทคโนโลยีมีความเร็วสูงในการอานขอมูลภาพเชิงเลข ซึ่งการดึงขอมูลภาพออกมาจากสื่อเก็บบันทึกขอมูล โดยปกติแลวจะมีขนาด 512 x 512 จนถึง 2048 x 2048 จุดภาพ นอกจากนี้ Display memory ยังเปนสวนในการกําหนดชนิดของภาพและระดับความเขมสูงสุดที่เปนไปไดของสีในจุดภาพที่จะแสดงออกมา บนจอภาพ เชน ภาพสี 24-bit (True color image), ภาพสี 8-bit (Pseudo color image) หรือ ภาพขาว-ดํา 8-bit (Gray scale image) เปนตน  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 135 2) Look up table จะเปนสวนที่ทําหนาที่ในการเตรียมคาระดับสีของภาพ เพื่อใชในการแปลงสัญญาณขอมูลเขาที่เปน คาขอมูลของภาพ (Image value) ออกไปเปนคาที่จะใชในการแสดงภาพ (Display value) ซึ่งจะสงขอมูลออกไปในลักษณะ Real time หรือเวลาที่เปนอยูจริง ในสวนนี้มีการปรับเนนความชัดของภาพในเวลาแสดงผลขอมูลดวย (Image enhancement) 3) D/A converter จะทําหนาที่ในการแปลงขอมูลภาพเชิงตัวเลข (digital) ที่เก็บอยูใน Display memory ไปเปน สัญญาณภาพแบบ Analog เพื่อสงสัญญาณไปสูจอแสดงภาพ 4) Display screen or Color monitor เปนอุปกรณที่ใชในการแสดงภาพ โดยในสวนของการแสดงภาพอาจจะมีจอ แสดงภาพมากวา 1 จอขึ้นไปก็ได โดยจอทั้ง 2 จะมีการทํางานที่ประสานกัน ซึ่งจอแสดงภาพก็จะมีความละเอียดของการแสดงภาพ (Display resolution) ที่แตกตางกันไป โดยขึ้นอยูกับแตละชนิดของจอแสดงภาพ (Monitor types) ซึ่งความละเอียดของการ แสดงภาพจะแสดงออกมาในรูปของจํานวน จุดภาพ (Pixel) ที่สามารถแสดงออกมาในจอภาพได สําหรับในเครื่องคอมพิวเตอรสวน บุคคล (PC) ความละเอียดที่พบสวนใหญจะ 640 x 480, 800 x 600, 1024 x 768 และ 1280 x 1024 ตัวอยางเชน 640 x 480 หมายถึง จอภาพสามารถแสดงจํานวนจุดภาพได 640 Pixel ใน 1 line และสามารถแสดงไดทั้งหมด 480 line เปนตน ภาพที่ 5.12 ระบบการแสดงขอมูลภาพ (Image Display system) (ดัดแปลงมาจาก: Harrison and Jupp, 1990) ภาพที่ 5.13 สวนประกอบของระบบการแสดงภาพ Image Display System (Harrison and Jupp, 1990) 5.5.2 รูปแบบของการแสดงภาพ (Display Types) รูปแบบของการแสดงภาพ (Display Types) ภาพแตละชนิดหรือพิสัยความแตกตางกันของสีในภาพที่แสดงออกมานั้น จะถูกกําหนดโดยรูปแบบของการแสดงภาพ (Display Types) อาจเนื่องมาจากความแตกตางของระบบคอมพิวเตอร ซึ่งในสวนของ การดแสดงผล (display hardware) นั้นจะมีหนวยความจํา (memory) ที่ใชในการผลิตภาพที่แสดงออกมาและจะเปนตัวกําหนด ระดับหรือชนิดของสีที่จะสามารถแสดงออกมาได ซึ่งมักจะกลาวในรูปของจํานวน bit เชน 8 bit หรือ 24 bit โดยคาของจํานวน 136 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล bit เหลานี้จะใชในการกําหนดระดับของคาความสวาง (brightness values) ที่เปนไปได เชน การแสดงภาพในรูปแบบ 24-bit True color จะสามารถแสดงความแตกตางของสีไดประมาณ 16 ลานสี เปนตน สําหรับรูปแบบที่สําคัญของการแสดงภาพมีดังนี้ 1) 8-bit Gray Scale เปนการแสดงขอมูลภาพเชิงตัวเลขออกมาเปนภาพระดับสีเทาบนจอภาพ เชน การแสดงขอมูลภาพดาวเทียมจํานวน 1 แบนด ที่เปนขอมูล 8 บิต ซึ่งมีคาระดับความเขมของสีเทา 256 ระดับ (Values ตั้งแต 0-255) โดยเริ่มจากคา 0 จะแทนดวยสีดํา และความสวางจะเพิ่มขึ้นเมื่อคาของขอมูลเพิ่มขึ้นจนถึงคา 255 จะแทนดวยสีขาว มีขั้นตอนการแสดงภาพ 8-bit Gray Scale ตาม ภาพที่ 5.14 ภาพที่ 5.14 ขั้นตอนการแสดงภาพ 8-bit Gray Scale (Harrison and Jupp, 1990) 2) 8-bit Pseudo Color การแสดงภาพ 8-bit Pseudo-color สามารถแสดงภาพสีที่แตกตางกันได 256 สี (256 ระดับ) โดยขอมูลดาวเทียม เชิงตัวเลขจะมีรวมกลุมกันของคาขอมูลดวยสีที่เฉพาะแตละสี จึงทําใหสามารถที่จะแบงแยกวัตถุหรือพื้นที่ไดดีกวา ภาพแบบ 8-bit gray-scale สําหรับในการแสดงขอมูลภาพดาวเทียมที่มีขอมูล 8 บิต ทั้ง 3 แบนด นั้น แตละแบนดจะแทนดวยคาความสวางของ Red, Green และ Blue และจะถูกจํากัดใหแสดงคาของการผสมกันระหวางแมสีทั้ง 3 ออกมาไดเพียง 256 สี เทานั้น โดยขึ้นกับ ระบบในการแสดงภาพ สําหรับขั้นตอนในการแสดงภาพ 8-bit Pseudo-color คาความสวางของแตละ pixel ในทั้ง 3 แบนด จะมี การผสมกันของแมสีทั้ง 3 ทําใหไดคารหัสสีคาหนึ่ง (Color cell value) แลวจะถูกแปลงเขาสู Look up table ซึ่งมีการกําหนดสีให กับคารหัสสี (Color cell value) ของขอมูลวาเปนสีอะไร จากนั้นก็แสดงผลทางจอภาพตอไป ดังแสดงในภาพที่ 5.15 ภาพที่ 5.15 ขั้นตอนการแสดงภาพ 8-bit Pseudo-Color (Harrison and Jupp, 1990)  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 137 3) 24-bit True Color ในการแสดงภาพแบบ 24-bit True Color จะเปนการแสดงภาพของขอมูลดาวเทียมพรอมกันทั้ง 3 แบนด คาของ ขอมูลของทั้ง 3 แบนด จะถูกแทนดวยระดับความสวางของแมสีทั้ง 3 (RGB) ซึ่งแตละสีสามารถมีคาได 256 ระดับ ดังนั้นจึง สามารถจะสรางภาพที่มีระดับของสีไดถึง 16 ลานสี (2563 หรือ 224 ระดับสี) โดยมีขั้นตอนคือ คาของขอมูลภาพในแตละแบนด จะ ถูกเปลี่ยนไปเปนคารหัสสี (Color cell value) สําหรับแตละแบนด แลวจะถูกแปลงเขาสู Look up table ของแตละสี (RGB) ที่ อิสระตอกัน แลวทําการผสมสี จากนั้นก็แสดงออกมาทางจอภาพ ดังแสดงในภาพที่ 5.16 ภาพที่ 5.16 ขั้นตอนการแสดงภาพ 24-bit True-Color (Harrison and Jupp, 1990) 5.5.3 สรุปความแตกตางระหวาง ภาพ Pseudo Color และ True color ในการแสดงภาพของขอมูลดาวเทียมนั้น ปกติขอมูลภาพดาวเทียม จะเปนแบบ 8 bit ในแตละแบนด การแสดงภาพสี บนจอภาพ (Monitor) จําเปนตองใช Color gun 3 ตัว คือ Red, Green และ Blue เพือ่ ทําการผสมสี ซึ่งจะพบวามี 3 องค ประกอบที่สัมพันธกันคือ 1) ลักษณะขอมูล วาเปนภาพสีหรือภาพขาวดํา (Gray scale) สวนใหญแลวจะเปนขอมูล 8 บิต จะแสดงสีได 256 ระดับ (256 สี) สําหรับในการแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเพียง 1 แบนด จะแสดงเปนภาพ gray scale มี 256 สี แต ถาเปนการแสดงภาพสีผสมของขอมูลดาวเทียม 3 แบนด จะแสดงภาพสีไดประมาณ 16 ลานสี (8-bit x 3 = 24- bit หรือ 824 สี) 2) การดแสดงผล (Display card) ของจอภาพ วาสามารถที่จะแสดงภาพของขอมูลไดสูงสุดกี่ บิต (bit) สําหรับการด แสดงผลบางชนิดจะแสดงภาพของขอมูลไดเพียง 8 บิต ก็หมายความวา สามารถที่จะแสดงภาพสีไดเพียง 256 สี เทานั้นทั้งในภาพสีและภาพ gray scale แตถาการดแสดงผลสามารถแสดงภาพของขอมูลไดถึง 24 บิต ก็จะแสดง ภาพสีผสมของขอมูลดาวเทียมทั้ง 3 แบนด ไดถึง 16 ลานสี (16,777,216 สี หรือ True color) 138 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล 3) โปรแกรมที่ใชในการแสดงภาพ ถาหากขอมูลเปน 24 บิต (ขอมูลทั้ง 3 แบนด) แตการดแสดงผลเปนแบบ 8 บิต โปรแกรมจะมีการสราง look up table ของแมสีทั้งสาม คือ red, green และ blue เพื่อทําการผสมแมสีทั้งสามให อยูในชวง 256 ระดับเทานั้น และจะไดภาพแบบ Pseudo Color ซึ่งหมายถึงสีที่ไดจากการผสมของ Look up table จะไดเพียง 256 สี เทานั้น ปกติแลวแตละโปรแกรมจะมีชุดของ Look up table เปนของตัวเอง โดยในการ แสดงภาพโปรแกรมจะทําการตรวจสอบวาการดแสดงผลสามารถแสดงภาพสูงสุดไดกี่ บิต สําหรับในการแสดงภาพ สีผสมของขอมูลดาวเทียมทั้ง 3 แบนด ถาการดแสดงภาพเปนแบบ 8 บิต โปรแกรมก็จะใช Look up table ปรับ ขอมูลภาพสีผสมจาก 24 บิต (True color) ไปเปนภาพ 8 บิต (Pseudo Color) แตถาหากการดสามารถแสดงภาพ ไดถึง 24 บิต ก็สามารถที่จะแสดงภาพ True color ได 5.6 แผนภูมิแทงและขอมูลทางสถิติของขอมูลภาพ แผนภูมิแทง หรือ Histogram คือ กราฟแสดงการกระจาย (Distribution) ของขอมูลภาพดาวเทียมในแตละแบนด โดยแกนนอน (Horizontal axis) ของ Histogram คือ พิสัยของคาขอมูลตัวเลข (Pixel value) และแกนตั้ง (Vertical axis) คือ จํานวนจุดภาพ (Number of pixel) ในแตละคาขอมูลตัวเลข ภาพที่ 5.17 แสดงรูปแบบการกระจายของขอมูลใน Histogram ทํา ใหสามารถบอกถึงคาการสะทอนแสงของวัตถุทั้งหมดภายในขอมูลภาพ ซึ่งจะชวยในการวินิจฉัยหรือแปลตีความมูลภาพนั้นได เชน ลักษณะการสะทอนแสงของน้ําและพืชพรรณ จะแตกตางกันมากในชวงคลื่น Near infrared (0.7-1.1 µm) ดังนั้นลักษณะของ Histogram จะมีการกระจายคาของขอมูลแบงเปน 2 กลุม อยางเห็นไดชัด ดังภาพที่ 5.18 ภาพที่ 5.17 ภาพตัวอยางแผนภูมิแทง (Histogram) จะแสดงถึงการกระจายคาของขอมูลในแตละแบนด ภาพที่ 5.18 แผนภูมิแทง ที่มีรูปรางแบบ Bi-model histogram ซึ่งมีการกระจายคาของขอมูลที่แตกตางกันอยางชัดเจน ตัวอยางเชน ในชวงคลื่น Near infrared คาการสะทอนแสงของน้ําจะต่ํา (กลุม A) ในขณะที่การสะทอนแสงของ พืชพรรณ จะมีคาสูงกวา (กลุม B).  การแสดงภาพขอมูลดาวเทียมเชิงเลข 139 นอกจากนี้ ขอมูลที่ไดจาก Histogram สามารถแสดงการกระจายของขอมูลในแตละแบนด จึงทําใหทราบ คาต่ําสุด คา สูงสุด และคํานวณคาสถิติพื้นฐานอื่นๆ ไดแก คาเฉลี่ย (Mean), คาความแปรปรวน (variance), คาเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard deviation), คากึ่งกลาง (Median) และคาที่เกิดซ้ํามากที่สุด (Mode) เปนตน ดังตัวอยางในภาพที่ 5.19 ซึ่งคาสถิติ เหลานี้จะเปนประโยชนแกผูใชที่จะนําไปใชในกระบวนการขั้นตอไป Pixel Frequency Pixel value (Mean value - (Mean value - value count x Frequency pixel value)2 pixel value)2 x count Frequency count 1 3 3 5.38 16.14 2 7 14 1.74 12.18 3 6 18 0.10 0.60 4 2 8 0.46 0.92 5 3 15 2.82 8.46 6 3 18 7.18 21.54 7 1 7 13.54 13.54 Total 25 83 73.38 Minimum value = 1 Maximum value = 7 Mode = 2 Mean = 83/25 = 3.32 Variance = 73.38/25 = 2.935 Standard deviation = √2.935 = 1.713 ภาพที่ 5.19 แสดงคาของขอมูล (pixel value), แผนภูมิแทง (histogram) และคาทางสถิติของคาระดับสีเทา ที่คํานวณได จากขอมูล (ดัดแปลมาจาก: Harrison and Jupp, 1990) 140 การสํารวจขอมูลจากระยะไกล ภาพที่ 5.19 แสดงถึงคุณลักษณะทั่วไปของขอมูลภาพ ทําใหทราบคามัธยฐาน (Mode) หรือคาที่มีความถี่มากที่สุดของ ขอมูลภาพคือ 2 ซึ่งจํานวนทั้งหมดมี 7 จุดภาพ คาต่ําสุดและสูงสุด (Minimum and Maximum) คือ 1 และ 7 ตามลําดับ สําหรับคาสถิติที่ไดคือ คาเฉลี่ย (Mean) เทากับ 3.32, คาความแปรปรวน (Variance) เทากับ 2.935 และคาเบี่ยงเบนมาตรฐาน (Standard deviation: SD) เทากับ 1.713 จะเห็นไดวาการนําเอาขอมูลภาพจากดาวเทียมเชิงเลขเขาสูระบบการประมวลผลดวย คอมพิวเตอร ทําใหสามารถทราบรายละเอียดของขอมูลภาพได โดยแสดงในรูปของ histogram ซึ่งใหผลสรุปคาสถิติที่จะถูกนําไป ใชเพื่อประเมินคุณภาพของขอมูลภาพ และสามารถนําคาทางสถิติเหลานี้ใชพิจารณาในการปรับเนนขอมูลภาพ (Image Enhancement) หรือการคัดเลือกขอมูล (Feature Extraction) ในขั้นตอนตอไป บรรณานุกรม ดาราศรี ดาวเรือง. 2533. รีโมทเซนซิ่งพื้นฐาน ศูนยเทคโนโลยีอิเลคทรอนิคส และคอมพิวเตอรแหงชาติ. กระทรวงวิทยาศาสตร และการพลังงาน กรุงเทพมหานคร ศุทธินี ดนตรี. 2542. ความรูพื้นฐานดานการสํารวจจากระยะไกล Remote Sensing. ภาควิชาภูมิศาสตร คณะสังคมศาสตร มหาวิทยาลัยเชียงใหม. สมพร สงาวงศ. 2543. รีโมทเซนซิงเบื้องตน และกรณีศึกษารีโมทเซนซิง. ภาควิชาภูมิศาสตร คณะสังคมศาสตร มหาวิทยาลัย เชียงใหม. นพบุรีการพิมพ. เชียงใหม. 243 หนา สุรชัย รัตนเสริมพงศ และสมยศ สินธุระหัส. 2533. การสํารวจพื้นที่ปลูกยางพาราของประเทศไทยโดยใชขอมูลจากดาวเทียม แลนดแซท. ในการวิเคราะหขอมูลจากดาวเทียมดวยเครื่องคอมพิวเตอร และการประยุกต กองสํารวจทรัพยากรธรรมชาติ ดวยดาวเทียม สํานักงานคณะกรรมการวิจัยแหงชาติ ERDAS. 1999. ERDAS Filed Guide. ERDAS, Inc. Atlanta, Georgia. Harrison B.A., and D.L.B. Jupp. 1990. Introduction to Image Processing: Part TWO of the microBRAIN Resource Manual. Division of Water Resources, CSIRO, Cancerra. 256 p. Lillesand, T. M. and Kiefer, R. W. 1981. Remote Sensing and Image Interpretation. New York: Wiley. Schanda, E. 1976. Introductory Remarks on Remote Sensing. in Remote Sensing for Environmental Sciences. Edited by E. Schanda. Berlin: Springer-verlag.