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衛星データの表示

 

 リモートセンシング画像処理ソフトウェア『RSP』の使用方法として、Landsat-8を使った事例を、「講座 > Landsat-8画像を見てみよう」に掲載していますので参考にしてください。  

 


フォーマット変換

 リモートセンシング画像処理ソフトウェア『RSP』は、BMP(ビットマップ)、JPEG、RAW(ヘッダ情報の無い画像のみのデータ)形式の画像を解析・処理するソフトウェアです。
 これに対して、衛星画像データは、CEOS(セオス)形式、GeoTIFF形式等、上記のファイルフォーマット形式と異なっています。
 このため、RSPで衛星データを直接読み込む(開く)ことはできません。そこで、衛星データをRSPで読み込めるように、BMP形式、あるいはRAW形式にフォーマット変換する必要があります。
 RSPには、他のフォーマット形式をRSPで取り扱えるように「フォーマット変換」機能が備わっています。
 入手した衛星データをRSPで扱えるようにするために行うフォーマット変換は、1画素のビット数に応じて、主に次の2つになります。

 ・8ビット衛星データ(Landsat-7等)・・・・・BMP形式にフォーマット変換。
 ・16ビット衛星データ(Landsat-8等)・・・・・RAW(16ビット)形式にフォーマット変換。

 以下にRSPを使ったフォーマット変換の例を示します。

【ALOS AVNIR-2(CEOS)の場合】
 RSPを起動して、メニュー「ファイル」→「フォーマット変換」→「ALOS」→「AVNIR-2(CEOS)」を選択します。
 次に変換元のAVNIR-2の画像ファイルを選択します。
 次に変換後の保存ファイル名を入力します。
 AVNIR-2画像は、8ビットデータのため、変換後のファイルは、BMP形式になります。

【Landsat-8(GeoTIFF)の場合】
 RSPを起動して、メニュー「ファイル」→「フォーマット変換」→「TIFF(GeoTIFF)」→「16bits->RAW(Unsigned int)」を選択します。
 次に変換元の画像ファイルを選択します。
 次に変換後の保存ファイル名を入力します。
 Landsat-8の画像は、1画素は16ビット形式で記録されているため、変換後のファイルは、RAW形式になります。このとき、RAWデータのファイル名に対して、拡張子「.hd1」を付けたヘッダファイルも自動的に作成されます。
 ヘッダファイルには、RAWデータの画像の横幅、高さ、深さ(データタイプ)(=16ビット・Unsigned integer)を示す情報が、テキストデータとして記録されています。
 RAW画像ファイルを開くには、同じフォルダ内に「RAW画像ファイル名.hd1」というヘッダファイルが必要になります。
 なお、ヘッダファイルに記載されているデータタイプの数字は、以下のとおりです。

 data_type = 1 :8-bit Unsigned char
 data_type = 2 :16-bit Unsigned integer
 data_type = 3 :32-bit Unsigned integer
 data_type = 4 :32-bit Floating-point

 BMPあるいはRAW形式にフォーマット変換した画像は、RSPで直接読み込む(開く)ことができます。
 BMPファイルを開く(表示する)場合は、メニュー「ファイル」→「開く」→「BMP」を選択し、ファイル指定します。
 また、RAW(Unsigned int)ファイルを開く(表示する)場合は、メニュー「ファイル」→「開く」→「RAW」を選択し、ファイルを指定します。


表示したいところを表示

 衛星画像データは、横幅と高さ(横・縦のピクセル数)がRSPの表示サイズに比べて大きいため、一度に画像すべてを表示することはできません。
 また、画像全体のうち、見たい部分がはじめに表示されるわけではありません。画像データを読み込んだ直後は、画像原点(画像の左上)付近が表示されます。
 そこで、見たい部分を表示できるように、まずは画像全体を縮小表示させて、縮小表示された全体画像上で、表示したい部分を選択することで、表示位置(表示場所)を移動します。
 全体画像表示と、表示位置の移動は、次のように行います。

【全体画像の表示と画像表示位置の移動】
 メニュー「表示」→「全体表示」を選択します。
 縮小された全体画像が表示されます。
 全体画像上で、表示したい部分をクリックします。
 メニュー「表示」→「移動」を選択します。
 画像の表示範囲が移動します。

 また、直接画像を移動させるには、次の2つの方法があります。

【画像上で画像表示位置の移動】
 表示画面上でドラックすることで、表示位置を移動することができます。

【スクロールバーを使った画像表示位置の移動】
 画面右側と画面下側のスクロールバーを動かすことで、表示位置を移動することができます。


色調調整(BMP)

 RSPでファイルを最初に読み込んだ場合に表示する画像は、色調調整を行うことのないオリジナルの画像が表示されます。
 すなわち、画像データの色調は、0〜255の256階調で表示されます。場合により、暗く見ずらい画像が表示されます。
 このため、画像を見やすく表示するには、色調調整を行うことになります。
 RSPにおける色調調整は、0〜255の範囲で、最小値と最大値をリニアで表す調整を施します。
 RSPの色調調整方法としては、「自動色調調整」の方法と、ヒストグラムを表示して、それをもとに最小値と最大値を手動で設定する「色調補正」の方法とがあります。
 それぞれの色調調整の方法は、次のとおりです。

【自動色調調整】
 メニュー「色調」→「自動色調調整」を選択します。
 色調の0に相当する画像の最小値と、色調の255に相当する画像の最大値とを、ソフトウェアが自動に決定し、色調を調整します。
 なお、自動色調調整における最小値と最大値の決め方は、それが画像全体のピクセル数の何%に該当するのかによって決定しています。この%の設定は、メニュー「システム」→「自動色調調整設定」で変更することができます。

【色調調整】
 メニュー「色調」→「ヒストグラム」を選択します。
 横軸が0〜255で、縦軸がピクセル数を示すヒストグラムが表示されます。
 カーソルをグラフ上に合わせると、該当する横軸と縦軸の値がグラフ下の「Information」欄に表示されます。
 ヒストグラムは、青色、緑色、赤色のそれぞれのヒストグラムを表示することができます。モノクローム画像の場合は、青色、緑色、赤色のヒストグラムは同じ形態になります。
 例えば、緑色のヒストグラムを表示するには、ヒストグラムメニュー「表示」→「Greenヒストグラム」を選択します。
 ヒストグラムをもとに、色調調整で設定すべき最小値と最大値を決定します(最小値と最大値を紙にメモします。)。
 次に、メニュー「色調」→「色調調整」を選択します。
 カラー画像の場合は、B、G、R行のLowとHighの欄に最小値と最大値を入力し、「OK」ボタンを押します。これに対して、モノクローム画像の場合は、M行のLowとHighのみ値を入力し「OK」ボタンを押します。
 なお、「自動」ボタンを押すと、「自動色調調整」の設定値が表示されます。その表示値で良ければ、「OK」ボタンを押します。


二値化

 二値化は、色調調整メニューで行うことができます。
 色調調整の最小値と最大値を1つ違いの数値にすることで、二値化画像を作成することができます。
 例えば、100を境に、100以上を白色に、99以下を黒色にするには、次のようにします。
 メニュー「色調」→「色調調整」を選択します。
 M行のLowに99を入力し、Highに100を入力し、「OK」を押します。
 これによって、99以下が0に、100以上が255になります。

 作成した二値化画像は、保存することができます。
 画像の保存は、メニュー「ファイル」→「保存」→「BMP」を選択します。
 保存ファイル名を入力し、「保存」ボタンを押します。


シュードカラー表示

 人の目は、DN等の数値の違いを、モノクローム画像(白黒画像)で表示するよりも、カラー画像で表示した方が違いが明確にわかります。
 単一チャンネル(バンド)の画像をカラー表示する方法として、シュードカラー画像表示があります。
 RSPでは、シュードカラーとして、いくつかの表示方法が用意されています。
 例として、シュードカラー(白−黒)表示の方法について示します。ここで、最大値以上を白色、最小値以下を黒色で表示します。
 メニュー「色調」→「シュードカラー」→「白−黒」を選択します。


レベルスライス表示

 RSPでは、レベルスライス表示は、設定と表示にメニューが分かれています。
 まずは、レベルスライスの表示色とその範囲を設定するレベルスライス設定を行います。
 レベルスライス設定は、最大36色設定することができます。
 ここでは、200以上〜220未満の例を、赤色で表示する事例(1色のみ)を示します。
 メニュー「色調」→「レベルスライス」→「設定(1-12)」を選択します。
 「色設定1」を押して、表示色を設定します。
 次にM列のLowとHighを設定します。ここで、Bはカラー画像のBlue、Mはモノクローム画像、Gはカラー画像のGreen、Rはカラー画像のRedを示しています。
 モノクローム画像の場合は、「B/M」の欄(M列)のLow以上とHigh未満の2か所に数値を入力することになります。
 具体的には、Low欄には200を、High欄には220を入力して、「OK」ボタンを押します。
 次に、設定したレベルスライス画像を表示します。
 メニュー「色調」→「レベルスライス」→「レベルスライス表示」を選択します。

 作成したレベルスライス画像は、保存することができます。
 画像の保存は、メニュー「ファイル」→「保存」→「BMP」を選択するか、メニュー「ファイル」→「保存」→「BMP (24bits)」を選択します。
 保存ファイル名を入力し、「保存」ボタンを押します。


オリジナル画像表示

 色調を変えたり、シュードカラー表示したりした画像を、もとのオリジナル画像に戻す場合、RSPでは、初めから画像データを読み込む(開く)のでなく、オリジナル画像を表示することができます。
 オリジナル画像の表示は、メニュー「表示」→「オリジナル画像表示」を選択します。


拡大表示/縮小表示

 RSPにおいて、画像の拡大/縮小方法は、以下の2通りの方法があります。

【ズームイン/ズームアウト】
 まず、表示画面上で拡大あるいは縮小したい中心位置をクリックします。
 次に、メニュー「表示」→「ズーム」で、拡大する場合は「ズームイン」を選択し、縮小する場合は「ズームアウト」を選択します。

【ズーム】
 拡大・縮小する原点(x,y)と倍率を指定して、表示画像の拡大・縮小を行います。
 メニュー「表示」→「ズーム」→「ズーム」を選択します。
 原点x、原点yを入力します。原点は、ズーム表示したときの画像原点(左上の座標)です。
 倍率は、プルダウンで指定します。
 原点と倍率を指定し、「OK」ボタンを押します。


部分拡大表示

 部分的にちょっと拡大表示して見たい場合、4倍に部分的に拡大表示する「部分拡大」を使用します。
 まず、表示画面上で、部分拡大したい場所をクリックします。
 次に、メニュー「表示」→「部分拡大」を選択します。


BMPのカラー合成

 BMPでは、カラー合成ファイルは、1つのファイルで表します。
 メニュー「ファイル」→「カラー合成」→「BMP」を選択します。
 青色に配色するBlueファイルを選択し、次に緑色に配色するGreenファイルを選択し、次に赤色に配色するRedファイルを選択します。
 最後にカラー合成後のファイルのファイル名を入力し、「保存」ボタンを押します。