การประยุกต์ใช้ข้อมูลภาพถ่ายดาวเทียม SMMS ส าหรับภารกิจต่างๆ โดย รศ.ดร.มงคล รักษาพัชรวงศ์

คณะวิศวกรรมศาสตร์ มหาวิทยาลัยเกษตรศาสตร์

ข้อมูลจ าเพาะดาวเทียม SMMS

มีวงโคจรลักษณะ Sun-Synchronous ที่ความสูง 649 กิโลเมตร

กล้อง CCD 4 แถบความถี่ (NIR, Red, Green, Blue) ที่ความละเอียด 30 เมตรต่อจุด ความกว้างของภาพ 711 กิโลเมตร

กล้อง Hyper-Spectrum (HSI) มีแถบความถี่ 115 ความถี่ ท่ีความละเอียด 100 เมตรต่อจุด ความกว้างของภาพ 51 กิโลเมตร

ดาวเทียม SMMS

ภาพถ่ายดาวเทียมจากกล้อง CCD

ภาพถ่ายดาวเทียมจากกล้อง Hyper-Spectrum

โอกาสในการถ่ายภาพประเทศไทยของดาวเทียม SMMS

ดาวเทียม SMMS มีวงโคจรพาดผ่านประเทศไทยเกือบทุกวัน (รวม 20 รอบในเวลา 31 วัน แล้วจะวนรอบซ้ าอีกครั้ง)

ตัวอย่างการถ่ายภาพพื้นท่ีประเทศไทยของดาวเทียม SMMS ภายในครั้งเดียว

14/11/09

19/11/09

4/1/10

ข้อมูลจ าเพาะดาวเทียม SMMS

เปรียบเทียบลักษณะของข้อมูลที่ได้จากดาวเทยีม SMMS และดาวเทียมธีออส ปรากฏว่าดาวเทียมทั้งสองมีลักษณะข้อมูลที่ “ไม่ซ้ าซ้อนกัน” และ

สามารถน ามาบูรณาการร่วมกันได้เป็นอย่างดีอุปกรณ์บันทกึข้อมูล ดาวเทยีมธอีอส ดาวเทยีม SMMS (HJ-1A)

CCD (4-band)ความละเอยีดจุดภาพ 15 เมตร

ความกว้างแนวภาพ 90 กิโลเมตรความละเอยีดจุดภาพ 30 เมตร

ความกว้างแนวภาพ 700 กิโลเมตร

Hyperspectrum ไม่มีความละเอยีดจุดภาพ 100 เมตรความกว้างแนวภาพ 50 กิโลเมตร

Panchromaticความละเอยีดจุดภาพ 2 เมตร

ความกว้างแนวภาพ 22 กิโลเมตรไม่มี

ประสิทธิภาพของภาพถ่ายดาวเทียม SMMS แบบ CCD

ภาพจากการประเมินพื้นท่ีเพาะปลูกข้าวบริเวณจังหวัดสุพรรณบุรี จากดาวเทียม ThEOS ช่วงเดือนกุมภาพันธ์ 2553

ภาพจากการประเมินพื้นท่ีเพาะปลูกข้าวบริเวณจังหวัดสุพรรณบุรี จากดาวเทียม SMMS ช่วงเดือนมีนาคม 2553

ต่างกนัเพียง 2.16 เปอร์เซ็นต์

ท่ีมา: ส านักงานเศรษฐกิจการเกษตร

ประสิทธิภาพของภาพถ่ายดาวเทียม SMMS แบบ CCD

กรมทรพัยากรน้ า น าไปใช้ทดแทนข้อมูลดาวเทียม LANDSAT และ MODIS เพื่อวิเคราะห์ความแหง้แล้งของพื้นที่

ซอฟตแ์วร์ประมวลผลข้อมูลความแห้งแล้งของพืน้ท่ี

ท่ีมา: กรมทรัพยากรน้ า

ข้อมูลการวิเคราะห์แหล่งน้ าในเขื่อนป่าสักชลสิทธ์ ด้วยดาวเทียม SMMS (จากกรมทรัพยากรน้ า)

2009/05/22

2010/01/04

2009/04/022009/03/06

2010/01/15 2010/01/19

2009/11/10

2009/11/14

ประสิทธิภาพของภาพถ่ายดาวเทียม SMMS แบบ HSIการหาพ้ืนท่ีเพาะปลูกข้าว (พีรพลและคณะ 2553)

ประสิทธิภาพของภาพถ่ายดาวเทียม SMMS แบบ HSIพื้นทีต่ัวอย่าง

ข้อมูล Ground Truth จากส านกังานเศรษฐกจิการเกษตร

ข้อมูลจากการแยกแยะดว้ยภาพถ่ายดาวเทียม SMMS แบบ HSI

วิธีการจ าแนกเปอร์เซ็นความถูกต้อง

%ข้าว %อ่ืนๆ %รวม

Parallelepiped 62.03 96.86 94.37

Minimum Distance 63.81 97.16 94.77Mahalanobis Distance

68.86 93.42 91.66

Maximum Likelihood 68.32 93.71 91.89Spectral Angle Mapper

50.74 98.66 95.24

Spectral Information Divergence

47.62 95.47 92.05

Binary Encoding 37.16 95.72 91.54

ศูนย์ประมวลผลภาพถ่ายดาวเทียม SMMS

ภารกิจศูนย์ประมวลผลภาพถ่ายดาวเทียม SMMS ส่งเสรมิการใช้ประโยชน์ในด้านการเตอืนภัยพิบตัิ และการจดัการทรัพยากรของ

ประเทศ โดย คลงัข้อมูลภาพถ่ายและผลิตภัณฑ์จากการประมวลผลข้อมูล วิจัยและพัฒนาภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อน าไปใช้ประโยชน์ในด้านต่างๆ และลดภาระค่าใช้จ่ายในการจัดหาหรือบริหารจัดการข้อมูลของแต่ละหน่วยงาน

มีภารกจิหลกัดังนี้ ภารกิจการเผยแพร่ภาพถ่ายดาวเทียม โดยไม่เสียค่าใช้จ่าย ภารกิจการปรับแก้ภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อสร้างเป็นแผนที่พื้นฐานส าหรับประเทศไทย ภารกิจการจัดสร้างแผนที่โอกาศเกิดภัยพิบัติ เพื่อใช้เป็นข้อมูลส าหรับแจ้งเตือนภัย ภารกิจการติดตามสถานการณ์ด้านทรัพยากรธรรมชาติและประเมินพื้นที่เกิดภัย

ภารกิจเผยแพร่ภาพถ่ายดาวเทียม

Network Storage

Server

Catalog System

User

User

User User

GIN

(Government Information Network)/Internet

เผยแพร่ภาพถ่ายดาวเทียมแก่หน่วยงานของรัฐ โดยไม่เสียคา่ใช้จ่ายใดๆ ที่ระดับการประมวลผล Level 2

ภารกิจปรับแก้ไขภาพถ่ายดาวเทียม

Ground Thuth/GCP / /

Output: Digital File and Hard Copy

Geometric Correction

Ground Control Point

Orth-rectification

Radian Correction

Atmospheric Correction

น าไปใช้ประโยชน์ในเชิงภูมิศาสตร์สารสนเทศ และเป็นแผนที่มาตรฐานส าหรับสร้างผลิตภัณฑ์เพิ่มมูลค่า

ภารกิจสร้างแผนที่โอกาสเกิดภัยพิบัติ

Ground Truth

( )

Dynamic Hazard Map

ตัวอย่าง DYNAMIC HAZARD MAP ในพื้นที่จังหวัดอุตรดิษฐ์

Susceptibility Map

(Weighting Method)

APIer Map

Hazard Map

created by APIt Map that update from satellite image factor (Rainfall Landuse Elevator and Slop)

ภารกิจติดตามสถานการณด์้านทรัพยากรธรรมชาติ

เป็นการติดตามสถานการณท์รพัยากรธรรมชาติ การกัดเซาะของชายฝั่ง

การวิเคราะห์การเกิดดินถล่ม

การติดตามสถานการณ์ไฟป่า

การติดตามสถานการณ์น้ า

และอื่นๆ

การประเมินปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม :ความชุ่มชื้นในดิน ด้วยภาพถ่าย HSI บนดาวเทียม SMMS

กราฟแสดงความสัมพันธ์ระหว่างย่านความถีแ่ละความชุ่มช้ืนในดินที่ระยะความลึก (ที่ระยะ 30 และ 60 เซนติเมตร)

เงื่อนไข

ที่วิธกีารกรองข้อมูล

ข้อมูลอ้างองิ/แนวคิด

1 ไม่มีการกรองข้อมูล -

2 IR1<253 (K)จากงานวจิัยในต่างประเทศพบว่าอุณหภมูิยอดเมฆ (BT) จากช่องสัญญาณ IR1 และ IR2 ที่มีค่าต่ ากวา่ -20 oC (253 K) มีโอกาสเป็นข้อมูลของเมฆฝน

3 IR1<250 (K)เนื่องจากต้องการหาค่า Threshold ที่เหมาะสมกบัประเทศไทย คณะผู้วจิัยจึงได้ทดลองใช้ค่าที่ต่ ากวา่งานวิจยัที่พบ

4 IR2<253 (K)จากงานวจิัยในต่างประเทศพบว่าอุณหภมูิยอดเมฆ (BT) จากช่องสัญญาณ IR1 และ IR2 ที่มีค่าต่ ากวา่ -20 oC (253 K) มีโอกาสเป็นข้อมูลของเมฆฝน

5 IR2<250 (K)เนื่องจากต้องการหาค่า Threshold ที่เหมาะสมกบัประเทศไทย คณะผู้วจิัยจึงได้ทดลองใช้ค่าที่ต่ ากวา่งานวิจยัที่พบ

6 IR3<250 (K)จากงานวจิัยในต่างประเทศพบว่าค่า BT จากช่องสัญญาณ IR3 ที่มีค่าต่ ากวา่ -23 oC

(250 K) มีโอกาสเป็นข้อมูลของเมฆฝน

7 IR3<247 (K)เนื่องจากต้องการหาค่า Threshold ที่เหมาะสมกบัประเทศไทย คณะผู้วจิัยจึงได้ทดลองใช้ค่าที่ต่ ากวา่งานวิจยัที่พบ

8 IR1-IR2<0 (K)จากงานวจิัยในต่างประเทศพบว่า BTD จากชอ่งสัญญาณ IR1 และ IR2 (Split

Window) ที่มีค่าต่ ากว่า 0 oC มีโอกาสเป็นขอ้มูลของเมฆฝน

9 IR2-IR1<0 (K)เน่ืองจากต้องการศกึษาว่าผลลัพธท์ี่ได้จากวิธกีาร IR1-IR2 กับ IR2-IR1 วธิีการใดที่เหมาะสมที่สุด

10 IR1-IR3<0 (K)จากงานวจิัยในประเทศญ่ีปุ่ น Kurino (1996) พบวา่ BTD จากช่องสัญญาณ IR1

และ IR3 ที่มีค่าต่ ากว่า 0 oC มีโอกาสเป็นขอ้มูลของเมฆฝน

11 IR3-IR1<0 (K)เน่ืองจากต้องการศกึษาว่าผลลัพธท์ี่ได้จากวิธกีาร IR1-IR3 กับ IR3-IR1 วธิีการใดที่เหมาะสมที่สุด

1.ซอฟต์แวร์ KU-MET ส าหรับพยากรณ์ปริมาณน้ าฝน ร่วมกับภาพถ่ายดาวเทียม และสถานีวัดน้ าฝน

2.ศึกษาเงื่อนไขและแนวคิดในการเลือกเงื่อนไขการกรองข้อมูลจากภาพถ่ายดาวเทียมเพื่อสร้างแบบจ าลอง

3.การพยากรณ์ปริมาณน้ าฝน เพื่อใช้ในการวิเคราะห์ปัจจัยในการเกิดดินถล่ม

การประเมินปัจจัยที่มีผลต่อการเกิดดินถล่ม :ความสูง และความลาดชัน

ขั้นตอนการประยุกต์ใช้ความสูงและความลาดชันกับภาพถ่ายดาวเทียม1 2

3

น าภาพถ่าย CCD ดาวเทียม SMMS ในพื้นท่ีตน้แบบ

ใชข้อ้มูล G-DEM ท่ีมีความละเอียดเทียบเท่ากบัภาพถ่ายดาวเทียม 30 เมตร และเป็นมาตรฐานท่ียอมรับได ้

ใชซ้อฟตแ์วร์ Global Mapper น าขอ้มูลมาซอ้นทบักนั (ตวัอยา่งในพื้นท่ีหว้ยน ้ารี จงัหวดัอุตรดิษฐ)์

การติดตามพื้นที่กัดเซาะชายฝั่ง

พิจารณาพื้นที่กดัเซาะชายฝั่ง เช่น กรุงเทพ จันทบรุี และสมุทรปราการ เป็นตน้

เปรียบเทียบภาพถ่ายในพื้นที่ศึกษาในช่วงเวลาที่แตกต่างกัน

ระบุการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่กัดเซาะ (เพิ่ม/ลด) ได้ ตัวอย่างการติดตามพื้นท่ีกัดเซาะชายฝั่ง บริเวณวัด

ขุนสมุทรธาวาส อ าเภอพระสมุทรเจดีย์ จังหวัดสมุทรปราการ

การติดตามการใช้พื้นที่สัมปทานเหมืองแร่

พิจารณาพื้นที่สัมปทานเหมืองแร่ในพื้นที่ศึกษา ของกรมทรัพยากรธรณี

ตรวจสอบความเปลี่ยนแปลงที่เกิดขึ้นในพื้นที่ในลักษณะ Time Scale ด้วยภาพถ่ายดาวเทียม

ระบุถึงความเปลี่ยนแปลงของพืน้ที่ สร้างเป็นรายงานประจ าเดือน

การบูรณาการข้อมูล CCD ของดาวเทียม SMMS ร่วมกับข้อมูล GDEM และข้อมูล GIS พื้นฐาน

การจ าลองสถานการณ์น้ า

การออกแบบติดต้ังระบบสื่อสารส ารอง