Hauptkomponenten-Transformation (Faktorenanalyse)
Die Hauptkomponenten-Transformation
ist ein statistisches Rechenverfahren. Es versucht die Informationen,
die auf viele Sensorkanäle verteilt sind, in 3 neuen Kanälen zu
konzentrieren. Die Vergleiche der Graustufen von je zwei Sensorkanälen
lassen im X-Y-Diagramm erkennen, ob es inhaltliche Übereinstimmungen
gibt. Häufen sich die Werte um eine Linie, dann ist einer
der beiden Datensätze entbehrlich, die Information kommt ja auch
im anderen Kanal vor (direkte Proportionalität zwischen allen Werten
in beiden Datensätzen). Gegensatz zur Linie ist die Punktwolke:
K4 und K5 zeigen eigenständige Informationen (obere Reihe der Abbildung)
ohne erkennbare kausale Abhängigkeiten.
Bei der Hauptkomponenten-Transformation
werden alle Kanäle mit allen anderen rechnerisch verglichen, "Gemeinsamkeiten"
werden in neue virtuelle Kanäle (hier HaKo 1 bis 7 genannt) geschrieben.
Es entsteht also ein neuer Datensatz aus 7 Kanälen, von denen im
Normalfall nur mehr die ersten 3 ausgewertet werden, sie enthalten
oft bis über 80% der Gesamtinformation. Die 2.Reihe der Abbildung
zeigt den Effekt dieser Transformation. Noch besser sieht man es
aber in den gestretchten Bildern der ersten 3 Kanäle. Hier ergeben
sich sehr prägnante Bilder. Das Bild-Beispiel zeigt die Landschaft
am Kochelsee am 13.9.1999.
Die neuen Hako-Bilder (hier Hako1,
Mouseover zeigt Hako2)
sind nun aber nicht mehr einem Licht-Kanal zugeordnet, sondern
einem Thema. Das Thema eines Bildes kann z.B. heißen: Vegetation,
Bodenfeuchte, Bodenarten, versiegelte Flächen, ... Bei der Interpretation
von HaKo-Bildern müssen also zuerst die Inhalte gefunden werden.
Dann erst kann man aus den 3 Inhalten auch ein Komposit anfertigen.
Das sieht dann so aus:
Hier wurde HaKo1 als "Vegetationskarte"
gedeutet, deshalb hier auf "Grün", HaKo2 wurde als
"Boden-Karte" gedeutet, deshalb hier auf "Rot", HaKo3
wurde als "Feuchte-Karte" gedeutet, deshalb hier auf "Blau"
(Mouseover
zeigt auch eine Variante: HaKo4 wurde auf "Grün" gesetzt,
weil HaKo4 offensichtlich abgestorbene pflanzliche Biomasse bzw.
Schilfflächen anzeigt. Assoziativ ist auch die 2. Karte gut zu interpretieren.)
Wichtiger Hinweis: Die inhaltliche
Deutung der einzelnen Faktoren (HaKo-Kanäle) ist das Kernstück der
Interpretation. Die zugehörigen Einzelkanal-Bilder sollten deshalb
auch gut dokumentiert werden. Messdaten aus den Subtropen oder aus
der gemäßigten Zone mögen im multispektralen Komposit ähnlich aussehen,
die Hauptkomponenten-Transformation liefert aber recht unterschiedliche
Faktoren: - In der gemäßigten Zone liefert die Vegetation die
meisten Informationen, deshalb konzentrieren sie sich in HaKo 1. -
In den Trockenzonen liefern die sichtbaren Gesteine die wichtigsten
Informationen, deshalb konzentrieren sich Gesteins-Informationen
in HaKo 1.
Ziel:
|
Umformung eines Strahlungs-Datensatzes
in einen thematischen Datensatz über Hauptkomponenten-Transformation
|
Probleme:
|
Die HaKo-Kanäle müssen inhaltlich
bestimmt werden. Dies gelingt am besten durch Ortsbegehung,
aber auch durch Interpretation
des Echtfarben-Komposits zum gleichen Zeitpunkt.
|
Umsetzung:
|
mit "Pixel-GIS" mit
"PSP 7" nicht möglich mit "PSP 8/9"
nicht möglich mit "LeoWorks"
und mit "ENVI-Freelook" nicht möglich
|
|