Dissertationen - DGK

Logarithmische Skalierung
4.3. SAR-spezifische Vorverarbeitung – Anpassungen an Straßen 67
Wie in Abschnitt 4.3.2 angesprochen, werden aus den Multilook-Amplituden über das Quadrat und
den Logarithmus logarithmierte Intensitäten erzeugt: Log(I) = 10 · log(DN+ 32769) 2 . Bei der Linienextraktion
auf den logarithmierten Daten ist eine hohe Vollständigkeit und Korrektheit zu verzeichnen
(Abbildung 4.14(b)). Das Ergebnis der extrahierten Straßen aus logarithmierten Intensitätsdaten
(Abbildung 4.16(b)) beinhaltet dagegen zwar ausschließlich korrekte aber relativ wenige Straßen. Der
Grund für das unvollständige Ergebnis der Straßenextraktion aus logarithmierten Daten liegt an der
logarithmischen Skalierung, die die Grauwerte im oberen Grauwertbereich komprimiert und im unteren
Grauwertbereich streckt (vgl. Abbildung 4.17). Dies hat zur Folge, dass gerade die niedrigen Grauwerte
Abbildung4.17. Logarithmische Skalierung der SAR-Daten: die Grauwerte von Straßen liegen im Grauwertbereich unter 200.
Dieser Bereich wird gestreckt, während die Grauwerte im höheren Grauwertbereich gestaucht werden.
wie die von Straßen auf einen größeren Grauwertbereich gespreizt werden und sich dadurch eine höhere
Standardabweichung ergibt. Dagegen verringern sich, aufgrund der logarithmisch bedingten Stauchung
der höheren Grauwerte, die Grauwerte und die Standardabweichung der Grauwerte von Fehlextraktionen
im oberen Grauwertbereich, beispielsweise von Linien im Feld. Somit verlieren die Bewertungsmaße
mittlerer Grauwert und die Grauwert-Standardabweichung an Bedeutung bei der Diskriminierung von
„falschen“ und „richtigen“ potentiellen Straßenstücken, wodurch letztlich in logarithmierten Daten weniger
Straßen extrahiert werden als in dem entsprechenden Resultat auf Multilook-Amplitudendaten
(Abbildung 4.16(a)).
Der Grund für das vor allem vollständigere Ergebnis der Straßenextraktion bei Multilook-Amplitudendaten
liegt darin, dass die zunächst vermehrt auftretenden Fehlextraktionen der Linienextraktion im
Laufe der Straßenextraktion weitgehend reduziert werden können, vor allem aufgrund der schlechten
Bewertung des mittleren Grauwertes und der Standardabweichung der Grauwerte.
Lineare Skalierung von 16 auf 8bit
In Bezug auf eine lineare Skalierung wurde untersucht, ob sich die Ergebnisse der Linien- und Straßenextraktion
verändern, wenn statt auf den originären 16bit Bilddaten auf 8bit skalierten Bilddaten
extrahiert wird. Es hat sich gezeigt, dass sich die Ergebnisse der Linien- und Straßenextraktion bei einer
linearen Skalierung auf 8bit in der Vollständigkeit und in der Zuverlässigkeit nicht von den Ergebnissen
der 16bit-Daten unterscheiden. Die Ergebnisse sind für 16 und 8bit bei Multilook-Amplitudenbilder
nahezu identisch. Dies lässt sich dadurch erklären, dass sich zwar die Grauwertunterschiede zwischen
den einzelnen Objektklassen verringern, aber ihre Verhältnisse zueinander erhalten bleiben. Der Verlust
der hohen radiometrischen Auflösung scheint demnach für die Extraktion von Straßen nicht wesentlich
zu sein.