PP/I 11 
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09 Anuta, P. 
USA 
Digital preprocessing and classification of multispectral earth observation data 
Prétraitement digital et classification de données multispectrales d’observation de la terre 
Digitale Verarbeitung und Klassifizierung multispektraler Aufnahmen der Erde 
The development of airborne 
satellite multispectral image 
scanning sensors has generated 
wide-spread interest in appli 
cation of these sensors to earth 
resource mapping. These scan 
ning sensors permit scenes to 
be imaged in a large number 
of electromagnetic energy bands 
between 0.3 and 15 micrometers. 
The energy sensed in each band 
can be used as a feature in a 
computer based multi-dimen 
sional pattern recognition 
process to aid in interpreting 
the nature of elements in the 
scene. This paper describes a 
computer software system for 
preprocessing and analysis of 
multivariate image data. 
Preprocessing refers to any op 
eration performed to 1) correct 
errors in the sensor data; 2) to 
transform the data to an en 
hanced form; 3) to aggregate 
different data sets together so 
they may be analyzed together. 
The paper describes geometric 
correction, registration and prin 
cipal components processors 
which are important preprocess 
ing capabilities in the system. 
Analysis operations extract in 
formation from the preprocessed 
data and several processors are 
described which perform various 
information extraction functions. 
The processors available include 
a maximum likelihood super 
vised classifier, a sample clas 
sifier, a layered classifier, a clus 
tering processor and a feature 
selection processor. Discussion 
is presented for several of these 
functions. 
Recently additional variables 
have been studied in addition 
to the multispectral reflectance 
and radiance phenomena by 
digitally registering these other 
data forms using the capabilities 
of the system. Currently, topo 
graphic data which has been 
registered with four band LAND- 
SAT multispectral scanner data 
is being studied to develop meth 
ods of utilizing elevation, slope 
and aspect to improve the quali 
ty of multispectral image analy 
sis. Other geophysical variables 
including gravity and magnetic 
are also being registered and 
Le développement de détecteurs 
multispectraux balayant l’image, 
à bord d’avions ou de satellites 
a vulgarisé l’intérêt pour l’appli 
cation de ces détecteurs à la 
cartographie des ressources 
terrestres. Ces détecteurs à 
balayage permettent de mettre 
des scènes en image sur un 
grand nombre de bandes 
d’énergie électromagnétique de 
0,3 à 15 micromètres. L’énergie 
détectée sur chaque bande peut 
être mise en oeuvre dans un 
ordinateur basé sur le procédé 
de reconnaissance de motif 
multidimensionnel et permettre 
l’interprétation de la nature 
d’éléments de la scène. Cette 
communication décrit un système 
ordinateur software pour le pré 
traitement et l’analyse de dori- 
nées-image multivariées. 
Le prétraitement compte toute 
opération réalisée pour 1) cor 
riger les erreurs de données dé 
tectées 2) transformer les don 
nées en la forme voulue, 3) ras 
sembler les différents jeux de 
données pour une analyse 
commune. La communication 
décrit la correction géométrique, 
l’enregistrement et les prin 
cipaux traitements des compo 
sants qui accordent des pos 
sibilités importantes de prétrai 
tement au système. Les opéra 
tions analytiques extraient l’in 
formation des données prétrai 
tées et plusieurs traitements 
donnant diverses fonctions 
d’extraction d’information sont 
exposés. Les organes de traite 
ment en usage comprennent un 
classificateur supervisé de 
maximum de vraisemblance, un 
classificateur d’échantillons, un 
classificateur par couches, un 
sélecteur de groupes, un organe 
de sélections par importance 
d’apparence. Des discussions de 
plusieurs de ces fonctions sont 
présentées. 
On a récemment étudié des 
variables additionelles en plus 
des phénomènes de réflexion et 
radiation multispectrales en en 
registrant digitalement ces 
autres formes de données uti 
lisant les possibilités du sys 
tème. On étudie actuellement 
les données du balayeur multi- 
Die Entwicklung von multispek 
tralen Zeilenabtastern für Flug 
zeuge und Satelliten hat ein 
breites Interesse für die An 
wendung dieser Geräte zur Land 
nutzungskartierung geweckt. 
Mit diesen Punktabtastern kön 
nen Objekte in einer Vielzahl 
von elektromagnetischen Bän 
dern zwischen 0,3 und 15 Mikro 
metern Bandbreite abgebildet 
werden. Die Information eines 
jeden Bandes kann in einem 
computerorientierten mehrdi 
mensionalen Mustererkennungs 
prozess benutzt werden, um die 
Beschaffenheit einzelner Ele 
mente des aufgenommenen Ob 
jekts zu interpretieren. Die Bilder 
der einzelnen Bänder können 
auch visuell interpretiert werden. 
Jedoch ist die visuelle Inter 
pretation von 5 oder 10 multi 
spektralen Bildern gleichzeitig 
nicht praktikabel, besonders 
wenn das zu untersuchende 
Gebiet grösser ist. Deshalb 
wurden grosse Anstrengungen 
gemacht, um den interpreta- 
tionsprozess durch Maschinen 
(Computer) zu unterstützen. Der 
vorliegende Bericht beschreibt 
das Rechenprogrammsystem 
LARSYS zur Auswertung von 
multispektralen Bildern und gibt 
einige Beispiele für seine An 
wendungsmöglichkeiten. 
In jüngster Zeit wurden zusätz 
lich zu den multispektraien 
Strahlungs- und Reflektionser- 
scheinungen weitere Möglich 
keiten untersucht, indem mit 
Hilfe von LARSYS andere Daten 
formen digital registriert wurden. 
In Augenblick werden topo 
graphische Daten untersucht, die 
zusammen mit multispektralen 
Landsat-Scannerdaten registriert 
wurden, um verschiedene Me 
thoden zu entwickeln, welche 
durch die Einbeziehung von 
Höhe, Neigung und Lage die 
Qualität der multispektralen 
Bildanalyse verbessern können. 
Ebenso werden andere geophy 
sikalische Daten registriert und 
auf ihre Anwendungsmöglich 
keiten untersucht. Der Bericht 
beschreibt die Verfahren und 
die mit dem LARSYS-System 
gewonnenen Daten und schlägt 
mögliche Anwendungen auf