論文の概要: A Theoretical Analysis of Granulometry-based Roughness Measures on Cartosat DEMs

• arxiv url: http://arxiv.org/abs/2107.07827v1
• Date: Fri, 16 Jul 2021 11:18:55 GMT
• ステータス: 処理完了
• システム内更新日: 2021-07-19 19:53:44.404875
• Title: A Theoretical Analysis of Granulometry-based Roughness Measures on Cartosat DEMs
• Title（参考訳）: カルトサットDEMのグラニュロメトリーに基づく粗さ対策の理論解析
• Authors: Nagajothi Kannan, Sravan Danda, Aditya Challa, and Daya Sagar B S
• Abstract要約: 数学形態学における多スケールグラニュロメトリーから適応したDEMデータの粗さ測定 MDGI(Multiscale directional Granometric Index)の理論解析について述べる。 提案する特徴は, 下インダス川, ウォーダ川, バーマー川のサブベースの特徴を捉えるものである。
• 参考スコア（独自算出の注目度）: 2.113925122479677
• License: http://creativecommons.org/licenses/by/4.0/
• Abstract: The study of water bodies such as rivers is an important problem in the remote sensing community. A meaningful set of quantitative features reflecting the geophysical properties help us better understand the formation and evolution of rivers. Typically, river sub-basins are analysed using Cartosat Digital Elevation Models (DEMs), obtained at regular time epochs. One of the useful geophysical features of a river sub-basin is that of a roughness measure on DEMs. However, to the best of our knowledge, there is not much literature available on theoretical analysis of roughness measures. In this article, we revisit the roughness measure on DEM data adapted from multiscale granulometries in mathematical morphology, namely multiscale directional granulometric index (MDGI). This measure was classically used to obtain shape-size analysis in greyscale images. In earlier works, MDGIs were introduced to capture the characteristic surficial roughness of a river sub-basin along specific directions. Also, MDGIs can be efficiently computed and are known to be useful features for classification of river sub-basins. In this article, we provide a theoretical analysis of a MDGI. In particular, we characterize non-trivial sufficient conditions on the structure of DEMs under which MDGIs are invariant. These properties are illustrated with some fictitious DEMs. We also provide connections to a discrete derivative of volume of a DEM. Based on these connections, we provide intuition as to why a MDGI is considered a roughness measure. Further, we experimentally illustrate on Lower-Indus, Wardha, and Barmer river sub-basins that the proposed features capture the characteristics of the river sub-basin.
• Abstract（参考訳）: 河川などの水域の研究は、リモートセンシングコミュニティにおいて重要な問題である。 物理特性を反映した有意義な量的特徴は、河川の形成と進化をよりよく理解するのに役立ちます。 通常、河川のサブベースはカルトサット・デジタル標高モデル (Cartosat Digital Elevation Models, DEMs) を用いて解析される。 河川サブベースで有用な地質学的特徴の1つは、DEMの粗さの測定値である。 しかし、我々の知る限りでは、粗さ測定の理論的分析に関する文献はほとんどない。 本稿では,数理形態学における多スケールグラニュロメトリー(MDGI)を応用したDEMデータの粗さ尺度を再検討する。 この尺度は、グレースケール画像の形状解析に古典的に用いられた。 初期の研究において, MDGIは, 特定の方向に沿って河川サブバスンの特徴的な表面粗さを捉えるために導入された。 また, MDGIsを効率的に計算し, 河川サブバスンの分類に有用であることが知られている。 本稿ではMDGIの理論的解析について述べる。 特に、MDGIが不変であるDEMの構造について、非自明な十分条件を特徴づける。 これらの性質は、いくつかの架空のDEMで示される。 また、DEMの体積の離散微分への接続も提供する。 これらの関係に基づき,MDGIを粗さ尺度とみなす理由を直感的に考察する。 さらに,下流域,ウォーダ川,バーマー川サブベースについて,提案手法がサブベースの特性を捉えていることを示す実験を行った。

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