I n t e r n a t i o n a l   J o u r n a l   o f   E l e c t r i c a l   a n d   C o m p u t e r   E n g i n e e r i n g   ( I J E C E )   V o l . 1 ,   N o . 2 ,   D e c e m b e r   2 0 1 1 ,   p p .   1 8 2 ~ 1 8 6   I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8             1 8 2       R e c e i v e d   O c t   8 th ,   2 0 1 1 ;   R e v i s e d   D e c   8 th ,   2 0 1 1 ;   A c c e p t e d   D e c   1 4 th ,   2 0 1 1   C r e a t i o n   o f   D i g i t a l   E l e v a t e d   M o d e l   u s i n g   l u n a r   i m a g e s   o f   C h a n d r a y a n - 1       S a n n i d h i   K   S ,   M .   Z .   K u r i a n   D e p a r t m e n t   o f   E l e c t r o n i c s   a n d   c o m m u n i c a t i o n ,   S r i   S i d d h a r t h a   I n s t i t u t e   o f   T e c h n o l o g y ,   T u m k u r     5 7 2   1 0 3 ,   K a r n a t a k a ,   I n d i a   e - m a i l :   s u n n y 1 8 w i n d @ g m a i l . c o m ,   m z k u r i a n v c @ y a h o o . c o m       A b s t r a c t   T h e   p r e s e n t   w o r k   d i s c u s s e s   t h e   t e c h n i q u e   a n d   m e t h o d o l o g y   o f   a n a l y s i n g   a n d   T e r r a i n   M a p p i n g   Ca m e r a   ( T M C)   I m a g e s   a c q u i r e d   d u r i n g   I n d i a s   f i r s t   M o o n   m i s s i o n ,   Ch a n d r a y a a n     1 ,   l a u n c h e d   o n   O c t o b e r ,   2 0 0 8     f o r   g e n e r a t i n g   D i g i t a l   E l e v a t e d   M o d e l   ( D E M ) .   T h e   T e r r a i n   M a p p i n g   C a m e r a   ( T M C)   o n   I n d i a s   f i r s t   s a t e l l i t e   f o r   l u n a r   e x p l o r a t i o n ,   C h a n d r a y a a n - 1 ,   i s   i n t e n d e d   f o r   s y s t e m a t i c   t o p o g r a p h i c   m a p p i n g   o f   t h e   e n t i r e   l u n a r   s u r f a c e ,   i n c l u d i n g   t h e   f a r   s i d e   a n d   t h e   p o l a r   r e g i o n s .   A   h i g h   r e s o l u t i o n   i m a g e r y   o f   t h e   e n t i r e   M o o n   wi l l   h e l p   d e t a i l e d   s t u d y   o f   s p e c i f i c   l u n a r   r e g i o n s   o f   s c i e n t i f i c   i n t e r e s t s   a n d   f u r t h e r   o u r   u n d e r s t a n d i n g   o f   l u n a r   e v o l u t i o n .   T h e   s wa t h   o f   t h e   i n s t r u m e n t   i s   2 0   k m .   T h e   d i g i t a l   e l e v a t i o n   m o d e l   ( D E M )   i s   a   c o m p u t e r   r e p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   m o o n s   s u r f a c e .   D E M s   c a n   b e   g e n e r a t e d   b y   t r a d i t i o n a l   p h o t o g r a m m e t r y   b a s e d   o n   a e r i a l   p h o t o s   i f   t h e y   a r e   a v a i l a b l e   a n d   t h e y   a r e   c r e a t e d   v e r y   o f t e n   m o r e   e c o n o m i c a l l y   b y   t h e   m e a n s   o f   s p a c e   i m a g e s .   A   D i g i t a l   T e r r a i n   M o d e l   ( D E M )   i s   a   c o n t i n u o u s   r e p r e s e n t a t i o n   o f   a   g r o u n d   s u r f a c e   l a n d f o r m   t h a t   i s   c o m m o n l y   u s e d   t o   p r o d u c e   t o p o g r a p h i c   m a p s .   D E M s   a r e   c r e a t e d   b y   i n t e g r a t i n g   d a t a   o b t a i n e d   f r o m   a   w i d e   r a n g e   o f   t e c h n i q u e s   i n c l u d i n g   r e m o t e   s e n s i n g   a n d   l a n d   s u r v e y i n g .   D E M ' s   a r e   s a m p l e d   a r r a y s   o f   e l e v a t i o n   v a l u e s   r e p r e s e n t i n g   g r o u n d   p o s i t i o n s   a t   r e g u l a r l y   s p a c e d   i n t e r v a l s .   D i g i t a l   E l e v a t i o n   M o d e l   ( D E M )   i s   t h e   t e r m i n o l o g y   a d o p t e d   b y   t h e   U S G S   t o   d e s c r i b e   t e r r a i n   e l e v a t i o n   d a t a   s e t s   i n   a   d i g i t a l   r a s t e r   f o r m .     T h e   n o r m a l   o r i e n t a t i o n   o f   d a t a   i s   b y   c o l u m n s   a n d   r o ws .   I n   t h i s   p r o j e c t   wo r k   a   D E M   i s   c r e a t e d   f o r   e a c h   o f   t h e   l u n a r   i m a g e s   r e t r i e v e d   f r o m   t h e   s p a c e   c r a f t   u s i n g   T r i a n g u l a t e d   I r r e g u l a r   Ne t wo r k   ( T I N)     Ke y wo r d s :   Ch a n d r a y a a n - 1 ,   D E M ,   S wa t h ,   T M C,   T I N       1 .     I n t r o d u c t i o n   T h e   p o s s i b i l i t y   t o   s t o r e   a n d   a n a l y z e   3 - D   r e a l   w o r l d   d a t a   i n   d i g i t a l   f o r m   h a s   b e c o m e   r e a l i t y   i n   m a n y   f i e l d s   o f   h u m a n   a c t i v i t y .   M o r e   d e t a i l e d   i n f o r m a t i o n   a n d   d a t a   a b o u t   t h e   e n v i r o n m e n t   c a n   n o w   b e   s o u g h t ,   a n a l y z e d   a n d   p r e s e n t e d   a s   t h e   d i g i t a l   d a t a   s t o r a g e   a n d   m a n i p u l a t i o n   c a p a c i t i e s   h a s   i n c r e a s e d   a n d   a r e   m a d e   a v a i l a b l e .   A c c u r a t e   d a t a   c o l l e c t e d   w i t h   c o s t - e f f i c i e n t   m e t h o d s   i s   a l w a y s   u s e f u l   i n   p l a n n i n g   a n d   d e c i s i o n   m a k i n g .   F i f t e e n   t o   t w e n t y   y e a r s   a g o ,   a c c u r a t e   3 - D   p h o t o g r a m m e t r y   r e q u i r e d   h i g h l y   s o p h i s t i c a t e d   a n d   e x p e n s i v e   e q u i p m e n t   t o g e t h e r   w i t h   t r a i n e d   p e r s o n n e l   f o r   m a n y   o f   i t s   r o u t i n e   t a s k s .   N o w ,   w i t h   d i g i t a l   i m a g e r y ,   a t   l e a s t   t h e   d e m a n d   f o r   t h e   s p e c i a l   e q u i p m e n t   h a s   c h a n g e d   d r a m a t i c a l l y .   T e c h n i c a l   a d v a n c e m e n t s   i n   l a s e r   a n d   p o s i t i o n i n g   t e c h n o l o g y   h a v e   a l s o   p r o v i d e d   u s   w i t h   n e w   w a y s   o f   l o o k i n g   a t   t h e   w o r l d .     P h o t o g r a m m e t r y   i s   b a s e d   o n   t h e   p r o c e s s i n g   o f   i m a g e s .   T h e   m a i n   p r o d u c t s   o f   P h o t o g r a m m e t r y   a r e   D i g i t a l   E l e v a t i o n   M o d e l s   ( D E M ) ,   D i g i t a l   S u r f a c e   M o d e l s   ( D S M ) ,   O r t h o i m a g e s ,   2 D   a n d   3 D   r e c o n s t r u c t i o n   a n d   c l a s s i f i c a t i o n   o f   r e a l   w o r l d   o b j e c t s ,   a n d   v i s u a l i z a t i o n   ( v i r t u a l   m o d e l s ) .   A l t h o u g h   m a n y   p h o t o g r a m m e t r i c   t h e o r i e s   d a t e   b a c k   m o r e   t h a n   a   c e n t u r y   t h e   u s e   o f   d i g i t a l   p h o t o g r a m m e t r y   i n   e x t r a c t i n g   i n f o r m a t i o n   h a s   u n d e r g o n e   o n l y   d e v e l o p m e n t   f o r   t h e   l a s t   2 0   y e a r s .   T h e   d e g r e e   o f   a u t o m a t i z a t i o n   a n d   d i g i t a l i z a t i o n   o f   t h e   p r o c e s s i n g   w o r k   i s   n o w   q u i t e   h i g h .   I n f o r m a t i o n   o n   t h e   n a t u r e ,   e x t e n t ,   s p a t i a l   d i s t r i b u t i o n ,   p o t e n t i a l s   a n d   l i m i t a t i o n s   o f   n a t u r a l   r e s o u r c e s   i s   a   p r e - r e q u i s i t e   f o r   v a r i o u s   d e v e l o p m e n t a l   a c t i v i t i e s .   T h o u g h   t o p o g r a p h i c a l   m a p s   p r o v i d e   s o m e   s p a t i a l   i n f o r m a t i o n   a b o u t   n a t u r a l   a n d   c u l t u r a l   f e a t u r e s   o f   t h e   t e r r a i n ,   a p a r t   f r o m   g e o g r a p h i c a l   l o c a t i o n ,   i t   i s   n o t   a d e q u a t e   e n o u g h   f o r   d e v e l o p m e n t a l   p l a n n i n g .     A e r i a l   p h o t o g r a p h s   a n d   s a t e l l i t e   d a t a   h a v e ,   t h e r e f o r e ,   b e e n   u s e d   t o   g e n e r a t e   s u c h   i n f o r m a t i o n .   W i t h   t h e   w o r l d   o f   c o m p u t e r   t e c h n o l o g y   a n d   t h e   r a p i d   d e v e l o p m e n t   o f   3 - D   v i s u a l i z a t i o n   t e c h n o l o g y   i n t o   t h e   t r a d i t i o n a l   s t a t i c   t w o - d i m e n s i o n a l   m a p   o f   t h e   t h r e e - d i m e n s i o n a l   t e r r a i n   m o d e l i n g   m a k e s   a   G e o g r a p h i c   I n f o r m a t i o n   S y s t e m   ( G I S )   a n d   d i g i t a l   m a p p i n g ,   a   n e w   f i e l d   o f   s t u d y .   U n d e r s t a n d i n g   t h e   t o p o g r a p h y   o f   t h e   M o o n   i s   a n   i m p o r t a n t   i s s u e   f o r   f u r t h e r   l u n a r   e x p l o r a t i o n .   I t   i s   a   k e y   f a c t o r   f o r   c h o o s i n g   l a n d   s i t e s ,   s e t t i n g   u p   l u n a r   o b s e r v a t i o n   s t a t i o n s   a n d   d e v e l o p i n g   e x p l o r a t i o n   a c t i v i t i e s   i n   t h e   f u t u r e .   D E M   i s   t h e   b a s i s   o f   g e o g r a p h i c   i n f o r m a t i o n   s y s t e m   d a t a ,   m a i n l y   u s e d   t o   d e s c r i b e   t h e   g r o u n d   s t a t e   o f   u p s   a n d   d o w n s ,   t h e   t e r r a i n   c a n   b e   u s e d   t o   e x t r a c t   v a r i o u s   p a r a m e t e r s   s u c h   a s   s l o p e ,   a s p e c t ,   r o u g h n e s s .     T h e   D E M   f i l e   i s   n o t   a   s c a n n e d   i m a g e   o f   t h e   p a p e r   m a p   ( g r a p h i c ) .   I t   i s   n o t   a   b i t m a p .   T h e   D E M   d o e s   n o t   c o n t a i n   e l e v a t i o n   c o n t o u r s ,   o n l y   t h e   s p e c i f i c   e l e v a t i o n   v a l u e s   a t   s p e c i f i c   g r i d   p o i n t   l o c a t i o n s .   A   p r o p e r   r e p r e s e n t a t i o n   o f   t h e   s u r f a c e   o f   t h e   m o o n   i s   n e e d e d   a s   a   d a t a   s o u r c e   f o r   m o d e l i n g ,   e x p l o r a t i o n   a n d   p l a n n i n g .   O n e   w a y   t o   r e p r e s e n t   t h e   t e r r a i n   g i v e n   b y   a   s e t   o f   s u r f a c e   p o i n t s   i s   t o   c o n s t r u c t   a   T r i a n g u l a r   I r r e g u l a r   N e t w o r k   ( T I N ) .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       C r e a t i o n   o f   D i g i t a l   E l e v a t e d   M o d e l   u s i n g   l u n a r   i m a g e s   o f   C h a n d r a y a n - 1   ( S a n n i d h i   K   S )   1 8 3 2 .       P h o t o g r a m m e t r y   P h o t o g r a p h y   a l l e v i a t e s   t h e   t i m e - c o n s u m i n g   g r o u n d   s u r v e y   e f f o r t   t o   a   c e r t a i n   e x t e n t   b y   a l l o w i n g   t h e   c o l l e c t i o n   o f   p o s i t i o n   d a t a   f o r   m a n y   p o i n t s   i n   a   s i n g l e   i m a g e .   T h e   s c i e n c e   o f   o b t a i n i n g   s u c h   p o s i t i o n   d a t a   f r o m   p h o t o g r a p h s   i s   k n o w n   a s   p h o t o g r a m m e t r y .   G r o u n d - b a s e d   i m a g e s   c a n   b e   u s e d   f o r   p h o t o g r a m m e t r i c   m e a s u r e m e n t s ,   b u t   a e r i a l   p h o t o g r a p h y   h a s   p r o v e n   m o r e   u s e f u l   a n d   p o p u l a r .   U n f o r t u n a t e l y ,   a e r i a l   s u r v e y i n g   i s   n o t   o n l y   e x p e n s i v e   a n d   t i m e - c o n s u m i n g ,   b u t   a l s o   p r o d u c e s   m a p s   o f   o n l y   r e l a t i v e l y   s m a l l   a r e a s   o f   t h e   s u r f a c e   o f   c e l e s t i a l   b o d i e s .   F o r   e a c h   i m a g e   p r o d u c e d   b y   a e r i a l   p h o t o g r a p h y ,   s e v e r a l   d i f f e r e n t   t y p e s   o f   e r r o r s   m u s t   b e   c o r r e c t e d   b e f o r e   t h e   i m a g e   d a t a   c a n   b e   u s e d   t o   p r o d u c e   a   m a p .   P h o t o g r a m m e t r y   i s   t h e   a r t ,   s c i e n c e   a n d   t e c h n o l o g y   o f   o b t a i n i n g   r e l i a b l e   i n f o r m a t i o n   a b o u t   p h y s i c a l   o b j e c t s   a n d   t h e   e n v i r o n m e n t   t h r o u g h   t h e   p r o c e s s   o f   r e c o r d i n g ,   m e a s u r i n g   a n d   i n t e r p r e t i n g   p h o t o g r a p h i c   i m a g e s   a n d   p a t t e r n s   o f   e l e c t r o m a g n e t i c   r a d i a n t   i m a g e r y   a n d   o t h e r   p h e n o m e n a   T h e   t r a d i t i o n a l ,   a n d   l a r g e s t ,   a p p l i c a t i o n   o f   p h o t o g r a m m e t r y   i s   t o   e x t r a c t   t o p o g r a p h i c   i n f o r m a t i o n   ( e . g . ,   t e r r a i n   m o d e l s )   f r o m   a e r i a l   i m a g e s .   P h o t o g r a m m e t r i c   t e c h n i q u e s   h a v e   a l s o   b e e n   a p p l i e d   t o   p r o c e s s   s a t e l l i t e   i m a g e s   a n d   c l o s e - r a n g e   i m a g e s   i n   o r d e r   t o   a c q u i r e   t o p o g r a p h i c   o r   n o n   t o p o g r a p h i c   i n f o r m a t i o n   o f   p h o t o g r a p h e d   o b j e c t s .   T o p o g r a p h i c   i n f o r m a t i o n   i n c l u d e s   s p o t   h e i g h t   i n f o r m a t i o n ,   c o n t o u r   l i n e s ,   a n d   e l e v a t i o n   d a t a .   T h e   r e a s o n   f o r   u s i n g   P h o t o g r a m m e t r y   i s   R a w   a e r i a l   p h o t o g r a p h y   a n d   s a t e l l i t e   i m a g e r y   h a v e   l a r g e   g e o m e t r i c   d i s t o r t i o n   t h a t   i s   c a u s e d   b y   v a r i o u s   s y s t e m a t i c   a n d   n o n s y s t e m a t i c   f a c t o r s .   T h e   p h o t o g r a m m e t r i c   m o d e l i n g   b a s e d   o n   c o - l i n e a r i t y   e q u a t i o n s   e l i m i n a t e s   t h e s e   e r r o r s   m o s t   e f f i c i e n t l y ,   a n d   c r e a t e s   t h e   m o s t   r e l i a b l e   o r t h o   i m a g e s   f r o m   r a w   i m a g e r y .   P h o t o g r a m m e t r y   i s   u n i q u e   i n   t e r m s   o f   c o n s i d e r i n g   t h e   i m a g e - f o r m i n g   g e o m e t r y ,   u t i l i z i n g   i n f o r m a t i o n   b e t w e e n   o v e r l a p p i n g   i m a g e s ,   a n d   e x p l i c i t l y   d e a l i n g   w i t h   t h e   t h i r d   d i m e n s i o n   e l e v a t i o n .       3 .   P h o t o g r a m m e t r y       v s   C o n v e n t i o n a l   G e o m e t r i c   C o r r e c t i o n   C o n v e n t i o n a l   t e c h n i q u e s   o f   g e o m e t r i c   c o r r e c t i o n   s u c h   a s   p o l y n o m i a l   t r a n s f o r m a t i o n   a r e   b a s e d   o n   g e n e r a l   f u n c t i o n s   n o t   d i r e c t l y   r e l a t e d   t o   t h e   s p e c i f i c   d i s t o r t i o n   o r   e r r o r   s o u r c e s .   T h e y   h a v e   b e e n   s u c c e s s f u l   i n   t h e   f i e l d   o f   r e m o t e   s e n s i n g   a n d   G e o g r a p h i c   I n f o r m a t i o n   S c i e n c e   ( G I S )   a p p l i c a t i o n s ,   e s p e c i a l l y   w h e n   d e a l i n g   w i t h   l o w   r e s o l u t i o n   a n d   n a r r o w   f i e l d   o f   v i e w   s a t e l l i t e   i m a g e r y .   I n t r o d u c t i o n   t o   P h o t o g r a m m e t r y   i s   n e c e s s a r y   b e c a u s e   c o n v e n t i o n a l   t e c h n i q u e s   g e n e r a l l y   p r o c e s s   t h e   i m a g e s   o n e   a t   a   t i m e ,   t h e y   c a n n o t   p r o v i d e   a n   i n t e g r a t e d   s o l u t i o n   f o r   m u l t i p l e   i m a g e s   o r   p h o t o g r a p h s   s i m u l t a n e o u s l y   a n d   e f f i c i e n t l y .   I t   i s   v e r y   d i f f i c u l t ,   i f   n o t   i m p o s s i b l e ,   f o r   c o n v e n t i o n a l   t e c h n i q u e s   t o   a c h i e v e   a   r e a s o n a b l e   a c c u r a c y   w i t h o u t   a   g r e a t   n u m b e r   o f   G r o u n d   C o n t r o l   P o i n t s   ( G C P )   w h e n   d e a l i n g   w i t h   l a r g e   s c a l e   i m a g e r y ,   i m a g e s   h a v i n g   s e v e r e   s y s t e m a t i c   a n d / o r   n o n s y s t e m a t i c   e r r o r s ,   a n d   i m a g e s   c o v e r i n g   r o u g h   t e r r a i n .   M i s a l i g n m e n t   i s   m o r e   l i k e l y   t o   o c c u r   w h e n   m o s a i c i n g   s e p a r a t e l y   r e c t i f i e d   i m a g e s .   T h i s   m i s a l i g n m e n t   c o u l d   r e s u l t   i n   i n a c c u r a t e   g e o g r a p h i c   i n f o r m a t i o n   b e i n g   c o l l e c t e d   f r o m   t h e   r e c t i f i e d   i m a g e s .   F u r t h e r m o r e ,   i t   i s   i m p o s s i b l e   f o r   a   c o n v e n t i o n a l   t e c h n i q u e   t o   c r e a t e   a   3 D   s t e r e o   m o d e l   o r   t o   e x t r a c t   t h e   e l e v a t i o n   i n f o r m a t i o n   f r o m   t w o   o v e r l a p p i n g   i m a g e s .           4 .   C h a n d r a y a a n 1 :   I n d i a ' s   F i r s t   M i s s i o n   t o   M o o n   C h a n d r a y a a n - 1 ,   I n d i a ' s   f i r s t   m i s s i o n   t o   m o o n ,   w a s   l a u n c h e d   s u c c e s s f u l l y   o n   2 2   O c t o b e r   2 0 0 8   f r o m   S D S C   S H A R ,   S r i h a r i k o t a .   T h e   s p a c e c r a f t   w a s   o r b i t i n g   a r o u n d   t h e   m o o n   a t   a   h e i g h t   o f   1 0 0   k m   f r o m   t h e   l u n a r   s u r f a c e   f o r   c h e m i c a l ,   m i n e r a l o g i c a l   a n d   p h o t o - g e o l o g i c   m a p p i n g   o f   t h e   m o o n .   T h e   s p a c e c r a f t   c a r r i e s   1 1   s c i e n t i f i c   i n s t r u m e n t s   b u i l t   i n   I n d i a ,   U S A ,   U K ,   G e r m a n y ,   S w e d e n   a n d   B u l g a r i a .     F o l l o w i n g   a r e   t h e   5   p a y l o a d   d e v e l o p e d   b y   I n d i a n   s c i e n t i s t s :   a .   T e r r a i n   M a p p i n g   C a m e r a   (   T M C - I S R O   )   T h e   a i m   o f   T M C   i s   t o   m a p   t o p o g r a p h y   i n   b o t h   n e a r   a n d   f a r   s i d e   o f   t h e   M o o n   a n d   p r e p a r e   a   3 - d i m e n s i o n a l   a t l a s   w i t h   h i g h   s p a t i a l   a n d   a l t i t u d e   r e s o l u t i o n .   S u c h   h i g h   r e s o l u t i o n   m a p p i n g   o f   c o m p l e t e   l u n a r   s u r f a c e   w i l l   h e l p   u s   t o   u n d e r s t a n d   t h e   e v o l u t i o n   p r o c e s s   a n d   a l l o w   d e t a i l e d   s t u d y   o f   r e g i o n s   o f   s c i e n t i f i c   i n t e r e s t s .   b .   H y p e r   S p e c t r a l   I m a g i n g   C a m e r a   ( H y S I - I S R O )   T h e   a i m   i s   t o   o b t a i n   s p e c t r o s c o p i c   d a t a   f o r   m i n e r a l o g i c a l   m a p p i n g   o f   t h e   l u n a r   s u r f a c e .   T h e   d a t a   f r o m   t h i s   i n s t r u m e n t   w i l l   h e l p   i n   i m p r o v i n g   t h e   a v a i l a b l e   i n f o r m a t i o n   o n   m i n e r a l   c o m p o s i t i o n   o f   t h e   l u n a r   s u r f a c e .     c .   L u n a r   L a s e r   R a n g i n g   I n s t r u m e n t   ( L L R I - I S R O )     T o   p r o v i d e   r a n g i n g   d a t a   f o r   d e t e r m i n i n g   a c c u r a t e   a l t i t u d e   o f   t h e   s p a c e c r a f t   a b o v e   t h e   l u n a r   s u r f a c e ,   d e t e r m i n e   t h e   g l o b a l   t o p o g r a p h i c a l   f i e l d   o f   t h e   M o o n   a n d   o b t a i n   a n   i m p r o v e d   m o d e l   f o r   t h e   l u n a r   g r a v i t y   f i e l d .     d .   H i g h   E n e r g y   X - R a y   S p e c t r o m e t e r   (   H E X - I S R O   )   T h e   H i g h - E n e r g y   X - r a y   s p e c t r o m e t e r   c o v e r s   t h e   h a r d   X - r a y   r e g i o n   f r o m   a b o u t   3 0   k e V   t o   a b o u t   2 5 0   k e V .   T h i s   i s   t h e   f i r s t   e x p e r i m e n t   t o   c a r r y   o u t   s p e c t r a l   s t u d i e s   o f   p l a n e t a r y   s u r f a c e   a t   h a r d   X - r a y   e n e r g i e s   u s i n g   g o o d   e n e r g y   r e s o l u t i o n   d e t e c t o r s .   e .   M o o n   I m p a c t   P r o b e   ( M I P - I S R O   )   T h e   i m p a c t   p r o b e   w e i g h i n g   2 9   k g   w i l l   r i d e   p i g g y b a c k   o n   t h e   t o p   d e c k   o f   t h e   m a i n   o r b i t e r   a n d   w i l l   b e   r e l e a s e d   a t   a   p r e d e t e r m i n e d   t i m e   a f t e r   t h e   o r b i t e r   r e a c h e s   t h e   f i n a l   1 0 0 k m   o r b i t   t o   i m p a c t   a t   a   p r e - s e l e c t e d   l o c a t i o n .   I n   t h e   f o l l o w i n g   s e c t i o n s ,   T M C   p a y l o a d   i s   d e a l t   i n   d e t a i l .         Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
                                I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8   I J E C E     V o l .   1 ,   N o .   1 ,     S e p t e m b e r   2 0 1 1   :     x x     x x   1 8 4 5 .   T e r r a i n   M a p p i n g   C a m e r a   I n   k e e p i n g   w i t h   t h e   m i s s i o n   o b j e c t i v e s ,   C h a n d r a y a a n - 1   c a r r i e s   t h e   T e r r a i n   M a p p i n g   C a m e r a   ( T M C )   d e s i g n e d   t o   m a p   t h e   e n t i r e   l u n a r   s u r f a c e   d u r i n g   t h e   p l a n n e d   t w o - y e a r   m i s s i o n .   T M C   d a t a   w i l l   e n a b l e   p r e p a r a t i o n   o f   a   t h r e e - d i m e n s i o n a l   l u n a r   a t l a s   w i t h   5   m   s a m p l e d   s p a t i a l   a n d   a l t i t u d e   d a t a   o f   1 2   b i t   d i g i t i z a t i o n .   T h e   T M C   w i l l   i m a g e   i n   t h e   p a n c h r o m a t i c   s p e c t r a l   b a n d   o f   0 . 5     0 . 7 5   µ m   w i t h   a   s t e r e o   v i e w   i n   t h e   f o r e ,   n a d i r   a n d   a f t   d i r e c t i o n s   o f   t h e   s p a c e c r a f t   m o v e m e n t   a n d   h a v e   a   b a s e   t o   h e i g h t   r a t i o   o f   o n e .   T h e   T e r r a i n   M a p p i n g   C a m e r a   ( T M C )   o n   I n d i a s   f i r s t   s a t e l l i t e   f o r   l u n a r   e x p l o r a t i o n ,   C h a n d r a y a a n - 1 ,   i s   i n t e n d e d   f o r   s y s t e m a t i c   t o p o g r a p h i c   m a p p i n g   o f   t h e   e n t i r e   l u n a r   s u r f a c e ,   i n c l u d i n g   t h e   f a r   s i d e   a n d   t h e   p o l a r   r e g i o n s .   T h e   a i m   i s   t o   p r e p a r e   a   t h r e e - d i m e n s i o n a l   a t l a s   o f   t h e   m o o n   w i t h   h i g h   s p a t i a l   a n d   a l t i t u d e   s a m p l i n g   f o r   s c i e n t i f i c   s t u d i e s .   T h e   5   m   s a m p l i n g   o f   t h e   c a m e r a   i s   c h o s e n   t o   b e   c o m m e n s u r a t e   w i t h   1   :   5 0 , 0 0 0   s c a l e   m a p p i n g   a n d   d e s i r a b l e   c o n t o u r   i n t e r v a l   o f   l e s s   t h a n   1 0   m   f o r   h e i g h t   i n f o r m a t i o n .   S u c h   h i g h   r e s o l u t i o n   i m a g e r y   o f   t h e   e n t i r e   m o o n   w i l l   h e l p   d e t a i l e d   s t u d y   o f   s p e c i f i c   l u n a r   r e g i o n s   o f   s c i e n t i f i c   i n t e r e s t s   a n d   f u r t h e r   o u r   u n d e r s t a n d i n g   o f   l u n a r   e v o l u t i o n .   F o r   o b t a i n i n g   t h e   e l e v a t i o n   i n f o r m a t i o n   t h e   c a m e r a   w i l l   h a v e   a l o n g - t r a c k   s t e r e o   v i e w i n g ,   a c q u i r i n g   s t e r e o   t r i p l e t   o f   t h e   t a r g e t   s c e n e   i n   t h e   f o r e ,   n a d i r   a n d   a f t   v i e w s ,   a s   t h e   s p a c e c r a f t   m o v e s   i n   a   1 0 0   k m   c i r c u l a r   p o l a r   o r b i t .     a .   S c i e n t i f i c   o b j e c t i v e   T h e   a i m   o f   T M C   i s   t o   m a p   t o p o g r a p h y   o f   b o t h   n e a r   a n d   f a r   s i d e   o f   t h e   m o o n   a n d   p r e p a r e   a   3 - d i m e n s i o n a l   a t l a s   w i t h   h i g h   s p a t i a l   a n d   e l e v a t i o n   r e s o l u t i o n   o f   5   m .   S u c h   h i g h   r e s o l u t i o n   m a p p i n g   o f   c o m p l e t e   l u n a r   s u r f a c e   w i l l   h e l p   t o   u n d e r s t a n d   t h e   e v o l u t i o n   p r o c e s s e s   a n d   a l l o w   d e t a i l e d   s t u d y   o f   r e g i o n s   o f   s c i e n t i f i c   i n t e r e s t s .   T h e   d i g i t a l   e l e v a t i o n   m o d e l   a v a i l a b l e   f r o m   T M C   w o u l d   i m p r o v e   u p o n   t h e   e x i s t i n g   k n o w l e d g e   o f   L u n a r   T o p o g r a p h y .     T M C   w i l l   m e a s u r e   t h e   s o l a r   r a d i a t i o n   r e f l e c t e d   /   s c a t t e r e d   f r o m   m o o n s   s u r f a c e .   T M C   u s e s   L i n e a r   A c t i v e   P i x e l   S e n s o r   ( A P S )   d e t e c t o r   w i t h   i n - b u i l t   d i g i t i z e r .   T h r e e   c a m e r a s   a r e   u s e d   i n   t h e   p a y   l o a d   b e c a u s e   i t   w i l l   b e   l e a d i n g   t o   a   3   d i m e n s i o n a l   a t l a s   o f   t h e   m o d e l .   T h e   i m a g e s   t a k e n   f r o m   3   c a m e r a s   w h i c h   a r e   p l a c e d   a t   d i f f e r e n t   a n g l e s   w i l l   h e l p   u s   i n   k n o w i n g   t h e   d e p t h   o f   t h e   c r a t e r   o r   t h e   h e i g h t   o f   t h e   p e a k .           F i g u r e   1   T e r r a i n   m a p p i n g   c a m e r a       F i g u r e   2     V i e w i n g   G e o m e t r y   o f   t h e   T e r r a i n   M a p p i n g   C a m e r a                 T h e   m o s t   i m p o r t a n t   r e a s o n   w h y   w e   u s e   D i g i t a l   E l e v a t i o n   M o d e l   ( D E M )   i s   b e c a u s e   a v a i l a b l e   d a t a   s o u r c e s   d o   n o t   a p p r o x i m a t e   t e r r a i n   ( d i s t r i b u t i o n ,   d e n s i t y ,   a c c u r a c y ,   e t c .   o f   t h e   s o u r c e s   i s   n o t   a p p r o p r i a t e )   a n d   a l s o   p e r c e p t i o n   o r   i n t e r p r e t a t i o n   o f   e a r t h ' s   s u r f a c e   i s   n o t   t h e   s a m e   w h e n   m o r e   D E M   o p e r a t o r s   w o r k   o n   t h e   s a m e   p r o b l e m ;   o p e r a t o r ' s   o w n   i m a g i n a t i o n   i s   c o m m o n   a n d   r e a s o n a b l e   p r o b l e m   i n   D E M   p r o d u c t i o n .     F o r   o b t a i n i n g   t h e   e l e v a t i o n   i n f o r m a t i o n   t h e   c a m e r a   w i l l   h a v e   a l o n g - t r a c k   s t e r e o   v i e w i n g ,   a c q u i r i n g   s t e r e o   t r i p l e t   o f   t h e   t a r g e t   s c e n e   i n   t h e   f o r e ,   n a d i r   a n d   A F T   v i e w s   a s   t h e   s p a c e c r a f t   m o v e s   i n   1 0 0   k m   c i r c u l a r   p o l a r   o r b i t .   W i t h   t h i s   a r r a n g e m e n t   t h e   e n t i r e   l u n a r   s u r f a c e   c a n   b e   i m a g i n e d   w i t h o u t   o c c l u s i o n   w i t h   a t   l e a s t   o n e   s t e r e o   p a i r .   T h e   b a s e   t o   t h e   h e i g h t   r a t i o     ( B   /   H )   o f   t h e   c a m e r a   i s   1 . 0     F o r   t h e   1 0 0     k m   p o l a r   o r b i t ,   t h e   e q u a t o r i a l   s h i f t   o f   t h e   m o o n   b e t w e e n   t w o   o r b i t s   i s   a b o u t   3 2 . 6 2   k m .   T h e   s w a t h   o f   t h e   i n s t r u m e n t   i s   2 0   k m .   b .   D e t a i l s   o f   t h e   I n s t r u m e n t     T h e   s u b s y s t e m s   o f   t h e   T M C   i n s t r u m e n t   a r e   o p t i c a l   a s s e m b l y ,   d e t e c t o r   a s s e m b l y ,   e l e c t r o n i c s ,   a n d   m e c h a n i c a l   s y s t e m .   T h e   T M C   i s   h i g h l y   c o m p a c t ,   l o w   w e i g h t ,   l o w   p o w e r   d i s s i p a t i n g   i n s t r u m e n t .   T h e   s t e r e o   d a t a   i s   c o l l e c t e d   b y   t h e   t r i p l e t   i m a g i n g   i n   t h e   a l o n g - t r a c k   d i r e c t i o n   w i t h   t h r e e - l i n e a r   d e t e c t o r s .   O p t i c a l   s u b s y s t e m :   t h e   o p t i c a l   c o n f i g u r a t i o n   f o r   t h e   T M C   c o m p r i s e s   a   s i n g l e   m u l t i - e l e m e n t   f   /   4   l e n s   a s s e m b l y   r e q u i r e d   a l o n g   t r a c k   f i e l d   a n g l e   o f   ±   2 5   0   a c h i e v e d   w i t h   t h e   h e l p   o f   a   p a i r   o f   p l a n e   m i r r o r s   p l a c e d   s t r a t e g i c a l l y   o n   e i t h e r   s i d e .     c .   D e t e c t o r   S u b s y s t e m     T h e   T M C   d e t e c t o r   h e a d   i s   b u i l t   a r o u n d   m o n o l i t h i c   c o m p l e m e n t a r y   M e t a l - o x i d e   s e m i c o n d u c t o r   ( C M O S )   l i n e a r   a r r a y   a c t i v e   p i x e l   s e n s o r   ( A P S ) .   T h e   A P S   h a s   i n t e g r a t e d   s e n s i n g   e l e m e n t s ,   t i m i n g   c i r c u i t r y ,   v i d e o   p r o c e s s i n g   a n d   1 2 - b i t   a n a l o g   t o   d i g i t a l   c o n v e r s i o n .   T h r e e   d e t e c t o r s   a r e   k e p t   i n   t h e   f o c a l   p l a n e   f o r   t h e   f o r e ,   n a d i r   a n d   a f t   v i e w s .   Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.
I J E C E     I S S N :   2 0 8 8 - 8 7 0 8       C r e a t i o n   o f   D i g i t a l   E l e v a t e d   M o d e l   u s i n g   l u n a r   i m a g e s   o f   C h a n d r a y a n - 1   ( S a n n i d h i   K   S )   1 8 5 d .   E l e c t r o n i c s   S u b s y s t e m s   T h e   e l e c t r o n i c s   f o r   t h e   i n s t r u m e n t   i s   d e s i g n e d   t o   m e e t   t h e   d e t e c t o r   a n d   s y s t e m   r e q u i r e m e n t s .   I t   i s   m o d u l a r   a n d   s e p a r a t e   f o r   t h e   t h r e e   d e t e c t o r s .   T h e   e l e c t r o n i c s   i s   m i n i a t u r i z e d   a n d   l o w   p o w e r   d i s s i p a t i n g .   e .   M e c h a n i c a l   S u b s y s t e m   T h e   m e c h a n i c a l   s u b s y s t e m   c o n s i s t s   o f   t h e   s t r u c t u r e   a n d   t h e   e l e c t r o n i c   p a c k a g i n g .   T h e   m a i n   c o n s i d e r a t i o n   i s   t o   m e e t   t h e   s y s t e m   p e r f o r m a n c e   b y   p r o v i d i n g   t h e   s t a b i l i t y   f o r   t h e   s t a t i c ,   d y n a m i c   a n d   t h e r m a l   l o a d   c o n d i t i o n s   w i t h   m i n i m u m   w e i g h t   a n d   s i z e .               6 .   A p p l i c a t i o n s   D i g i t a l   t o p o g r a p h i c   d a t a   s e t s   f a c i l i t a t e   u r b a n   p l a n n i n g   a n d   e n a b l e   e n g i n e e r s   t o   m o d e l   n e w   r o a d s   w i t h i n   a n   e x i s t i n g   l a n d s c a p e .   L i n e a r   c o n s t r u c t i o n s   l i k e   r o a d s ,   r a i l w a y   t r a c k s ,   o i l   a n d   g a s   p i p e l i n e s ,   b r i d g e s   a n d   e l e c t r i c   p o w e r   l i n e s   m a y   b e   p l a n n e d   w i t h o u t   h a v i n g   t o   s e n d   s u r v e y o r s   o n s i t e .   H y d r o l o g i c a l   s i t u a t i o n   i s   i m p o r t a n t   f o r   t h e   a g r i c u l t u r a l   a c t i v i t i e s   l i k e   i r r i g a t i o n   m a n a g e m e n t   a n d   f o r   p o w e r .   C o m p a n i e s   w h e n   e s t i m a t i n g   t h e   m a r k e t   o f   e l e c t r i c i t y .   I n s u r a n c e   c o m p a n i e s   a r e   v e r y   i n t e r e s t e d   c u s t o m e r s   o f   t h i s   k i n d   o f   m a n i p u l a t e d   D E M   d a t a   f o r   a   c l i e n t   o r i e n t e d   a s s e s s m e n t   o f   f l o o d   r i s k s .     E x p l o r a t i o n   e x p e r t s   a r e   p o s s i b l y   t h e   m o s t   e x p e r i e n c e d   u s e r s   o f   r e m o t e   s e n s i n g   d a t a   a n d   d i g i t a l   e l e v a t i o n   m o d e l s .   B y   a n a l y z i n g   o p t i c a l   r a d a r   i m a g e s   t h e y   d e t e r m i n e   p r o m i s i n g   r e g i o n s   o f   p o t e n t i a l   m i n e r a l   d e p o s i t s   a r o u n d   t h e   w o r l d .   A   c o m b i n a t i o n   o f   r e m o t e   s e n s i n g   d a t a ,   e s p e c i a l l y   D E M s ,   w i t h   g r a v i t y   m a p s   t h e   i d e n t i f i c a t i o n   o f   o i l   s p i l l s   o n   s a t e l l i t e   i m a g e r y   a n d   o t h e r   p h e n o m e n a   a n d   c o m b i n a t i o n s   l e a d s   t h e   p r o s p e c t i n g   c o m p a n i e s   t o   s u c c e s s f u l   e x p l o r a t i o n s .   D i s a s t e r   m a n a g e m e n t   i s   o f t e n   i m p e d e d   b y   l a c k i n g ,   i n c o r r e c t   o r   s i m p l y   i m p r e c i s e   i n f o r m a t i o n   a b o u t   t h e   s i t u a t i o n   o n   t h e   g r o u n d .   U p - t o - d a t e   a n d   p r e c i s e   d a t a   a r e   i m p e r a t i v e   i n   a s s e s s i n g   p o t e n t i a l   r i s k s   ( p o s e d   b y   f l o o d s ,   f o r   e x a m p l e ) ,   i n   e m p l o y i n g   r e l i e f   p e r s o n n e l   e f f e c t i v e l y ,   i n   d i s a s t e r   a i d   ( e . g . ,   l o c a t i n g   a d e q u a t e   s p o t s   f o r   d r o p p i n g   o f   r e l i e f   s u p p l i e s )   a n d   i n   a n a l y z i n g   d a m a g e s   a n d   c h a n g e s       7 .   C o n c l u s i o n   D i g i t a l   e l e v a t i o n   m o d e l s   m a y   b e   p r e p a r e d   i n   a   n u m b e r   o f   w a y s ,   b u t   t h e y   a r e   f r e q u e n t l y   o b t a i n e d   b y   r e m o t e   s e n s i n g   r a t h e r   t h a n   d i r e c t   s u r v e y .   D i g i t a l   e l e v a t i o n   m o d e l   ( D E M )   i s   o n e   o f   t h e   m o s t   i m p o r t a n t   d a t a s e t s   f o r   t h e   g r e a t e r   p a r t   o f   s p a t i a l - b a s e d   s t u d i e s   a n d   r e s e a r c h .   A   h i g h   q u a l i t y   D E M   c o u l d   b e   g e n e r a l l y   u s e d   a s   a l l - p u r p o s e   d a t a s e t ,   b u t   u n f o r t u n a t e l y   i t s   p r o d u c t i o n   c o u l d   b e   v e r y   e x p e n s i v e .   I f   a   n a t u r e   o f   a p p l i c a t i o n   i s   k n o w n   t h a t   a p p l i e s   D E M   a n d   i f   o u r   d e m a n d s   f o r   t h e   f i n a l   r e s u l t   a r e   c l e a r ,   t h e n   t h e   D E M   s e l e c t i o n   i s   a d j u s t e d   o r   i t s   p r o d u c t i o n   c a n   b e   s i m p l i f i e d .   G e n e r a t i o n   o r   s e l e c t i o n   o f   a   D E M   s u i t a b l e   f o r   d i f f e r e n t   s p a t i a l   a n a l y s e s   o r   v i s u a l i z a t i o n   p u r p o s e s   i s   b e i n g   d i s c u s s e d   h e r e .   A t   t h e   f i r s t   i t   i s   s t r e s s e d   t h a t   D E M   i s   o n l y   a   m o d e l   t h a t   i s   a p p r o x i m a t i o n   o f   t h e   n a t u r e   a n d   i t s   n o m i n a l   g r o u n d .   T h e   m o d e l s ,   i n   t h e   i n s t a n t   c a s e   D E M s ,   m i g h t   b e   d i f f e r e n t   c o n c e r n i n g   t h e i r   p u r p o s e   o f   u s e ,   q u a l i t y   o f   d a t a   s o u r c e s   o r   i n t e r p o l a t i o n   a l g o r i t h m s ,   e x p e r i e n c e s   o f   o p e r a t o r ,   e t c .   T h e   s t a r t i n g   p o i n t   i s   t h a t   t h e   D E M   s h o u l d   b e   c a r e f u l l y   p r o d u c e d   o r   c h o s e n   r e g a r d i n g   p u r p o s e   o f   o u r   a p p l i c a t i o n s .       R e f e r e n c e s   [ 1 ]       C.   Y .         L e e   , S .   D .   J o n e s ,   C.   J .   Be l l m a n ,     D e m   c r e a t i o n   o f   a   s n o c o v e r e d   s u r f a c e   U s i n g   d i g i t a l   a e r i a l   p h o t o g r a p h y ,   Bu x t o n   S c h o o l   o f   M a t h e m a t i c a l   a n d   G e o s p a t i a l   S c i e n c e s ,   RM I T   U n i v e r s i t y ,   G P O   Bo x   2 4 7 6 V ,   M e l b o u r n e   3 0 0 1 ,   A u s t r a l i a   [ 2 ] .     H i r o y u k i   H A S E G A W A ,   K a o r u   M A T S U O ,   M a m o r u   K o a r a i ,   N o b u y u k i   W a t a n a b e ,   H i r o s h i   M a s a h a r u ,   a n d   Y o s h i k a z u ,   F u k u s h i m a   D e m   A c c u r a c y   A n d   T h e   B a s e   T o   H e i g h t   ( B / H )   R a t i o   O f   S t e r e o   I m a g e s ,   G e o g r a p h i c   I n f o r m a t i o n   A n a l y s i s   Re s e a r c h   D i v i s i o n ,   G e o g r a p h i c a l   S u r v e y   I n s t i t u t e ,   J a p a n   [ 3 ] .     B.   G o p a l a   K r i s h n a ,   A m i t a b h ,   S a n j a y   S i n g h ,   P .   K .   S r i v a s t a v a   a n d   A .   S .   a n d     K i r a n   K u m a r ,     D i g i t a l   E l e v a t i o n   M o d e l s   o f   t h e   L u n a r   S u r f a c e   f r o m   Ch a n d r a y a a n - 1   T e r r a i n   M a p p i n g   Ca m e r a   ( T m c )   I m a g e r y     I n i t i a l   R e s u l t s ,   S i g n a l   a n d   I m a g e   P r o c e s s i n g   A r e a ,   S p a c e   A p p l i c a t i o n s   Ce n t r e ,   A h m e d a b a d - 3 8 0 0 1 5 .   [ 4 ] .         A .   D e   W u l f ,   M .   H e n n a u   a n d   D .   C o n s t a l e s   T I N - Ba s e d   D i g i t a l   T e r r a i n   M o d e l i n g   U s i n g   M u l t i b e a m   D a t a       [ 5 ] .     D .   P .   Ra o     G e o g r a p h i c   d a t a   n e e d e d   i n   t h e   i n t e r p r e t a t i o n   o f   I n d i a n   s a t e l l i t e - b a s e d   r e m o t e   s e n s i n g   d a t a : O p p o r t u n i t i e s   a n d   r e a l i t i e s   D e p a r t m e n t   o f   S p a c e ,   N a t i o n a l   Re m o t e   S e n s i n g   A g e n c y ,   Ba l a n a g a r ,   H y d e r a b a d   5 0 0   0 3 7 ,   I n d i a .   [ 6 ] .     S . S u g a n t h i   ,   K . S r i n i v a s a n   ,   D i g i t a l   E l e v a t i o n   M o d e l   G e n e r a t i o n   A n d   I t s   A p p l i c a t i o n   I n   L a n d s l i d e   S t u d i e s   U s i n g   Ca r t o s a t 1     M . E   G e o   I n f o r m a t i c s ,   I RS ,   A n n a   U n i v e r s i t y ,   I n s t i t u t e   o f   Re m o t e   S e n s i n g   A n n a   U n i v e r s i t y ,   Ch e n n a i     [ 7 ] .     R. L .   K i r k ,   B. A .   A r c h i n a l ,   L . R. ,   G a d d i s ,   a n d   M . R.   Ro s i e k   c a r t o g r a p h y   f o r   l u n a r   e x p l o r a t i o n :   2 0 0 8   s t a t u s   a n d   m i s s i o n   p l a n s .           Evaluation Warning : The document was created with Spire.PDF for Python.