Κοιλάδα του Κατμαντού με οπτικές εικόνες - Γενική επισκόπηση
|  | Unsupervised classification of Kathmandu | |
Ταξινόμηση πολυφασματικών εικόνων
Προπαρασκευαστική εργασία
Ο στόχος της παρακάτω άσκησης είναι να μάθετε περισσότερα για το Κατμαντού με τη χρήση ταξινόμησης εικόνων. Μπορεί να σκεφτείτε ότι πρόκειται απλώς για το πάτημα ενός κουμπιού, αλλά δεν ισχύει αυτό. Απαιτείται έρευνα, γνώση και ακρίβεια.
Κατά τη διάρκεια της παρακάτω άσκησης, θα εφαρμόσουμε διαφορετικές μεθόδους ταξινόμησης. Ο στόχος είναι η κατανόηση των αρχών της ταξινόμησης εικόνων και η σύγκριση των αποτελεσμάτων που παράχθηκαν με διαφορετικές μεθόδους.
Η ταξινόμηση είναι ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο για την ανάκτηση πληροφοριών για προγραμματισμό, έλεγχο και χαρτογραφικές ενημερώσεις. Είναι συγκριτικά ένας οικονομικός και εύκολος τρόπος λήψης πληροφοριών για την κάλυψη γης, τη χρήση γης και τις αλλαγές γης, ειδικά σε απομονωμένες ή μη προσβάσιμες περιοχές. Ωστόσο, ακόμα και σε πολύ γνωστά μέρη του κόσμου, οι δορυφορικές εικόνες αποτελούν μέρος της καθημερινής ζωής μας. Απλώς σκεφτείτε την καθημερινή τηλεοπτική πρόγνωση καιρού και τις κινούμενες εικόνες των σύννεφων. Ένα καλό παράδειγμα για τη χρήση των ταξινομήσεων είναι η Ευρωπαϊκή Ένωση.
Οι αγρότες παρακολουθούνται από δορυφόρους και οι ταξινομήσεις παρουσιάζουν στο Υπουργείο Γεωργίας την κατανομή της χρησιμοποιήσιμης γης και της γης που βρίσκεται σε αγρανάπαυση. Τα οικονομικά επιδόματα παρέχονται σε σχέση με τη μη χρησιμοποιήσιμη γη. Αλλά ποιος θα μπορούσε να παρακολουθήσει τις δηλώσεις των αγροτών αν όχι οι δορυφόροι;
Οι δορυφορικές εικόνες και οι χάρτες ταξινόμησης χρησιμοποιούνται επίσης και στη χαρτογραφία. Απλώς σκεφτείτε με πόση ακρίβεια σχεδιάζονται τα όρια δασών σε τοπογραφικούς χάρτες. Λαμβάνονται από δορυφορικές εικόνες και τα προϊόντα επεξεργασίας εικόνων τους.
Κάθε ψηφιακή ταξινόμηση, είτε επιτηρείται είτε δεν επιτηρείται, αποτελεί απλώς μια βάση για περαιτέρω προσαρμογή. Δεν υπάρχει τρόπος δημιουργίας μια ακριβούς και χρήσιμης ταξινόμησης χωρίς χειροκίνητη εισαγωγή. Η επεξεργασία πληροφοριών που διεξάγεται από τον ανθρώπινο εγκέφαλο επιτρέπει την εφαρμογή πιο περίπλοκων διαδικασιών απ’ ότι ένα πρόγραμμα υπολογιστή. Υπάρχουν τόσες πολλές πολύπλοκες σχέσεις μεταξύ διαφορετικών τύπων επιφάνειας που δεν καλύπτονται από φασματικές ή γεωμετρικές διαφορές.
Κατά τη διάρκεια των παρακάτω ασκήσεων έχουμε τη δυνατότητα να δημιουργούμε μόνο υψηλού επιπέδου ταξινομήσεις του Κατμαντού, εξαιτίας τις τεράστιας εμπλεκόμενης πολυπλοκότητας. Θα ξεκινήσουμε με μια χειροκίνητη άσκηση για να δείξουμε τη μέθοδο λειτουργίας και να λάβουμε μια προεπισκόπηση των τύπων επιφάνειας της πόλης. Επίσης, θα λάβετε έναν όμορφο χάρτη σχεδιασμένο με το χέρι που μπορείτε να αποκαλείται το «προσωπικό έργο τέχνης» σας.
| | | Manual High Level Classification of Kathmandu |
Ο χάρτης αυτός θα επικαλυφθεί με μια ψηφιακή ταξινόμηση, για να συγκριθούν τα αποτελέσματα από τη χειροκίνητη και τη χαμηλού επιπέδου ψηφιακή ταξινόμηση. Για να είναι δυνατή η επικάλυψη της χειροκίνητης ταξινόμησής μας στην ψηφιακά ταξινομημένη εικόνα, ο χάρτης που σχεδιάστηκε με το χέρι πρέπει να προσδιοριστεί γεωγραφικά (georeference). Ο πιο εύκολος τρόπος για να γίνει αυτό είναι να συμπεριληφθούν τα επίγεια σημεία ελέγχου (ground control points) στην εικόνα ψευδοχρωμάτων 4,5,3 και να αντιγραφούν σε χαρτί αντιγραφής.
In LEOWorks, open the Kathmandu_Landsat_Band_453.tif image produced in the False-Colour Combination exercise.
Χρησιμοποιούμε το εργαλείο GIS στο LEOWorks για να συμπεριλάβουμε τα επίγεια σημεία ελέγχου. Κάντε ζουμ στην εικόνα μέχρι να γεμίσει την οθόνη. Κατόπιν, επιλέξτε GIS από τη γραμμή εργαλείων. Θα ανοίξει ένα αναδυόμενο μενού. Επιλέξτε File>New Theme (Αρχείο>Νέο θέμα), ονομάστε το θέμα «GCP» και επιλέξτε Polyline (Πολυγραμμική). Για να αρχίσετε τη σχεδίαση επιλέξτε Edit>Start Edit (Επεξεργασία>Έναρξη επεξεργασίας).
Σχεδιάστε 8 σημάδια καταγραφής, ένα σε κάθε γωνία της εικόνας και τα άλλα στα περιθώρια μεταξύ των γωνιών της εικόνας.
Επιλέξτε Edit>Stop Edit (Επεξεργασία>Διακοπή επεξεργασίας) για να σταματήσετε τη σχεδίαση. Αποθηκεύστε το θέμα «GCP» στο φάκελο σας τον Κατμαντού.
Εκτυπώστε την εικόνα. Επιλέξτε Print Setup... (Ρύθμιση εκτύπωσης) και αλλάξτε την ανάλυση εκτύπωσης σε «High» (Υψηλή). Επιλέξτε Print(Εκτύπωση), αλλάξτε το μέγεθος εικόνας σε «15 x 15 cm» και εκτυπώστε την εικόνα.
Χειροκίνητη ταξινόμηση
Πάρτε ένα φύλλο χαρτί αντιγραφής και συνάψετέ το στην εκτύπωση. Βεβαιωθείτε ότι και τα δύο χαρτιά είναι καλά συνδεδεμένα, για να μην ολισθήσει κανένα από αυτά.
Αρχικά πάρτε ένα μαύρο μολύβι και αντιγράψτε τα σημάδια καταγραφής στο χαρτί αντιγραφής σας.
Το επόμενο βήμα είναι η ταξινόμηση της εικόνας. Γενικά, μπορείτε να επιλέξετε κατηγορίες της επιλογής σας. Ωστόσο, τα ακόλουθα θα σας βοηθήσουν να επιλέξετε χρήσιμες κατηγορίες:
Κατηγορίες υψηλού επιπέδου
- Ποτάμια
- Πυκνοκατοικημένοι οικισμοί
- Λιγότερο πυκνοκατοικημένοι οικισμοί
- Διάδρομοι αεροδρομίου
- Δάσος και θάμνοι
- Βοσκοτόπια και έδαφος καλλιεργειών
Πρέπει να χρησιμοποιήσετε πρόσθετα υλικά, όπως εικόνες υψηλής ανάλυσης, χάρτες πόλεων ή προσωπική έρευνα στην περιοχή ενδιαφέροντος, για τη δημιουργία χρήσιμης και ακριβούς ταξινόμησης. Διατίθενται μερικοί χάρτες online.
Ή χρησιμοποιήστε ένα εργαλείο αναζήτησης online για να βρείτε χάρτες του Κατμαντούhttp://maps.google.com.
Download the Proba images as a ZIP-file.
Για εικόνες υψηλής ανάλυσης, το ΕΟΔ παρέχει τις εικόνες Proba του Κατμαντού που διαθέτει. Η ανάλυση εδάφους των εικόνων είναι 5 μέτρα.
Το διαστημικό σκάφος του έργου για αυτονομία στο σκάφος (Project for On-Board Autonomy - Proba) του ΕΟΔ είναι ένας από τους πιο προηγμένους μικρούς δορυφόρους που πέταξαν ποτέ στο διάστημα. Αυτή η αποστολή επίδειξης τεχνολογίας που εκτοξεύτηκε το 2002, εκτελεί αυτόνομη καθοδήγηση, πλοήγηση, έλεγχο, προγραμματισμό στο σκάφος και διαχείριση πηγών ωφέλιμου φορτίου. Το ωφέλιμο φορτίο περιλαμβάνει συμπαγές πολυφασματικό απεικονιστή και κάμερα υψηλής ανάλυσης που χρησιμοποιούνται για τη λήψη δεδομένων παρατήρησης της γης.(
Για περισσότερες πληροφορίες, δείτε Σελίδα Proba του ΕΟΔ. .
| | Unsupervised Classification of Kathmandu using a thermal image | |
Αν δυσκολεύεστε στον εντοπισμό των ποταμών, χρησιμοποιήστε τη θερμική εικόνα Kathmandu_Landsat_2001_Band_61.tif. Το νερό θερμαίνεται πολύ πιο αργά απ’ ότι το έδαφος και εμφανίζεται πιο σκούρο σε μια θερμική εικόνα που μετράει τη θερμοκρασία της Γης.
Τώρα θα πρέπει να έχετε αρκετό καλό υλικό για την ταξινόμηση της εικόνας ψευδοχρωμάτων. Χρησιμοποιήστε διαφορετικά χρώματα και υφές για να αποτυπώσετε και να γεμίσετε τα διάφορα χαρακτηριστικά της εικόνας. Μην εμβαθύνετε σε πολλές λεπτομέρειες. Ο σκοπός αυτής της άσκησης είναι η κατανόηση της μεθόδου ταξινόμησης.
Για να χρησιμοποιήσετε ξανά το σχέδιο αργότερα, σαρώστε το και αποθηκεύστε το ως «HLC_Kathmandu.tif» στο φάκελο σας τον «Κατμαντού».
Πόσους διαδρόμους αεροσκαφών έχει το αεροδρόμιο;
Ποιο είναι το όνομα του νότιου κέντρου της πόλης;
Ποιο είναι το όνομα του κύριου ποταμού που διασχίζει την πόλη από τα νοτιοδυτικά προς τα ανατολικά;
Γιατί μόλις που αναγνωρίζεται ο βοσκότοπος και το έδαφος καλλιεργειών στις εικόνες του 2001;
Ποιο τοπογραφικό αντικείμενο έχει τα πιο πυκνά δάση;
Πάρτε ένα χάρτη πόλης του Κατμαντού και αναζητήστε τη χρήση του βοσκοτόπου ανατολικά του κέντρου πόλης του Κατμαντού.
| 
