Μοντέλα ανάλυσης τηλεπισκοπικών δεδομένων για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση μεταβολών σε αστικές περιοχές
Από RemoteSensing Wiki
Αντικείμενο
Διερευνήθηκαν οι δυνατότητες της αντικειμενοστραφούς ανάλυσης εικόνας στον εντοπισμό μεταβολών σε αστικές περιοχές. Στόχος των προτεινόμενων μεθοδολογιών ήταν η δημιουργία ενός (ημι-)αυτοματοποιημένου συστήματος ανίχνευσης των νέων κτηρίων εντός αστικού ιστού.
Μεθοδολογία
Αρχικά προτείνεται μια νέα μεθοδολογία ανάλυσης διαχρονικών δεδομένων, η οποία συνδυάζει τα πλεονεκτήματα των αλγορίθμων ανάλυσης εικόνας με βάση τη ψηφίδα και των αλγορίθμων με βάση τα αντικείμενα. Οι τεχνικές εντοπισμού μεταβολών με βάση την ψηφίδα συνδυάζονται με τα αντικείμενα του πραγματικού κόσμου με σκοπό την αποτελεσματική διαχείριση της πληροφορίας υψηλής ανάλυσης. Η δεύτερη προσέγγιση εντοπισμού μεταβολών χρησιμοποιεί μία υφιστάμενη ψηφιακή χαρτογραφική βάση δεδομένων. Με τη βοήθεια της πληροφορίας της βάσης δημιουργείται ένα μοντέλο ανάλυσης της τηλεπισκοπικής εικόνας με σκοπό την εξαγωγή αντικειμένων ενδιαφέροντος. Συγκεκριμένα, τα πολύγωνα της βάσης που ορίζουν τα κτήρια αποτελούν τα αντικείμενα εκπαίδευσης για τον προσδιορισμό των φασματικών και γεωμετρικών ιδιοτήτων των κτηρίων της περιοχής μελέτης. Η γνώση που εμπεριέχεται στη χαρτογραφική βάση αξιοποιείται με τον καθορισμό κανόνων, οι οποίοι ενσωματώνονται στη διαδικασία ανάλυσης της εικόνας για τον εντοπισμό πιθανών θέσεων μεταβολής.
Αποτελέσματα
Η ακρίβεια των προτεινόμενων συστημάτων εντοπισμού μεταβολών προκύπτει μέσω της σύγκρισης των αποτελεσμάτων με πολύγωνα επίγειας αλήθειας, τα οποία αναφέρονται στα νέα κτήρια των περιοχών μελέτης. Η εκτίμηση της αξιοπιστίας των αποτελεσμάτων των δύο μεθοδολογιών αποδεικνύει την υπεροχή της αντικειμενοστραφούς ανάλυσης εικόνας στη διαχείριση του αστικού χώρου και συγκεκριμένα στην αναγνώριση των νέων κτηρίων.
Συμπεράσματα
Μια σημαντική συμβολή των μεθοδολογιών της παρούσας διατριβής αφορά στον άμεσο εντοπισμό των αυθαίρετων κτισμάτων. Οι δορυφορικές εικόνες λόγω της υψηλής διαχρονικής τους ανάλυσης καλύπτουν την ανάγκη για λήψη δεδομένων σε τακτά χρονικά διαστήματα. Οι τεχνικές αντικειμενοστραφούς ταξινόμησης κατάφεραν την αυτοματοποίηση της επεξεργασίας των δορυφορικών εικόνων με σκοπό την έγκαιρη παρακολούθηση του αστικού χώρου. Επιπλέον, τα αποτελέσματα παρέχουν τη δυνατότητα να εισαχθούν σε ένα σύστημα Γεωγραφικών Πληροφοριών και να συνδυαστούν με μια βάση δεδομένων, η οποία αφορά στις οικοδομικές άδειες, προκειμένου να ανιχνευθούν και να καταγραφούν τα αυθαίρετα κτήρια.
Πηγή:
Γ. Δοξάνη (2011). Μοντέλα ανάλυσης τηλεπισκοπικών δεδομένων για τον εντοπισμό και την παρακολούθηση μεταβολών σε αστικές περιοχές. Διδακτορική Διατριβή, Αριστοτέλειο Πανεπιστήμιο Θεσσαλονίκης, Πολυτεχνική Σχολή, Τμήμα Αγρονόμων και Τοπογράφων Μηχανικών.
Εικόνα 1. Η περιοχή μελέτης το 2003 και το 2007 (R:3, G:2, B:1)
Εικόνα 2. Τα αποτελέσματα εντοπισμού μεταβολών με την ανάλυση στις Κύριες Συνιστώσες και την εφαρμογή της βασισμένης στη γνώση ταξινόμηση για τα αρχικά δεδομένα
Εικόνα 3. Τα αποτελέσματα εντοπισμού μεταβολών με την εφαρμογή της βασισμένης στη γνώση ταξινόμηση στα αρχικά δεδομένα. Οι μωβ ψηφίδες είναι οι σωστά ταξινομημένες ψηφίδες, οι κίτρινες ειναι οι λανθασμένα ταξινομημένες ψηφίδες και οι μπλε ψηφίδες αντιστοιχούν σε αυτές που δεν εντοπίστηκαν καθόλου
