ΤΥΠΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΦΩΤΟΕΡΜΗΝΕΥΤΙΚΗΣ ΓΝΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΓΕΩΜΟΡΦΩΝ ΣΕ ΦΥΣΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ

Από RemoteSensing Wiki

ΤΥΠΟΠΟΙΗΣΗ ΤΗΣ ΦΩΤΟΕΡΜΗΝΕΥΤΙΚΗΣ ΓΝΩΣΗΣ ΓΙΑ ΤΗΝ ΕΡΜΗΝΕΙΑ ΓΕΩΜΟΡΦΩΝ ΣΕ ΦΥΣΙΟΓΡΑΦΙΚΗ ΚΛΙΜΑΚΑ

ΣΥΓΓΡΑΦΕΑΣ: Δημήτρης Π. Αργιαλάς, Γιώργος Χ. Μηλιαρέσης

ΠΗΓΗ: http://portal.survey.ntua.gr/main/labs/rsens/publications-g.html

Εικόνα 1:Η σχέση των ενοτήτων Great Basin και Sonoran Desert της φυσιογραφικής περιφέρειας Basin and Range.

Εικόνα 2:Αντικειμενοστραφής αναπαράσταση των αντικειμένων της φυσιογραφικής περιφέρειας Basin and Range. Παρατηρούμε ότι αντικείμενα είναι μέλη συγκεκριμένων τάξεων (is a kind of relationship) ενώ τα αντικείμενα συνδέονται μεταξύ τους με σχέσεις μέρους-όλου (part of relationship).

Εικόνα 3:Ο πρώτος κανόνας παραγωγής (Basin-and_Range_partial_rule_1) έχει συντελεστή βεβαιότητας medium ενώ ο δεύτερος (Basin and_Range_partial_rule_2) low (προσδιορισμός από μικρότερο αριθμό συνθηκών σε σχέση με τον πρώτο).

Εικόνα 4:Επιπροσθέτως κανόνες παραγωγής σε δενδρική δομή επιτρέπουν την περαιτέρω εξακρίβωση του σταδίου γεωμορφολογικής εξέλιξης (στάδιο γήρατος, στάδιο ωριμότητας) ενός διαπιστωμένου από τους προηγούμενου κανόνες τύπου φυσιογραφικής περιφέρειας. Με αποτέλεσμα τον προσδιορισμό υποδιαιρέσεων του τύπου Great Basin και Sonora Desert. Παράδειγμα ο ακόλουθος κανόνας παραγωγής που εφόσον οι συνθήκες του αποδειχθούν αληθής, διακριβώνει υποδιαιρέσεις του τύπου Sonora Desert.

1. ΕΙΣΑΓΩΓΗ

1.1 Ανάλυση Πεδίου

Οι γεωμορφές είναι φυσικές ενότητες του πεδίου, συνήθως τρίτης τάξης ανάγλυφου οι οποίες όταν αναπτύσσονται κάτω από όμοιες συνθήκες κλίματος, αποσάθρωσης και διάβρωσης παρουσιάζουν διακριτές και προβλέψιμες οπτικές και φυσικές ιδιότητες και χαρακτηριστικά (ίδια φωτοερμηνευτικά χαρακτηριστικά). Οι γεωμορφές προσδιορίζονται από την ερμηνεία και τον εντοπισμό των παρατηρούμενων φωτογεωμορφολογικών χαρακτηριστικών σε αεροφωτογραφίες της περιοχής και από την συσχέτιση αυτών των στοιχείων με αντίστοιχες νοητικές εικόνες και πρότυπα. Η ερμηνεία γεωμορφών είναι χρονοβόρα και δαπανηρή διαδικασία, σημαντικός λόγος που οδήγησε στη μελέτη ανάλυσης πεδίου ώστε να κατανοηθεί και να τυποποιηθεί η διαδικασία, καθώς και να αναπτυχθεί ένα συστηματικό πλαίσιο αναγνώρισης των γεωμορφών από αεροφωτογραφίες. Για τη χρήση αυτή ενδείκνυνται τα έμπειρα συστήματα, μέσω των οποίων γίνεται αναπαράσταση τόσο των γεγονότων, όσο και των διαδικασιών επίλυσης του προβλήματος.

1.2 Ερμηνεία Γεωμορφών με Συστήματα Παραγωγής

Τα έμπειρα συστήματα με συστήματα παραγωγής αντιμετωπίζουν σύνθετες και εξειδικευμένες διαδικασίες επίλυσης, με μεγάλη αποτελεσματικότητα που εξαρτάται από τα στοιχεία και τις υποθέσεις που εισάγει ο χρήστης. Αυτό πρακτικά επιτυγχάνεται μέσω εφαρμογής γεγονότων, αντικειμένων, πλαισίων, κανόνων παραγωγής και μεθόδων αβέβαιης συλλογιστικής.

Η ερμηνεία των γεωμορφών με συστήματα παραγωγής συμπεριλαμβάνει την ανάπτυξη των εξής στόχων για την ανάπτυξη συστημάτων Έμπειρος Αναλυτής Πεδίου:

• Τοποθέτηση προβλήματος
• Σύλληψη του προβλήματος και αναπαράσταση του στις αρμόζουσες δομές γνώσης
• Φορμαλισμό ή Τυποποίηση του Προβλήματος,
• Υλοποίηση (προγραμματισμός) σε κατάλληλο λογισμικό εργαλείο και
• Έλεγχο και αξιολόγηση του συστήματος.

1.3 Στόχοι

Η τοποθέτηση του προβλήματος αφορά τα δεδομένα, τις υποθέσεις και τις διαδικασίες επίλυσης του ΤΑΧ. Το πρόβλημα που αντιμετωπίστηκε είχε να κάνει με την ονοματολογία, την περιγραφή και την οργάνωση λεπτομερούς βιβλιογραφικής γνώσης που αφορά τις φυσιογραφικές περιοχές και τις υποδιαιρέσεις αυτών. Παράδειγμα εφαρμογής της διαδικασίας είναι η μελέτη των γεωμορφών της φυσιογραφικής περιφέρειας Basin & Range και ειδικότερα των Great Basin και Sonoran Desert.

2. ΜΕΘΟΔΟΛΟΓΙΑ

2.1 Τοποθέτηση του Προβλήματος

Το πρόβλημα εντοπίζεται στις μέχρι πρότινος προσπάθειες που στηρίζονταν κατ’ αποκλειστικότητα σε ερμηνεία φωτογεωμορφολογικών χαρακτηριστικών, γεγονός που οδηγούσε σε σχετική προβλεψιμότητα της κατανομής στο τοπογραφικό και γεωμορφολογικό περιβάλλον, καθώς δεν υπήρχε συσχετισμός με τις γειτονικές γεωμορφές. Μέσω πειραματικών διαδικασιών, αποκτήθηκε η γνώση, βάσειφυσιογραφικών βιβλίων και τεχνικών εκθέσεων.

2.2 Σύλληψη του Προβλήματος

Στόχος είναι:

• Η αποκάλυψη των κύριων εννοιών της σχετικής γνώσης,
• Η αποκάλυψη των σχέσεων μεταξύ των εννοιών.

Στην περιφέρεια Basin & Range παρατηρούνται επιμήκεις οροσειρές, μεταξύ των οποίων κάνουν την εμφάνισή τους σειρές επίπεδων λεκανών απόθεσης (τεκτονικές αλλουβιακές λεκάνες), οι οποίες πληρώνονται από επιφανειακά ρέοντα ύδατα που δεν βρίσκουν δίοδο προς την θάλασσα. Στην παρούσα μελέτη, κέντρο βάρους δίνεται στις ενότητες Great Basin και Sonoran Desert. Η πρώτη εκ των δυο βρίσκεται στο στάδιο νεότητας, ενώ στη δεύτερη παρατηρούνται οροσειρές με μικρότερα ύψη.

2.3 Αναπαράσταση της Γνώσης

Παρουσιάζεται ένα νοητικό πλαίσιο για την αναπαράσταση της δομικής και διαδικαστικής γνώσης , που χρησιμοποιεί τάξεις υποτάξεις (subclass), αντικείμενα και υποαντικείμενα (sub-objects) και πεδία (slots) σαν ιδιότητες. Οι ενέργειες που ακολουθούνται με σειρά είναι οι εξής:

• Ονομασία τάξεων
• Οργάνωση τάξεων σε ιεραρχίες
• Ορισμός αντικειμένων ως μέλη των τάξεων
• Ορισμός ιεραρχίας αντικειμένων και υποαντικειμένων ή μέρος-όλου
• Ορισμός συνόλου ιδιοτήτων που περιγράφουν κάθε τάξη.

2.2.2 Διαδικαστική Γνώση

Για την αναπαράσταση της στρατηγικής επίλυσης αναπτύσσεται τυποποίηση μέσω κανόνων παραγωγής, οι οποίοι επιτρέπουν την ερμηνεία φυσιογραφικών περιφερειών από φωτοερμηνευτικά χαρακτηριστικά τους.

3. ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑ ΚΑΙ ΠΡΟΟΠΤΙΚΕΣ

Με βάση τη βιβλιογραφική γνώση, πραγματοποιήθηκε τοποθέτηση και σύλληψη του προβλήματος για τη φωτοερμηνεία γεωμορφών 2ης τάξης και τυποποίησή τους σε δομές γνώσης. Πραγματοποιήθηκε ιεράρχηση τάξεων και αντικειμένων και διατυπώθηκαν κανόνες παραγωγής. Συγκεκριμένα αναπτύχθηκε αντικειμενοστρεφές μοντέλο για την αναπαράσταση της περιγραφικής γνώσης, που περιελάμβανε τις τάξεις των φυσιογραφικών περιφερειών και των υποδιαιρέσεών τους. Μέσω της προσπάθειας αυτής επιτεύχθηκε προσδιορισμός νέων και πιο εξειδικευμένων φωτοερμηνευτικών χαρακτηριστικών και τιμών για της γεωμορφές μεγαλύτερης ή ίσης της 2ης τάξης μεγέθους. Η τρέχουσα μεθοδολογία επαυξάνει τη δυνατότητα ερμηνείας γεωμορφών μέσω έμπειρων συστημάτων, μέσω δομών που επιτρέπουν την αναγνώριση γεωμορφών σε σχέση με το φυσικό περιβάλλον.