ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΤΟΠΙΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ

Από RemoteSensing Wiki

Αναθεώρηση της 08:29, 21 Απριλίου 2010

ΠΕΡΙΛΗΨΗ

Η συμβολή της αντικειμενοστραφούς ανάλυσης στην Τηλεπισκόπηση δεν περιορίζεται όμως απλά σε νέους τρόπους αναγνώρισης των στοιχείων μιας εικόνας . Με την αξιοποίηση των εξελίξεων στο λογισμικό και τον προγραμματισμό, είναι δυνατόν να δημιουργηθούν πλατφόρμες αντικειμενοστραφών έμπειρων συστημάτων που χειρίζονται όλο και πιο σύνθετα τηλεπισκοπικά προβλήματα. Η ανάπτυξη τέτοιων συστημάτων μπορεί να επιταχύνει και να αυτοματοποιήσει πολλές διαδικασίες οι οποίες μέχρι τώρα ήταν όχι μόνο χρονοβόρες , αλλά πολλές φορές απαιτούσαν την ανάλυση σε διαφορετικά συστήματα εφαρμογών. Χαρακτηριστικό παράδειγμά είναι η δημιουργία δεικτών ποιότητας σε χάρτες, διαδικασία η οποία απαιτεί συνεργασία διαφορετικών Φωτοερμηνευτικών, G.I.S. και Χαρτογραφικών εφαρμογών για την απεικόνιση της τελικής θεματικής πληροφορίας. Σκοπός αυτής της διπλωματικής εργασίας είναι η δημιουργία μιας εφαρμογής η οποία θα αναλύει τηλεπισκοπικά δεδομένα , θα εισάγει αυτά τα δεδομένα σε ένα σύστημα κανόνων για να δημιουργήσει ένα δείκτη ποιότητας και τέλος θα απεικονίζει αυτή την πληροφορία.

Ο δείκτης που αναπτύχθηκε αφορά στην ποιότητα του αστικού τοπίου σε επίπεδο οικοδομικού τετραγώνου. Τα δεδομένα που χρησιμοποιήθηκαν ήταν IKONOS δορυφορικές και LiDAR απεικονίσεις. Το σύστημα κανόνων για την δημιουργία του δείκτη ποιότητας έχει σαν συντελεστές την ύπαρξη αστικού πρασίνου, την πυκνότητα της δόμησης , το υψόμετρο και τη θέα του κάθε τετραγώνου και βασίζεται εκτός από την σύγχρονη θεωρία Αξιολόγησης Ποιότητας Τοπίου, στην Ευρωπαική Συνεργασία για το Αστικό Τοπίο. Τα δορυφορικά δεδομένα καθώς και τα δεδομένα του αερομεταφερόμενου Σαρωτή Λέιζερ (Laserscanner) τα οποία αναλύθηκαν χορηγήθηκαν από το Εργαστήριο Τηλεπισκόπησης του τομέα Τοπογραφίας του Εθνικού Μετσοβίου Πολυτεχνείου. Η εφαρμογή αναπτύχθηκε στο περιβάλλον του λογισμικού eCognition της εταιρίας DEFiNiENS.

ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ

Στην τελική εικόνα (εικόνα 1) παρουσιάζονται τα έντεκα οικοδομικά τετράγωνα της αντιπροσωπευτικής περιοχής μελέτης ταξινομημένα με βάση τη βαθμολογία τους στο δείκτη ποιότητας. Όσον αφορά τον αλγόριθμο ταξινόμησης , δεν παρατηρείται καμμία αστάθεια καθώς και τα έντεκα οικοδομικά τετράγωνα της εικόνας είναι ταξινομημένα. Η μορφή των κλάσεων δεν επιτρέπει επικαλύψεις μεταξύ τους (κάθε μια καταλαμβάνει συγκεκριμένες τιμές στην εκατοστιαία κλίμακα ) γι΄αυτό και η ευστάθεια της ταξινόμησης είναι πολύ υψηλή Το βασικό όμως πρόβλημα του δείκτη Ποιότητας του Αστικού Τοπίου και κάθε παρόμοιου δείκτη είναι η μετάφραση των ποιοτικών εκφράσεων σε αριθμούς και αντίστοιχα οπτικά μεγέθη. Πραγματικός και ολοκληρωμένος έλεγχος για την εγκυρότητα και την ορθότητα της αντιστοίχισης των μεγεθών με τους αριθμούς στις συναρτήσεις συμμετοχής μπορεί να γίνει μόνο με εκτεταμένη έρευνα αξιολόγησης, όπως για παράδειγμα επιτροπές ειδικών ή μελέτες με ερωτηματολόγια.. Το ερώτημα αν είναι εφικτή η στάθμιση του δείκτη και ποιοί χωρικοί οι άλλοι παράγοντες τον μεταβάλλουν παραμένει.

Τα περισσότερα οικοδομικά τετράγωνα έχουν χαρακτηριστεί ως Μέτριας Ποιότητας. Το βορειοανατολικό άκρο της εικόνας , κοντά στον μεγάλο δρόμο (Λεωφ. Αμφιθέας) κρίνεται ιδιαίτερα χαμηλής ποιότητας, με δύο οικοδομικά τετράγωνα στην κατηγορία Πολύ Χαμηλή Ποιότητα. Πλησιάζοντας προς το νοτιοδυτικό άκρο η ποιότητα του Αστικού Τοπίου είναι υψηλότερη. Το οικοδομικό τετράγωνο που συγκεντρώνει τη μεγαλύτερη βαθμολογία εντάσσεται στην κατηγορία Μέτρια Ποιότητα και βρίσκεται στη νοτιότερη σειρά οικοδομικών τετραγώνων. Εμφανής είναι η απουσία της κατηγορίας Υψηλή Ποιότητα (High Quality) , καθώς ούτε ένα οικοδομικό τετράγωνο δεν εντάχθηκε σε αυτή. Φωτοερμηνευτικά το παραπανω αποτέλεσμα κρίνεται ορθό. Είναι εμφανές οτι στα βορειοανατολικά τα οικοδομικά τετράγωνα παρουσιάζουν πολύ μικρότερες συγκεντρωσεις πρασίνου από τα άλλα καθώς και ελάχιστους ακάλυπτους χώρους.

Παρατηρώντας την εικόνα LiDAR φαίνεται επίσης οτι οι βορειοανατολικές περιοχές είναι αυτές με το χαμηλότερο υψόμετρο, άρα και με τη μικρότερη θέα σχετικά με τις υπόλοιπες περιοχές της εικόνας. Το οικοδομικό τετράγωνο με τη μεγαλύτερη βαθμολογία βρίσκεται στο νότιο τμήμα της εικόνας και παρατηρούνται όλα τα χαρακτηριστικά που αναζητεί ο δείκτης ποιότητας : υψηλή παρουσία πρασίνου, μεγάλο ποσοστό ακάλυπτων χώρων και κατοχή της υψηλότερης σχετικής υψομετρικής θέσης.

Η απουσία της κατηγορίας Υψηλή Ποιότητα κρίνεται επίσης λογική. Εξετάζοντας τα αρχικά έγρωμα σύνθετα και την ταξινόμηση του πρώτου επιπέδου παρατηρείται αμέσως η πυκνή δόμηση με ψηλά κτίρια , η γενικότερη απουσία μεγάλων συγκεντρώσεων πρασίνου όπως πάρκα ή πλατείες και η περιορισμένη παρουσία ακάλυπτων χώρων.

Εικ 1 Ποιότητα Αστικού Τοπίου

Στην εργασία αυτή δημιουργήθηκε ένας τρόπος για αξιολόγηση της ποιότητας του αστικού τοπίου με όσο το δυνατόν περισσότερες αυτοματοποιημένες διαδικασίες. Έγινε προσπάθεια να αναδειχτεί η σημασία μιας ενιαίας βάσης γνώσης η οποία θα απαλάσσει τον χρήστη από την διαδικασία λήψης αποφάσεων για κάθε στοιχείο της εικόνας ξεχωριστά.

Ο δείκτης Ποιότητας του Αστικού Τοπίου έχει σίγουρα πολλά περιθώρια βελτίωσης και σαφέστερης οριοθέτησης. Ακόμα όμως και στο αρχικό του στάδιο, είναι φανερό ότι μπορεί να δώσει μια γρήγορη πληροφόρηση για την περιοχή. Αυτή η χρήση μπορεί να αποδειχτεί σημαντική σε τομείς που χρειάζονται οικονομία και προγραμματισμό χρόνου, όπως επίσης και σε μελέτες που χειρίζονται τεράστιο όγκο δεδομένων. Τέτοιες περιπτώσεις είναι για παράδειγμα οι μελέτες μαζικής εκτίμησης αξιών ακινήτων. Ακόμα όμως και σε πολεοδόμους ή άλλους σχεδιαστές, η πρώτη εκτίμηση για το επίπεδο ποιότητας μιας γειτονιάς δίνεται εύκολα και γρήγορα.

Δεδομένου οτι ο αλγόριθμος που δημιουργήθηκε εξάγεται σαν πρωτόκολλο και μπορεί να εφαρμόζεται σε οποιοδήποτε σετ δεδομένων , η εφαρμογή αυτή μπορεί στο μέλλον να αποτελέσει βοήθημα για οποιονδήποτε χρήστη προγράμματος δορυφορικής επισκόπησης (π.χ. Google Earth) , δημιουργώντας πρόσθετα θεματικά επίπεδα ποιότητας στη γειτονιά της επιλογής του. Η παραπάνω λειτουργία θα αναδείξει την Τηλεπισκόπηση σαν χρηστικό εργαλείο όχι μόνο για ερευνητικούς , αλλά και για καθημερινούς σκοπούς.

Στην αναζήτηση π.χ. του καταλληλότερου για διαμονή σπιτιού από τον ενδιαφερόμενο χρήστη, η ποιότητα της γειτονιάς θα χαρτογραφείται άμεσα, χωρίς απαραίτητες ειδικές τηλεπισκοπικές γνώσεις από την πλευρά του χρήστη.

Σε αυτή την ταχύτητα και χρηστικότητα και στο διευρυμένο ρόλο των τηλεπισκοπικών εργασιών που προσφέρει η αντικειμενοστραφής ανάλυση επιδιώκεται να προσφέρει η συγκεκριμένη εργασία. Η ελπίδα είναι οτι στο μέλλον παρόμοιες τηλεπισκοπικές εφαρμογές θα είναι εκτός από απαραίτητες , ενσωματωμένες στη λειτουργία κάθε αναλυτικής διαδικασίας αξιολόγησης, με εύκολη πρόσβαση στο σχεδιαστή, εκτιμητή ή οποιασδήποτε σχετικής ειδικότητας μηχανικό, αλλά κυρίως : στον άνθρωπο.

Πηγή:Γιώργος Ι. Ρηγόπουλος, ΑΞΙΟΛΟΓΗΣΗ ΧΑΡΑΚΤΗΡΙΣΤΙΚΩΝ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ ΤΟΥ ΑΣΤΙΚΟΥ ΤΟΠΙΟΥ ΜΕ ΧΡΗΣΗ ΑΝΤΙΚΕΙΜΕΝΟΣΤΡΑΦΟΥΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ