RemoteSensing Wiki - Συνεισφορές χρήστη [el]

Climate change and glacier retreat in northern Tien Shan (Kazakhstan/Kyrgyzstan) using remote sensing data

2018-03-02T20:58:04Z

Santafer:

Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζεται η ανάλυση υετικών και θερμοκρασιακών τάσεων καθώς και μία έρευνα μεταβολών σε παγετώνες στο βόρειο Tien Shan, με την χρήση Γεωγραφικών Πληροφοριακών Συστημάτων (GIS). Η τρέχουσα κατάσταση των παγετώνων της περιοχής προέκυψε με την χρήση του λόγου των καναλιών TM4/TM5 από λήψεις δορυφόρου LandSat ETM του έτους 1999 επιτιθέμενου σε ψηφιακό μοντέλο υψομέτρων (DEM) των προγραμμάτων SRTM-3 και ASTER. Τα μετρημένα μεγέθη παγετώνων συγκρίνονται με αυτά του Σοβιετικού Καταλόγου Παγετώνων (UdSSR, Academica Nauk, 1966-1983) για την εξαγωγή συμπερασμάτων σχετικά με την διαχρονική εξέλιξή τους.

Στα εισαγωγικά κεφάλαια του άρθρου γίνεται αναφορά στην αύξηση της παγκόσμιας θερμοκρασίας του αέρα κατά την διάρκεια του 20ου αιώνα και στο χαρακτηριστικό των παγετώνων να λειτουργούν σαν ιδιαίτερα ευαίσθητοι δείκτες στην άνοδο της θερμοκρασίας. Στην περιοχή του βόρειου Tien Shan οι εναλλαγές του κλίματος σε μικρές αποστάσεις χάρη στο πολυσχιδές του αναγλύφου κάνουν την περιοχή κατάλληλη για μία μελέτη πολλών παραγόντων επίδρασης σε παγετώνες.

Για την γρήγορη και εύκολη μελέτη των παγετώνων προτείνονται τα δορυφορικά δεδομένα όπως υποδεικνύει και η διεθνής κοινοπραξία GLIMS (Παγκόσμιες Μετρήσεις Γήινων Πάγων από το Διάστημα). Αναφέρεται ο αισθητήρας ASTER καθώς και ένας περαιτέρω σκοπός της έρευνας, οποίος είναι να αξιολογηθούν οι αιτίες και οι επιπτώσεις στο ανθρώπινο περιβάλλον των παγετώνων.

Στην περιοχή μελέτης περιλαμβάνονται τα υψηλά όρη Zailiyskiy και Kungey Alatau, στα σύνορα μεταξύ Καζακστάν και Κιργιστάν, με ελάχιστο υψόμετρο 800m και μέγιστο σχεδόν 5000m. Οι βόρειες περιοχές χαρακτηρίζονται σημαντικά πιο υγρές λόγω της πρόσκρουσης βόρειων αέριων μαζών στο ορογενές. Αναφέρεται το ελάχιστο βροχοπτώσεων για τον χειμώνα λόγω της επίδρασης του Σιβηρικού Αντικυκλώνα στην περιοχή και το μέγιστο την άνοιξη για τους βόρειους πρόποδες των προαναφερθέντων ορέων. Μετρήσεις μέσης ετήσιας θερμοκρασίας αέρα δίνουν 9ᵒC για υψόμετρα 850m 6.5ᵒC για την λίμνη Issyk-Kul στα 1608m και -4ᵒC για τον σταθμό του παγετώνα Tuyuksu σε υψόμετρο 3434m.

Προηγούμενες έρευνες έχουν καταλήξει σε αύξηση της θερμοκρασίας κατά 0.02ᵒΚ/y για την περίοδο 1879-1996 στους πρόποδες και 0.01ᵒΚ/y για τις ψηλότερες περιοχές για την περίοδο 1937-1996. Αναφέρεται η υποχώρηση μεγάλου αριθμού παγετώνων από το τέλος της Μικρής Παγετώδους Περιόδου ενώ μόνο τρεις από τους 210 αναφέρονται να έχουν μεγαλώσει και 30 έχουν παραμείνει περίπου στο ίδιο μέγεθος. Αναφέρεται ακόμη η μείωση της έκτασης των παγετώνων κατά 29.2% και η μείωση του όγκου κατά 32.2%.

Για την ανάλυση του κλίματος μελετήθηκαν 16 χρονοσειρές θερμοκρασίας και υετού, οι οποίες ελέγχθηκαν για ανομοιογένειες και αναλύθηκε η συμμεταβλητότητα τους με σκοπό την συμπλήρωση των μικρότερων σειρών με προσεγγιστικά δεδομένα από τις μεγαλύτερες. Για τον λόγο αυτό η περιοχή μελέτης χωρίστηκε σε 4 υποπεριοχές. Επιπλέον υπολογίστηκαν μέσες τιμές ηλιακής ακτινοβολίας για κάθε περιοχή με σκοπό να αναλυθούν οι αιτίες των διαφορετικού μεγέθους μεταβολών ανάμεσα στους διάφορους μελετώμενους παγετώνες. Στην μελέτη αυτή ενσωματώθηκαν στοιχεία υψομέτρου από το προαναφερθέν DEM καθώς και στοιχεία για τις επιδράσεις των βουνών στα κατακρημνίσματα που δέχονται οι επιμέρους περιοχές.

Οι παγετώδεις καλύψεις χαρτογραφήθηκαν με την χρήση μίας λήψης LandSat ETM+ από την 8/8/1999. Ο διαχωρισμός παγετωδών από μη παγετώδεις περιοχές έγινε με την χρήση του λόγου TM4/TM5. Επιπλέον βοήθεια για διευκρίνιση της κατάστασης έδωσε ο δείκτης NDVI. Δημιουργήθηκαν DEMs της περιοχής μελέτης από λήψεις του δορυφόρου ASTER (2000, 2001) με ανάλυση 30m με την χρήση του λογισμικού PCI Geomatica και τα κενά λόγω νεφοκάλυψης καλύφθηκαν με δεδομένα από το πρόγραμμα SRTM-3, τα οποία υπέστησαν επαναδειγματοληψία για να συμπέσουν με την ανάλυση των 30m που χρησιμοποιούνταν με την χρήση του λογισμικού SAGA. Για τον ακριβή προσδιορισμό του σχήματος των παγετώνων (ειδικά στις γλώσσες οι οποίες περιβάλλονται ή και καλύπτονται από θραύσματα) χρησιμοποιήθηκε η τεχνική του προσδιορισμού της καμπυλότητας του εδάφους, μέσω του DEM. Αξιολογήσεις της χρησιμοποιούμενης μεθόδου δίνουν σφάλματα της τάξης του 3%. Μελετήθηκαν συνολικά 150 παγετώνες από περιοχές με όλες τις δυνατές κλιματικές διακυμάνσεις και τα αποτελέσματα συγκρίθηκαν με τα δεδομένα του Σοβιετικού Καταλόγου Παγετώνων (1955).

Τα αποτελέσματα της έρευνας δείχνουν μία σταθερή (με ενδιάμεσες αυξομειώσεις) αύξηση της θερμοκρασίας για τον τελευταίο αιώνα με εντονότερη την αύξηση από το 1980 και έπειτα. Όσον αφορά τα κατακρημνίσματα δεν μπόρεσε να προσδιορισθεί μία ομοιογενής τάση για όλη την περιοχή μελέτης με επιμέρους αυξήσεις και μειώσεις της τάξης των 10mm/y.

Ανάλογες της θερμοκρασιακής αύξησης είναι και οι υποχωρήσεις των παγετώνων με ιδιαίτερα μελετημένο παράδειγμα τον παγετώνα Tuyuksu. Αναφέρεται ότι τα αποτελέσματα συνάδουν με παλιότερες έρευνες στο γεγονός ότι οι παγετώδεις επιφάνειες αρχικά βυθιζόταν (έχαναν πάχος) και μετά το 1980 ξεκίνησε η υποχώρησή τους σε έκταση με αποτέλεσμα μεταξύ 1957 και 1999 ο παγετώνας Tuyuksu να μειωθεί σε έκταση κατά 21%. Από σύγκριση των αποτελεσμάτων της δορυφορικής λήψης με τον χάρτη του 1958 (1/10.000 – διαφέρει κατά 5% από τις καταγραφές του SGI) προέκυψε μείωση της συνολικής παγετωνικής κάλυψης κατά 32,6%, με μεγαλύτερες μειώσεις σε κοιλάδες με κατεύθυνση Δ>Α, ενώ η ελάχιστη μείωση παρατηρήθηκε σε παγετώνα με βόρειο προσανατολισμό. Ανακαλύφθηκαν τέλος συσχετίσεις ανάμεσα στα καλοκαιρινά χιόνια και στους μικρότερους ρυθμούς μείωσης των παγετώνων σε περιοχές με ηπειρωτικού τύπου παγετώνες όπου το σύνολο των κατακρημνισμάτων συγκεντρώνεται στην καλοκαιρινή περίοδο.

Στα συμπεράσματα της έρευνας αναφέρεται η πιθανή σύνδεση της αύξησης της μέσης ετήσιας θερμοκρασίας αέρα με την εξασθένιση του Σιβηρικού Αντικυκλώνα. Αναφέρεται επίσης ότι για την μείωση της έκτασης των παγετώνων ευθύνεται η θερμοκρασιακή αύξηση η οποία αντιστοιχίζεται σε υψηλότερες θερμοκρασίες κατά το φθινόπωρο και τις αρχές του χειμώνα, η οποία συνεπάγεται διεύρυνση της περιόδου λιωσίματος των αποθηκευμένων ποσοτήτων χιονιού και πάγου. Τέλος συγκρίνεται η μείωση κατά 32% της συνολικής έκτασης των παγετώνων με την μικρότερη (23%) που χαρακτηρίζει την παραλίμνια περιοχή της λίμνης Issyk-Kul Ak Shirak και την επίσης μικρότερη μείωση (20%) της περιοχής των Άλπεων.

[Tobias Bolch, Climate change and glacier retreat in northern Tien Shan (Kazakhstan/Kyrgyzstan) using remote sensing data, Global and Planetary Change 56 (2007) 1–12]

[[category:Χαρτογράφηση γεωμορφών και ανάλυση τοπίου μέσω γεωμορφομετρικών παραμέτρων]]

The Use of CORONA Images in Remote Sensing of Periglacial Geomorphology: An Illustration from the NE Siberian Coast

2018-03-02T20:57:49Z

Santafer:

Στο άρθρο αυτό μελετάται μία περιοχή στα βορειοανατολικά της Σιβηρίας, η χερσόνησος Bykovsky με την γειτνιάζουσα κοιλάδα Khorogor, για περιπαγετώδη χαρακτηριστικά με την βοήθεια τηλεπισκοπικών εικόνων του δορυφόρου CORONA. Η χαρτογράφηση και η ανάλυση της περιοχής μελέτης πραγματοποιήθηκε με την χρήση ενός Γεωγραφικού Πληροφοριακού Συστήματος (GIS) και τα χαρακτηριστικά που καταγράφηκαν περιλαμβάνουν θερμοκαρστικές υφέσεις, θερμοδιαβρωτικές κοιλάδες, θερμοδιαβρωτικές λεκάνες, θερμοκαρστικές λίμνες κ.α. Συνολικά το 50% της περιοχής μελέτης έχει υποστεί καθίζηση λόγω θερμικών παραγόντων.

Για την μελέτη περιπαγετώδων φαινομένων σε αρκτικές περιοχές έχουν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν κυρίως φωτογραμμετρικές μέθοδοι, ενώ πιο πρόσφατα μελέτες περιλάμβαναν χαρτογράφηση βλάστησης, αλλαγών και γενικών χαρακτηριστικών των μόνιμα παγωμένων εδαφών (Permafrost). Στο παρόν το άρθρο αυτό αναδεικνύει την δυνατότητα υποκατάστασης φωτογραμμετρικών λήψεων με υψηλής ανάλυσης λήψεις του δορυφόρου CORONA.

Για τον δορυφόρο αυτό των Συστημάτων Παρακολούθησης των Γήινων Αποθεμάτων της Γεωλογικής Υπηρεσίας των Ηνωμένων Πολιτειών (EROS - USGS) αναφέρεται η μέγιστη χωρική ανάλυση των 0.6m.

Η περιοχή μελέτης έχει έκταση 258,7 km2 και αποτελείται από 2 ξεχωριστές γεωλογικές ενότητες, την οροσειρά Karaulakh στα δυτικά (κοιλάδα Khorogor) και την πεδιάδα αποθέσεων στα ανατολικά (χερσόνησος Bykovsky). Η ζώνη Permafrost σε αυτή την περιοχή έχει βάθος 300-500m και το ενεργό τμήμα έχει πάχος μεταξύ 30-50cm. Η περιοχή μελέτης χαρακτηρίζεται από ανυψωμένες επίπεδες επιφάνειες με μέσο υψόμετρο 40m συνδυασμένες με θερμοκαρστικές υφέσεις μέχρι το επίπεδο της θαλάσσης. Η θερμική διάβρωση στις ακτές οδηγεί σε απότομους γκρεμούς ύψους μέχρι 40m.

Εργασίες πεδίου και μελέτη της υπάρχουσας βιβλιογραφίας βοήθησαν σημαντικά στην φωτοερμηνεία των γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών που απεικονίζονται στις λήψεις του δορυφόρου CORONA. Οι 2 λήψεις που χρησιμοποιήθηκαν καλύπτουν μία έκταση 5.000km2 ενώ οι περιοχές μελέτης καταλαμβάνουν μόλις το 1/3 αυτής της έκτασης. Οι λήψεις σαρώθηκαν με ανάλυση 7μm. Σε αυτές εφαρμόστηκαν σχετικές ραδιομετρικές διορθώσεις και με την λήψη σημείων σύνδεσης στις κοινές περιοχές δημιουργήθηκε ένα μωσαϊκό εικόνων. Εν συνεχεία εφαρμόστηκε μία γραμμική έκταση ιστογράμματος για την βελτίωση της οπτικής ερμηνευσιμότητας της συνολικής εικόνας. Πρόκειται για ένα παγχρωματικό κανάλι με 8bit (256 αποχρώσεις του γκρι) ανά pixel και δεδομένης της σύνδεσης των αποχρώσεων του γκρι με την ανακλαστικότητα του εδάφους είναι δυνατή η ερμηνεία των χαρακτηριστικών του εδάφους, με σκούρα χρώματα να αντιστοιχούν σε περιοχές υδατοσκεπείς ή αυξημένης υγρασίας ενώ ανοιχτά χρώματα αντιστοιχούν σε γυμνές επιφάνειες ή παγοσκεπείς εκτάσεις. Αναλόγως χρήσιμες είναι και οι σκιές ια την ερμηνεία γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών.

[[category:Χαρτογράφηση γεωμορφών και ανάλυση τοπίου μέσω γεωμορφομετρικών παραμέτρων]]

Η γεωαναφορά των δορυφορικών λήψεων σε τοπογραφικό χάρτη της περιοχής (κλίμακα 1:100.000) πραγματοποιήθηκε με την χρήση 82 σημείων ελέγχου εδάφους (GCPs), με την εφαρμογή πολυωνυμικού τρίτου βαθμού και διγραμμικής παρεμβολής για την επανατιμολόγηση των εικονοστοιχείων της εικόνας. Το μέσο τετραγωνικό σφάλμα της γεωαναφοράς υπολογίζεται σε 16.86m και αποδίδεται σε κακής ποιότητας σάρωση για τον τοπογραφικό χάρτη που χρησιμοποιήθηκε και έλλειψη καλά εντοπίσιμων GCPs.

Για τις ανάγκες της μελέτης δημιουργήθηκε ένα ψηφιακό μοντέλο υψομέτρων (DEM) βασισμένο στα υψομετρικά στοιχεία του τοπογραφικού χάρτη με την χρήση του λογισμικού ArcGIS, για τον οποίο το μέσο κατακόρυφο σφάλμα υπολογίστηκε σε 0.49m . Εν συνεχεία από τα ίδια δεδομένα δημιουργήθηκε χάρτης κλίσεων και σκιασμένος χάρτης αναγλύφου οι οποίο βοήθησαν στην καλύτερη οπτική ερμηνεία των γεωμορφολογικών μορφών της παγχρωματικής εικόνας.

Ακολούθως με την χρήση των εύκολα εντοπίσιμων υδατοσκεπών περιοχών δημιουργήθηκε ένας δείκτης προσδιορισμού περιοχών νερού και ξηράς ο οποίος επαναπροσδιορίσθηκε πειραματικά αρκετές φορές για να επιτύχει το ζητούμενο επίπεδο ακρίβειας. Στα προβλήματα που εντοπίστηκαν αναφέρονται έντονες σκιάσεις, ύπαρξη πάγου, ιζημάτων και βλάστησης σε υδάτινα σώματα.

Μετά από σύγκριση των καταγεγραμμένων υδάτινων σωμάτων με τα χαρτογραφημένα του τοπογραφικού χάρτη προέκυψαν τα ακόλουθα αποτελέσματα: 145 κοιλάδες, 16 υφέσεις κ.α., με ελάχιστο μέγεθος υδάτινων σωμάτων 6m2 έναντι 186 m2 του ελάχιστου εντοπισμένου οπτικά από τις εικόνες και 278 m2 του ελάχιστου χαρτογραφημένου στον τοπογραφικό χάρτη. Αντίστοιχα ο αριθμός των υδάτινων σωμάτων είναι 25,050 έναντι 569 και 397. Οι μικρές αυτές λίμνες που τώρα χαρτογραφούνται έχουν μεγάλη συμμετοχή στα οικοσυστήματα της τούνδρας της περιοχής μελέτης και αυξάνουν κατά 2,4% περίπου την συνολική υδατοκάλυψη της περιοχής μελέτης.

Ολοκληρώνοντας το άρθρο οι συγγραφείς σχολιάζουν την αποδοτικότητα και οικονομική ευκολία που παρέχουν οι εικόνες CORONA ανάγοντάς τες σε πολύτιμο εργαλείο για προκαταρκτικές έρευνες και χαρτογραφήσεις προ των εργασιών πεδίου. Αναφέρεται ακόμη ο προσδιορισμός θερμοκαρστικών μορφών στο 50% της μελετούμενης περιοχής, και η υποδηλούμενη μεγάλη παρουσία πάγου εκεί. Τέλος αναφέρεται η σημαντικότητα της μελέτης των περιοχών αυτών που πλέον αλλάζουν με την κλιματική αλλαγή για την καταγραφή εκπομπών μεθανίου σε περιβάλλοντα τούνδρας.

[Guido Grosse, Lutz Schirrmeister, Viktor V. Kunitsky and Hans-Wolfgang Hubberten, The Use of CORONA Images in Remote Sensing of Periglacial Geomorphology: An Illustration from the NE Siberian Coast, Permafrost and Periglacial Processes 16: 163–172 (2005)]

Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air- and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data

2018-03-02T20:57:27Z

Santafer:

Στο άρθρο αυτό μελετώνται αλλαγές στην μορφολογία του εδάφους υψηλών ορέων και οι δυνατότητες παρακολούθησης και περαιτέρω κατανόησης αυτών μέσω της τηλεπισκόπησης. Στα πλαίσια του άρθρου περιγράφεται η δημιουργία ψηφιακών μοντέλων ανύψωσης (DEM) από αεροφωτογραφίες καθώς και δορυφορικές στερεοσκοπικές λήψεις, όπως αυτές που δίνει το σύστημα ASTER. Αναφέρονται για τον συγκεκριμένο δορυφόρο ακρίβειες της τάξης των 60m μέσου τετραγωνικού σφάλματος (RMS) για ορεινές περιοχές απότομου αναγλύφου και 18m για ορεινές περιοχές ηπιότερου αναγλύφου. Εφαρμόζονται συγκρίσεις ανάμεσα σε διαχρονικά DEM για τον προσδιορισμό των αλλαγών στην υψομετρία του εδάφους. Αναφέρεται σαν εμπειρικός κανόνας ότι η αναμενόμενη ακρίβεια αντιστοιχίζεται στο μέγεθος ενός εικονοστοιχείου (pixel) δηλαδή 15m για τον δορυφόρο ASTER και 0.2-0.3m για τις εν προκειμένω αεροφωτογραφίες.

Αναφέρονται αρχικά μελέτες που συνδέουν τα μελετώμενα φαινόμενα (παγετωνικές μετακινήσεις, παγό-, χιονο- και βραχοστιβάδες, ροή κροκάλων, τήξη παγετώνων) με κινδύνους για τις ανθρώπινες δραστηριότητες ή/και ζωές. Ακολούθως παρουσιάζεται η πρωτοβουλία GLIMS (Global Land Ice Measurements from Space) που έχει ως σκοπό την καταγραφή σε βάση δεδομένων και παρακολούθηση του συνόλου των παγκόσμιων παγετώνων κυρίως μέσω δορυφορικών φωτογραφιών των δορυφόρων LandSat 7 ETM+ και ASTER, καθώς η τηλεπισκόπηση είναι βασικό εργαλείο για την προσέγγιση των υψηλών ορέων με την απομόνωση και την χωρική έκταση που τα διακρίνει. Τα δεδομένα που προκύπτουν από φωτογραμμετρία και τηλεπισκόπηση περιλαμβάνουν γεωμετρία εδάφους, καλύψεις γης και τρισδιάστατες μετακινήσεις εδάφους.

Η ιδιαιτερότητα του συστήματος ASTER (πρόκειται για ένα σύστημα αισθητήρων προσαρμοσμένων επί του δορυφόρου TERRA) είναι η δυνατότητά του για στερεοσκοπική λήψη, με την χρήση δύο ομάδων αισθητήρων (ένα για κατακόρυφη λήψη και ένα για οπίσθια λήψη με γωνία 27,6ᵒ από την κατακόρυφο) υπερπηδώντας έτσι την αδυναμία δημιουργίας στερεομοντέλου σε σύντομο χρονικό διάστημα που αντιμετώπιζαν οι δορυφορικοί δέκτες. Στα φασματικά χαρακτηριστικά του δέκτη αναφέρονται 3 κανάλια στο εγγύς υπέρυθρο με χωρική ανάλυση 15m, 1 κανάλι στην ίδια συχνότητα και χωρική ανάλυση με οπίσθιο προσανατολισμό για την δημιουργία στέρεο-λήψεων, 6 κανάλια στις υπέρυθρες συχνότητες των μικροκυμάτων με 30m χωρική ανάλυση και 5 κανάλια στο θερμικό υπέρυθρο τμήμα του φάσματος με 90m χωρική ανάλυση.

Για την δημιουργία DEM πραγματοποιείται προεπεξεργασία στα δεδομένα που λαμβάνονται με βάση τις παραμέτρους που δίνονται από τον ίδιο τον δορυφόρο με σκοπό την αφαίρεση θορύβου λόγω σφαλμάτων στην ευθυγράμμιση των 4100 αισθητήρων (για την κατακόρυφη λήψη - 5000 για την οπίσθια λήψη) καθώς και για την αντιστοίχιση των τιμών μεταξύ των καναλιών σε κάθε εικονοστοιχείο. Ο εξωτερικός προσανατολισμός πραγματοποιείται με την χρήση σημείων ελέγχου εδάφους (GCPs) και η αφαίρεση της Py παράλλαξης καθώς και η δημιουργία του DEM από την Px παράλλαξη πραγματοποιείται με την χρήση του λογισμικού PCI Geomatica. Σε περίπτωση που δεν υπάρχουν επαρκή GCPs χρησιμοποιούνται στοιχεία της δοσμένης θέσης του δορυφόρου κατά την στιγμή της λήψης. Στα πλαίσια αυτής της μελέτης δίνεται περισσότερη βάση στις σχετικές μεταβολές που προκύπτουν διαχρονικά και όχι στον εξωτερικό προσανατολισμό των λήψεων, για αυτό και δεν παρέχονται στοιχεία για την ακρίβεια της θέσης των περιοχών μελέτης.

Αποφεύγεται η χρήση λήψεων με γωνίες μεγαλύτερες των 8.5ᵒ λόγω μεγάλων παραμορφώσεων που προκύπτουν σε τέτοιες γωνίες ιδιαίτερα στην περίπτωση υψηλών κορυφών με σκίαση. Για την μέτρηση εδαφικών μετακινήσεων χρησιμοποιούνται διαχρονικές ορθοφωτογραφίες (προκύπτουν από την επεξεργασία των στερεοσκοπικών λήψεων). Για την αποφυγή παραμορφώσεων το σύνολο των λήψεων (κατακόρυφες, οπίσθιες διαχρονικά) υπόκεινται επεξεργασία σαν 1 δέσμη εικόνων. Οι μετακινήσεις εικονοστοιχείων ή στοιχείων της επιφάνειας μεταξύ των διαχρονικών ορθοφωτογραφιών πραγματοποιούνται με διπλή (σε x και y) διασυμμεταβλητότητα. Για την επίτευξη ακρίβειας σε επίπεδο μικρότερο του εικονοστοιχείου το τελικό επίπεδο μελέτης προκύπτει από κυβική παρεμβολή της αρχικής εικόνας με ανάλυση περίπου το ½ της αρχικής (τελική ακρίβεια της τάξης των 7-15m – ½ με 1 pixel).

Για μελέτες υψηλής ακρίβειας μελετώνται ψηφιοποιημένες αεροφωτογραφίες (ψηφιοποίηση ανάλυσης 30μm) κλίμακας μεταξύ 1/6000 και 1./30.000. Ανάλογα με τοις δορυφορικές λήψεις αναμένεται ακρίβεια της τάξης του 1 pixel για τα DEM, ακρίβεια η οποία ωστόσο δεν ισχύει για περιοχές με μικρές ή ανύπαρκτες διαφοροποιήσεις στην κάλυψη, όπως χιονοσκεπείς εκτάσεις. Πάλι οι αλλαγές στο πάχος του μελετώμενου εδάφους προκύπτουν σαν διαφορές διαχρονικών DEM. Γίνεται αναφορά στο λογισμικό CIAS το οποίο χρησιμοποιείται για μετρήσεις μετακινήσεων εδαφών μέσω διαχρονικών λήψεων.

Η πρώτη από τις τρεις μελετούμενες περιπτώσεις είναι η περίπτωση του παγετώνα Tasman στην Νέα Ζηλανδία. Με την χρήση λήψεων του συστήματος ASTER από τον Απρίλιο του 2000 και του 2001. Για την αποφυγή παραμορφώσεων που σχετίζονται με λάθη στον εξωτερικό προσανατολισμό των λήψεων μελετήθηκε τμηματικά η περιοχή ενδιαφέροντος. Προέκυψαν ταχύτητες πάγου της τάξης των 230m/y στην κορυφή του παγετώνα οι οποίες φτάνουν σχεδόν να μηδενιστούν στην μέση του. Εκεί εντοπίζεται η εισροή του παγετώνα Hochstetter από τα δυτικά με ταχύτητα 250m/y και οι ταχύτητες από εκεί μειώνονται προς την κατεύθυνση της παγετωνικής λίμνης και της τελικής μοραίνας υποδηλώνοντας περιοχές χωρίς πάγο ή τμήματα πάγου που αποκόπηκαν από τον παγετώνα. Οι ταχύτητες που μετρήθηκαν συγκρίνονται με ταχύτητες παρελθουσών μετρήσεων πεδίου διεγείροντας ερωτηματικά για την ύπαρξη γενικότερης αλλαγής στις ταχύτητες κίνησης του πάγου ή για διεποχικές αλλαγές καθώς οι μετρήσεις πεδίου αφορούν την περίοδο Μάιο – Δεκέμβριο του 1986. Τέλος αναφέρεται η υποχώρηση του μετώπου του παγετώνα σε έκταση 130m στο διάστημα μεταξύ 2000 και 2001.

Στο επόμενο κεφάλαιο μελετάται η κύλιση μόνιμα παγωμένου εδάφους (με κάποιο περιεχόμενο πάγου) γνωστό και ως κροκαλοπαγετώνας, τυπικού για ξηρά και κρύα βουνά. Σε αυτή την περίπτωση οι ταχύτητες κύλισης αντιστοιχίζονται σε μεγέθη του 1cm/y – 1m/y και τα μεγέθη των μελετώμενων μορφών αντιστοιχίζονται σε μερικές εκατοντάδες μέτρα, κάνοντας τα φαινόμενα να περνούν απαρατήρητα σε δορυφορικές εικόνες. Έτσι στην περίπτωση αυτή (κροκαλοπαγετώνας Muragl στις Ελβετικές Άλπεις) μελετώνται αεροφωτογραφίες με κλίμακα 1/7000 μεταξύ των ετών 1981 και 1994. Στην προκειμένη περίπτωση από την σύγκριση των διαχρονικών DEM προέκυψαν μειώσεις στα υψόμετρα εδάφους της τάξης των 0,5m/y στις ζώνες των αιώνιων χιονοσκεπασμάτων στα ψηλότερα τμήματα του κροκαλοπαγετώνα και αυξήσεις της τάξης των 0,1m/y στις αποθέσεις στα κατώτερα τμήματα του. Αναφέρεται επίσης ταχύτητα κίνησης του κροκαλοπαγετώνα της τάξης των 0,5m/y με μέγιστη ταχύτητα στο μεσαίο – πιο απότομο - τμήμα της περιοχής που καταλαμβάνει. Οι μετρήσεις αυτές δίνονται με ακρίβεια της τάξης των 0,015m/y RMS. Τέλος από την παρατήρηση των κινήσεων προκύπτει μία μεταφορά πιέσεων η οποία υποδεικνύει την ύπαρξη πάγου μέσα στο μελετούμενο σώμα που δρα σαν συνδετικό υλικό και κάνει το σώμα να συμπεριφέρεται σαν ένα σύνολο στην κατηφορική κίνησή του.

Στο τελευταίο κεφάλαιο μελετώνται κατολισθήσεις βράχων χωρίς σημαντικό περιεχόμενο πάγου ο οποίος θα μπορούσε να μετριάσει τις ταχύτητες συνδέοντας τα επιμέρους κομμάτια βράχων μεταξύ τους. Στην προκειμένη περίπτωση προκύπτει καταστροφή του αναγλύφου μεταξύ των διαχρονικών λήψεων η οποία μπορεί να προκαλέσει προβλήματα στην σύγκριση των διαχρονικών εικόνων. Αναφέρεται ακόμη η ανάμειξη των κατολισθήσεων σε άλλους κινδύνους πέραν του άμεσου καθώς θα μπορούσαν να φράξουν την ροή κάποιου ρέματος δημιουργώντας έτσι πλημμύρες σε περιοχές ανθρώπινης δραστηριοποίησης. Η μελέτη αυτής της περίπτωσης αφορά την περιοχή των ελβετικών Άλπεων και συγκεκριμένα την γλώσσα του παγετώνα Aletsch. Εδώ DEM από αεροφωτογραφίες κλίμακας 1/10.000 από τα έτη 1976 και 1995 δείχνουν αλλαγές στο έδαφος πάχους μέχρι 2m. Η βασική αιτία του φαινομένου είναι η υποχώρηση του παγετώνα από τα τέλη της Μικρής Παγετώδους Περιόδου (περίπου 1850) η οποία προκάλεσε απώλεια πάγου σε πάχος 200-300m στην περιοχή μελέτης. Η απώλεια του πάγου οδήγησε στην αλλαγή της εσωτερικής δομής των υλικών και στην αποσταθεροποίησή τους.

Εν κατακλείδι ο συγγραφέας αναφέρει την εν γένει χρησιμότητα των ψηφιακών φωτογραμμετρικών μεθόδων για την μελέτη αλλαγών στο έδαφος υψηλών ορέων. Αναφέρει την ιδιαιτερότητα του ορεινού εδάφους σαν βασικό περιοριστικό παράγοντα για την βελτίωση της ακρίβειας των μετρήσεων αυτών. Αναφέρεται επίσης η σημαντικότητα της μελέτης των μετακινήσεων αυτών καθώς η μελέτη της μετακίνησης παγετώνων με ηλικία χιλιετιών μπορεί να δώσει στοιχεία για την κλιματική αλλαγή. Οι λόγοι που δεν αναμένεται στο άμεσο μέλλον να εντατικοποιηθούν οι μελέτες με την βοήθεια δορυφόρων είναι η ακρίβεια των δεδομένων, η περιορισμένη πρόσβαση σε στερεοσκοπικά δεδομένα μεγάλης χωρικής ανάλυσης και η δυσκολία στην απόκτηση επαρκών σημείων ελέγχου εδάφους (GCPs).

[Andreas Kaab, Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air- and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 57 (2002) 39– 52]

[[category:Χαρτογράφηση γεωμορφών και ανάλυση τοπίου μέσω γεωμορφομετρικών παραμέτρων]]

Orthophoto generation using IKONOS imagery and high-resolution DEM: a case study on volcanic hazard monitoring of Nisyros Island (Greece)

2018-03-02T20:57:04Z

Santafer:

Στο άρθρο αυτό περιγράφεται η δημιουργία ορθοφωτογραφιών και ψηφιακού μοντέλου υψομέτρων (DEM) για την ηφαιστειακή νήσο Νίσυρο από δορυφορικές λήψεις “Geo Image” του δορυφόρου IKONOS. Η διαδικασία αυτή πραγματοποιήθηκε μέσω της ορθοαναγωγής δορυφορικών λήψεων που είχαν προηγουμένως ενισχυθεί χωρικά (τελική ανάλυση προϊόντος 1m) με την παρεμβολή πληροφορίας του παγχρωματικού καναλιού στα μικρότερης χωρικής ανάλυσης κανάλια του δορυφόρου. Το ψηφιακό μοντέλο υψομέτρων (DEM) που προέκυψε είχε μέγεθος κελιού 2m και μέσο τετραγωνικό σφάλμα 3,5m ενώ χρησιμοποιήθηκαν 38 σημεία ελέγχου στο έδαφος (GCPs). Εφαρμόστηκαν 2 μέθοδοι μετασχηματισμού για την αντιστοίχιση συντεταγμένων στα εικονοστοιχεία της εικόνας των οποίων ακρίβεια εκτιμήθηκε χρησιμοποιώντας τα GCPs σαν σημεία ελέγχου. Η ορθοφωτογραφία και το ψηφιακό μοντέλο υψομέτρων λειτούργησαν σαν βάση για περαιτέρω χαρτογραφήσεις και οπτικοποιήσεις, στα πλαίσια του έργου της ευρωπαϊκής ένωσης GEOWARN για παρακολούθηση, ενημέρωση και σχεδιασμό έκτακτης ανάγκης για περιοχές με ενεργή ηφαιστειότητα.

Στις εισαγωγικές παραγράφους γίνεται αναφορά στην ηφαιστειότητα της Νισύρου στα πλαίσια του Ελληνικού Ηφαιστειακού Νησιωτικού Τόξου καθώς και στους κινδύνους που τα ενεργά ηφαίστεια ενέχουν για τους κατοίκους της ευρύτερης περιοχής τους. Έτσι παρουσιάζονται τα πλαίσια μέσα στα οποία προέκυψε η διεπιστημονική συνεργασία του ευρωπαϊκού έργου GEOWARN. Για τις ανάγκες του συγκεκριμένου έργου χρησιμοποιήθηκαν δεδομένα δορυφορικών λήψεων, μετρήσεις βάσεων με GPS, Διαφορικής συμβολομετρίας Radar, σεισμικής δραστηριότητας, μέτρησης αερίων ηφαιστειογενούς προέλευσης και μέτρησης υδροθερμικών χαρακτηριστικών του νερού. Τα τηλεπισκοπικά δεδομένα περιλαμβάνουν εικόνες από τον δορυφόρο IKONOS, θερμικές εικόνες του LANDSAT 7 TM και ETM+, εικόνες του δορυφόρου ASTER και διαφορικής συμβολομετρίας RADAR από τον ERS για μελέτη παραμορφώσεων.

Ένας από τους βασικούς σκοπούς του προγράμματος είναι η αναβάθμιση του 1:5000 τοπογραφικού χάρτη ο οποίος δημιουργήθηκε το 1982-83 χωρίς ιδιαίτερο χαρτογραφικό επανασχεδιασμό από τις αρχικές αεροφωτογραφίες. Ο νέος χάρτης δημιουργήθηκε με κλίμακα 1:10.000 και περιλαμβάνει ενημερωμένα τοπογραφικά χαρακτηριστικά (δρόμους, κτίρια και χρήσεις γης με υποκατηγορίες για καθένα από αυτά). Η μέθοδος της ορθοαναγωγής γεωαναφερμένων δορυφορικών φωτογραφιών δίνει δυνατότητες τόσο στην ενημέρωση τοπογραφικών χαρτών, όσο και στην χαρτογράφηση ακριβείας, ειδικά όταν πρόκειται για εικόνα με διακριτική ικανότητα 1 μέτρου.

Οι εικόνες του δορυφόρου IKONOS έχουν 1m χωρική ανάλυση στο παγχρωματικό κανάλι και 4m στα κανάλια Μπλε, Πράσινο Κόκκινο και Υπέρυθρο, ενώ δίνεται η δυνατότητα να βελτιωθεί η ανάλυση των τριών ζητούμενων καναλιών με παρεμβολή της πληροφορίας του παγχρωματικού καναλιού. Πρόκειται για δεδομένα ραδιομετρικής ανάλυσης 11-bit (αν και στην πραγματικότητα το εύρος είναι αρκετά μικρότερο). Ο συγκεκριμένος δορυφόρος δίνει την δυνατότητα λήψεων σε οποιαδήποτε γωνία – συνήθως μικρότερη των 45ᵒ από την κατακόρυφο. Οι εικόνες που χρησιμοποιήθηκαν για αυτή την εφαρμογή ανήκουν στην κατηγορία Geo και είναι τα φθηνότερα προϊόντα του δορυφόρου αυτού και προκύπτουν από μετασχηματισμό της λήψης σε μία χαρτογραφική προβολή με ορισμένο ελλειψοειδές αναφοράς με την χρήση δικυβικής παρεμβολής. Η έκταση που καλύπτει η κάθε λήψη αντιστοιχεί σε μία έκταση 9.5x9.7km περίπου.

Το ιδιαίτερο χαρακτηριστικό της πρώτης λήψης είναι ότι ο δορυφόρος βρέθηκε μεταξύ γης και ήλιου με αποτέλεσμα οι σκιές να συμπίπτουν σχεδόν με τις περιοχές που δεν μπορεί να δείξει η λήψη. Ακόμη αναφέρεται ότι η λήψη αυτή είχε μία νεφοκάλυψη της τάξης του 10% και αρκετά καλές ατμοσφαιρικές συνθήκες συνολικά. Στην εικόνα εφαρμόστηκε ένα φίλτρο επανάκτησης (Modulation Transfer Function Compensation). Αναφέρεται ακόμη ότι το νησί χαρακτηρίζεται από μια Καλντέρα υψομέτρου 200-300m, μέγιστο υψόμετρο 700m, λιγοστούς οικισμούς και ασφάλτινους δρόμους και σχετικά αραιή βλάστηση από θάμνους και δέντρα.

Τα κανάλια που χρησιμοποιήθηκαν (Πράσινο, Κόκκινο και Εγγύς Υπέρυθρο) υπέστησαν γραμμική μείωση της ραδιομετρικής τους ανάλυσης σε 8-bit (0-255) εν όψει της περαιτέρω επεξεργασίας τους. Αναφέρονται ποσοστά 30, 40 και 60% για τα αξιοποιήσιμα εύρη των καναλιών ενώ το εγγύς υπέρυθρο κανάλι αναφέρεται σαν αυτό με την περισσότερη πληροφορία.
Οι συντεταγμένες των σημείων ελέγχου στο έδαφος προσδιορίστηκαν με μετρήσεις βάσεων GPS με σημείο αναφοράς το κολωνάκι του γεωδαιτικού δικτύου πρώτης τάξης που βρίσκεται στην Κω. Η ακρίβεια που προέκυψε για τα μετρημένα σημεία είναι της τάξης των 1-3mm για την οριζοντιογραφία και 2-5mm για το υψόμετρο. Με την βοήθεια του λογισμικού ERDAS προσδιορίστηκαν οι συντεταγμένες των GCPs στο έδαφος με μέση ακρίβεια 1 pixel.

Για τις ανάγκες του ψηφιακού μοντέλου υψομέτρων (DEM) συλλέχθηκαν δεδομένα από τις ισοϋψείς καμπύλες του τοπογραφικού χάρτη, τα τριγωνομετρικά σημεία του νησιού, το υδρογραφικό δίκτυο κλπ. Τα στοιχεία αυτά εισήχθηκαν στο λογισμικό ArcInfo / ArcView μετά από σάρωση με διακριτική ικανότητα 254 dpi και γεωαναφορά στο Ελληνικό Γεωδαιτικό Σύστημα Αναφοράς (ΕΓΣΑ87). Στην διαδικασία της γεωαναφοράς αναφέρεται μέσο τετραγωνικό σφάλμα 0.6m. Με την παρεμβολή ορισμένων ακόμη υψομετρικών σημείων, κάποιες διορθώσεις στην κατεύθυνση του υδρογραφικού δικτύου και την εμφάνιση ενός επιπέδου μηδενικού υψομέτρου στην θάλασσα ολοκληρώθηκαν οι προετοιμασίες για την δημιουργία του DEM το οποίο προέκυψε να απέχει μεταξύ 0.2 και 1m από τις τιμές των ισοϋψών του τοπογραφικού χάρτη.

Στην διαδικασία της ορθοαναγωγής χρησιμοποιήθηκαν 2 μέθοδοι: μία με πολυωνυμικές εξισώσεις 14 αγνώστων για να περιγραφούν τα άγνωστα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισμού των λήψεων και μία με αφινικό μετασχηματισμό (9 άγνωστες παράμετροι) συνδυασμένο με διόρθωση αναγλύφου. Και στις δύο περιπτώσεις, εκκινώντας από το DEM, χρησιμοποιήθηκαν οι κόμβοι σαν σταθερά σημεία για την διγραμμική παρεμβολή όλων των ενδιάμεσων σημείων. Η διαδικασία αυτή πραγματοποιήθηκε για κάθε κανάλι χωριστά. Στο κάθε κανάλι εφαρμόστηκε ένα φίλτρο χαμηλής διέλευσης για την ελάττωση του θορύβου, ενώ μετά από ανάλυση προσδιορίστηκαν καλύτερες ραδιομετρικές βελτιώσεις για τα κανάλια της εικόνας.

Με μέτρο εκτίμησης τα GCPs προσδιορίστηκε η ακρίβεια της κάθε προσέγγισης, και προέκυψε με σημαντική διαφορά ακριβέστερη και οικονομικότερη η προσέγγιση του αφινικού μετασχηματισμού με διόρθωση αναγλύφου.

Στις επόμενες προσπάθειες της ερευνητικής ομάδας αναφέρεται η δημιουργία ψηφιακού μοντέλου επιφανείας (DSM) με ενθαρρυντικά αρχικά αποτελέσματα. Στις δυνατότητες της ορθοφωτογραφίας αναφέρεται η χρήση της σαν χαρτογραφικό υπόβαθρο στην μελέτη μικρομετακινήσεων, καθώς και για την μελέτη γεωθερμικών, γεωχημικών και άλλων μετρήσεων σε χαρτογραφικό περιβάλλον. Τέλος στις δυνατότητες αξιοποίησης ορθοφωτο-χαρτών προστίθενται στα προαναφερθέντα απεικονίσεις τοπογραφικών, τεκτονικών, γεωλογικών και γεωμορφολογικών στοιχείων καθώς και στοιχείων χρήσεων γης.

[S. Vassilopoulou, L. Hurni, V. Dietrich, E. Baltsavias, M. Pateraki, E. Lagios, I. Parcharidis, Orthophoto generation using IKONOS imagery and high-resolution DEM: a case study on volcanic hazard monitoring of Nisyros Island (Greece), ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 57 (2002)

[[category:Χαρτογράφηση γεωμορφών και ανάλυση τοπίου μέσω γεωμορφομετρικών παραμέτρων]]

Creating the Virtual Eiger North Face

2018-03-02T20:56:40Z

Santafer:

Το άρθρο αυτό περιγράφει την δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου για την βόρεια όψη του όρους Eiger με την χρήση μεθόδων τηλεπισκόπησης και φωτογραμμετρίας. Σκοπός της περιγραφόμενης εργασίας είναι η δημιουργία ενός μοντέλου τρισδιάστατης απεικόνισης μιας από τις πιο διάσημες ορθοπλαγιές του κόσμου, με την δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σε γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα με εφαρμογές – αρχικά – αλπινιστικού και τουριστικού ενδιαφέροντος. Το μοντέλο αυτό πρόκειται να συμπεριληφθεί αργότερα σε ένα χαμηλότερης ακρίβειας συνθετικό μοντέλο εδάφους της περιφέρειας Eiger – Moench – Jungfrau, το οποίο δημιουργήθηκε από συνδυασμό ψηφιακού μοντέλου εδάφους και δορυφορικών λήψεων.

Το μοντέλο αυτό ανήκει σε μία ειδική κατηγορία μοντέλων εδάφους, τα Steep Slope Models (SSM, Μοντέλο Απότομης Πλαγιάς) όπου επιλέγεται σαν επίπεδο αναφοράς στην απεικόνιση το κατακόρυφο αντί του οριζοντίου. Αυτό συμβαίνει επειδή για πλαγιές με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους με επίπεδο αναφοράς το οριζόντιο δεν μπορεί να απεικονίσει το έδαφος επαρκώς, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας απλώνεται σε κατακόρυφη διεύθυνση (σε αντίθεση με πλαγιές των οποίων η κλίση είναι μικρότερη των 45ᵒ).

Για την δημιουργία του SSM χρησιμοποιήθηκε ένα ζεύγος κεκλιμένων έγχρωμων αεροφωτογραφιών. Από αυτές προέκυψαν ένα ψηφιακό μοντέλο της όψης με πλέγμα μεγέθους 3.7 μέτρων και μία ορθοφωτογραφία με ανάλυση 0.25 μέτρων.

Το όρος Eiger (3970μ.) βρίσκεται στην Ελβετία, νότια του τουριστικού χωριού Grindelwald, στο Καντόνι Berner Oberland. Η βόρεια όψη του είναι μία βράχινη όψη με μέση κλίση 60ᵒ και στις κοινωνίες των αλπινιστών είναι γνωστή σαν το πιο διάσημο αναρριχητικό πεδίο παγκοσμίως. Η πρώτη επιτυχής ανάβαση της πλευράς αυτής πραγματοποιήθηκε το 1938 από ομάδα 4 αναρριχητών μετά από προσπάθεια 4 ημερών. Το 1961 καταγράφηκε η πρώτη χειμερινή ανάβαση της. Από τα άτομα που προσπάθησαν να αναρριχηθούν στην βόρεια πλευρά του Eiger μεταξύ 1935 και 1991, 51 έχουν χάσει την ζωή στην προσπάθεια αυτή.

Όπως προαναφέρθηκε προβολές εγκάρσιες ή κεκλιμένες είναι προτιμότερες για την απεικόνιση της επιφάνειας πλαγιών με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ, αντί μίας κατακόρυφης προβολής (όπου επίπεδο αναφοράς είναι το οριζόντιο). Η ουσία του προβλήματος δεν έγκειται στην κατακόρυφη προβολή καθεαυτή αλλά στην αντιστοίχιση υψομέτρων σε δισδιάστατο χάρτη (2.5D) αντί της ολοκληρωμένης τρισδιάστατης προσέγγισης του υπό μελέτη αντικειμένου.

Οι αεροφωτογραφίες του όρους Eiger που χρησιμοποιήθηκαν λήφθηκαν τον Αύγουστο του 1977 με μία φωτογραφική μηχανή WILD RC 10, σε γωνία 58.5ᵒ από την κατακόρυφο. Τα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισμού λήφθηκαν από το Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής. Για τον εξωτερικό προσανατολισμό των λήψεων χρησιμοποιήθηκαν 8 σημεία ελέγχου στο έδαφος (GCPs), τα οποία ήταν δυνατόν να προσδιοριστούν με ακρίβεια 10-15 εκατοστών. Τα προβλήματα τα σχετικά με τις λήψεις που αναφέρονται είναι η έντονη για την εποχή χιονοκάλυψη και παγοκάλυψη στο ορογενές καθώς και η έντονη σκίαση (λόγω αναγλύφου) που επικρατούσε στο βουνό την ώρα της λήψης.

Υπήρξαν ορισμένοι λόγοι οι οποίοι οδήγησαν στην δημιουργία ενός συστήματος αναφοράς για το μοντέλο στο οποίο αργότερα μετατράπηκαν τα δεδομένα. Οι λόγοι αυτοί περιλαμβάνουν την μη παραλληλότητα του επιπέδου λήψης της φωτογραφίας με το επίπεδο x-y της επιθυμητής προβολής και την συνθήκη επικάλυψης σημείων της εικόνας με αποτέλεσμα στις ίδιες συντεταγμένες x,y να αντιστοιχίζονται 2 ή περισσότερα σημεία με διαφορετικά υψόμετρα (κρυμμένες πλευρές). Δημιουργήθηκε λοιπόν το σύστημα Model 2000 System στο οποίο το επίπεδο x-y είναι σχεδόν παράλληλο με το επίπεδο λήψης των αεροφωτογραφιών, ενώ στις συντεταγμένες των GCPs υπήρξε μετατόπιση κατά 2000 ούτως ώστε όλες οι τιμές να είναι θετικές (απαραίτητη προϋπόθεση για την σωστή λειτουργία του Στερεοαναγωγέα). Κατά την διαδικασία του χωρικού 3d μετασχηματισμού, η ορθογωνικότητα του πίνακα στροφής διευκόλυνε σημαντικά την διαδικασία της μετατροπής των συντεταγμένων.

Η δημιουργία του στερεομοντέλου πραγματοποιήθηκε μέσω του προγράμματος PHODIS στα ακόλουθα βήματα:

• δημιουργία πυραμίδων

• εσωτερικός προσανατολισμός (στοιχεία από Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής)

• εξωτερικός προσανατολισμός

1. σχετικός προσανατολισμός (εντοπισμός ομόλογων σημείων)
2. απόλυτος προσανατολισμός (χρήση GCPs)

• Εξάλειψη Py παράλλαξης

Μετά και την εξάλειψη της Py παράλλαξης ήταν δυνατή η στερεοσκοπική παρατήρηση των εικόνων και η εξαγωγή μετρητικής πληροφορίας υψομέτρων. Για τη αποφυγή του συνολικού χειροκίνητου υπολογισμού υψομέτρων για ολόκληρο το ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DTM), προσδιορίστηκαν 799 γραμμές με 8500 σημεία, τα οποία αποτέλεσαν την βάση για την περαιτέρω αυτόματο υπολογισμό του DTM. Σύμφωνα με το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε η ακρίβεια του προσδιορισμού των υψομέτρων κυμαίνεται μεταξύ 0.01% και 0.03% του ύψους πτήσης, πράγμα που συνεπάγεται ακρίβεια μεταξύ 0.26 και 0.78 μέτρων, για ύψος πτήσης 2600 μέτρων πάνω από την κορυφή.

Με το ίδιο λογισμικό πραγματοποιήθηκε και η δημιουργία ορθοφωτογραφίας για την μία από τις 2 αρχικές λήψεις με την χρήση της έμμεσης μεθόδου της αριθμητικής ορθοαναγωγής. Το αποτέλεσμα ήταν μία ορθοανηγμένη εικόνα (εικόνα που τροποποιείται έτσι ώστε να έχει σταθερή κλίμακα κάθε σημείο της) με χωρική ανάλυση 25 εκατοστών (αντιστοιχεί σε χάρτη κλίμακας 1:10.000). Λόγω σφαλμάτων που εισάγονται από την μεταβαλλόμενη απόσταση των σημείων του βουνού από την κάμερα (συνεπάγεται μεταβαλλόμενη κλίμακα) εμφανίστηκαν σφάλματα στην ορθοανηγμένη εικόνα τα οποία αντιμετωπίστηκαν με την προσαρμογή της εικόνας στο ανάγλυφο της όψης που είχε εξαχθεί νωρίτερα. Αν και το τελικό προϊόν έτσι δεν είναι «καθαρό», ωστόσο είναι ικανοποιητικής ποιότητας για τις ανάγκες που καλείται να εξυπηρετήσει.

Οι δυνατότητες που δίνουν τα τελικά αρχεία συνοψίζονται παρακάτω:

• Δυνατότητα δημιουργίας ψηφιακού τρισδιάστατου μοντέλου μέσω του λογισμικού Erdas Imagine (Virtual GIS tool) και ελεύθερη πλοήγηση σε αυτό

• Δυνατότητα οπτικοποίησης ορειβατικών ιστορικών διαδρομών και των χαρακτηριστικών τους με ενθουσιώδη αποδοχή από το ορειβατικό κοινό

Στους επόμενους στόχους της προσπάθειας περιλαμβάνεται η χρησιμοποίηση των υπαρχόντων μικρών σκιάσεων για καλύτερη απόδοση του αναγλύφου αλλά και η αφαίρεση των μεγάλων σκιάσεων από την εικόνα για την βελτίωση της εικόνας στην απεικόνιση εικονικής πραγματικότητας του Eiger. Για τις ανάγκες αυτού του στόχου θα συλλεχθούν δεδομένα υφής εδαφών, προσδιορισμού πορείας ακτίνων (ray-tracing) και συνολικών στατιστικών της εικόνας, τα οποία μπορούν να συμμετέχουν σε μία εξισορρόπηση των σκοτεινών και των φωτεινών τόνων της εικόνας για την αναπαράσταση του ορογενούς χωρίς σκιές. Ακόμη στους επόμενους στόχους περιλαμβάνεται η ένωση του καλύτερης ανάλυσης μοντέλου του όρους Eiger με το μέτριας ανάλυσης μοντέλο της ευρύτερης περιοχής. Εκεί θα χρειαστούν αλγόριθμοι απλοποίησης των ακριβέστερων δεδομένων του όρους Eiger, ενώ μελετάται η παρεμβολή τμημάτων μεγαλύτερης ακρίβειας στην απεικόνιση του συνολικού ορεινού όγκου για την βελτίωση της ποιότητας του συνόλου. Σε αυτή την περίπτωση θα χρειαστούν επίγειες φωτογραφικές αποστολές και η λεπτομέρεια στο τελικό αποτέλεσμα εξαρτάται από την διαθεσιμότητα των εξωτερικών δεδομένων. Τέλος στα μελλοντικά σχέδια περιλαμβάνεται η προσθήκη θεματικών πληροφοριών σχετικών με διαδρομές, ενώ υπολογίζεται να χρησιμεύσει σε περιπτώσεις σχεδιασμού, διάσωσης ή τουριστικού ενδιαφέροντος.

Το άρθρο κλείνει με αναφορά στην ακρίβεια του προϊόντος και στις τεχνολογικές δυσκολίες που εμποδίζουν προς το παρόν την περαιτέρω βελτίωση της ακρίβειάς του, όπως περιορισμένης ικανότητας σαρωτές.

[Manfred Buchroithner, Creating the virtual Eiger North Face, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 57 (2002) 114– 125]

[[category:Χαρτογράφηση γεωμορφών και ανάλυση τοπίου μέσω γεωμορφομετρικών παραμέτρων]]

The use of terrestrial laser scanning in monitoring and analyses of erosion phenomena in natural and anthropogenically transformed areas

2018-03-02T20:50:04Z

Santafer:

Στο άρθρο αυτό οι συγγραφείς περιγράφουν 3 περιπτώσεις μετρήσεων με χρήση επίγειων συστημάτων σάρωσης ακτίνων laser (TLS). Πρόκειται για τρεις περιπτώσεις όπου μελετούνταν οι αλλαγές στο ανάγλυφο του εδάφους και φαινόμενα διάβρωσης μέσω διαφορικών μετρήσεων, δηλαδή διαχρονικής σύγκρισης απεικονίσεων του αναγλύφου των περιοχών μελέτης.

Για την μελέτη της διάβρωσης κρίνεται απαραίτητη η γνώση της έντασης της διαδικασίας, της ποσότητας του διαβρωμένου υλικού καθώς και των ακριβών θέσεων όπου πραγματοποιείται η διάβρωση από το σύνολο της περιοχής μελέτης.

Οι παραδοσιακές τοπογραφικές προσεγγίσεις για την μελέτη τέτοιων φαινομένων περιλαμβάνουν περιορισμένες μετρήσεις υψομέτρων, σημειακά, με την χρήση χωροβάτη, που οδηγούν στην δημιουργία τρισδιάστατων μοντέλων μέσω παρεμβολής με αποτέλεσμα των μετριασμό των ιδιαιτεροτήτων του εδάφους, οπότε χάνεται σημαντική πληροφορία για την πραγματική κατάσταση, ενώ παράλληλα από τον μεγάλο αριθμό μετρήσεων εισάγονται σημαντικές πιθανότητες σφάλματος ενώ υπάρχει μεγάλη απαίτηση σε χρόνο και εργασία.

Για την μέτρηση των ποσοτήτων των διαβρωμένων πετρωμάτων σε θέση κατάντι της περιοχής μελέτης χρησιμοποιούνται παγίδες ιζημάτων, οι οποίες αν και δίνουν σημαντική πληροφορία για την ποιότητα και την ποσότητα των ιζημάτων, καθιστούν την περιοχή μελέτης αχρησιμοποίητη λόγω της τοποθέτησής τους. Αυτό μπορεί να είναι σημαντικά αρνητικό στοιχείο όταν μελετάται περιοχή όπου η ανθρωπογενής επίδραση είναι βασικός παράγοντας της διάβρωσης και για την περίοδο μελέτης διακόπτεται η χρήση της εν λόγω περιοχής.

Στα στοιχεία ενδιαφέροντος ανάλογων μελετών αναφέρονται η σύνδεση της βροχόπτωσης με την ένταση και την ποσότητα της διάβρωσης καθώς και η επίδραση της τοπογραφίας και της βλάστησης στην διάβρωση. Αναφέρεται ότι TLS μέθοδοι έχουν εφαρμοστεί σε μελέτες επιφανειακών απορροών σε δασικούς δρόμους, επίδρασης εκτεθειμένων ριζών στην επιφανειακή διάβρωση και διάβρωσης σε αυλάκια πλούσιων σε οργανικό υλικό δασών.

Για τις ανάγκες της μελέτης χρησιμοποιήθηκε ένας Παλμικός Σαρωτής Laser (Pulse Laser Scanner – Leica ScanStation 2) ο οποίος κρίνεται ως πιο αξιόπιστος από τον σαρωτή φάσης (Phase Laser Scanner) λόγω μεγαλύτερης εμβέλειας και μικρότερου περιεχόμενου θορύβου στις μετρήσεις.

Η γενικότερη μεθοδολογία περιλαμβάνει την λήψη ενός νέφους σημείων (point cloud) το οποίο εν συνεχεία φιλτράρεται για την συγκράτηση των χαμηλότερων σημείων του νέφους – δηλαδή του εδάφους (εδώ χρησιμοποιείται ο ενεργός αλγόριθμος TIN της Terrascan). Ακολούθως μετά από μείωση του θορύβου γίνεται ανάλυση του νέφους με την χρήση του γεωστατιστικού εργαλείου Surfer. Με παρεμβολή (με την χρήση της μεθόδου Kriging) εξάγονται ψηφιακά μοντέλα εδάφους (DTM) για διαφορετικές εποχές μετρήσεων. Από την διαφορά των επιμέρους DTMs προκύπτει ένα μοντέλο διαφορών (όπου παρατηρείται και το μέγεθός και η έκτασή τους) στο ανάγλυφο, ενώ με ενδελεχή ανάλυση μπορούν να προκύψουν δεδομένα για την ένταση των διαβρωτικών φαινομένων.

Στην πρώτη περίπτωση μελετάται η διάβρωση σε έναν στενό δασικό δρόμο που χρησιμοποιείται κυρίως από οχήματα υλοτομίας. Πρόκειται για μία περιοχή στα όρη Izera στην Πολωνία. Αναφέρεται η συνεισφορά της συμπίεσης και απογύμνωσης του εδάφους στην αυξημένη διάβρωση, ενώ από την άλλη αναφέρεται η σημαντικότητα της διάνοιξης αυτών των οδών για την διαχείριση του δάσους. Η περιοχή αυτή μελετήθηκε από το τέλος της υλοτομικής περιόδου και μέχρι την αρχή της επόμενης.

Οι μετρήσεις έγιναν τους μήνες Ιούνιο, Αύγουστο και Νοέμβριο. Με ακρίβεια μετρήσεων 3mm έγιναν μετρήσεις σε πλέγμα διαστάσεων 3x4mm και σε απόσταση 10m. Αναφέρεται μέση πυκνότητα σημείων περίπου 33,000 σημείων/m2. Το πλέγμα που δημιουργήθηκε μέσω παρεμβολής στο λογισμικό Surfer έχει διαστάσεις 1x1cm. Προσδιορίσθηκαν από την ανάλυση θέσεις διάβρωσης και θέσεις απόθεσης. Στο μελετούμενο τμήμα μεγέθους 131 m2 αναφέρονται αλλαγές στο έδαφος λόγω διάβρωσης στο 33% της περιοχής μελέτης για την πρώτη περίοδο και 38% για την δεύτερη. Οι διαδρομές του νερού (νεροφαγιές) συγκεντρώνονται στα χνάρια από τις ρόδες των οχημάτων (βάθους 1-10cm) ενώ το υψόμετρο του συνολικού τοπίου μειώθηκε κατά 15cm. Αναφέρεται επίσης έντονη διάβρωση στα απότομα πρανή που προέκυψαν από την διάνοιξη του δρόμου. Τέλος αναφέρεται μία εκτίμηση της τάξης των 0.9m3 για την ποσότητα των διαβρωμένων υλικών, ισομοιρασμένη στις 2 περιόδους.

Η δεύτερη περιοχή μελέτης εντοπίζεται σε πρανές ορύγματος σιδηροδρομικού δικτύου στην περιοχή Mazurowice της Πολωνίας, στο οποίο εμφανίστηκε κατολίσθηση και έπειτα πραγματοποιήθηκαν εργασίες σταθεροποίησης. Από μελέτη γεωλογικών «καρότων» προκύπτουν τα ακόλουθα: τα πρώτα 2,3m του πρανούς αποτελούνται από υλικά αναχώματος, μέχρι τα 4,3m ακολουθούν αμμώδη εδάφη, ενώ χαμηλότερα εντοπίζονται άργιλοι του τριτογενούς. Προσδιορίστηκε ακόμη το κολλούβιο της κατολίσθησης καθώς και η κατεύθυνση της απορροής των υδάτων.

Εδώ οι 2 περίοδοι μετρήσεων απείχαν ένα χρόνο περίπου. Με προβολή στο ίδιο σύστημα αναφοράς των 2 νεφών σημείων και επικάλυψη των 2 μοντέλων προέκυψε το μοντέλο διαφορών το οποίο μελετήθηκε. Η ανάλυση έγινε σε 2 επίπεδα αναφοράς, αυτό του σαρωτή και αυτό του αντικειμένου (πρανούς). Ο σκοπός της δεύτερης προσέγγισης ήταν η βελτίωση της ακρίβειας μέσω καλύτερης παρεμβολής σε συνδυασμό με την επέκταση της επιφάνειας του αντικειμένου. Και στις δύο περιπτώσεις τα αποτελέσματα δείχνουν παραμορφώσεις που πιθανότατα σχετίζονται με διαβρωτικές διεργασίες κυρίως στο ανώτερο τμήμα του πρανούς που αποτελείται από αμμώδη υλικά τα οποία αποτέθηκαν στο ψηλότερο πατάρι της κατασκευής. Στην περίπτωση της αναφοράς των μετρήσεων στο επίπεδο του πρανούς αναφέρεται ο εντοπισμός 12% επιπλέον διαβρωτικών φαινομένων.

Η τρίτη μελέτη επικεντρώνεται στην περιοχή του οικισμού Janowiec στην Πολωνία όπου το καλοκαίρι του 1997 συνέβη κατολίσθηση σε πλαγιά του όρους Kurzyniec.
Λασπόλιθοι, άργιλοι και αμμόλιθοι του Τεταρτογενούς αναφέρεται ότι απαρτίζουν τα πετρώματα της περιοχής της κατολίσθησης. Στο μέτωπο της κατολίσθησης εντοπίζονται κυρίως φυλλοβόλα δέντρα, ενώ στην κορυφή της βρίσκονται γεωργικές εκτάσεις. Η κατολίσθηση με έκταση 130x120m (1,1 ha) εκτείνεται σε υψόμετρα μεταξύ 295 και 225m από το επίπεδο της θάλασσας και βρίσκεται 25m ψηλότερα από το ποτάμι της περιοχής. Αναφέρεται κλίση 5% στην κορυφή η οποία αυξάνεται χαμηλότερα και φτάνει σε θέσεις 30%.

Σε αυτή την περίπτωση έγιναν σαρώσεις από πολλές διαφορετικές θέσεις με σκοπό την ακριβέστερη καταγραφή της μικρογεωμορφολογίας της περιοχής. Από το νέφος των σημείων που λήφθηκαν το 75% αφορούσε βλάστηση και το 25% αφορούσε έδαφος. Ακολούθησε η διαδικασία δημιουργίας DTM και η σύγκριση των επιμέρους DTMs μέσω μοντέλου διαφορών. Χρησιμοποιήθηκαν πάλι τα 2 συστήματα αναφοράς (σαρωτή και αντικειμένου) και προσδιορίσθηκαν οι θέσεις της εντονότερης κίνησης και ο όγκος των διαβρωμένων υλικών. Προέκυψε κοινά στα 2 συστήματα η θετική ποσότητα διαβρωμένων υλικών, η οποία σημαίνει την διόγκωση του κατώτερου τμήματος της κατολίσθησης. Η ιδιαιτερότητα του συστήματος αναφοράς του αντικειμένου προσδιορίσθηκε ότι είναι η καλύτερη προσέγγιση του συνόλου των μετακινήσεων, και ιδιαίτερα των κατακόρυφων, καθώς η κατεύθυνση των μετακινήσεων είναι περισσότερο παράλληλη στον κατακόρυφο άξονα του συστήματος αναφοράς. Με βάση αυτά αναφέρεται ότι το σύστημα αναφοράς του αντικειμένου απέδωσε 44% παραπάνω παραμορφώσεις.

Στα συμπεράσματα του άρθρου τονίζεται η ευκολία, η ταχύτητα και η μεγάλη ακρίβεια που δίνουν τα συστήματα TLS σε συνδυασμό με φωτογραμμετρικά δεδομένα και με την χρήση γεωστατιστικών και GIS λογισμικών. Στις δυνατότητες των συστημάτων αυτών αναφέρεται η άμεση καταγραφή εντάσεων κατολισθήσεων καθώς και ο προσδιορισμός του όγκου των διαβρωμένων υλικών. Ακόμη αναφέρεται η χρησιμότητα της επιλογής του συστήματος αναφοράς του αντικειμένου στην βελτίωση της ακρίβειας στον προσδιορισμό της θέσης του φαινομένου και της έντασής του, ιδιαίτερα σε απότομες πλαγιές.

[Paweł B. Dąbek1, Ciechosław Patrzałek, Bartłomiej Ćmielewski and Romuald Żmuda1, The use of terrestrial laser scanning in monitoring and analyses of erosion phenomena in natural and anthropogenically transformed areas, Cogent Geoscience (2018), Geoinformatics | Research Article]

[[category:Erosion landforms]]

The use of terrestrial laser scanning in monitoring and analyses of erosion phenomena in natural and anthropogenically transformed areas

2018-03-02T20:46:18Z

Santafer: Νέα σελίδα με 'Στο άρθρο αυτό οι συγγραφείς περιγράφουν 3 περιπτώσεις μετρήσεων με χρήση επίγειων συστημάτω...'

Δεληγιάννης Βασίλης

2018-03-01T00:27:41Z

Santafer:

* [[Creating the Virtual Eiger North Face]]
* [[Orthophoto generation using IKONOS imagery and high-resolution DEM: a case study on volcanic hazard monitoring of Nisyros Island (Greece)]]
* [[Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air- and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data]]
* [[The Use of CORONA Images in Remote Sensing of Periglacial Geomorphology: An Illustration from the NE Siberian Coast]]
* [[Climate change and glacier retreat in northern Tien Shan (Kazakhstan/Kyrgyzstan) using remote sensing data]]
* [[The use of terrestrial laser scanning in monitoring and analyses of erosion phenomena in natural and anthropogenically transformed areas]]
[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο)]]

Δεληγιάννης Βασίλης

2018-02-25T21:49:19Z

Santafer:

* [[Creating the Virtual Eiger North Face]]
* [[Orthophoto generation using IKONOS imagery and high-resolution DEM: a case study on volcanic hazard monitoring of Nisyros Island (Greece)]]
* [[Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air- and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data]]
* [[The Use of CORONA Images in Remote Sensing of Periglacial Geomorphology: An Illustration from the NE Siberian Coast]]
* [[Climate change and glacier retreat in northern Tien Shan (Kazakhstan/Kyrgyzstan) using remote sensing data]]

[[category:ΔΠΜΣ "Περιβάλλον & Ανάπτυξη" (Μέτσοβο)]]

Δεληγιάννης Βασίλης

2018-02-25T21:45:47Z

Santafer: Νέα σελίδα με '* Creating the virtual Eiger North Face * [[Orthophoto generation using IKONOS imagery and high-resolution DEM: a case study on volcanic hazard monitoring of Nisyros I...'

* [[Creating the virtual Eiger North Face]]
* [[Orthophoto generation using IKONOS imagery and high-resolution DEM: a case study on volcanic hazard monitoring of Nisyros Island (Greece)]]
* [[Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air- and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data]]
* [[The Use of CORONA Images in Remote Sensing of Periglacial Geomorphology: An Illustration from the NE Siberian Coast]]
* [[Climate change and glacier retreat in northern Tien Shan (Kazakhstan/Kyrgyzstan) using remote sensing data]]

[[category:ΔΠΜΣ ]]

Climate change and glacier retreat in northern Tien Shan (Kazakhstan/Kyrgyzstan) using remote sensing data

2018-02-25T21:41:29Z

Santafer: Νέα σελίδα με 'Σε αυτό το άρθρο παρουσιάζεται η ανάλυση υετικών και θερμοκρασιακών τάσεων καθώς και μία έρε...'

The Use of CORONA Images in Remote Sensing of Periglacial Geomorphology: An Illustration from the NE Siberian Coast

2018-02-25T21:39:50Z

Santafer: Νέα σελίδα με 'Στο άρθρο αυτό μελετάται μία περιοχή στα βορειοανατολικά της Σιβηρίας, η χερσόνησος Bykovsky με ...'

Στο άρθρο αυτό μελετάται μία περιοχή στα βορειοανατολικά της Σιβηρίας, η χερσόνησος Bykovsky με την γειτνιάζουσα κοιλάδα Khorogor, για περιπαγετώδη χαρακτηριστικά με την βοήθεια τηλεπισκοπικών εικόνων του δορυφόρου CORONA. Η χαρτογράφηση και η ανάλυση της περιοχής μελέτης πραγματοποιήθηκε με την χρήση ενός Γεωγραφικού Πληροφοριακού Συστήματος (GIS) και τα χαρακτηριστικά που καταγράφηκαν περιλαμβάνουν θερμοκαρστικές υφέσεις, θερμοδιαβρωτικές κοιλάδες, θερμοδιαβρωτικές λεκάνες, θερμοκαρστικές λίμνες κ.α. Συνολικά το 50% της περιοχής μελέτης έχει υποστεί καθίζηση λόγω θερμικών παραγόντων.

Για την μελέτη περιπαγετώδων φαινομένων σε αρκτικές περιοχές έχουν χρησιμοποιηθεί στο παρελθόν κυρίως φωτογραμμετρικές μέθοδοι, ενώ πιο πρόσφατα μελέτες περιλάμβαναν χαρτογράφηση βλάστησης, αλλαγών και γενικών χαρακτηριστικών των μόνιμα παγωμένων εδαφών (Permafrost). Στο παρόν το άρθρο αυτό αναδεικνύει την δυνατότητα υποκατάστασης φωτογραμμετρικών λήψεων με υψηλής ανάλυσης λήψεις του δορυφόρου CORONA.

Για τον δορυφόρο αυτό των Συστημάτων Παρακολούθησης των Γήινων Αποθεμάτων της Γεωλογικής Υπηρεσίας των Ηνωμένων Πολιτειών (EROS - USGS) αναφέρεται η μέγιστη χωρική ανάλυση των 0.6m.

Η περιοχή μελέτης έχει έκταση 258,7 km2 και αποτελείται από 2 ξεχωριστές γεωλογικές ενότητες, την οροσειρά Karaulakh στα δυτικά (κοιλάδα Khorogor) και την πεδιάδα αποθέσεων στα ανατολικά (χερσόνησος Bykovsky). Η ζώνη Permafrost σε αυτή την περιοχή έχει βάθος 300-500m και το ενεργό τμήμα έχει πάχος μεταξύ 30-50cm. Η περιοχή μελέτης χαρακτηρίζεται από ανυψωμένες επίπεδες επιφάνειες με μέσο υψόμετρο 40m συνδυασμένες με θερμοκαρστικές υφέσεις μέχρι το επίπεδο της θαλάσσης. Η θερμική διάβρωση στις ακτές οδηγεί σε απότομους γκρεμούς ύψους μέχρι 40m.

Εργασίες πεδίου και μελέτη της υπάρχουσας βιβλιογραφίας βοήθησαν σημαντικά στην φωτοερμηνεία των γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών που απεικονίζονται στις λήψεις του δορυφόρου CORONA. Οι 2 λήψεις που χρησιμοποιήθηκαν καλύπτουν μία έκταση 5.000km2 ενώ οι περιοχές μελέτης καταλαμβάνουν μόλις το 1/3 αυτής της έκτασης. Οι λήψεις σαρώθηκαν με ανάλυση 7μm. Σε αυτές εφαρμόστηκαν σχετικές ραδιομετρικές διορθώσεις και με την λήψη σημείων σύνδεσης στις κοινές περιοχές δημιουργήθηκε ένα μωσαϊκό εικόνων. Εν συνεχεία εφαρμόστηκε μία γραμμική έκταση ιστογράμματος για την βελτίωση της οπτικής ερμηνευσιμότητας της συνολικής εικόνας. Πρόκειται για ένα παγχρωματικό κανάλι με 8bit (256 αποχρώσεις του γκρι) ανά pixel και δεδομένης της σύνδεσης των αποχρώσεων του γκρι με την ανακλαστικότητα του εδάφους είναι δυνατή η ερμηνεία των χαρακτηριστικών του εδάφους, με σκούρα χρώματα να αντιστοιχούν σε περιοχές υδατοσκεπείς ή αυξημένης υγρασίας ενώ ανοιχτά χρώματα αντιστοιχούν σε γυμνές επιφάνειες ή παγοσκεπείς εκτάσεις. Αναλόγως χρήσιμες είναι και οι σκιές ια την ερμηνεία γεωμορφολογικών χαρακτηριστικών.

Η γεωαναφορά των δορυφορικών λήψεων σε τοπογραφικό χάρτη της περιοχής (κλίμακα 1:100.000) πραγματοποιήθηκε με την χρήση 82 σημείων ελέγχου εδάφους (GCPs), με την εφαρμογή πολυωνυμικού τρίτου βαθμού και διγραμμικής παρεμβολής για την επανατιμολόγηση των εικονοστοιχείων της εικόνας. Το μέσο τετραγωνικό σφάλμα της γεωαναφοράς υπολογίζεται σε 16.86m και αποδίδεται σε κακής ποιότητας σάρωση για τον τοπογραφικό χάρτη που χρησιμοποιήθηκε και έλλειψη καλά εντοπίσιμων GCPs.

Για τις ανάγκες της μελέτης δημιουργήθηκε ένα ψηφιακό μοντέλο υψομέτρων (DEM) βασισμένο στα υψομετρικά στοιχεία του τοπογραφικού χάρτη με την χρήση του λογισμικού ArcGIS, για τον οποίο το μέσο κατακόρυφο σφάλμα υπολογίστηκε σε 0.49m . Εν συνεχεία από τα ίδια δεδομένα δημιουργήθηκε χάρτης κλίσεων και σκιασμένος χάρτης αναγλύφου οι οποίο βοήθησαν στην καλύτερη οπτική ερμηνεία των γεωμορφολογικών μορφών της παγχρωματικής εικόνας.

Ακολούθως με την χρήση των εύκολα εντοπίσιμων υδατοσκεπών περιοχών δημιουργήθηκε ένας δείκτης προσδιορισμού περιοχών νερού και ξηράς ο οποίος επαναπροσδιορίσθηκε πειραματικά αρκετές φορές για να επιτύχει το ζητούμενο επίπεδο ακρίβειας. Στα προβλήματα που εντοπίστηκαν αναφέρονται έντονες σκιάσεις, ύπαρξη πάγου, ιζημάτων και βλάστησης σε υδάτινα σώματα.

Μετά από σύγκριση των καταγεγραμμένων υδάτινων σωμάτων με τα χαρτογραφημένα του τοπογραφικού χάρτη προέκυψαν τα ακόλουθα αποτελέσματα: 145 κοιλάδες, 16 υφέσεις κ.α., με ελάχιστο μέγεθος υδάτινων σωμάτων 6m2 έναντι 186 m2 του ελάχιστου εντοπισμένου οπτικά από τις εικόνες και 278 m2 του ελάχιστου χαρτογραφημένου στον τοπογραφικό χάρτη. Αντίστοιχα ο αριθμός των υδάτινων σωμάτων είναι 25,050 έναντι 569 και 397. Οι μικρές αυτές λίμνες που τώρα χαρτογραφούνται έχουν μεγάλη συμμετοχή στα οικοσυστήματα της τούνδρας της περιοχής μελέτης και αυξάνουν κατά 2,4% περίπου την συνολική υδατοκάλυψη της περιοχής μελέτης.

Ολοκληρώνοντας το άρθρο οι συγγραφείς σχολιάζουν την αποδοτικότητα και οικονομική ευκολία που παρέχουν οι εικόνες CORONA ανάγοντάς τες σε πολύτιμο εργαλείο για προκαταρκτικές έρευνες και χαρτογραφήσεις προ των εργασιών πεδίου. Αναφέρεται ακόμη ο προσδιορισμός θερμοκαρστικών μορφών στο 50% της μελετούμενης περιοχής, και η υποδηλούμενη μεγάλη παρουσία πάγου εκεί. Τέλος αναφέρεται η σημαντικότητα της μελέτης των περιοχών αυτών που πλέον αλλάζουν με την κλιματική αλλαγή για την καταγραφή εκπομπών μεθανίου σε περιβάλλοντα τούνδρας.

[Guido Grosse, Lutz Schirrmeister, Viktor V. Kunitsky and Hans-Wolfgang Hubberten, The Use of CORONA Images in Remote Sensing of Periglacial Geomorphology: An Illustration from the NE Siberian Coast, Permafrost and Periglacial Processes 16: 163–172 (2005)]

Monitoring high-mountain terrain deformation from repeated air- and spaceborne optical data: examples using digital aerial imagery and ASTER data

2018-02-25T21:37:29Z

Santafer: Νέα σελίδα με 'Στο άρθρο αυτό μελετώνται αλλαγές στην μορφολογία του εδάφους υψηλών ορέων και οι δυνατότητε...'

Orthophoto generation using IKONOS imagery and high-resolution DEM: a case study on volcanic hazard monitoring of Nisyros Island (Greece)

2018-02-25T21:35:19Z

Santafer: Νέα σελίδα με 'Στο άρθρο αυτό περιγράφεται η δημιουργία ορθοφωτογραφιών και ψηφιακού μοντέλου υψομέτρων (DEM...'

Creating the Virtual Eiger North Face

2018-02-25T21:30:58Z

Santafer:

Creating the Virtual Eiger North Face

2018-02-25T21:30:40Z

Santafer:

Το άρθρο αυτό περιγράφει την δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου για την βόρεια όψη του όρους Eiger με την χρήση μεθόδων τηλεπισκόπησης και φωτογραμμετρίας. Σκοπός της περιγραφόμενης εργασίας είναι η δημιουργία ενός μοντέλου τρισδιάστατης απεικόνισης μιας από τις πιο διάσημες ορθοπλαγιές του κόσμου, με την δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σε γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα με εφαρμογές – αρχικά – αλπινιστικού και τουριστικού ενδιαφέροντος. Το μοντέλο αυτό πρόκειται να συμπεριληφθεί αργότερα σε ένα χαμηλότερης ακρίβειας συνθετικό μοντέλο εδάφους της περιφέρειας Eiger – Moench – Jungfrau, το οποίο δημιουργήθηκε από συνδυασμό ψηφιακού μοντέλου εδάφους και δορυφορικών λήψεων.

Το μοντέλο αυτό ανήκει σε μία ειδική κατηγορία μοντέλων εδάφους, τα Steep Slope Models (SSM, Μοντέλο Απότομης Πλαγιάς) όπου επιλέγεται σαν επίπεδο αναφοράς στην απεικόνιση το κατακόρυφο αντί του οριζοντίου. Αυτό συμβαίνει επειδή για πλαγιές με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους με επίπεδο αναφοράς το οριζόντιο δεν μπορεί να απεικονίσει το έδαφος επαρκώς, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας απλώνεται σε κατακόρυφη διεύθυνση (σε αντίθεση με πλαγιές των οποίων η κλίση είναι μικρότερη των 45ᵒ).

Για την δημιουργία του SSM χρησιμοποιήθηκε ένα ζεύγος κεκλιμένων έγχρωμων αεροφωτογραφιών. Από αυτές προέκυψαν ένα ψηφιακό μοντέλο της όψης με πλέγμα μεγέθους 3.7 μέτρων και μία ορθοφωτογραφία με ανάλυση 0.25 μέτρων.

Το όρος Eiger (3970μ.) βρίσκεται στην Ελβετία, νότια του τουριστικού χωριού Grindelwald, στο Καντόνι Berner Oberland. Η βόρεια όψη του είναι μία βράχινη όψη με μέση κλίση 60ᵒ και στις κοινωνίες των αλπινιστών είναι γνωστή σαν το πιο διάσημο αναρριχητικό πεδίο παγκοσμίως. Η πρώτη επιτυχής ανάβαση της πλευράς αυτής πραγματοποιήθηκε το 1938 από ομάδα 4 αναρριχητών μετά από προσπάθεια 4 ημερών. Το 1961 καταγράφηκε η πρώτη χειμερινή ανάβαση της. Από τα άτομα που προσπάθησαν να αναρριχηθούν στην βόρεια πλευρά του Eiger μεταξύ 1935 και 1991, 51 έχουν χάσει την ζωή στην προσπάθεια αυτή.

Όπως προαναφέρθηκε προβολές εγκάρσιες ή κεκλιμένες είναι προτιμότερες για την απεικόνιση της επιφάνειας πλαγιών με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ, αντί μίας κατακόρυφης προβολής (όπου επίπεδο αναφοράς είναι το οριζόντιο). Η ουσία του προβλήματος δεν έγκειται στην κατακόρυφη προβολή καθεαυτή αλλά στην αντιστοίχιση υψομέτρων σε δισδιάστατο χάρτη (2.5D) αντί της ολοκληρωμένης τρισδιάστατης προσέγγισης του υπό μελέτη αντικειμένου.

Οι αεροφωτογραφίες του όρους Eiger που χρησιμοποιήθηκαν λήφθηκαν τον Αύγουστο του 1977 με μία φωτογραφική μηχανή WILD RC 10, σε γωνία 58.5ᵒ από την κατακόρυφο. Τα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισμού λήφθηκαν από το Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής. Για τον εξωτερικό προσανατολισμό των λήψεων χρησιμοποιήθηκαν 8 σημεία ελέγχου στο έδαφος (GCPs), τα οποία ήταν δυνατόν να προσδιοριστούν με ακρίβεια 10-15 εκατοστών. Τα προβλήματα τα σχετικά με τις λήψεις που αναφέρονται είναι η έντονη για την εποχή χιονοκάλυψη και παγοκάλυψη στο ορογενές καθώς και η έντονη σκίαση (λόγω αναγλύφου) που επικρατούσε στο βουνό την ώρα της λήψης.

Υπήρξαν ορισμένοι λόγοι οι οποίοι οδήγησαν στην δημιουργία ενός συστήματος αναφοράς για το μοντέλο στο οποίο αργότερα μετατράπηκαν τα δεδομένα. Οι λόγοι αυτοί περιλαμβάνουν την μη παραλληλότητα του επιπέδου λήψης της φωτογραφίας με το επίπεδο x-y της επιθυμητής προβολής και την συνθήκη επικάλυψης σημείων της εικόνας με αποτέλεσμα στις ίδιες συντεταγμένες x,y να αντιστοιχίζονται 2 ή περισσότερα σημεία με διαφορετικά υψόμετρα (κρυμμένες πλευρές). Δημιουργήθηκε λοιπόν το σύστημα Model 2000 System στο οποίο το επίπεδο x-y είναι σχεδόν παράλληλο με το επίπεδο λήψης των αεροφωτογραφιών, ενώ στις συντεταγμένες των GCPs υπήρξε μετατόπιση κατά 2000 ούτως ώστε όλες οι τιμές να είναι θετικές (απαραίτητη προϋπόθεση για την σωστή λειτουργία του Στερεοαναγωγέα). Κατά την διαδικασία του χωρικού 3d μετασχηματισμού, η ορθογωνικότητα του πίνακα στροφής διευκόλυνε σημαντικά την διαδικασία της μετατροπής των συντεταγμένων.

Η δημιουργία του στερεομοντέλου πραγματοποιήθηκε μέσω του προγράμματος PHODIS στα ακόλουθα βήματα:

• δημιουργία πυραμίδων

• εσωτερικός προσανατολισμός (στοιχεία από Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής)

• εξωτερικός προσανατολισμός

1. σχετικός προσανατολισμός (εντοπισμός ομόλογων σημείων)

2. απόλυτος προσανατολισμός (χρήση GCPs)

• Εξάλειψη Py παράλλαξης

Μετά και την εξάλειψη της Py παράλλαξης ήταν δυνατή η στερεοσκοπική παρατήρηση των εικόνων και η εξαγωγή μετρητικής πληροφορίας υψομέτρων. Για τη αποφυγή του συνολικού χειροκίνητου υπολογισμού υψομέτρων για ολόκληρο το ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DTM), προσδιορίστηκαν 799 γραμμές με 8500 σημεία, τα οποία αποτέλεσαν την βάση για την περαιτέρω αυτόματο υπολογισμό του DTM. Σύμφωνα με το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε η ακρίβεια του προσδιορισμού των υψομέτρων κυμαίνεται μεταξύ 0.01% και 0.03% του ύψους πτήσης, πράγμα που συνεπάγεται ακρίβεια μεταξύ 0.26 και 0.78 μέτρων, για ύψος πτήσης 2600 μέτρων πάνω από την κορυφή.

Με το ίδιο λογισμικό πραγματοποιήθηκε και η δημιουργία ορθοφωτογραφίας για την μία από τις 2 αρχικές λήψεις με την χρήση της έμμεσης μεθόδου της αριθμητικής ορθοαναγωγής. Το αποτέλεσμα ήταν μία ορθοανηγμένη εικόνα (εικόνα που τροποποιείται έτσι ώστε να έχει σταθερή κλίμακα κάθε σημείο της) με χωρική ανάλυση 25 εκατοστών (αντιστοιχεί σε χάρτη κλίμακας 1:10.000). Λόγω σφαλμάτων που εισάγονται από την μεταβαλλόμενη απόσταση των σημείων του βουνού από την κάμερα (συνεπάγεται μεταβαλλόμενη κλίμακα) εμφανίστηκαν σφάλματα στην ορθοανηγμένη εικόνα τα οποία αντιμετωπίστηκαν με την προσαρμογή της εικόνας στο ανάγλυφο της όψης που είχε εξαχθεί νωρίτερα. Αν και το τελικό προϊόν έτσι δεν είναι «καθαρό», ωστόσο είναι ικανοποιητικής ποιότητας για τις ανάγκες που καλείται να εξυπηρετήσει.

Οι δυνατότητες που δίνουν τα τελικά αρχεία συνοψίζονται παρακάτω:

• Δυνατότητα δημιουργίας ψηφιακού τρισδιάστατου μοντέλου μέσω του λογισμικού Erdas Imagine (Virtual GIS tool) και ελεύθερη πλοήγηση σε αυτό

• Δυνατότητα οπτικοποίησης ορειβατικών ιστορικών διαδρομών και των χαρακτηριστικών τους με ενθουσιώδη αποδοχή από το ορειβατικό κοινό

Στους επόμενους στόχους της προσπάθειας περιλαμβάνεται η χρησιμοποίηση των υπαρχόντων μικρών σκιάσεων για καλύτερη απόδοση του αναγλύφου αλλά και η αφαίρεση των μεγάλων σκιάσεων από την εικόνα για την βελτίωση της εικόνας στην απεικόνιση εικονικής πραγματικότητας του Eiger. Για τις ανάγκες αυτού του στόχου θα συλλεχθούν δεδομένα υφής εδαφών, προσδιορισμού πορείας ακτίνων (ray-tracing) και συνολικών στατιστικών της εικόνας, τα οποία μπορούν να συμμετέχουν σε μία εξισορρόπηση των σκοτεινών και των φωτεινών τόνων της εικόνας για την αναπαράσταση του ορογενούς χωρίς σκιές. Ακόμη στους επόμενους στόχους περιλαμβάνεται η ένωση του καλύτερης ανάλυσης μοντέλου του όρους Eiger με το μέτριας ανάλυσης μοντέλο της ευρύτερης περιοχής. Εκεί θα χρειαστούν αλγόριθμοι απλοποίησης των ακριβέστερων δεδομένων του όρους Eiger, ενώ μελετάται η παρεμβολή τμημάτων μεγαλύτερης ακρίβειας στην απεικόνιση του συνολικού ορεινού όγκου για την βελτίωση της ποιότητας του συνόλου. Σε αυτή την περίπτωση θα χρειαστούν επίγειες φωτογραφικές αποστολές και η λεπτομέρεια στο τελικό αποτέλεσμα εξαρτάται από την διαθεσιμότητα των εξωτερικών δεδομένων. Τέλος στα μελλοντικά σχέδια περιλαμβάνεται η προσθήκη θεματικών πληροφοριών σχετικών με διαδρομές, ενώ υπολογίζεται να χρησιμεύσει σε περιπτώσεις σχεδιασμού, διάσωσης ή τουριστικού ενδιαφέροντος.

Το άρθρο κλείνει με αναφορά στην ακρίβεια του προϊόντος και στις τεχνολογικές δυσκολίες που εμποδίζουν προς το παρόν την περαιτέρω βελτίωση της ακρίβειάς του, όπως περιορισμένης ικανότητας σαρωτές.

[Manfred Buchroithner, Creating the virtual Eiger North Face, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 57 (2002) 114– 125]

Creating the Virtual Eiger North Face

2018-02-25T21:29:56Z

Santafer:

Το άρθρο αυτό περιγράφει την δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου για την βόρεια όψη του όρους Eiger με την χρήση μεθόδων τηλεπισκόπησης και φωτογραμμετρίας. Σκοπός της περιγραφόμενης εργασίας είναι η δημιουργία ενός μοντέλου τρισδιάστατης απεικόνισης μιας από τις πιο διάσημες ορθοπλαγιές του κόσμου, με την δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σε γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα με εφαρμογές – αρχικά – αλπινιστικού και τουριστικού ενδιαφέροντος. Το μοντέλο αυτό πρόκειται να συμπεριληφθεί αργότερα σε ένα χαμηλότερης ακρίβειας συνθετικό μοντέλο εδάφους της περιφέρειας Eiger – Moench – Jungfrau, το οποίο δημιουργήθηκε από συνδυασμό ψηφιακού μοντέλου εδάφους και δορυφορικών λήψεων.

Το μοντέλο αυτό ανήκει σε μία ειδική κατηγορία μοντέλων εδάφους, τα Steep Slope Models (SSM, Μοντέλο Απότομης Πλαγιάς) όπου επιλέγεται σαν επίπεδο αναφοράς στην απεικόνιση το κατακόρυφο αντί του οριζοντίου. Αυτό συμβαίνει επειδή για πλαγιές με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους με επίπεδο αναφοράς το οριζόντιο δεν μπορεί να απεικονίσει το έδαφος επαρκώς, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας απλώνεται σε κατακόρυφη διεύθυνση (σε αντίθεση με πλαγιές των οποίων η κλίση είναι μικρότερη των 45ᵒ).

Για την δημιουργία του SSM χρησιμοποιήθηκε ένα ζεύγος κεκλιμένων έγχρωμων αεροφωτογραφιών. Από αυτές προέκυψαν ένα ψηφιακό μοντέλο της όψης με πλέγμα μεγέθους 3.7 μέτρων και μία ορθοφωτογραφία με ανάλυση 0.25 μέτρων.

Το όρος Eiger (3970μ.) βρίσκεται στην Ελβετία, νότια του τουριστικού χωριού Grindelwald, στο Καντόνι Berner Oberland. Η βόρεια όψη του είναι μία βράχινη όψη με μέση κλίση 60ᵒ και στις κοινωνίες των αλπινιστών είναι γνωστή σαν το πιο διάσημο αναρριχητικό πεδίο παγκοσμίως. Η πρώτη επιτυχής ανάβαση της πλευράς αυτής πραγματοποιήθηκε το 1938 από ομάδα 4 αναρριχητών μετά από προσπάθεια 4 ημερών. Το 1961 καταγράφηκε η πρώτη χειμερινή ανάβαση της. Από τα άτομα που προσπάθησαν να αναρριχηθούν στην βόρεια πλευρά του Eiger μεταξύ 1935 και 1991, 51 έχουν χάσει την ζωή στην προσπάθεια αυτή.

Όπως προαναφέρθηκε προβολές εγκάρσιες ή κεκλιμένες είναι προτιμότερες για την απεικόνιση της επιφάνειας πλαγιών με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ, αντί μίας κατακόρυφης προβολής (όπου επίπεδο αναφοράς είναι το οριζόντιο). Η ουσία του προβλήματος δεν έγκειται στην κατακόρυφη προβολή καθεαυτή αλλά στην αντιστοίχιση υψομέτρων σε δισδιάστατο χάρτη (2.5D) αντί της ολοκληρωμένης τρισδιάστατης προσέγγισης του υπό μελέτη αντικειμένου.

Οι αεροφωτογραφίες του όρους Eiger που χρησιμοποιήθηκαν λήφθηκαν τον Αύγουστο του 1977 με μία φωτογραφική μηχανή WILD RC 10, σε γωνία 58.5ᵒ από την κατακόρυφο. Τα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισμού λήφθηκαν από το Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής. Για τον εξωτερικό προσανατολισμό των λήψεων χρησιμοποιήθηκαν 8 σημεία ελέγχου στο έδαφος (GCPs), τα οποία ήταν δυνατόν να προσδιοριστούν με ακρίβεια 10-15 εκατοστών. Τα προβλήματα τα σχετικά με τις λήψεις που αναφέρονται είναι η έντονη για την εποχή χιονοκάλυψη και παγοκάλυψη στο ορογενές καθώς και η έντονη σκίαση (λόγω αναγλύφου) που επικρατούσε στο βουνό την ώρα της λήψης.

Υπήρξαν ορισμένοι λόγοι οι οποίοι οδήγησαν στην δημιουργία ενός συστήματος αναφοράς για το μοντέλο στο οποίο αργότερα μετατράπηκαν τα δεδομένα. Οι λόγοι αυτοί περιλαμβάνουν την μη παραλληλότητα του επιπέδου λήψης της φωτογραφίας με το επίπεδο x-y της επιθυμητής προβολής και την συνθήκη επικάλυψης σημείων της εικόνας με αποτέλεσμα στις ίδιες συντεταγμένες x,y να αντιστοιχίζονται 2 ή περισσότερα σημεία με διαφορετικά υψόμετρα (κρυμμένες πλευρές). Δημιουργήθηκε λοιπόν το σύστημα Model 2000 System στο οποίο το επίπεδο x-y είναι σχεδόν παράλληλο με το επίπεδο λήψης των αεροφωτογραφιών, ενώ στις συντεταγμένες των GCPs υπήρξε μετατόπιση κατά 2000 ούτως ώστε όλες οι τιμές να είναι θετικές (απαραίτητη προϋπόθεση για την σωστή λειτουργία του Στερεοαναγωγέα). Κατά την διαδικασία του χωρικού 3d μετασχηματισμού, η ορθογωνικότητα του πίνακα στροφής διευκόλυνε σημαντικά την διαδικασία της μετατροπής των συντεταγμένων.

Η δημιουργία του στερεομοντέλου πραγματοποιήθηκε μέσω του προγράμματος PHODIS στα ακόλουθα βήματα:

• δημιουργία πυραμίδων

• εσωτερικός προσανατολισμός (στοιχεία από Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής)

• εξωτερικός προσανατολισμός

1. σχετικός προσανατολισμός (εντοπισμός ομόλογων σημείων)

2. απόλυτος προσανατολισμός (χρήση GCPs)

• Εξάλειψη Py παράλλαξης

Μετά και την εξάλειψη της Py παράλλαξης ήταν δυνατή η στερεοσκοπική παρατήρηση των εικόνων και η εξαγωγή μετρητικής πληροφορίας υψομέτρων. Για τη αποφυγή του συνολικού χειροκίνητου υπολογισμού υψομέτρων για ολόκληρο το ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DTM), προσδιορίστηκαν 799 γραμμές με 8500 σημεία, τα οποία αποτέλεσαν την βάση για την περαιτέρω αυτόματο υπολογισμό του DTM. Σύμφωνα με το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε η ακρίβεια του προσδιορισμού των υψομέτρων κυμαίνεται μεταξύ 0.01% και 0.03% του ύψους πτήσης, πράγμα που συνεπάγεται ακρίβεια μεταξύ 0.26 και 0.78 μέτρων, για ύψος πτήσης 2600 μέτρων πάνω από την κορυφή.

Με το ίδιο λογισμικό πραγματοποιήθηκε και η δημιουργία ορθοφωτογραφίας για την μία από τις 2 αρχικές λήψεις με την χρήση της έμμεσης μεθόδου της αριθμητικής ορθοαναγωγής. Το αποτέλεσμα ήταν μία ορθοανηγμένη εικόνα (εικόνα που τροποποιείται έτσι ώστε να έχει σταθερή κλίμακα κάθε σημείο της) με χωρική ανάλυση 25 εκατοστών (αντιστοιχεί σε χάρτη κλίμακας 1:10.000). Λόγω σφαλμάτων που εισάγονται από την μεταβαλλόμενη απόσταση των σημείων του βουνού από την κάμερα (συνεπάγεται μεταβαλλόμενη κλίμακα) εμφανίστηκαν σφάλματα στην ορθοανηγμένη εικόνα τα οποία αντιμετωπίστηκαν με την προσαρμογή της εικόνας στο ανάγλυφο της όψης που είχε εξαχθεί νωρίτερα. Αν και το τελικό προϊόν έτσι δεν είναι «καθαρό», ωστόσο είναι ικανοποιητικής ποιότητας για τις ανάγκες που καλείται να εξυπηρετήσει.

Οι δυνατότητες που δίνουν τα τελικά αρχεία συνοψίζονται παρακάτω:

• Δυνατότητα δημιουργίας ψηφιακού τρισδιάστατου μοντέλου μέσω του λογισμικού Erdas Imagine (Virtual GIS tool) και ελεύθερη πλοήγηση σε αυτό

• Δυνατότητα οπτικοποίησης ορειβατικών ιστορικών διαδρομών και των χαρακτηριστικών τους με ενθουσιώδη αποδοχή από το ορειβατικό κοινό

Στους επόμενους στόχους της προσπάθειας περιλαμβάνεται η χρησιμοποίηση των υπαρχόντων μικρών σκιάσεων για καλύτερη απόδοση του αναγλύφου αλλά και η αφαίρεση των μεγάλων σκιάσεων από την εικόνα για την βελτίωση της εικόνας στην απεικόνιση εικονικής πραγματικότητας του Eiger. Για τις ανάγκες αυτού του στόχου θα συλλεχθούν δεδομένα υφής εδαφών, προσδιορισμού πορείας ακτίνων (ray-tracing) και συνολικών στατιστικών της εικόνας, τα οποία μπορούν να συμμετέχουν σε μία εξισορρόπηση των σκοτεινών και των φωτεινών τόνων της εικόνας για την αναπαράσταση του ορογενούς χωρίς σκιές. Ακόμη στους επόμενους στόχους περιλαμβάνεται η ένωση του καλύτερης ανάλυσης μοντέλου του όρους Eiger με το μέτριας ανάλυσης μοντέλο της ευρύτερης περιοχής. Εκεί θα χρειαστούν αλγόριθμοι απλοποίησης των ακριβέστερων δεδομένων του όρους Eiger, ενώ μελετάται η παρεμβολή τμημάτων μεγαλύτερης ακρίβειας στην απεικόνιση του συνολικού ορεινού όγκου για την βελτίωση της ποιότητας του συνόλου. Σε αυτή την περίπτωση θα χρειαστούν επίγειες φωτογραφικές αποστολές και η λεπτομέρεια στο τελικό αποτέλεσμα εξαρτάται από την διαθεσιμότητα των εξωτερικών δεδομένων. Τέλος στα μελλοντικά σχέδια περιλαμβάνεται η προσθήκη θεματικών πληροφοριών σχετικών με διαδρομές, ενώ υπολογίζεται να χρησιμεύσει σε περιπτώσεις σχεδιασμού, διάσωσης ή τουριστικού ενδιαφέροντος.

Το άρθρο κλείνει με αναφορά στην ακρίβεια του προϊόντος και στις τεχνολογικές δυσκολίες που εμποδίζουν προς το παρόν την περαιτέρω βελτίωση της ακρίβειάς του, όπως περιορισμένης ικανότητας σαρωτές.

[Manfred Buchroithner, Creating the virtual Eiger North Face, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 57 (2002) 114– 125]

Creating the Virtual Eiger North Face

2018-02-25T21:29:13Z

Santafer:

Το άρθρο αυτό περιγράφει την δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου για την βόρεια όψη του όρους Eiger με την χρήση μεθόδων τηλεπισκόπησης και φωτογραμμετρίας. Σκοπός της περιγραφόμενης εργασίας είναι η δημιουργία ενός μοντέλου τρισδιάστατης απεικόνισης μιας από τις πιο διάσημες ορθοπλαγιές του κόσμου, με την δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σε γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα με εφαρμογές – αρχικά – αλπινιστικού και τουριστικού ενδιαφέροντος. Το μοντέλο αυτό πρόκειται να συμπεριληφθεί αργότερα σε ένα χαμηλότερης ακρίβειας συνθετικό μοντέλο εδάφους της περιφέρειας Eiger – Moench – Jungfrau, το οποίο δημιουργήθηκε από συνδυασμό ψηφιακού μοντέλου εδάφους και δορυφορικών λήψεων.

Το μοντέλο αυτό ανήκει σε μία ειδική κατηγορία μοντέλων εδάφους, τα Steep Slope Models (SSM, Μοντέλο Απότομης Πλαγιάς) όπου επιλέγεται σαν επίπεδο αναφοράς στην απεικόνιση το κατακόρυφο αντί του οριζοντίου. Αυτό συμβαίνει επειδή για πλαγιές με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους με επίπεδο αναφοράς το οριζόντιο δεν μπορεί να απεικονίσει το έδαφος επαρκώς, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας απλώνεται σε κατακόρυφη διεύθυνση (σε αντίθεση με πλαγιές των οποίων η κλίση είναι μικρότερη των 45ᵒ).

Για την δημιουργία του SSM χρησιμοποιήθηκε ένα ζεύγος κεκλιμένων έγχρωμων αεροφωτογραφιών. Από αυτές προέκυψαν ένα ψηφιακό μοντέλο της όψης με πλέγμα μεγέθους 3.7 μέτρων και μία ορθοφωτογραφία με ανάλυση 0.25 μέτρων.

Το όρος Eiger (3970μ.) βρίσκεται στην Ελβετία, νότια του τουριστικού χωριού Grindelwald, στο Καντόνι Berner Oberland. Η βόρεια όψη του είναι μία βράχινη όψη με μέση κλίση 60ᵒ και στις κοινωνίες των αλπινιστών είναι γνωστή σαν το πιο διάσημο αναρριχητικό πεδίο παγκοσμίως. Η πρώτη επιτυχής ανάβαση της πλευράς αυτής πραγματοποιήθηκε το 1938 από ομάδα 4 αναρριχητών μετά από προσπάθεια 4 ημερών. Το 1961 καταγράφηκε η πρώτη χειμερινή ανάβαση της. Από τα άτομα που προσπάθησαν να αναρριχηθούν στην βόρεια πλευρά του Eiger μεταξύ 1935 και 1991, 51 έχουν χάσει την ζωή στην προσπάθεια αυτή.

Όπως προαναφέρθηκε προβολές εγκάρσιες ή κεκλιμένες είναι προτιμότερες για την απεικόνιση της επιφάνειας πλαγιών με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ, αντί μίας κατακόρυφης προβολής (όπου επίπεδο αναφοράς είναι το οριζόντιο). Η ουσία του προβλήματος δεν έγκειται στην κατακόρυφη προβολή καθεαυτή αλλά στην αντιστοίχιση υψομέτρων σε δισδιάστατο χάρτη (2.5D) αντί της ολοκληρωμένης τρισδιάστατης προσέγγισης του υπό μελέτη αντικειμένου.

Οι αεροφωτογραφίες του όρους Eiger που χρησιμοποιήθηκαν λήφθηκαν τον Αύγουστο του 1977 με μία φωτογραφική μηχανή WILD RC 10, σε γωνία 58.5ᵒ από την κατακόρυφο. Τα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισμού λήφθηκαν από το Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής. Για τον εξωτερικό προσανατολισμό των λήψεων χρησιμοποιήθηκαν 8 σημεία ελέγχου στο έδαφος (GCPs), τα οποία ήταν δυνατόν να προσδιοριστούν με ακρίβεια 10-15 εκατοστών. Τα προβλήματα τα σχετικά με τις λήψεις που αναφέρονται είναι η έντονη για την εποχή χιονοκάλυψη και παγοκάλυψη στο ορογενές καθώς και η έντονη σκίαση (λόγω αναγλύφου) που επικρατούσε στο βουνό την ώρα της λήψης.

Υπήρξαν ορισμένοι λόγοι οι οποίοι οδήγησαν στην δημιουργία ενός συστήματος αναφοράς για το μοντέλο στο οποίο αργότερα μετατράπηκαν τα δεδομένα. Οι λόγοι αυτοί περιλαμβάνουν την μη παραλληλότητα του επιπέδου λήψης της φωτογραφίας με το επίπεδο x-y της επιθυμητής προβολής και την συνθήκη επικάλυψης σημείων της εικόνας με αποτέλεσμα στις ίδιες συντεταγμένες x,y να αντιστοιχίζονται 2 ή περισσότερα σημεία με διαφορετικά υψόμετρα (κρυμμένες πλευρές). Δημιουργήθηκε λοιπόν το σύστημα Model 2000 System στο οποίο το επίπεδο x-y είναι σχεδόν παράλληλο με το επίπεδο λήψης των αεροφωτογραφιών, ενώ στις συντεταγμένες των GCPs υπήρξε μετατόπιση κατά 2000 ούτως ώστε όλες οι τιμές να είναι θετικές (απαραίτητη προϋπόθεση για την σωστή λειτουργία του Στερεοαναγωγέα). Κατά την διαδικασία του χωρικού 3d μετασχηματισμού, η ορθογωνικότητα του πίνακα στροφής διευκόλυνε σημαντικά την διαδικασία της μετατροπής των συντεταγμένων.

Η δημιουργία του στερεομοντέλου πραγματοποιήθηκε μέσω του προγράμματος PHODIS στα ακόλουθα βήματα:

• δημιουργία πυραμίδων
• εσωτερικός προσανατολισμός (στοιχεία από Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής)
• εξωτερικός προσανατολισμός
1. σχετικός προσανατολισμός (εντοπισμός ομόλογων σημείων)
2. απόλυτος προσανατολισμός (χρήση GCPs)
• Εξάλειψη Py παράλλαξης

Μετά και την εξάλειψη της Py παράλλαξης ήταν δυνατή η στερεοσκοπική παρατήρηση των εικόνων και η εξαγωγή μετρητικής πληροφορίας υψομέτρων. Για τη αποφυγή του συνολικού χειροκίνητου υπολογισμού υψομέτρων για ολόκληρο το ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DTM), προσδιορίστηκαν 799 γραμμές με 8500 σημεία, τα οποία αποτέλεσαν την βάση για την περαιτέρω αυτόματο υπολογισμό του DTM. Σύμφωνα με το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε η ακρίβεια του προσδιορισμού των υψομέτρων κυμαίνεται μεταξύ 0.01% και 0.03% του ύψους πτήσης, πράγμα που συνεπάγεται ακρίβεια μεταξύ 0.26 και 0.78 μέτρων, για ύψος πτήσης 2600 μέτρων πάνω από την κορυφή.

Με το ίδιο λογισμικό πραγματοποιήθηκε και η δημιουργία ορθοφωτογραφίας για την μία από τις 2 αρχικές λήψεις με την χρήση της έμμεσης μεθόδου της αριθμητικής ορθοαναγωγής. Το αποτέλεσμα ήταν μία ορθοανηγμένη εικόνα (εικόνα που τροποποιείται έτσι ώστε να έχει σταθερή κλίμακα κάθε σημείο της) με χωρική ανάλυση 25 εκατοστών (αντιστοιχεί σε χάρτη κλίμακας 1:10.000). Λόγω σφαλμάτων που εισάγονται από την μεταβαλλόμενη απόσταση των σημείων του βουνού από την κάμερα (συνεπάγεται μεταβαλλόμενη κλίμακα) εμφανίστηκαν σφάλματα στην ορθοανηγμένη εικόνα τα οποία αντιμετωπίστηκαν με την προσαρμογή της εικόνας στο ανάγλυφο της όψης που είχε εξαχθεί νωρίτερα. Αν και το τελικό προϊόν έτσι δεν είναι «καθαρό», ωστόσο είναι ικανοποιητικής ποιότητας για τις ανάγκες που καλείται να εξυπηρετήσει.

Οι δυνατότητες που δίνουν τα τελικά αρχεία συνοψίζονται παρακάτω:

• Δυνατότητα δημιουργίας ψηφιακού τρισδιάστατου μοντέλου μέσω του λογισμικού Erdas Imagine (Virtual GIS tool) και ελεύθερη πλοήγηση σε αυτό
• Δυνατότητα οπτικοποίησης ορειβατικών ιστορικών διαδρομών και των χαρακτηριστικών τους με ενθουσιώδη αποδοχή από το ορειβατικό κοινό

Στους επόμενους στόχους της προσπάθειας περιλαμβάνεται η χρησιμοποίηση των υπαρχόντων μικρών σκιάσεων για καλύτερη απόδοση του αναγλύφου αλλά και η αφαίρεση των μεγάλων σκιάσεων από την εικόνα για την βελτίωση της εικόνας στην απεικόνιση εικονικής πραγματικότητας του Eiger. Για τις ανάγκες αυτού του στόχου θα συλλεχθούν δεδομένα υφής εδαφών, προσδιορισμού πορείας ακτίνων (ray-tracing) και συνολικών στατιστικών της εικόνας, τα οποία μπορούν να συμμετέχουν σε μία εξισορρόπηση των σκοτεινών και των φωτεινών τόνων της εικόνας για την αναπαράσταση του ορογενούς χωρίς σκιές. Ακόμη στους επόμενους στόχους περιλαμβάνεται η ένωση του καλύτερης ανάλυσης μοντέλου του όρους Eiger με το μέτριας ανάλυσης μοντέλο της ευρύτερης περιοχής. Εκεί θα χρειαστούν αλγόριθμοι απλοποίησης των ακριβέστερων δεδομένων του όρους Eiger, ενώ μελετάται η παρεμβολή τμημάτων μεγαλύτερης ακρίβειας στην απεικόνιση του συνολικού ορεινού όγκου για την βελτίωση της ποιότητας του συνόλου. Σε αυτή την περίπτωση θα χρειαστούν επίγειες φωτογραφικές αποστολές και η λεπτομέρεια στο τελικό αποτέλεσμα εξαρτάται από την διαθεσιμότητα των εξωτερικών δεδομένων. Τέλος στα μελλοντικά σχέδια περιλαμβάνεται η προσθήκη θεματικών πληροφοριών σχετικών με διαδρομές, ενώ υπολογίζεται να χρησιμεύσει σε περιπτώσεις σχεδιασμού, διάσωσης ή τουριστικού ενδιαφέροντος.

Το άρθρο κλείνει με αναφορά στην ακρίβεια του προϊόντος και στις τεχνολογικές δυσκολίες που εμποδίζουν προς το παρόν την περαιτέρω βελτίωση της ακρίβειάς του, όπως περιορισμένης ικανότητας σαρωτές.

[Manfred Buchroithner, Creating the virtual Eiger North Face, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 57 (2002) 114– 125]

Creating the Virtual Eiger North Face

2018-02-25T21:27:50Z

Santafer: Νέα σελίδα με 'Το άρθρο αυτό περιγράφει την δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου για την βόρεια όψη του ό...'

Το άρθρο αυτό περιγράφει την δημιουργία ενός τρισδιάστατου μοντέλου για την βόρεια όψη του όρους Eiger με την χρήση μεθόδων τηλεπισκόπησης και φωτογραμμετρίας. Σκοπός της περιγραφόμενης εργασίας είναι η δημιουργία ενός μοντέλου τρισδιάστατης απεικόνισης μιας από τις πιο διάσημες ορθοπλαγιές του κόσμου, με την δυνατότητα να χρησιμοποιηθεί σε γεωγραφικά πληροφοριακά συστήματα με εφαρμογές – αρχικά – αλπινιστικού και τουριστικού ενδιαφέροντος. Το μοντέλο αυτό πρόκειται να συμπεριληφθεί αργότερα σε ένα χαμηλότερης ακρίβειας συνθετικό μοντέλο εδάφους της περιφέρειας Eiger – Moench – Jungfrau, το οποίο δημιουργήθηκε από συνδυασμό ψηφιακού μοντέλου εδάφους και δορυφορικών λήψεων.
Το μοντέλο αυτό ανήκει σε μία ειδική κατηγορία μοντέλων εδάφους, τα Steep Slope Models (SSM, Μοντέλο Απότομης Πλαγιάς) όπου επιλέγεται σαν επίπεδο αναφοράς στην απεικόνιση το κατακόρυφο αντί του οριζοντίου. Αυτό συμβαίνει επειδή για πλαγιές με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ ένα ψηφιακό μοντέλο εδάφους με επίπεδο αναφοράς το οριζόντιο δεν μπορεί να απεικονίσει το έδαφος επαρκώς, καθώς το μεγαλύτερο μέρος της επιφάνειας απλώνεται σε κατακόρυφη διεύθυνση (σε αντίθεση με πλαγιές των οποίων η κλίση είναι μικρότερη των 45ᵒ).
Για την δημιουργία του SSM χρησιμοποιήθηκε ένα ζεύγος κεκλιμένων έγχρωμων αεροφωτογραφιών. Από αυτές προέκυψαν ένα ψηφιακό μοντέλο της όψης με πλέγμα μεγέθους 3.7 μέτρων και μία ορθοφωτογραφία με ανάλυση 0.25 μέτρων.
Το όρος Eiger (3970μ.) βρίσκεται στην Ελβετία, νότια του τουριστικού χωριού Grindelwald, στο Καντόνι Berner Oberland. Η βόρεια όψη του είναι μία βράχινη όψη με μέση κλίση 60ᵒ και στις κοινωνίες των αλπινιστών είναι γνωστή σαν το πιο διάσημο αναρριχητικό πεδίο παγκοσμίως. Η πρώτη επιτυχής ανάβαση της πλευράς αυτής πραγματοποιήθηκε το 1938 από ομάδα 4 αναρριχητών μετά από προσπάθεια 4 ημερών. Το 1961 καταγράφηκε η πρώτη χειμερινή ανάβαση της. Από τα άτομα που προσπάθησαν να αναρριχηθούν στην βόρεια πλευρά του Eiger μεταξύ 1935 και 1991, 51 έχουν χάσει την ζωή στην προσπάθεια αυτή.
Όπως προαναφέρθηκε προβολές εγκάρσιες ή κεκλιμένες είναι προτιμότερες για την απεικόνιση της επιφάνειας πλαγιών με κλίση μεγαλύτερη των 45ᵒ, αντί μίας κατακόρυφης προβολής (όπου επίπεδο αναφοράς είναι το οριζόντιο). Η ουσία του προβλήματος δεν έγκειται στην κατακόρυφη προβολή καθεαυτή αλλά στην αντιστοίχιση υψομέτρων σε δισδιάστατο χάρτη (2.5D) αντί της ολοκληρωμένης τρισδιάστατης προσέγγισης του υπό μελέτη αντικειμένου.
Οι αεροφωτογραφίες του όρους Eiger που χρησιμοποιήθηκαν λήφθηκαν τον Αύγουστο του 1977 με μία φωτογραφική μηχανή WILD RC 10, σε γωνία 58.5ᵒ από την κατακόρυφο. Τα στοιχεία του εσωτερικού προσανατολισμού λήφθηκαν από το Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής. Για τον εξωτερικό προσανατολισμό των λήψεων χρησιμοποιήθηκαν 8 σημεία ελέγχου στο έδαφος (GCPs), τα οποία ήταν δυνατόν να προσδιοριστούν με ακρίβεια 10-15 εκατοστών. Τα προβλήματα τα σχετικά με τις λήψεις που αναφέρονται είναι η έντονη για την εποχή χιονοκάλυψη και παγοκάλυψη στο ορογενές καθώς και η έντονη σκίαση (λόγω αναγλύφου) που επικρατούσε στο βουνό την ώρα της λήψης.
Υπήρξαν ορισμένοι λόγοι οι οποίοι οδήγησαν στην δημιουργία ενός συστήματος αναφοράς για το μοντέλο στο οποίο αργότερα μετατράπηκαν τα δεδομένα. Οι λόγοι αυτοί περιλαμβάνουν την μη παραλληλότητα του επιπέδου λήψης της φωτογραφίας με το επίπεδο x-y της επιθυμητής προβολής και την συνθήκη επικάλυψης σημείων της εικόνας με αποτέλεσμα στις ίδιες συντεταγμένες x,y να αντιστοιχίζονται 2 ή περισσότερα σημεία με διαφορετικά υψόμετρα (κρυμμένες πλευρές). Δημιουργήθηκε λοιπόν το σύστημα Model 2000 System στο οποίο το επίπεδο x-y είναι σχεδόν παράλληλο με το επίπεδο λήψης των αεροφωτογραφιών, ενώ στις συντεταγμένες των GCPs υπήρξε μετατόπιση κατά 2000 ούτως ώστε όλες οι τιμές να είναι θετικές (απαραίτητη προϋπόθεση για την σωστή λειτουργία του Στερεοαναγωγέα). Κατά την διαδικασία του χωρικού 3d μετασχηματισμού, η ορθογωνικότητα του πίνακα στροφής διευκόλυνε σημαντικά την διαδικασία της μετατροπής των συντεταγμένων.
Η δημιουργία του στερεομοντέλου πραγματοποιήθηκε μέσω του προγράμματος PHODIS στα ακόλουθα βήματα:
• δημιουργία πυραμίδων
• εσωτερικός προσανατολισμός (στοιχεία από Πιστοποιητικό Βαθμονόμησης Μηχανής)
• εξωτερικός προσανατολισμός
1. σχετικός προσανατολισμός (εντοπισμός ομόλογων σημείων)
2. απόλυτος προσανατολισμός (χρήση GCPs)
• Εξάλειψη Py παράλλαξης
Μετά και την εξάλειψη της Py παράλλαξης ήταν δυνατή η στερεοσκοπική παρατήρηση των εικόνων και η εξαγωγή μετρητικής πληροφορίας υψομέτρων. Για τη αποφυγή του συνολικού χειροκίνητου υπολογισμού υψομέτρων για ολόκληρο το ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DTM), προσδιορίστηκαν 799 γραμμές με 8500 σημεία, τα οποία αποτέλεσαν την βάση για την περαιτέρω αυτόματο υπολογισμό του DTM. Σύμφωνα με το λογισμικό που χρησιμοποιήθηκε η ακρίβεια του προσδιορισμού των υψομέτρων κυμαίνεται μεταξύ 0.01% και 0.03% του ύψους πτήσης, πράγμα που συνεπάγεται ακρίβεια μεταξύ 0.26 και 0.78 μέτρων, για ύψος πτήσης 2600 μέτρων πάνω από την κορυφή.
Με το ίδιο λογισμικό πραγματοποιήθηκε και η δημιουργία ορθοφωτογραφίας για την μία από τις 2 αρχικές λήψεις με την χρήση της έμμεσης μεθόδου της αριθμητικής ορθοαναγωγής. Το αποτέλεσμα ήταν μία ορθοανηγμένη εικόνα (εικόνα που τροποποιείται έτσι ώστε να έχει σταθερή κλίμακα κάθε σημείο της) με χωρική ανάλυση 25 εκατοστών (αντιστοιχεί σε χάρτη κλίμακας 1:10.000). Λόγω σφαλμάτων που εισάγονται από την μεταβαλλόμενη απόσταση των σημείων του βουνού από την κάμερα (συνεπάγεται μεταβαλλόμενη κλίμακα) εμφανίστηκαν σφάλματα στην ορθοανηγμένη εικόνα τα οποία αντιμετωπίστηκαν με την προσαρμογή της εικόνας στο ανάγλυφο της όψης που είχε εξαχθεί νωρίτερα. Αν και το τελικό προϊόν έτσι δεν είναι «καθαρό», ωστόσο είναι ικανοποιητικής ποιότητας για τις ανάγκες που καλείται να εξυπηρετήσει.
Οι δυνατότητες που δίνουν τα τελικά αρχεία συνοψίζονται παρακάτω:
• Δυνατότητα δημιουργίας ψηφιακού τρισδιάστατου μοντέλου μέσω του λογισμικού Erdas Imagine (Virtual GIS tool) και ελεύθερη πλοήγηση σε αυτό
• Δυνατότητα οπτικοποίησης ορειβατικών ιστορικών διαδρομών και των χαρακτηριστικών τους με ενθουσιώδη αποδοχή από το ορειβατικό κοινό
Στους επόμενους στόχους της προσπάθειας περιλαμβάνεται η χρησιμοποίηση των υπαρχόντων μικρών σκιάσεων για καλύτερη απόδοση του αναγλύφου αλλά και η αφαίρεση των μεγάλων σκιάσεων από την εικόνα για την βελτίωση της εικόνας στην απεικόνιση εικονικής πραγματικότητας του Eiger. Για τις ανάγκες αυτού του στόχου θα συλλεχθούν δεδομένα υφής εδαφών, προσδιορισμού πορείας ακτίνων (ray-tracing) και συνολικών στατιστικών της εικόνας, τα οποία μπορούν να συμμετέχουν σε μία εξισορρόπηση των σκοτεινών και των φωτεινών τόνων της εικόνας για την αναπαράσταση του ορογενούς χωρίς σκιές. Ακόμη στους επόμενους στόχους περιλαμβάνεται η ένωση του καλύτερης ανάλυσης μοντέλου του όρους Eiger με το μέτριας ανάλυσης μοντέλο της ευρύτερης περιοχής. Εκεί θα χρειαστούν αλγόριθμοι απλοποίησης των ακριβέστερων δεδομένων του όρους Eiger, ενώ μελετάται η παρεμβολή τμημάτων μεγαλύτερης ακρίβειας στην απεικόνιση του συνολικού ορεινού όγκου για την βελτίωση της ποιότητας του συνόλου. Σε αυτή την περίπτωση θα χρειαστούν επίγειες φωτογραφικές αποστολές και η λεπτομέρεια στο τελικό αποτέλεσμα εξαρτάται από την διαθεσιμότητα των εξωτερικών δεδομένων. Τέλος στα μελλοντικά σχέδια περιλαμβάνεται η προσθήκη θεματικών πληροφοριών σχετικών με διαδρομές, ενώ υπολογίζεται να χρησιμεύσει σε περιπτώσεις σχεδιασμού, διάσωσης ή τουριστικού ενδιαφέροντος.
Το άρθρο κλείνει με αναφορά στην ακρίβεια του προϊόντος και στις τεχνολογικές δυσκολίες που εμποδίζουν προς το παρόν την περαιτέρω βελτίωση της ακρίβειάς του, όπως περιορισμένης ικανότητας σαρωτές.
[Manfred Buchroithner, Creating the virtual Eiger North Face, ISPRS Journal of Photogrammetry & Remote Sensing 57 (2002) 114– 125]