ΕΝΗΜΕΡΩΣΗ ΤΟΠΟΓΡΑΦΙΚΩΝ ΧΑΡΤΩΝ ΜΕΣΑΙΑΣ ΚΛΙΜΑΚΑΣ ΜΕ ΤΗ ΧΡΗΣΗ ΔΟΡΥΦΟΡΙΚΩΝ ΕΙΚΟΝΩΝ ΥΨΗΛΗΣ ΧΩΡΙΚΗΣ ΑΝΑΛΥΣΗΣ ΚΑΙ ΕΥΚΡΙΝΕΙΑΣ

Από RemoteSensing Wiki

Αντικείμενο του έργου

Η ενημέρωση και η αναθεώρηση τοπoγραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας γίνεται μέχρι τώρα κατά γενικό κανόνα κυρίως με την χρήση αεροφωτογραφιών και κλασσικών φωτογραμμετρικών μεθόδων. Σήμερα, η εκτόξευση καινούργιων και ειδικά εξοπλισμένων δορυφόρων - πχ. ΙΚΟΝΟΣ, QUICK BIRD κλπ.-, επιτρέπει την λήψη δορυφορικών εικόνων υψηλής ευκρίνειας (0,5 - 2 μέτρα) οι οποίες μετά από γεωμετρικές και άλλες διορθώσεις μπορούν να φθάσουν σε ακρίβειες κάτω των δύο μέτρων (ακρίβειες που εξαρτώνται από το ανάγλυφο, τα σημεία ελέγχου στο έδαφος, τις μεθόδους διορθώσεων κλπ.). Αυτό σημαίνει ότι θεωρητικά τέτοιες εικόνες θα μπορούσαν να χρησιμοποιηθούν για την ενημέρωση και αναθεώρηση τοπογραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας αλλά και την κατασκευή εξαρχής τέτοιων χαρτών από δορυφορικές εικόνες. Η πρότασή μας απέβλεπε στην ανάλυση αυτής της δυνατότητας, εξετάζοντας την εφαρμοσιμότητά της στην πράξη και επισημαίνοντας τα πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα της. Συμπεριλαμβανόταν επίσης - σε περίπτωση θετικών αποτελεσμάτων - η ανάπτυξη συγκεκριμένης μεθοδολογίας για τέτοιου είδους αναθεωρήσεις τοπογραφικών χαρτών με χρήση προηγμένων τεχνολογιών και λογισμικού Γεωγραφικών Συστημάτων πληροφοριών, τηλεπισκόπισης και GPS. Ουσιαστικό αντικείμενο της πρότασης μας επομένως ήταν η εξακρίβωση στην πράξη των πραγματικών δυνατοτήτων των νέων δορυφορικών εικόνων υψηλής ευκρίνειας και ακρίβειας όσον αφορά την ενημέρωση και εξαρχής κατασκευής τοπογραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας. Σημειώνουμε ότι αυτό το αντικείμενο συσχετισμένο με την ανάπτυξη σχετικής μεθοδολογίας, αποτελεί σήμερα το βασικό ερευνητικό θέμα των περισσότερων συναφών πανεπιστημιακών, εθνικών και στρατιωτικών κέντρων σε όλο το κόσμο χωρίς συγκεκριμένα αποτελέσματα μέχρις στιγμής. Τα τελικά αποτέλεσμα της πρότασής μας χωρίζονται σε δύο μέρη :

Α) Απάντηση στις εξής ερωτήσεις :

- μπορούν ή όχι οι δορυφορικές εικόνες υψηλής ευκρίνειας του δορυφόρου ΙΚΟΝΟΣ να συνεισφέρουν στην αναθεώρηση των τοπογραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας ;

- αν ναι σε ποιο ποσοστό ;

- είναι οικονομικά συμφέρουσα η χρησιμοποίησή τους ;

Β) Σε περίπτωση θετικής απάντησης θα αναπτυσσόταν και θα επαληθευόταν στην πράξη σχετική μεθοδολογία αναθεώρησης τοπογραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας. Σε περίπτωση αρνητικής απάντησης θα εξεταζόταν οι παράμετροι που θα μπορούσαν να βελτιωθούν για να ικανοποιήσουν την ζητούμενη χαρτογραφική αναθεώρηση.

Μεθοδολογία που χρησιμοποιήθηκε

Η μεθοδολογία που αναπτύχθηκε βασίστηκε σε τέσσερις φάσεις:

ΦΑΣΗ Α : Εκλογή των απαραίτητων δεδομένων (και αγορά ή παραγωγή τους στην συνέχεια) και των εργαλείων με τα οποία θα γίνει η επεξεργασία τους.

ΦΑΣΗ Β : Η φάση αυτή αφορούσε την γεωαναφορά των εικόνων και την ολοκλήρωση / αλληλοϋπέρθεση όλων των δεδομένων σε ένα γεωδαιτικό σύστημα αναφοράς. Πραγματοποιήθηκε επίσης η πρώτη φάση δορυφορικής ερμηνείας.

ΦΑΣΗ Γ : Προσδιορισμός των διαφόρων κατηγοριών των χαρτογραφικών αντικειμένων στις δορυφορικές εικόνες. Κατηγοριοποίηση (αυτόματη - ελεγχόμενη) των χαρτογραφικών αντικειμένων στις εικόνες, εξέταση διαδικασιών αυτοματοποιημένης και ημιαυτοματοποιημένης χαρτογραφικής γενίκευσης, εκτίμηση του ποσοστού ενημέρωσης των διαφόρων χαρτογραφικών αντικειμένων (βασισμένη στην ολοκληρωμένη υπέρθεση - ολική ή/και τοπική - των διανυσματικών / ράστερ ψηφιακών δεδομένων επάνω στις εικόνες). Ακολούθησε ενημέρωση και ανάδραση με την Κινεζική ερευνητική ομάδα.

ΦΑΣΗ Δ : Η φάση αυτή αφορούσε την ολοκλήρωση των συμπερασμάτων σχετικά με τις δυνατότητες αναθεώρησης των τοπογραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας μέσω δορυφορικών εικόνων υψηλής ευκρίνειας και δόμηση της σχετικής μεθοδολογίας. Η ολοκλήρωση των συμπερασμάτων μας οριοθετήθηκε με την δειγματοληπτική επαλήθευσή τους στο έδαφος και μέσω αεροφωτογραφιών. Η δόμηση της προτεινόμενης μεθοδολογίας έγινε μέσω της αναλυτικής περιγραφής των σταδίων που ακολουθήθηκαν, επιλέγοντας τις βέλτιστες λύσεις και τεκμηριώνοντας τις στρατηγικές και λειτουργικές αποφάσεις. Είναι ευνόητο ότι η προτεινόμενη μεθοδολογία είναι ανεξάρτητη από τον οποιαδήποτε εξοπλισμό ή / και λογισμικό.

Συνοπτικά, έγιναν τα εξής :

- ολοκλήρωση των συμπερασμάτων σχετικά με τις δυνατότητες για την αναθεώρηση τοπογραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας με χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ευκρίνειας και ακρίβειας

- επαλήθευση των αποτελεσμάτων

- δόμηση της προτεινόμενης μεθοδολογίας αναθεώρησης τοπογραφικών χαρτών με χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ευκρίνειας. Σε περίπτωση αρνητικής απάντησης θα εξετάζονταν οι παράμετροι που θα μπορούσαν να βελτιωθούν για να ικανοποιήσουν την ζητούμενη χαρτογραφική αναθεώρηση.

Αποτελέσματα

Ολοκληρώνοντας, συνοπτικά και συμπερασματικά θα μπορούσαμε να αναφέρουμε τα εξής :

- Η ενημέρωση τοπογραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας 1:25.000 – 1:50.000 με χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ευκρίνειας είναι εφικτή.

- Η κατασκευή τοπογραφικών χαρτών μεσαίας κλίμακας με χρήση δορυφορικών εικόνων υψηλής ευκρίνειας είναι δυνατή.

- Η ενημέρωση μπορεί να γίνει με ημιαυτόματο τρόπο και σίγουρα γρηγορότερα από τις κλασικές μεθόδους ενημέρωσης τοπογραφικών χαρτών.

- Η μεθοδολογία και τεχνικές που αναπτύχθηκαν δοκιμάστηκαν στην πράξη, είναι αποτελεσματικές και οικονομικότερες από τις κλασσικές μεθόδους ενημέρωσης υπολογίζοντας μόνο την παράμετρο εργατώρες.

Στα πλαίσια του προγράμματος εξετάστηκαν και εναλλακτικές λύσεις βελτίωσης της ευκρίνειας και ακρίβειας των δορυφορικών εικόνων, με τεχνικές Τηλεπισκόπησης και με στόχο τις αυτόματες διαδικασίες εντοπισμού / ενημέρωσης των χαρτογραφικών αντικειμένων . Ιδιαίτερα σημαντική ήταν η συνεισφορά της πολυφασματικής ταξινόμησης των εικονοστοιχείων των δορυφορικών εικόνων. Εφαρμόστηκαν και οι δύο μορφές της (καθοδηγούμενη και μη) της ταξινόμησης της φασματικής πληροφορίας, στοχεύοντας στον εντοπισμό περιοχών όπου οι μεταβολές χαρτογραφικών αντικειμένων δεν ήταν ιδιαίτερα ευδιάκριτες με απλή δορυφορική εικονοερμηνεία.

Κλίσεις πάνω από 27 μοίρες

Εικόνα 1: Σκίαση αναγλύφου για ποιοτικό έλεγχο ψηφιακών μοντέλων εδάφους

Πηγή:Δήμος ΠΑΝΤΑΖΗΣ, Χαράλαμπος ΚΑΡΑΘΑΝΑΣΗΣ,Μάρω ΚΑΣΩΛΗ,ΔΙΕΘΝΗ ΕΡΕΥΝΗΤΙΚΑ ΠΡΟΓΡΑΜΜΑΤΑ ΚΑΙ ΑΠΟΤΕΛΕΣΜΑΤΑ ΣΤΟ ΧΩΡΟ ΤΗΣ ΤΗΛΕΠΙΣΚΟΠΗΣΗΣ ΑΠΟ ΤΗΝ ΕΡEΥΝΗΤΙΚΗ ΟΜΑΔΑ SOCRATES ΤΩΝ ΤΕΙ ΑΘΗΝΩΝ(Small Baseline Subset