Δημιουργία τρισδιάστατης ρεαλιστικής απεικόνισης αστικής περιοχής σε περιβάλλον GIS
Από RemoteSensing Wiki
Αντικείμενο Εφαρμογής
Ο συνδυασμός σύνθετης δορυφορικής εικόνας γεωμετρικής ανάλυσης 1μ., ψηφιακού μοντέλου εδάφους και τρισδιάστατων μοντέλων κτιρίων, σε περιβάλλον GIS, με σκοπό τη ρεαλιστική απεικόνιση της πανεπιστημιούπολης του ΑΠΘ.
Στόχος της Εφαρμογής
Η τρισδιάστατη ρεαλιστική απεικόνιση χώρου για να αποτελέσει υπόβαθρο σε μια διαδικασία οργάνωσης ενός ολοκληρωμένου συστήματος GIS για την παρακολούθηση και διαχείριση του «αστικού χώρου» της Πανεπιστημιούπολης Θεσσαλονίκης.
Δεδομένα
Χρησιμοποιήθηκαν δυο εικόνες του δορυφόρου IKONOS -2 που ελήφθησαν το Μάρτιο του 2000: μία πανγχρωματική εικόνα, χωρικής διακριτότητας 1μ. και μια πολυφασματική εικόνα χωρικής διακριτικότητας 4μ. με τέσσερις διαύλους.
| Εικόνα 1: Παγχρωματική εικόνα IKONOS της Πανεπιστημιούπολης του ΑΠΘ | Εικόνα 2: Πολυφασματική εικόνα IKONOS της Πανεπιστημιούπολης του ΑΠΘ R=4, G-2 KAI B=1 |
|---|---|
 |  |
Η ραδιομετρική ανάλυση των εικόνων είναι 11 bits ανά ψηφίδα, τα οποία αντιστοιχούν σε 211 =2048 επίπεδα ανά ψηφίδα, σε αντίθεση με τα 28 = 256 επίεπδα που παρέχουν οι παραδοσιακές εικόνες των 8bit.
Επιπλέον, χρησιμοποιήθηκε:
- μια ορθοφωτογραφία της ίδιας περιοχής, κλίμακας 1: 1000 σε προβολή EGSA 87. Προήλθε από φωτογραμμετρική επεξεργασία, και αναγνωρίστηκαν σε αυτή 20 σημεία ελέγχου τα οποία χρησιμοποιήθηκαν στην ορθαναγωγή των δορυφορικών εικόνων.
- ψηφιακό μοντέλο εδάφους (DtM) της περιοχής με βήμα καννάβου 2μ σε προβολή EGSA 87.
- τρισδιάστατο γραφικό της πανεπιστημιούπολης που περιλαμβάνει όλα τα κτίρια της περιοχής. Προήλθε από φωτογραμμετρική επεξεργασία αεροφωτογραφιών κλίμακας 1:5000.
Η ορθοφωτογραφία και το ψηφιακό μοντέλο εδάφους είναι τα προϊόντα της φωτογραμμετρικής επεξεργασίας αεροφωτογραφιών, κλίμακας 1: 5000 και ημερομηνίας λήψης 5/6/1997.
Ψηφιακές επεξεργασίες και αποτελέσματα
Θέτοντας ως τελικό στόχο τη δημιουργία ρεαλιστικής απεικόνισης της περιοχής η επεξεργασία πραγματοποιήθηκε σε δυο φάσεις. Η πρώτη φάση περιλαμβάνει τη δημιουργία υποβάθρου ρεαλιστικής απεικόνισης με τη συγχώνευση των δυο δορυφορικών εικόνων, των οποίων προηγήθηκε η ορθοαναγωγή, και τη δημιουργία μιας σύνθετης εικόνας. Τα βήματα για τη δημιουργάι της σύνθετσης είκόνας είναι συνοπτικά τα εξής:
- Αναγωγή της κάθε εικόνας
- Ορθοαναγωγή
Εγγραφή της πολυφασματικής στην πανγχρωματική εικόνα
- Συγχώνευση των εικόνων, η οποία πραγματοποιήθηκε με τη χρήση τριών τεχνικών: με μετασχηματισμό στις κύριες συνιστώσεις (principal components), με πολλαπλασιασμό (multiplicative) και μετασχηματισμό Brovey.
Στη δεύτερη φάση συνδυάστηκε η σύνθετη εικόνα με το ψηφιακό μοντέλο εδάφους και του τρισδιάστατου μοντέλου των κτιρίων. Προστέθηκε βλάστηση και ονοματολογία των κτιρίων.
Εικόνα 3: Σύνθετη εικόνα που προέκυψε με τη μέθοδο συγχώνευσης PCA
Ακολούθησε η διαδικασία εισαγωγής δεδομένων στο περιβάλλον IMAGINE VirtualGIS η οποία περιλαμβάνει:
- Εισαγωγή του ψηφιακού μοντέλου (DTM)
- Υπέρθεση της τηλεπισκοπικής σύνθετης εικόνας (raster layer) στο DTM
- Εισαγωγή του επιπέδου του τρισδιάστατου μοντέλου με τα κτίρια της πανεπιστημιούπολης
- Εισαγωγή βλάστησης
- εισαγωγή του επιπέδου με τα ονόματα των κτιρίων.
Εικόνα 4: Άποψη της τρισδιάστατης απεικόνισης
Αποτελέσματα και αξιολόγηση των μεθόδων
Ο συνδυασμός των Τηλεπισκοπικών και Φωτογραμμετρικών δεδομένων σε ένα περιβάλλον GIS, μπορεί να οδηγήσει σε εικονικές τρισδιάστατες απεικονίσεις απαραίτητες για τη μελέτη μιας περιοχής, την ευκολότερη κατανόησή της, την εξαγωγή συμπερασμάτων και τη λήψη αποφάσεων. Η πραγματικότητα απεικονίζεται με το βέλτιστο τρόπο δίνοντας τη δυνατότητα στο χρήστη να αντιληφθεί με τον καλύτερο δυνατό τρόπο τις απεικονιζόμενες δομές και να εξάγει συμπεράσματα για τα εμπλεκόμενα φαινόμενα και τις σχέσεις μεταξύ τους,
