Land Border Monitoring with remote sensing technologies
Από RemoteSensing Wiki
Πρωτότυπος τίτλος: Land Border Monitoring with remote sensing technologies
Συγγραφείς: Radosław Malinowski
Πηγή: Conference: Proceedings of SPIE - The International Society for Optical Engineering Volume: 7745
Link πρωτότυπης εργασίας: https://doi.org/10.1117/12.871930
Λέξεις-κλειδιά: Γεωγραφικό Σύστημα Πληροφοριών, Παρατήρηση της Γης, Μεταναστεύσεις, Τηλεπισκόπηση, Χωρική Ανάλυση, Χωρική Μοντελοποίηση
Aντικείμενο εφαρμογής
Ο βασικός σκοπός της παρούσας εργασίας είναι να αποτυπώσει τον τρόπο με τον οποίο η παρακολούθηση των χερσαίων συνόρων δύναται να αναπτύξει και να μελετήσει περιοχές, σύμφωνα με δεδομένα Παρατήρησης της Γης προκειμένου να προωθηθεί η ασφάλεια στην Ευρώπη. Η τεχνολογία που αναφέρεται στοχεύει στην αποτύπωση των μεταναστεύσεων (παράνομων και μη), του λαθρεμπορίου αγαθών και ανθρώπων και τέλος των στρατιωτικών απειλών. Κατά την εκπόνηση της μελέτης, εφαρμόστηκαν ποικίλες επεξεργασίες όπως ορθοαναγωγή, ταξινόμηση των εικόνων και χωρικές αναλύσεις. Ένα από τα βασικά χαρτογραφικά προϊόντα που παρήχθησαν είναι ο χάρτης διαπερατότητας των συνόρων ο οποίος φανερώνει την ταξινόμηση των παραμεθόριων περιοχών ανάλογα με την διέλευση παράνομων μεταναστών. Η περιοχή μελέτης αφορά στα Πολωνικά-Ουκρανικά σύνορα.
Συλλογή δεδομένων
Η εργασία πραγματοποιήθηκε για έκταση 20 χλμ και στις δυο πλευρές των χωρών που προαναφέρθηκαν και καλύπτουν συνολική επιφάνεια 13500 τετρ.χλμ. Για τη πλευρά της Πολωνίας, πηγή δεδομένων αποτέλεσε το Corine Land Cover (CLC2006), ενώ για τη πλευρά της Ουκρανίας συλλέχθηκαν και αξιοποιήθηκαν εικόνες των δορυφόρων SPOT4, SPOT5 και IRS μεταξύ 2005 και 2007. Επιπρόσθετα, αξιοποιήθηκε το Ψηφιακό Μοντέλο Εδάφους ASTER του 2009. Για το δίκτυο υποδομής, χρησιμοποιήθηκαν τα πακέτα δεδομένων VMap Level 2 και της ESRI. Τέλος, για τη μέση θερμοκρασία αποκτήθηκαν δεδομένα από το Κοινό Κέντρο Ερευνών JRC.
Μεθοδολογία
Η ροή της ανάλυσης μπορεί να χωριστεί σε δυο βήματα. Το πρώτο βήμα αφορά στη προετοιμασία των δεδομένων κάλυψης γης και το δεύτερο στη διαδικασία συγχρονισμού δεδομένων και μοντελοποίησης.
Δεδομένα Κάλυψης Γης
Για τη δημιουργία του χάρτη διαπερατότητας των συνόρων, πραγματοποιήθηκε λεπτομερής ταξινόμηση. Οι κατηγορίες ταξινόμησης που παρήχθησαν ήταν έξι (περιοχές υψηλής βλάστησης, περιοχές χαμηλής βλάστησης, ανοικτός χώρος, κατοικημένη περιοχή, ύδατα και υγρότοποι). Για τη περιοχή της Ουκρανίας, ύστερα από επεξεργασίες των δορυφορικών εικόνων και εφόσον ταξινομήθηκαν με βάση της κατηγορίες που αναφέρθηκαν, συνενώθηκαν οι δυο ομάδες δεδομένων σε ένα κοινό επίπεδο.
Μοντελοποίηση των δεδομένων
Για το παρόν έργο αξιολογήθηκαν δυο κριτήρια. Το ‘walk’ κριτήριο και το ‘hide’ κριτήριο. Ο υπολογισμός του κριτηρίου ‘walk’ σχετίζεται με την ανάλυση των χαρακτηριστικών του εδάφους και την ταξινόμησή του σχετικά με την ευκολία περπατήματος. Η ανάλυση λαμβάνει υπόψη διάφορους τύπους δεδομένων και εξετάζει την ευκολία και την ταχύτητα του περπατήματος. Από την άλλη, το κριτήριο ‘hide’ αφορά στη ταξινόμηση του εδάφους ανάλογα με τη δυνατότητα του να παραμείνει κάποιος κρυμμένος. Ένας υποθετικός εισβολέας, στη προσπάθεια του να περάσει τα σύνορα, πρέπει να κινηθεί γρήγορα και να μείνει κρυμμένος τόσο από τους αξιωματικούς της συνοριοφυλακής όσο και από τους πολίτες. Για τη τελική αναπαράσταση της κατάστασης των συνόρων, τα δυο κριτήρια συνενώθηκαν και παρείχαν 20 διαφορετικούς συνδυασμούς με πέντε τιμές εισόδου που προήλθαν από τα δυο σύνολα δεδομένων. Για την εξαγωγή συμπερασμάτων, απαιτήθηκε να αναλογιστεί ο τρόπος που ο πιθανός εισβολέας περνάει τα σύνορα έτσι ώστε να αναδειχθεί ποιο από τα δυο κριτήρια είναι σημαντικότερο.
Αποτελέσματα
Το τελικό αποτέλεσμα της ταξινόμησης παρείχε 85% ακρίβεια και κάλυψη γης σε έξι προκαθορισμένες κατηγορίες. Η αποτύπωση φαίνεται στην εικόνα που ακολουθεί. Τα Γεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών παρέχουν δυνατότητες για την διενέργεια χωρικών αναλύσεων χρησιμοποιώντας πολλές πηγές πληροφοριών, και αυτό τα καθιστά ένα πολύ χρήσιμο εργαλείο. Οι τελικοί χαρτογραφικοί χάρτες περιλαμβάνουν πληροφορίες για το κριτήριο ‘hide’, το κριτήριο ‘walk’ και τη διαπερατότητα των συνόρων με γνώμονα τα δυο αυτά κριτήρια. Οι διαφορετικές αποχρώσεις αποκαλύπτουν διαφορετικά αποτελέσματα σχετικά με το πόσο διαπερατά ή μη είναι τα απεικονιζόμενα εδάφη.
Τα δεδομένα που παρείχαν λιγότερο αξιόπιστα αποτελέσματα ήταν αυτά των καλύψεων-χρήσεων γης (CLC2006) και για αυτό το λόγο τονίζεται η ανάγκη έρευσης ακριβέστερων αποτυπώσεων. Η αξιοπιστία του δείκτη διαπερατότητας μπορεί επίσης να αυξηθεί με την παροχή πληροφοριών σχετικά με την κάλυψη χιονιού, καθώς το χιόνι έχει άμεση επίδραση στην ευκολία του περπατήματος.
Η εργασία ανέδειξε τη χρησιμότητα της τεχνολογίας της Παρατήρησης της Γης για την εποπτεία των συνόρων. Αν και δεν μπορεί να εφαρμοστεί άμεσα, είναι δυνατόν να αξιοποιηθούν τα δεδομένα Παρατήρησης της Γης ως πηγή πληροφοριών για ποικίλες χωρικές αναλύσεις. Όσον αφορά τα αποτελέσματα που επιτεύχθηκαν στην έρευνα αυτή, πρέπει επίσης να γίνει κατανοητό ότι τα δεδομένα μεγαλύτερης ακρίβειας, παρέχουν πιο λεπτομερή προϊόντα και χάριν αυτού του γεγονότος, περισσότερες χρήσιμες πληροφορίες μπορούν να υποστηρίξουν το έργο της τεχνητής νοημοσύνης και τη δουλειά των μελετητών του χώρου.
