Advertisements

Γεωαναφορά ιστορικών αεροφωτογραφιών με την χρήση του ArcMαp – Οδηγός

georef_aerialΟι αεροφωτογραφίες που λήφθηκαν στο παρελθόν χρησιμοποιούνται για να μας βοηθήσουν να εξαγάγουμε συμπεράσματα για τις μεταβολές που συνέβησαν στο τοπίο με την πάροδο του χρόνου. Χρησιμοποιούνται σε όλες τις επιστήμες που ασχολούνται με την γεωπληροφορία. Στην δασική επιστήμη, μεταξύ των άλλων, μας παρέχουν στοιχεία για αλλαγές των χρήσεων γης όπως μεταβολή δασικών εκτάσεων λόγω εκχερσώσεων για αγροτική ή οικιστική χρήση. Τα στοιχεία αυτά προκύπτουν με συνδυασμό των παρελθοντικών αεροφωτογραφιών με πληροφορίες που μπορούμε να αντλήσουμε από σύγχρονες ορθοφωτογραφίες. Ο εντοπισµός και η παρατήρηση τέτοιου είδους αλλαγών διευκολύνεται αν γίνει ακριβής αλληλεπίθεση (ταύτιση) των παλαιών αεροφωτογραφιών και των νεότερων ορθοφωτογραφιών.

Οι αεροφωτογραφίες όμως παρουσιάζουν παραμορφώσεις σε σχέση με τις ορθοφωτογραφίες οι οποίες έχουν σχέση:

geo01

Με την κλίμακα και το ύψος πτήσης,

geo02

Με το αν έγινε κατακόρυφη λήψη ή αν υπήρχε απόκλιση

Επίσης παρουσιάζονται παραμορφώσεις που έχουν σχέση με τις ανωμαλίες του ανάγλυφου (κοιλώματα, κυρτώματα) και τα διάφορα τεχνητά έργα (δημιουργήματα) του ανθρώπου (π.χ. κτίρια απεικονίζονται στις κατακόρυφες α/φίες μετατοπισμένα σε σχέση με τις θέσεις τους.)

Σε όσο μεγαλύτερο υψόμετρο βρίσκεται κάποιο σημείο, τόσο πιο μακριά από το κέντρο της φωτογραφίας αποτυπώνεται στο φιλμ και όσο πιο μακριά είναι τα αντικείμενα από το κέντρο της φωτογραφίας, τόσο μεγαλύτερη θα είναι και η μετατόπιση των αντικειμένων λόγω αναγλύφου.

geo03

Στη φωτογραφία φαίνεται η μετατόπιση του ανάγλυφου, η μεγαλύτερη απόσταση της δεξαμενής Β από το κύριο σημείο (ΡΡ/Ναδίρ), προκαλεί μεγαλύτερη μετατόπιση απ’ ότι η δεξαμενή Α (που έχει το ίδιο υψόμετρο).

Με την γεωαναφορά των ψηφιακών (σκαναρισμένων) αεροφωτογραφιων επιδιώκουμε να εξαλείψουμε τις παραμορφώσεις και να απεικονιστεί το κάθε pixel της αεροφωτογραφίας στις πραγματικές του συντεταγμένες. Τις συντεταγμένες αυτές, όταν εργαζόμαστε με το Arcmap, θα τις «δείξουμε» στο λογισμικό πάνω σε κάποια σύγχρονη ορθοφωτογραφία της περιοχής (π.χ. του Κτηματολογίου, αν είναι διαθέσιμη).
Στο παράδειγμά μας θα εργαστούμε με ορθοφωτογραφία εξαγόμενη από το bing.com/maps και με αεροφωτογραφία λήψεως 1978 της ίδιας περιοχής( Πηγή: library.buffalo.edu)
(Για να γίνει κατανοητός αυτός ο οδηγός καλό είναι διαβαστεί ο προηγούμενος για την γεωαναφορά χαρτών)
Εισάγουμε και τα δύο αρχεία ( Wales_N_Holland.jpg –ορθοφωτογραφία και 36029-176-41-1978-10-21.jpg – αεροφωτογραφία, αν θέλετε να εργαστείτε με τις εικόνες του παραδείγματος, κάντε download και τα αρχεία της γεωαναφοράς 1, 2 και τοποθετείστε τα στον ίδιο φάκελο με τις εικόνες)

geo04και επιλέγουμε στην εργαλειοθήκη Georeferencing το layer 176-41-1978-10-21.jpg

Αφού εντοπίσουμε δύο σημεία που είναι κοινά στις δύο εικόνες, πχ την συμβολή των δυο δρόμων,

geo05

μεγεθύνουμε στην αεροφωτογραφία στην περιοχή αυτή και προσθέτουμε το πρώτο σημείο ελέγχου.

geo06Στην συνέχεια επιστρέφουμε στην ορθοφωτογραφία και μεγεθύνουμε ξανά στην ίδια περιοχή, εντοπίζουμε το αντίστοιχο σημείο και «δείχνουμε» στο λογισμικό που θα πρέπει να μετακινήσει το πρώτο σημείο

geo07

Βρίσκουμε άλλο ένα ζεύγος κοινών σημείων στις δυο εικόνες,

geo08

και κάνουμε την ίδια διαδικασία. Πλέον η αεροφωτογραφία έχει κλιμακωθεί και από εδώ και πέρα το έργο είναι πιο εύκολο.

Ενεργοποιούμε την εργαλειοθήκη Effects και επιλέγουμε πάλι το layer 176-41-1978-10-21.jpg, εκεί παίρνουμε το εργαλείο Swipe.

geo09

Με το Swipe μπορούμε να αποκρύβουμε σταδιακά το layer της αεροφωτογραφίας και να εμφανίζεται από κάτω το layer της ορθοφωτογραφίας. Έτσι ελέγχουμε πόσο «ταιριάζουν» οι δυο εικόνες.

geo10

Εξετάζουμε τις δύο εικόνες και ανάλογα με τις αποκλίσεις που παρουσιάζονται,

geo11

προσθέτουμε ζευγάρια κοινών σημείων. Σε αυτό το σημείο θέλει προσοχή όσον αφορά την επιλογή των σημείων, να επιλέγουμε σημεία που δεν άλλαξαν στο χρονικό διάστημα που μεσολάβησε ανάμεσα στις λήψεις των δυο αεροφωτογραφιών, για παράδειγμα κάποιος δρόμος μπορεί να ξαναχαράκτηκε, ένα κτίριο να μην υπάρχει πια και δίπλα του να κτίστηκε κάποιο καινούριο κλπ.
Τα σημεία επιλέγονται έτσι ώστε να είναι κατανεμημένα κυρίως στην περιφέρεια της εικόνας που θέλουμε να γεωαναφέρουμε και ο αριθμός τους εξαρτάται από το αν η αεροφωτογραφία έχει έντονες παραμορφώσεις.

Όσο προσθέτουμε σημεία θα παρατηρούμε ότι τα δυο σταυρονήματα δεν θα ταυτίζονται πλέον αλλά θα αποκλίνουν, όμως ανάλογα με το πόσα σημεία έχουμε προσθέσει μπορούμε να επιλέξουμε και τον τύπο του πολυωνυμικού μετασχηματισμού που χρησιμοποιεί το λογισμικό κατά την διαδικασία της γεωαναφοράς. Από τα έξι σημεία και πάνω είναι δυνατή η εφαρμογή δεύτερης τάξεως πολυωνυμικού μετασχηματισμού.

geo12

Οποιαδήποτε στιγμή μπορούμε να σβήσουμε κάποιο σημείο μέσα από το View Link Table, δηλ. τον πίνακα της γεωαναφοράς και να βλέπουμε επίσης το μέσο τετραγωνικό σφάλμα (RMS) της διαδικασίας.

Όταν ολοκληρωθεί η εργασία μας στο πτυσσόμενο μενού της εργαλειοθήκης Georeferencing επιλέγουμε Update Georeferencing.

geo13

Εαν θέλετε μπορείτε να κατεβάσετε τον σημερινό οδηγό σε μορφή pdf

Advertisements
Μοιραστείτε το!
Share on Facebook
Facebook
Share on Google+
Google+
Tweet about this on Twitter
Twitter
Share on LinkedIn
Linkedin


ΚατηγορίεςΓεωγραφικά Συστήματα Πληροφοριών

Tags: , , ,

4 replies

  1. Σαφώς και η ορθοαναγωγή βγάζει πιο αξιόπιστα αποτελέσματα, ωστόσο στην πράξη δεν είναι πάντα εύκολη η παραγωγή ορθοφωτογραφιών γιατί τα αντίστοιχα λογισμικά έχουν υψηλό κόστος αλλά και γιατί απαιτούν ειδικευμένο προσωπικό. Με την γεωαναφορά αν εργαστείς σε σχετικά μικρή περιοχή που δεν έχει τρελές διακυμάνσεις στο ανάγλυφο και με προσεκτική επιλογή των σημείων, με έλεγχο και επανέλεγχο των αποτελεσμάτων και εφαρμόζοντας ανώτερης τάξεως μετασχηματισμούς, μπορείς να πετύχεις ικανοποιητικά αποτελέσματα. Πάντως και στις δυο διαδικασίες έχει πάρα πολύ μεγάλη σημασία η ικανότητα και η εμπειρία του χειριστή και ο προσεκτικός έλεγχός των αποτελεσμάτων. Για παράδειγμα έχω δει παραγόμενες ορθοφωτογραφίες να κλωτσάνε πάνω από 20 μέτρα…

    • Για όνομα του θεού…Η ικανοτητα και η εμπειρια του χρηστη ειναι κατ’ αρχην να έχει αίσθηση ότι δεν ξέρει τι του γίνεται…Η ορθοαναγωγή δεν βγαζει «πιο αξιοπιστα αποτελέσματα», βγαζει αξιοπιστα αποτελέσματα, με δεδομένα σx,σy,σz αν καταλαβαίνεις τι εννοώ… Και όσον αφορά το κόστος, δηλαδή η άδεια χρήσης του Arcmap είναι δωρεάν???

      • Το παρών διαπραγματεύεται την διαδικασία της γεωαναφοράς. Δεν ισχυρίζεται σε κανένα σημείο ότι η γεωαναφορά είναι καλύτερη ή προτιμητέα από την ορθοαναγωγή. Είναι διαφορετικές διαδικασίες. Εάν θέλεις παρουσίασε μας την διαδικασία της ορθοαναγωγής με οποιοδήποτε λογισμικό διαθέτεις, ίσως φανεί χρήσιμη αυτή η παρουσίαση σε κάποιον. Την φράση: «Η ικανοτητα και η εμπειρια του χρηστη ειναι κατ’ αρχην να έχει αίσθηση ότι δεν ξέρει τι του γίνεται» φυσικά και δεν την συμμερίζομαι. Καλή σου μέρα!

  2. Η εν λόγο μέθοδος είναι ανεκτή σε σφάλματα (όχι ότι δεν υπάρχουν) μόνο για περιοχές με επίπεδο ανάγλυφο, σε κάθε άλλη περίπτωση τα σφάλματα είναι μεγάλα και απαιτείται ορθό-αναγωγή με χρήση προγραμμάτων φωτογραμμετρίας.

    Γιώργος

Απάντηση

No announcement available or all announcement expired.
Αρέσει σε %d bloggers: