Met dy klasifik cie obrazu dpz
Download
1 / 38

Met ódy klasifikácie obrazu DPZ - PowerPoint PPT Presentation


  • 131 Views
  • Uploaded on
  • Presentation posted in: General

Met ódy klasifikácie obrazu DPZ. Obsah predmetu. Seminár (prednáška + cvičenie): 1. Vizuálna interpretácia 2. Kontrolovaná klasifikácia 3. Nekontrolovaná klasifikácia, PCA 4. Fuzzy a pravdepodobnostná klasifikácia 5. Objektovo-orientovaná klasifikácia 6. Spektrálne indexy

loader
I am the owner, or an agent authorized to act on behalf of the owner, of the copyrighted work described.
capcha

Download Presentation

Met ódy klasifikácie obrazu DPZ

An Image/Link below is provided (as is) to download presentation

Download Policy: Content on the Website is provided to you AS IS for your information and personal use and may not be sold / licensed / shared on other websites without getting consent from its author.While downloading, if for some reason you are not able to download a presentation, the publisher may have deleted the file from their server.


- - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - E N D - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - - -

Presentation Transcript


Metódy klasifikácie obrazu DPZ


Obsah predmetu

Seminár (prednáška + cvičenie):

1. Vizuálna interpretácia

2. Kontrolovaná klasifikácia

3. Nekontrolovaná klasifikácia, PCA

4. Fuzzy a pravdepodobnostná klasifikácia

5. Objektovo-orientovaná klasifikácia

6. Spektrálne indexy

7. Detekcia a analýza zmien krajiny


Interpretáciaobrazových údajov DPZ


Interpretácia obrazu

riadkové obrazové údaje

interpretácia (ľudský mozog, počítač) využiteľné informácie


Mapovanie krajiny

Údaje využívané pre mapovanie krajiny:

1. Terénny prieskum

2. Letecké meračské snímky (LMS)

3. Satelitné údaje

Terénny prieskum – detailné mapovanie

  • využívajú sa topografické mapy veľkých mierok + GPS alebo geodézia

  • časovo a finančne náročný

  • ťažko sa pomocou neho mapujú veľké alebo nedostupné územia

  • nerozoznáva regionálne vzory


Mapovanie krajiny

Metódy založené na využití údajov DPZ:

  • poskytujú synoptický prehľad

  • celá scéna je snímaná ako obraz namiesto skupiny bodových údajov

  • monitorovanie javov v krajinev príslušných časových okamihoch

    LMS – prvá letecká snímka v roku 1858 (z balóna)

  • využitie LMS sa rozšírilo v rokoch 1920 až 1930

  • lacnejšie, menej detailné ako TP, ale skúsený interpretátor môže získať presné informácie

  • finančne náročné v prípade rozsiahlych území

  • mierky LMS od 1:500 do 1:100 000, ale na mapovanie KP najčastejšie 1:10 000 až 1:40 000


Mapovanie krajiny

Satelitné údaje - začali sa využívať v r.1972 spolu s vypustením prvého satelitu Landsat, neskôr v 80-tych rokoch SPOT (predtým malé rozlíšenie)

  • pravidelnéčasové intervaly - generovanie rozsiahlych databáz informácií o krajine

  • obrazové údaje z jedného územia v rôznych častiach spektra (špecifické vlastnosti krajiny)

  • vhodnosť pre mapovanie veľkých území

  • vhodnosť pre automatizované spracovanie

  • menej detailné a poskytujú minimálne informácie o využití zeme, v súčasnosti sú však už aj satelitné snímky s veľmi vysokým rozlíšením (VHR)< 1 m


Fotointerpretácia

  • vyhodnocovací postup na získavanie odborných (kvalitatívnych a kvantitatívnych) informácií o objektoch a javoch z obrazových záznamov DPZ

  • systém DPZ je potrebné vidieť ako celok od snímania údajov až po výsledky vyhodnotenia – účel vyhodnotenia musí byť v súlade s druhom a časom snímania, formou údajov, spôsobom spracovania snímok pred vlastnou interpretáciou atď.


Aspekty fotointerpretácie

Vlnová dĺžka (pásmo) – ovplyvňuje druh a množstvo informácií, ktoré môžeme získať

VID

RADAR


Aspekty fotointerpretácie

Časové aspekty

  • ročné obdobie (mapovanie vegetácie, poľ.plodín)

  • denná doba (mapovanie pôdy - vlhkosť)

  • snímky s listami (vegetačné mapovanie)

  • snímky bez listov (topografické mapovanie, mestské objekty)


Aspekty fotointerpretácie

Mierka snímky – ovplyvňuje úroveň využiteľných informácií

  • LMS malej mierky – 1:50 000 a menej

  • LMS strednej mierky – 1:12 000 až 1:50 000

  • LMS veľkej mierky – 1:12 000 a viac

  • digitálne snímače - rozlíšenie


Fotointerpretácia

Komplexný postup, pri ktorom sa využívajú:

  • všetky informačné komponenty snímky

  • odborné vedomosti a skúsenosti

  • poznatky o mieste vyhodnotenia

  • doplňujúce informácie (mapy, opisné, štatistické údaje a iné)


Fotointerpretácia

Rozdiel medzi bežnou interpretáciou fotografií a interpretáciou leteckých a družicových snímok:

  • pohľad na objekty zhora

  • časté použitie vlnových dĺžok mimo viditeľného pásma spektra

  • zobrazenie zemského povrchu v nezvyklých mierkach a rozlíšeniach


Interpretačné znaky

  • tón / farba

  • tvar

  • veľkosť

  • rozlíšenie


Interpretačné znaky

  • tón / farba

  • tvar

  • veľkosť

  • rozlíšenie

  • textúra


Interpretačné znaky

  • tón / farba

  • tvar

  • veľkosť

  • rozlíšenie

  • textúra

  • vzor (štruktúra)


Interpretačné znaky

  • tón / farba

  • tvar

  • veľkosť

  • rozlíšenie

  • textúra

  • vzor (štruktúra)

  • tiene


Interpretačné znaky

  • tón / farba

  • tvar

  • veľkosť

  • rozlíšenie

  • textúra

  • vzor (štruktúra)

  • tiene

  • poloha

  • asociácia

    (vzájomné vzťahy)


Interpretačné kľúče

  • súbory interpretačných znakov

  • dve základné časti:

    1. súbor popísaných snímok (stereodvojíc)

    2. grafický alebo slovný popis

  • dva základné druhy kľúčov:

    1. výberové (selekčné) – početné príklady

    2. vylučovacie (eliminačné) – rozhodovacie stromy

  • obdoba legendy na mape

  • nepoužívajú sa až tak často


Interpretačné kľúče

  • príklad vylučovacieho interpretačného kľúča:


Pomôcky

Ďalšie pomôcky pri interpretácii:

  • texty

  • tabuľky

  • mapy

  • grafy

  • číselné údaje

  • fotografie

  • iné letecké alebo družicové snímky

  • metaúdaje o snímkach

  • terénny prieskum

  • .....


Druhy fotointerpretácie

  • Vizuálna interpretácia – vykonáva ju interpretátor

  • Automatizovaná interpretácia – obrazová klasifikácia, vykonávaná počítačom

  • Čiastočne automatizovaná interpretácia – niektoré fázy spracovania sú vykonávané počítačom


Pravidlá fotointerpretácie

Pred fotointerpretáciou je dôležité si zvoliť:

  • Klasifikačný systém (schému)

  • Minimálnu mapovaciu jednotku (MMU – Minimum Mapping Unit)

  • v závislosti od:

  • druhu snímok, ich rozlíšenia a iných vlastností

  • účelu vyhodnotenia

  • druhu fotointerpretácie

  • mierky výslednej mapy


Klasifikačný systém

  • predstavuje množinu kritérií, na základe ktorých sú oddeľované jednotlivé triedy objektov na snímke

  • odporúča sa vybrať niektorý z uznávaných klasifikačných systémov, ak už taký existuje pre javy, ktoré sú predmetom interpretácie

  • umožňuje to porovnanie výsledkov interpretácie s inými údajmi - interoperabilita


Klasifikačný systém

  • hierarchický systém - hlavné triedy sa delia na podtriedy, ktoré sú ďalej detailnejšie delené

  • výhodou je jednoduchá generalizácia a vhodnosť pre rôzne mierky

  • nehierarchický systém - môže obsahovať mix detailných a generalizovaných tried

  • dá sa ľahko modifikovať pre rôzne aplikácie

  • väčšina klasifikačných systémov je hierarchických a obyčajne obsahujú nejaký typ klasifikačného stromu


LCCS (Land Cover Clas. System) FAO

Klasifikačný systém organizácie FAO


LULC (Land Use & Land Cover) USGS

Klasifikačný systém Geologickej služby USA

Level I Level II

1 Urban or Built-up Land 11 Residential

12 Commercial and Services

13 Industrial

14 Transportation,Communications, Utilities

15 Industrial and Commercial Complexes

16 Mixed Urban or Built-up Land

17 Other Urban or Built-up Land

2 Agricultural Land 21 Cropland and Pasture

22 Orchards, Groves, Vineyards, Nurseries....

23 Confined Feeding Operations

24 Other Agricultural Land

3 Rangeland 31 Herbaceous Rangeland

32 Shrub and Brush Rangeland

33 Mixed Rangeland

4 Forest Land 41 Deciduous Forest Land

42 Evergreen Forest Land

43 Mixed Forest Land

5 Water, 6 Wetland, 7 Barren Land, 8 Tundra, 9 Perennial Snow or Ice


Klasifikačný systém vs. legenda

  • klasifikačný systém by mal byť nezávislý od mierky a použitých údajov

  • aplikáciou klasifikačného systému na konkrétnom území pre určitú mierku a konkrétnu sadu údajov je legenda

  • legenda predstavuje zoznam tried, a môže, ale nemusí byť odvodená od klasifikačného systému

  • u nás najpoužívanejšia legenda CORINE Land Cover (CLC) a Katalóg objektov ZB GIS (KO ZB GIS)


Minimálna mapovacia jednotka

MMU - minimálna veľkosť areálu, resp.minimálna šírka línie, ktorá bude mapovaná ako samostatný objekt

  • má vplyv na veľkosť detailu interpretácie


Minimálna mapovacia jednotka

  • veľkosť MMU by mala byť približne 10-násobkom veľkosti pixla

  • na výslednej mape určitej mierky je ťažké vyjadriť plošný areál menší ako 0,10 inch (2,54 mm) na jednej strane

  • MMU nemusí byť rovnako veľká pre všetky triedy v rámci klasifikačného systému

  • areály < MMU – zlúčenie so susednými areálmi


Projekt CORINE Land Cover

  • program CORINE (Coordination of Information on the Environment) – schválený Európskou komisiou v roku 1985

  • cieľom bolo zabezpečovať kompatibilné údaje o životnom prostredí členských štátov EÚ

  • v r.1991 sa rozhodlo, že 3 projekty sa rozšíria aj na štáty strednej a východnej Európy – medzi nimi aj projekt Land Cover (CLC) – vytvorenie digitálnej bázy údajov o krajinnej pokrývke v mierke 1:100 000 aplikáciou družicových snímok

  • projekt koordinuje EEA (European Environmental Agency)

  • databázy CLC 1970, CLC 1990, CLC 2000


Projekt CORINE Land Cover

  • údaje Landsat TM, ETM+, SPOT, IRS

  • geometrická presnosť < 50 m, od CLC90 < 25 m

  • MMU plošná 25 ha (500 x 500 m, čo v mierke 1:100 000 predstavuje 5 x 5 mm)

  • MMU líniová 100 m (1 mm v mierke 1:100 000)

  • geometrická presnosť údajov CLC < 100 m

  • tematická presnosť < 85 %

  • metóda interpretácie – počítačom podporovaná vizuálna interpretácia

  • CLC 2006 – mala by byť hotová v roku 2009

www stránka CLC Slovensko


Legenda CORINE Land Cover

  • 3 hierarchické úrovne:

    5 tried na prvej hierarchickej úrovni

    15 tried na druhej hierarchickej úrovni

    44 tried na tretej hierarchickej úrovni

  • Geografický ústav SAV – Feranec, Oťahel

  • r.1995-96 – návrh legendy CLC pre mierku 1:50 000 pre krajiny strednej a východnej Európy

  • doplnená 4.hierarchická úroveň


Vizuálna interpretácia

  • najjednoduchšia a najrozšírenejšia metóda

  • najstaršia – vyvinutá pre takmer 100 rokmi, keď boli k dispozícii iba analógové LMS

  • vyhodnocovateľ na základe pozorovania kvalitatívnych a kvantitatívnych charakteristík objektov a s použitím vlastných znalostí a skúseností, prípadne rôznych pomocných materiálov určuje na snímke rôzne objekty a javy

  • dá sa vykonávať pohotovo a s minimálnym technickým vybavením


Vizuálna interpretácia

  • 3D interpretácia – využíva stereoskopické videnie

  • potrebná snímková dvojica (sterodvojica)

  • ZB GIS – 3D údaje (X,Y,Z)

  • 2D interpretácia – na snímke (rovina), ortofotosnímke


Vizuálna interpretácia

  • v minulosti – zakresľovaním priamo do snímky alebo na priehľadnú fóliu, s využitím rôznych pomôcok a prístrojov

  • jednoduché - lupa, šošovkový al.zrkadlový stereoskop

  • zložitejšie - stereokomparátor, prekresľovač, obkresľovač

  • v súčasnosti – počítačom podporovaná (computer aided) vizuálna interpretácia (napr. digitalizácia na obrazovke, 3D interpretácia s využitím stereookuliarov)


Cvičenie

Vizuálna interpretácia (2D) výrezu z farebnej ortofotosnímky Chopok-Jasná z r.2001

  • rozlíšenie 1 m

  • rozmer výrezu 1000 x 1000 pixlov (1 x 1 km)

  • cieľ – vyhraničiť areály krajinnej pokrývky

  • klasifikačný systém – legenda krajinnej pokrývky vysokých pohorí (KPVP) pre mierku 1:5000 odvodená z CLC

  • MMU plošná 150 m2 (cca 2,5 x 2,5 mm na mape 1:5000), budovy 50 m2 (cca 1,5 x 1,5 mm)

  • MMU líniová 10 m (2 mm na mape 1:5000)


Cvičenie

Pokyny:

1. stiahnuť údaje k cvičeniu zo stránky predmetu

(momentálne Využitie údajov DPZ v geografii)

2. vybrať si výrez

3. na digitalizáciu použiť softvér Quantum

GIS/GRASS alebo ArcGIS (prípadne Geomedia)

4. vytvoriť novú vektorovú vrstvu a pridať do

atribútovej tabuľky stĺpec KOD (Integer)

5. digitalizovať polygóny alebo línie a centroidy

6. zapísať do atribútovej tabuľky rozlohy areálov

7. vytvoriť mapu krajinnej pokrývky


ad
  • Login