RO133457A2 - Process for generating green-area and built-up-area dynamics maps based on processing satellite data - Google Patents
Process for generating green-area and built-up-area dynamics maps based on processing satellite data Download PDFInfo
- Publication number
- RO133457A2 RO133457A2 ROA201701125A RO201701125A RO133457A2 RO 133457 A2 RO133457 A2 RO 133457A2 RO A201701125 A ROA201701125 A RO A201701125A RO 201701125 A RO201701125 A RO 201701125A RO 133457 A2 RO133457 A2 RO 133457A2
- Authority
- RO
- Romania
- Prior art keywords
- maps
- satellite
- optical
- areas
- images
- Prior art date
Links
Abstract
Description
OHCliX DE STAT PfiNTRU INVENȚII Șt ^1^. Cerere de brevet de InvențieOHCliX OF THE STATE FOR INVENTIONS Șt ^ 1 ^. Patent application
Nr. .........Nr. .........
Data depozitDate of filing
Procedeu pentru generarea si livrarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite bazat pe prelucrarea datelor satelitareProcedure for generating and delivering maps on the dynamics of green areas and built areas based on satellite data processing
Invenția se refera la un procedeu pentru generarea si livrarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite bazat pe prelucrarea datelor satelitare, respectiv bazat pe extragerea informațiilor din imagini optice preluate din satelit, incluzând pentru optimizare metoda aferenta lanțului de procesare „masca de nori”.The invention relates to a process for generating and delivering maps regarding the dynamics of green areas and built areas based on satellite data processing, respectively based on extracting information from optical images taken from satellite, including for optimizing the method of the "cloud mask" processing chain. .
Sunt cunoscute procedee (metode) pentru generarea de harți privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite care constau in:There are known methods (methods) for generating maps regarding the dynamics of the green areas and the built areas that consist of:
> determinări in-situ (măsurători topografice, observații in teren pentru caracterizarea tipului de acoperire: vegetație, construcții) > fotograme aeriene (camere fotogrametrice îmbarcate pe aparat de zbor cu pilot uman la bord, aparatul de zbor are motoare puternice cu ardere interna),> in-situ determinations (topographic measurements, field observations to characterize the type of coverage: vegetation, constructions)> aerial photograms (photogrammetric cameras embarked on a human pilot flight aircraft, the flight apparatus has powerful internal combustion engines),
Metoda cunoscuta pentru generarea de harți privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite, respectiv respectiv metoda bazata pe “determinări in-situ” (necesita deplasarea unei echipe umane si a echipamantului specializat in punctele de măsură) are următoarele dezavantaje:The known method for generating maps regarding the dynamics of the green areas and the built areas, respectively the method based on "in-situ determinations" (requires the movement of a human team and of the equipment specialized in the measurement points) has the following disadvantages:
> se face pe suprafețe restrânse, > nu toate punctele de măsura sunt ușor accesibile, > in zona ariilor naturale protejate accesul poate afecta biodiversitatea, > au grad redus de automatizare, > durata de realizare mare, > au cost ridicat, > determinările implica consum de resurse materiale (echipamente, combustibil pentru deplasări, ..etc) > metoda nu este eficienta pentru monitorizarea periodica a evoluției zonelor verzi si a zonelor construite,> it is done on small areas,> not all measuring points are easily accessible,> in the area of protected natural areas access can affect biodiversity,> they have a low degree of automation,> their high realization time,> they have a high cost,> their determinations involve consumption of material resources (equipment, fuel for travel, etc.)> the method is not efficient for periodically monitoring the evolution of green areas and built areas,
Metoda cunoscuta pentru generarea de harți privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite, respectiv respectiv metoda bazata pe “fotograme aeriene” are următoarele dezavantaje:The known method for generating maps regarding the dynamics of the green areas and the built areas, respectively the method based on "aerial frames" has the following disadvantages:
> poluează fonic, > poluează cu gaze de ardere, > consuma combustibili fosili (derivate din petrol), > determinările implica consum de resurse materiale (echipamente, aparat de zbor, combustibil pentru deplasări, ..etc) > durata de realizare mai scăzută comparativ cu metoda bazata pe “determinări topo-geodezice in-situ” si mai ridicata comparativ cu metoda bazata pe prelucrarea datelor satelitare, > cost mai scăzut comparativ cu metoda bazata pe “determinări topo-geodezice in-situ” si mai ridicat comparativ cu metoda bazata pe prelucrarea datelor satelitare.> noise pollution,> combustion gas emissions,> consumption of fossil fuels (petroleum derivatives),> determinations involve the consumption of material resources (equipment, flight apparatus, fuel for travel, etc.)> shorter duration of comparison with the method based on "in-situ topo-geodesic determinations" and higher compared to the method based on satellite data processing,> lower cost compared to the method based on "in-situ topo-geodesic determinations" and higher compared to the method based on satellite data processing.
Sunt cunoscute procedee (metode) pentru livrarea harților digitale:There are known methods (methods) for delivering digital maps:
> livrarea pe CD, > livrarea prin mijloace electronice (fastupload, wetransfer, ..etc) > site-uri web cu aplicații specifice> CD delivery,> electronic delivery (fastupload, wetransfer, ..etc)> websites with specific applications
Metodele cunoscute pentru livrarea harților au următoarele dezavantaje:The known methods for delivering maps have the following disadvantages:
> nu permit manipularea conținutului cartografic (pentru manipularea conținutului cartografic este necesar ca beneficiarul sa utilizeze pachete software specializate), > nu sunt conforme cu cerințele directivei INSPIRE (care sa permită interoperabilitatea si schimbul de date la nivel European).> do not allow the manipulation of cartographic content (for the manipulation of cartographic content it is necessary for the beneficiary to use specialized software packages),> they do not comply with the requirements of the INSPIRE directive (which will allow the interoperability and the exchange of data at European level).
a2017 01125a2017 01125
14/12/201712/14/2017
Problema tehnica pe care o rezolva invenția consta in :The technical problem that the invention solves consists of:
> realizarea unui procedeu pentru generarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite, bazat pe prelucrarea datelor satelitare optice, care consta in extragerea informațiilor din imagini optice preluate din satelit, incluzând pentru optimizare metoda aferenta lanțului de procesare „masca de nori”, constând in:> carrying out a procedure for generating maps on the dynamics of green areas and built areas, based on the processing of optical satellite data, which consists of extracting information from optical images taken from the satellite, including for optimization the method related to the "cloud mask" processing chain, consisting of into the:
S extragerea informațiilor privind clasele “teren acoperit cu vegetație” (inclusiv subclasele: păduri, arbuști, ierburi, teren arabil, ..etc) si “teren acoperit cu construcții” (inclusiv asfalt, ..etc);S extracting information regarding the classes "vegetation-covered land" (including subclasses: forests, shrubs, grasses, arable land, etc.) and "construction-covered land" (including asphalt, ..etc);
S generarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite,S generating maps regarding the dynamics of the green areas and the built areas,
S livrarea harților cu ajutorul aplicației informatice PORTAL (aplicația respecta directiva INSPIRE [cod 2004/0175, Directiva a Parlamentului European si a Consiliului de instituire a unei infrastructuri pentru informații spațiale in Comunitatea Europeana, http://inspire.ec.europa.eul;S map delivery using the PORTAL computer application (the application complies with the INSPIRE directive [code 2004/0175, Directive of the European Parliament and of the Council establishing an infrastructure for spatial information in the European Community, http: //inspire.ec.europa.eul;
> si realizarea unui procedeu pentru livrarea harților in formate ce permit schimbul de date si interoperabilitatea (prin mijloace electronice) la nivel European prin integrarea unui pachet de instrumente pentru manipularea conținutului cartografic si rularea acestor instrumente pe serverul prestatorului, beneficiarul primind prin mijloace electronice (pe baza de cont si parola) conținut cartografic facil de analizat si interpretat.> and carrying out a procedure for delivering maps in formats that allow data exchange and interoperability (through electronic means) at European level by integrating a package of tools for manipulating cartographic content and running these tools on the provider's server, the beneficiary receiving by electronic means (on account base and password) cartographic content easy to analyze and interpret.
Procedeul pentru generarea si livrarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite, conform invenției, înlătură dezavantajele menționate prin aceea ca, consta in succesiunea următoarelor etape:The process for generating and delivering maps regarding the dynamics of the green areas and the built areas, according to the invention, removes the disadvantages mentioned by the fact that, it consisted in the succession of the following stages:
1. Procedeul pentru generarea harților ;1. The process for generating maps;
> Achiziția imaginilor optice: consta in programarea satelitului pentru preluarea unor imagini optice noi si/sau in consultarea arhivelor de imagini optice existente - prin intermediul NASA), ESA, etc; selectarea tipului de date achiziționate (rezoluție spațiala, rezoluție temporala, rezoluție radiometrica) se face in funcție de domeniul de de utilizare.> Acquisition of optical images: consists of satellite programming for the acquisition of new optical images and / or consulting the existing optical image archives - through NASA), ESA, etc; the selection of the acquired data type (spatial resolution, temporal resolution, radiometric resolution) is made according to the field of use.
> Citirea si transformarea datelor optice> Reading and processing of optical data
S include citirea imaginilor optice si a parametrilor de achiziție,S includes reading optical images and acquisition parameters,
S aplicarea unor transformări si salvarea rezultatelor intr-un format de fișier potrivit cu aplicațiile software utilizate ulterior pentru prelucrarea imaginilor; printre cele mai comune transformări se număra georeferentierea. Prin georeferentiere, imaginile satelitare sunt aduse intr-un sistem de coordonate. Punctele de control necesare pentru acesta operație sunt furnizate de operatorul platformei satelitare sau sunt identificate pe harți sau imagini gata georeferentiate;S applying transformations and saving the results in a file format suitable with the software applications used subsequently for image processing; Among the most common transformations were georeferencing. Through georeferencing, satellite images are brought into a coordinate system. The control points required for this operation are provided by the satellite platform operator or are identified on ready georeferenced maps or images;
S in cadrul transformărilor datelor satelitare intra si acele operații care se efectuează combinând informații provenind din mai multe benzi spectrale ale unei scene. Astfel, operații matematice (scădere, adunare, multiplicare, diviziune) sunt folosite pentru a combina si transforma benzile inițiale in imagini / produse noi care sa reflecte anumite aspecte ce pot fi scoase in evidenta doar in acest mod. Cele mai cunoscute astfel de transformări implica combinarea benzilor, obținerea unor indici specifici (ex:S within the transformations of the satellite data also enter those operations that are performed by combining information from several spectral bands of a scene. Thus, mathematical operations (subtraction, addition, multiplication, division) are used to combine and transform the initial bands into new images / products that reflect certain aspects that can only be highlighted in this way. The most known such transformations involve combining the bands, obtaining specific indices (eg:
NDVI, NDWI, EVI etc) sau PCA (Principal Componente Analysis).NDVI, NDWI, EVI etc) or PCA (Principal Component Analysis).
> Corectarea datelor optice: in funcție de tipul si rezoluția datelor satelitare optice este necesara aplicarea mai multor tipuri de corecții:> Optical data correction: depending on the type and resolution of the optical satellite data, it is necessary to apply several types of corrections:
S Corecții atmosferice - se realizează folosind un model de transfer radiativ care calculează transmitanta si radianta atmosferice pentru diverse frecvente. Ca parametri de intrare, modelul folosește date referitoare la profilul atmosferic (presiune, temperatura, vapori de apa, ozon), tipul aerosolilor, altitudine, unghiul solar zenital si unghiul de vizualizare al senzorului.S Atmospheric corrections - is performed using a radiative transfer model that calculates the atmospheric transmittance and radiance for various frequencies. As input parameters, the model uses data related to the atmospheric profile (pressure, temperature, water vapor, ozone), aerosol type, altitude, zenith solar angle and sensor viewing angle.
Ά Corecții topografice - se realizează folosind un model numeric altimetric de teren (MNAT).Ά Topographic corrections - is performed using a numeric altimetric field model (MNAT).
Ά Corecții radiometrice - In funcție de sensibilitatea senzorului unele imagini au o calitate care nu permite o analiza corespunzătoare (prezintă distorsiuni) din punct de vedere radiometric. Pentru imbunatatirea calitatii imaginilor se folosesc procedee de adaptare a dinamicii radiometriei, de obicei procedee prin care histograma (care in cazul imaginilor cu dinamica slaba este concentrata intr-un număr restrâns de nivele) este extinsa pe o plaja suficient de întinsa care sa asigure calitatea ceruta.Radi Radiometric corrections - Depending on the sensitivity of the sensor some images have a quality that does not allow a proper analysis (shows distortion) from the radiometric point of view. In order to improve the quality of the images, procedures are used to adapt the dynamics of the radiometry, usually procedures by which the histogram (which in the case of images with low dynamics is concentrated in a limited number of levels) is extended over a sufficiently wide range to ensure the required quality. .
Ά Corecții geometrice - asigura corectarea deformatiilor geometrice datorate modului de înregistrare a informației spectrale.Ά Geometric corrections - it ensures the correction of the geometric deformations due to the way of recording the spectral information.
> Racordarea scenelor (opțional - se folosește numai in cazul in care zona de studiu nu poate fi încadrata de o singura scena satelitara). Este procesul prin care un număr de imagini georeferentiate alăturate sunt lipite formând o aceeași imagine in care suprafețele comune de acoperire sunt eliminate. Condițiile de baza a2017 01125> Scene connection (optional - is used only if the study area cannot be framed by a single satellite scene). It is the process by which a number of adjacent georeferenced images are glued together to form the same image in which the common cover surfaces are removed. Basic conditions a2017 01125
14/12/201712/14/2017
pentru realizarea acestei operații sunt ca imaginile sa fie georeferentiate in aceeași proiecție si sa aiba aceeași rezoluție spațiala.to perform this operation are for the images to be georeferenced in the same projection and have the same spatial resolution.
> Crearea măștii de nori: norii împiedica observarea suprafeței terestre cu ajutorul sateliților care operează in spectrul vizibil si infrarosu. Pe baza caracteristicilor norilor, aceștia trebuie delimitați si eliminați din imagine înaintea altor prelucrări.> Creating the cloud mask: the clouds prevent the observation of the Earth's surface with the help of satellites operating in the visible and infrared spectrum. Based on the characteristics of the clouds, they must be delimited and removed from the image before further processing.
> Calculul indicilor normalizați de diferențiere; indici sunt rezultatul unor operații matematice care urmăresc punerea in evidenta a unor caracteristici ale mediului înconjurător utilizând doua benzi spectrale in cadrul cărora elementul urmărit are răspunsuri opuse. Spre exemplu in cazul calculării indecelui diferențiat de vegetație se folosesc benzile apartinand zonei spectrale roșu si infrarosu apropiat, in primul caz radiația luminoasa fiind absorbita foarte mult de clorofila in timp ce in domeniul infrarosului clorofila prezintă o reflectantă mare. Pentru analiza imaginilor satelitare utilizate (Landsat TM) se folosește platforma open source BEAM (http://www.brockmann-consult.dc/cms/web/beam/) dezvoltata de către ESA.> Calculation of normalized indices of differentiation; indices are the result of mathematical operations that aim at highlighting some features of the environment using two spectral bands in which the element pursued has opposite answers. For example, when calculating the differentiated vegetation index, the bands belonging to the near red and infrared spectral area are used, in the first case the light radiation being absorbed by chlorophyll very much, while in the field of infrared chlorophyll it has a high reflectance. For the analysis of the satellite images used (Landsat TM), the open source platform BEAM (http: //www.brockmann-consult.dc/cms/web/beam/) developed by ESA is used.
> Clasificarea informației: se utilizează clasificarea supervizată, metoda presupune asignarea pixelilor din imaginea satelitara unor clase predefinite pentru a pune in evidenta realitatea de la sol [păduri, teren neacoperit (ex. defrișat, arabil), ierburi, apa, zona construita, ..etc], > Realizarea harții finale: Informațiile extrase din imaginile satelitare optice sunt utilizate in conjuncție cu alte date geospatiale (rețele de comunicație, localitatati, hidrografie, puncte de interes, toponimie etc.) pentru a obține harta finala.> Classification of information: supervised classification is used, the method involves assigning pixels from the satellite image of predefined classes to highlight the reality from the ground [forests, uncovered land (eg cleared, arable), grasses, water, built area, .. etc],> Making the final map: The information extracted from the optical satellite images is used in conjunction with other geospatial data (communication networks, localities, hydrography, points of interest, toponymy, etc.) to obtain the final map.
> Validarea rezultatelor: se realizează prin campanii de măsurători pe teren, folosind senzori si echipamente adecvate, sau prin intercomapararea cu alte imagini satelitare optice cu rezoluție mai mare sau deja validate.> Validation of results: it is carried out through field measurement campaigns, using appropriate sensors and equipment, or by intercomparison with other higher resolution satellite images or already validated.
2. Procedeul pentru livrarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite către potențialii beneficiari (si pentru manipularea acestora) consta in realizarea si utilizarea unei aplicații de tip PORTAL (WEB). Aplicația PORTAL permite incarcarea, manipularea si livrarea harților in formatele: Shapefile, PostGIS, GeoTIF. Aplicația informatica PORTAL a fost realizata cu respectarea cerințelor directivei INSPIRE [cod 2004/0175, Directiva a Parlamentului European si a Consiliului de instituire a unei infrastructuri pentru informații spațiale in Comunitatea Europeana, http://inspire.ec.europa.eul:2. The procedure for delivering maps regarding the dynamics of the green areas and of the areas built to the potential beneficiaries (and for their manipulation) consists in the creation and use of a PORTAL type application (WEB). The PORTAL application allows the loading, handling and delivery of maps in the formats: Shapefile, PostGIS, GeoTIF. The PORTAL computer application was made in compliance with the requirements of the INSPIRE directive [code 2004/0175, Directive of the European Parliament and of the Council establishing an infrastructure for spatial information in the European Community, http: //inspire.ec.europa.eul:
Procedeul conform invenției pentru generarea harților prezintă urmataoarele avantaje:The process according to the invention for generating maps has the following advantages:
> permite investigării pe suprafețe extinse (de ordinul sutelor / miilor de kmp), > este complet nepoluanta (fonic, gaze de ardere) nu afecteaza biodiversitatea din ariile investigate, > nu consuma combustibili fosili, > are grad foarte ridicat de automatizare, > determinările nu implica consum de resurse materiale (toate determinările se fac din satelit), > durata de realizare scăzută, > cost scăzut, > permite identificarea zonelor pentru care informația este viciata de existenta norilor si extragerea acestor zone din scena satelitara;> allows investigation on large areas (on the order of hundreds / thousands of kmp),> is completely non-polluting (noise, flue gas) does not affect the biodiversity of the investigated areas,> does not consume fossil fuels,> has a very high degree of automation,> determinations does not involve the consumption of material resources (all determinations are made by satellite),> low duration of implementation,> low cost,> allows to identify the areas for which the information is vitiated by the existence of clouds and to extract these areas from the satellite scene;
Procedeul conform invenției de livrare a harților (prin intermediul aplicației PORTAL) prezintă următoarele avantaje:The process according to the invention of map delivery (through the PORTAL application) has the following advantages:
> oferă un pachet de facilitați care permit manipularea conținutului cartografic cu scopul de a facilita analiza informațiilor (nu necesita achiziționarea sau instalarea altor pachete scofrware), > respecta întocmai cerințele directivei INSPIRE,> offers a package of facilities that allow the manipulation of the cartographic content in order to facilitate the analysis of the information (does not require the purchase or installation of other scofrware packages),> it exactly respects the requirements of the INSPIRE directive,
Exemple de realizareEmbodiment examples
Se dau in continuare exemple de realizare a invenției in legătură cu 4 harți (fig. 1 fig.4) privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite pentru Municipiul București si împrejurimi (areal geografic de 40x40 km) pentru perioada 1990-2012.The following are examples of realizing the invention in relation to 4 maps (fig. 1 fig. 4) regarding the dynamics of the green areas and of the built areas for Bucharest and the surrounding area (40x40 km geographical area) for the period 1990-2012.
- fig. 1 - Harta extinderii zonelor verzi si a celor construite - București 1990FIG. 1 - Map of the extension of the green areas and of the built ones - Bucharest 1990
- fig. 2 - Harta extinderii zonelor verzi si a celor construite - București 2000FIG. 2 - Map of the extension of the green areas and of the built ones - Bucharest 2000
- fig. 3 - Harta extinderii zonelor verzi si a celor construite - București 2006FIG. 3 - Map of the extension of the green areas and of the built ones - Bucharest 2006
- fig. 4 - Harta extinderii zonelor verzi si a celor construite - București 2012 a2017 01125FIG. 4 - Map of the extension of the green areas and of the built ones - Bucharest 2012 a2017 01125
14/12/2017 / (,,12/14/2017 / (,,
- fig. 5 - prezintă informația de sinteza privind evoluția zonelor construite intre 1990 si 2012 (zonele contruite ocupau la nivelul anului 2012 o arie cu 78.2 km2 mai mare comparativ cu cea din anul 1990; cele mai evidente extinderi ale zonelor construite sunt întâlnite in zonele de nord si vest ale Bucurestiului, zone mai puțin dinamice sunt regăsite in partea de sud a Municipiului București, precum si unele comune învecinate: Berceni, Vidra, Sabareni Dascalu).FIG. 5 - presents the synthesis information regarding the evolution of the built areas between 1990 and 2012 (the built-up areas occupied an area 78.2 km 2 larger than in 1990, the most obvious extensions of the built areas are found in the northern areas and west of Bucharest, less dynamic areas are found in the southern part of Bucharest, as well as some neighboring communes: Berceni, Vidra, Sabareni Dascalu).
Zonele verzi au fost impartite in doua categorii, păduri si zone urbane verzi (parcuri, grădini publice, zone de recreație), pentru a evidenția mai corect care sunt zonele mai afectate in urma dezvoltării urbane.The green areas were divided into two categories, forests and urban green areas (parks, public gardens, recreation areas), to highlight more precisely which areas are most affected by urban development.
In arealul de studiu ce incadreaza orașul București suprafața acoperita de păduri s-a diminuat in intervalul analizat cu mai puțin de 1 %, mai exact cu 0.98 km2. Comparând aceasta valoare (procent) cu suprafața totala care a fost cartata putem considera ca extinderea zonelor construite nu a avut o mare influenta asupra zonelor acoperite de pădure. Procentul foarte mic al diminuării acestor zone poate fi explicat prin extinderea nu foarte mare a construcțiilor in cadrul arealului ocupat de păduri (extinderea s-a realiat in zona terenului viran si a terenului agricol).In the study area surrounding the city of Bucharest, the area covered by forests decreased in the analyzed range by less than 1%, more precisely by 0.98 km 2 . Comparing this value (percentage) with the total area that was mapped we can consider that the extension of the built areas did not have a great influence on the areas covered by the forest. The very small percentage of the decrease of these areas can be explained by the not very large extension of the constructions within the area occupied by forests (the extension was realized in the area of viran land and agricultural land).
Alt exemplu de realizare a invenției este legat de transformarea datelor - fig. 6. Combinație fals-color (432) a unei scene Landsat (4 octombrie 2011).Another embodiment of the invention is related to data transformation - fig. 6. False-color combination (432) of a Landsat scene (October 4, 2011).
Procedeul pentru generarea si livrarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite, conform invenției, consta in succesiunea următoarelor etape:The process for generating and delivering maps regarding the dynamics of the green areas and the built areas, according to the invention, consisted of the succession of the following stages:
1. Procedeul pentru generarea harților consta in:1. The process for generating maps consists of:
> Achiziția imaginilor optice: consta in programarea satelitului pentru preluarea unor imagini optice noi si/sau in consultarea arhivelor de imagini optice existente - prin intermediul NASA, ESA, etc; selectarea tipului de date achiziționate (rezoluție spațiala, rezoluție spectrala, rezoluție temporala, rezoluție radiometrica) se face in funcție de domeniul de de utilizare.> Acquisition of optical images: consists of satellite programming for the acquisition of new optical images and / or consultation of existing optical image archives - through NASA, ESA, etc; the selection of the acquired data type (spatial resolution, spectral resolution, temporal resolution, radiometric resolution) is made according to the field of use.
> Citirea si transformarea datelor optice> Reading and processing of optical data
V include citirea imaginilor optice si a parametrilor de achiziție,V includes reading of optical images and acquisition parameters,
V aplicarea unor transformări si salvarea rezultatelor intr-un format de fișier potrivit cu aplicațiile software utilizate ulterior pentru prelucrarea imaginilor; printre cele mai comune transformări se numără georeferentierea. Prin georeferentiere, imaginile satelitare sunt aduse intr-un sistem de coordonate. Punctele de control necesare pentru acesta operație sunt furnizate de operatorul platformei satelitare sau sunt identificate pe harți sau imagini gata georeferentiate.V applying transformations and saving the results in a file format suitable with the software applications subsequently used for image processing; Among the most common transformations are georeferencing. Through georeferencing, satellite images are brought into a coordinate system. The control points required for this operation are provided by the satellite platform operator or are identified on ready georeferenced maps or images.
> Corectarea datelor optice: in funcție de tipul si rezoluția datelor satelitare optice este necesara aplicarea mai multor tipuri de corecții:> Optical data correction: depending on the type and resolution of the optical satellite data, it is necessary to apply several types of corrections:
V Corecții atmosferice - se realizează folosind un model de transfer radiativ care calculează transmitanta si radianta atmosferice pentru diverse frecvente. Ca parametri de intrare, modelul folosește date referitoare la profilul atmosferic (presiune, temperatura, vapori de apa, ozon), tipul aerosolilor, altitudine, unghiul solar zenital si unghiul de vizualizare al senzorului.V Atmospheric corrections - is performed using a radiative transfer model that calculates the atmospheric transmittance and radiance for various frequencies. As input parameters, the model uses data related to the atmospheric profile (pressure, temperature, water vapor, ozone), aerosol type, altitude, zenith solar angle and sensor viewing angle.
V Corecții topografice - se realizează folosind un model numeric altimetric de teren (MNAT).V Topographic corrections - is made using a numeric altimetric field model (MNAT).
V Corecții radiometrice - In funcție de sensibilitatea senzorului unele imagini au o calitate care nu permite o analiza corespunzătoare (prezintă distorsiuni) din punct de vedere radiometric. Pentru imbunatatirea calitatii imaginilor se folosesc procedee de adaptare a dinamicii radiometriei, de obicei procedee prin care histograma (care in cazul imaginilor cu dinamica slaba este concentrata intr-un număr restrâns de nivele) este extinsa pe o plaja suficient de întinsa care sa asigure calitatea ceruta.V Radiometric corrections - Depending on the sensitivity of the sensor some images have a quality that does not allow a proper analysis (shows distortion) from the radiometric point of view. In order to improve the quality of the images, procedures are used to adapt the dynamics of the radiometry, usually procedures by which the histogram (which in the case of images with low dynamics is concentrated in a limited number of levels) is extended over a sufficiently wide range to ensure the required quality. .
V Corecții geometrice - asigura corectarea deformatiilor geometrice datorate modului de înregistrare a informației spectrale.V Geometric corrections - ensures the correction of the geometric deformations due to the way of recording the spectral information.
> Racordarea scenelor (opțional - se folosește numai in cazul in care zona de studiu nu poate fi încadrata de o singura scena satelitara). Este procesul prin care un număr de imagini georeferentiate alaturate sunt lipite formând o aceeași imagine in care suprafețele comune de acoperire sunt eliminate. Condițiile de baza pentru realizarea acestei operații sunt ca imaginile sa fie georeferentiate in aceeași proiecție si sa aiba aceeași rezoluție spațiala.> Scene connection (optional - is used only if the study area cannot be framed by a single satellite scene). It is the process by which a number of adjacent georeferenced images are glued together to form the same image in which the common cover surfaces are removed. The basic conditions for performing this operation are for the images to be georeferenced in the same projection and have the same spatial resolution.
> Crearea măștii de nori; norii împiedica observarea suprafeței terestre cu ajutorul sateliților care operează in spectrul vizibil si infrarosu. Pe baza caracteristicilor norilor, aceștia trebuie delimitați si eliminați din imagine înaintea altor prelucrări (in Anexa I am prezentat lanțul de procesare „crearea măștii de nori”) a 2017 01125> Creating the cloud mask; clouds prevent the observation of the earth's surface by the satellites operating in the visible and infrared spectrum. Based on the characteristics of the clouds, they must be delimited and eliminated from the image before further processing (in Annex I we presented the processing chain "creation of the cloud mask") of 2017 01125
14/12/2017 > Calculul indicilor normalizați de diferențiere: indici sunt rezultatul unor operații matematice care urmăresc punerea in evidenta a unor caracteristici ale mediului înconjurător utilizând doua benzi spectrale in cadrul cărora elementul urmărit are răspunsuri opuse. Spre exemplu in cazul calculării indecelui diferențiat de vegetație se folosesc benzile apartinand zonei spectrale roșu si infrarosu apropiat, in primul caz radiația luminoasa fiind absorbita foarte mult de clorofila in timp ce in domeniul inffarosului clorofila prezintă o reflectantă mare. Pentru analiza imaginilor satelitare utilizate (Landsat TM) se folosește platforma open source BEAM (http://www.brockmann-consult.de/cms/web/bearn/') dezvoltata de către ESA.12/14/2017> Calculation of normalized indices of differentiation: indices are the result of mathematical operations that aim at highlighting some characteristics of the environment using two spectral bands in which the element pursued has opposite answers. For example, when calculating the differentiated vegetation index, the bands belonging to the near red and infrared spectral area are used, in the first case the light radiation being absorbed by chlorophyll very much, while in the field of infrared chlorophyll it has a high reflectance. For the analysis of the satellite images used (Landsat TM), the open source platform BEAM (http://www.brockmann-consult.de/cms/web/bearn/ ') developed by ESA is used.
> Clasificarea informației: se utilizează clasificarea supervizată, metoda presupune asignarea pixelilor din imaginea satelitara unor clase predefinite pentru a pune in evidenta realitatea de la sol [păduri, teren neacoperit (ex. defrișat, arabil), ierburi, apa, zona construita, ..etc], > Realizarea harții finale: Informațiile extrase din imaginile satelitare optice sunt utilizate in conjuncție cu alte date geospatiale (rețele de comunicație, localitatati, hidrografie, puncte de interes, toponimie etc.) pentru a obține harta finala.> Classification of information: supervised classification is used, the method involves assigning pixels from the satellite image of predefined classes to highlight the reality from the ground [forests, uncovered land (eg cleared, arable), grasses, water, built area, .. etc],> Making the final map: The information extracted from the optical satellite images is used in conjunction with other geospatial data (communication networks, localities, hydrography, points of interest, toponymy, etc.) to obtain the final map.
> Validarea rezultatelor: se realizează prin campanii de măsurători pe teren, folosind senzori si echipamente adecvate, sau prin intercomapararea cu alte imagini satelitare optice cu rezoluție mai mare sau deja validate.> Validation of results: it is carried out through field measurement campaigns, using appropriate sensors and equipment, or by intercomparison with other higher resolution satellite images or already validated.
2. Procedeul pentru livrarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite către potențialii beneficiari (si pentru manipularea acestora) consta in realizarea si utilizarea unei aplicații de tip PORTAL (WEB) cu respectarea directivei INSPIRE [cod 2004/0175, Directiva a Parlamentului European si a Consiliului de instituire a unei infrastructuri pentru informații spațiale in Comunitatea Europeana, http://inspire.ec.europa.eu1:2. The procedure for delivering maps regarding the dynamics of the green areas and of the areas built to the potential beneficiaries (and for their manipulation) consists in creating and using a PORTAL type application (WEB) in compliance with the INSPIRE directive [code 2004/0175, Directive of the European Parliament and of the Council establishing an infrastructure for spatial information in the European Community, http: //inspire.ec.europa.eu1:
Aplicația PORTAL permite incarcarea, manipularea si livrarea harților in formatele: Shapefile, PostGIS, GeoTIF.The PORTAL application allows the loading, handling and delivery of maps in the formats: Shapefile, PostGIS, GeoTIF.
Aplicația informatica PORTAL a fost realizata cu respectarea următoarelor cerințe (specificații tehnice de proiectare):The PORTAL computer application was made in compliance with the following requirements (technical design specifications):
1. Cerințe Gnerale (GEN)1. General requirements (GEN)
2. Cerințe referitoare la Date (DAT)2. Data Requirements (DAT)
a 2017 01125to 2017 01125
14/12/201712/14/2017
3. Cerințe referitoare la Funcționalitate (FUN)3. Functionality Requirements (FUN)
a 2017 01125to 2017 01125
14/12/2017 γ o12/14/2017 γ o
4. Cerințe referitoare la Securitate (SEC)4. Security Requirements (SEC)
5. Cerințe referitoare la Hardware (HAR)5. Hardware Requirements (HAR)
6. Cerințe referitoare la Software (SOF)6. Software Requirements (SOF)
Pentru incararea datelor in aplicația PORTAL, au fost definite trei seturi de instrucțiuni de lucru cate un set de instrucțiuni pentru fiecare format Shapefile, PostGIS sau GeoTIF.To load the data in the PORTAL application, three sets of working instructions have been defined, one set of instructions for each Shapefile, PostGIS or GeoTIF format.
In continuare se prezintă lanțul de procesare crearea „ măștii de nori” (optimizarea prin metoda aferenta lanțului de procesare „masca de nori”), pentru generarea si livrarea harților privind dinamica zonelor verzi si a zonelor construite bazat pe prelucrarea datelor satelitare, in legătură cu figurile 7...13 care reprezintă:Following is the processing chain creating the "cloud mask" (optimization by the method related to the processing chain "cloud mask"), for generating and delivering maps on the dynamics of green areas and built areas based on satellite data processing, in relation to Figures 7 ... 13 which represent:
- Figura 7 - Scena I. Imagine in nunate de gri obtinuta prin utilizarea tuturor canalelor, pentru extragerea de nori. Data: 10 Iulie, 2010- Figure 7 - Scene I. Grayscale image obtained by using all channels, for extracting clouds. Date: July 10, 2010
- Figura 8 - Scena I. Suprapunerea celor doua masti preliminare, PCM si PSM- Figure 8 - Scene I. Overlay of the two preliminary masks, PCM and PSM
- Figura 9 - Masca finala pentru Scena I. Parametri de deplasare sunt lenm - 10 pixeli, len_M = 30 pixeli, ^ = -550, ft-M = -35o- Figure 9 - The final mask for Scene I. Travel parameters are lenm - 10 pixels, len_M = 30 pixels, ^ = -550, ft - M = -35o
- Figura 10 - Scena I. Contururile norilor (linii negre) si ale umbrelor (linii albe) peste o reprezentare in nuanțe de gri ale scenei originale- Figure 10 - Scene I. The contours of clouds (black lines) and shadows (white lines) over a representation in gray shades of the original scene
- Figura 11 - Scena II. Data 20 Iulie, 2010. Parametri: $ = 223, = 0.9857, 11, = 1.1, len m = 30 pixeli, len_M = 65 pixeli, a-m = -60o, a-M = -30o a2017 01125- Figure 11 - Scene II. Date July 20, 2010. Parameters: $ = 223, = 0.9857, 11, = 1.1, len m = 30 pixels, len_M = 65 pixels, a - m = -60o, a - M = -30o a2017 01125
14/12/201712/14/2017
- Figura 12 - Scena III. Data: 29 Iulie, 2010. Parametri: = 232, = 0.9901, Y = 10, μ = 1.1, len_m = 10 pixeli, len_M = 25 pixeli, a-m = -55o, a-M = -35o- Figure 12 - Scene III. Date: July 29, 2010. Parameters: = 232, = 0.9901, Y = 10, μ = 1.1, len_m = 10 pixels, len_M = 25 pixels, a - m = -55o, a - M = -35o
- Figura 13 - Scena IV. Data: 21 August, 2010. Parametri: = 235, ^ = 0.9915, 10, μ = 1.1, lenm = 10 pixeli, len_M = 30 pixeli, a-m = -55o, a-M = -35o- Figure 13 - Scene IV. Date: August 21, 2010. Parameters: = 235, ^ = 0.9915, 10, μ = 1.1, lenm = 10 pixels, len_M = 30 pixels, a - m = -55o, a - M = -35o
- Figura 14 - Scena V. Data: 15 Septembrie, 2010. Parametri: ^ = 245, ^ = 0.9256, ^=15, 1.1, len_m = pixeli, len_M = 100 pixeli, a-m = -70o, a-M = -45o- Figure 14 - Scene V. Date: September 15, 2010. Parameters: ^ = 245, ^ = 0.9256, ^ = 15, 1.1, len_m = pixels, len_M = 100 pixels, a - m = -70o, a - M = -45o
Norii împiedica observarea suprafeței terestre cu ajutorul sateliților care operează in spectrul vizibil si infraroșu. Pe baza caracteristicilor norilor, aceștia trebuie delimitați si eliminați din imagine înaintea altor prelucrări.The clouds prevent the observation of the Earth's surface by the satellites operating in the visible and infrared spectrum. Based on the characteristics of the clouds, they must be delimited and removed from the image before further processing.
Norii reprezintă principalul dezavantaj al utilizării imaginilor optice, cu precădere in zone cu o nebulozitate ridicata in toata perioada anului. Cu toate acestea imaginile care conțin formațiuni noroase nu ar trebui neglijate in cadrul analizelor, ele putând fi de un real folos daca norii, împreuna cu umbrele aferente, pot fi identificați si ulterior efectele lor pot fi compensate, ori prin eliminare ori prin corecții de ordin spectral si radiometric.Clouds are the main disadvantage of using optical images, especially in areas with high nebula throughout the year. However, images containing cloud formations should not be neglected in the analyzes, they can be of real use if the clouds, together with the corresponding shadows, can be identified and subsequently their effects can be compensated, either by elimination or by order corrections. spectral and radiometric.
Exista numeroși algoritmi dezvoltați in acest sens, cu reușite mai mult sau mai puțin de remarcat. Metodele sunt variate si implica de cele mai multe ori cunoașterea detaliata a datelor auxiliare imaginilor satelitare.There are numerous algorithms developed in this regard, with more or less notable achievements. The methods are varied and most often involve detailed knowledge of data auxiliary to satellite images.
Poate cel mai cunoscut algoritm de acest fel este cel implementat de NASA pentru atribuirea imaginilor Landsat a unor scoruri referitoare la procentul de acoperire cu nori a unei scene - Automatic Cloud Cover Assesment (ACCA). Este bazat in principal pe aplicarea unor anumite praguri, calcul de rapoarte intre benzi si indici specifici. Benzile utilizate sunt 2, 3,4, 5 si 6. Simplitatea algoritmului este probabil ceea ce a determinat utilizarea acestui algoritm in pofida unor puncte slabe, cum sunt:Perhaps the most well-known algorithm of this kind is the one implemented by NASA to assign Landsat images to scores related to the percentage of cloud coverage of a scene - Automatic Cloud Cover Assesment (ACCA). It is mainly based on the application of certain thresholds, calculation of relationships between bands and specific indices. The bands used are 2, 3,4, 5 and 6. The simplicity of the algorithm is probably what determined the use of this algorithm despite some weaknesses, such as:
> probleme de detecție in zonele reci, unde peisajul are in general o reflectanta crescută;> detection problems in cold areas, where the landscape generally has a high reflectance;
> discriminare imperfecta intre nori si zapada;> imperfect discrimination between clouds and snow;
> insensibil la norii calzi;> insensitive to hot clouds;
> performanta are de suferit in cazul unor unghiuri mici de elevație a soarelui.> the performance has to suffer in case of small angles of sun elevation.
Algoritmul de identificare a norilor si a umbrelor acestora consta in etapele următoare:The algorithm for identifying clouds and their shadows consists of the following steps:
1. Extragerea unei Masti de Nori Preliminară (MNP) conținând toate obiectele care pot fi trecuti drept candidați pentru postura de nor;1. Extraction of a Preliminary Cloud Mask (MNP) containing all objects that can be passed as candidates for the cloud posture;
2. Extragerea unei Masti de Umbre Preliminară (MUP) conținând toate zonele întunecate si care se constituie in candidate pentru calitatea de umbra;2. Extraction of a Preliminary Shadow Mask (MUP) containing all the dark areas and which are candidates for shadow quality;
3. In final se rețin doar acele perechi de nori-umbre care sunt coerente împreuna la care se adauga si unele zone care prezintă caracteristici spectrale foarte apropiate de ceea ce ar putea reprezenta un nor;3. Finally, only those pairs of cloud-shadows that are coherent together are added, and some areas with spectral characteristics very close to what a cloud might represent;
întregul proces poate fi automatizat, insa se prefera o metoda semi-automata astfel incat operatorul sa poata avea un control mai mare asupra întregului proces.the whole process can be automated, but a semi-automatic method is preferred so that the operator can have greater control over the whole process.
Se considera o imagine satelitara cu mai multe benzi spectrale.It is considered a satellite image with several spectral bands.
Se folosește următoarea notatie:The following notation is used:
f-kxCxAT unde:f-kxCxAT where:
R ’ este setul de valori discrete ale intensității spectrale in fiecare banda,R 'is the set of discrete values of the spectral intensity in each band,
L este numărul de rânduri,L is the number of rows,
C este numărul coloanelor N este numărul de benzi (canale).C is the number of columns N is the number of bands (channels).
ΡΓΪη5(·’ ’), scris si ca Sn, se înțelege al n canal spectral si prin se marcheaza totalitatea valorilor spectrale in poziția (i, j).ΡΓΪη 5 (· ''), also written as Sn, is understood as n spectral channel and by marking all the spectral values in position (i, j).
a2017 01125a2017 01125
14/12/201712/14/2017
Pentru a se putea obține imagini derivate in diferite tonuri de gri, se utilizează operatorul liniar descris mai jos:In order to obtain derived images in different grayscale tones, the linear operator described below is used:
Îs„-p(n)Is "-p (n)
Gray(S,p)=TU--.Gray (S, p) = You--.
n=l unde:n = l where:
p este număr real,p is a real number,
N-parametru dimensional.N-dimensional parameter.
/„(*) =/ „(*) =
Masca de nori preliminară (PCM)Preliminary Cloud Mask (PCM)
Signatura spectrala a norilor este aproximativ aceeași in cadrul tuturor benzilor (reflectanta mare), cu excepția benzilor din domeniul infrarosului termal (TIR), unde norii apar in nuanțe închise (reflectanta scăzută).The spectral signature of the clouds is approximately the same in all bands (high reflectance), with the exception of thermal infrared (TIR) bands, where clouds appear in dark tones (low reflectance).
Pentru a forța o afișare unitara, se poate introduce un operator cromatic invers:To force a unit display, a reverse color operator can be introduced:
R- Sn daca banda n este TIR,R- S n if the band n is TIR,
S in caz contrar.Otherwise.
tiyou
O metoda simpla de obținere a unei masti de nori este reprezentata de clasificarea pixelilor folosind un prag de segmentare mai mic :A simple method of obtaining a cloud mask is the classification of pixels using a lower segmentation threshold:
PCM(l(S),p,0)= Gri(l(S),p)>0.PCM (l (S), p, 0) = Gray (l (S), p)> 0.
Masca de nori-umbre preliminară (PSM)Preliminary cloud-shadow mask (PSM)
Pentru obținerea unei masti inițiale de umbre se folosesc doar nuanțe de gri construite cu ajutorul unui parametru special:In order to obtain an initial shade mask, only shades of gray constructed using a special parameter are used:
daca banda n este TIR, e R in caz contrar.if band n is TIR, then R is otherwise.
In acest fel se utilizează doar canalele spectrale unde apar umbre. Mai mult, in celelalte benzi, umbrele apar ca puncte negre (zone cu reflectanta scăzută). Pe baza acestui raționament se aplica o noua clasificare pentru crearea unei masti de umbre preliminară:In this way, only the spectral channels where shadows appear. Moreover, in the other bands, the shadows appear as black dots (areas with low reflectance). Based on this reasoning, a new classification for the creation of a preliminary shading mask is applied:
PSM(s,p',y)=Gri(s,p')<y, unde este valoarea maxima a pragului de segmentare.PSM (s, p ', y) = Gray (s, p') <y, where is the maximum value of the segmentation threshold.
Segmentareasegmentation
Au fost obținute o masca de nori si una de umbre dar nu au fost inca identificați nori si umbre individuale.A mask of clouds and one of shadows were obtained but no individual clouds and shadows were identified yet.
Pentru a putea face o corelație intre elementele din cadrul scenei, este necesar a fi calculata o segmentare a măștilor preliminare.In order to make a correlation between the elements within the scene, it is necessary to calculate a segmentation of the preliminary masks.
Măștile boleene, cum ar fi PCM si PSM, sunt ușor de segmentat prin simpla identificare si conectare a zonelor cu valori de unu si zero. Pentru a le extrage se folosește un mecanism bazat pe principiul de expansiune încrucișată (un pixel este adaugat unei anumite colecții de pixeli daca contiguu vertical sau orizontal cu una dintre respectivele colecții).The bole masks, such as PCM and PSM, are easy to segment by simply identifying and connecting areas with values of one and zero. To extract them, a mechanism based on the principle of cross-expansion is used (a pixel is added to a certain collection of pixels if it is contiguous vertically or horizontally with one of the respective collections).
După segmentare se localizează obiectele (nori si umbre potențiale) din cadrul colecțiilor de masti in mod similar detecției realizate de ochiul uman [5].After segmentation, the objects (clouds and potential shadows) from the mask collections are located in a similar way to the detection made by the human eye [5].
a2017 01125a2017 01125
14/12/201712/14/2017
A fost descris un algoritm de segmentare bazat pe doua masti preliminare de nori, una incluzand-o pe cealalta: PCM(S,p,S) < PCA/(5,p,A-5)cu Ae(0,l) factor de extensie.A segmentation algorithm based on two preliminary cloud masks has been described, one including the other: PCM (S, p, S ) < PCA / (5, p, A-5) with Ae (0, l) factor extension .
Semnul < denota faptul ca prima masca este inclusa in cea de-a doua. Mai precis, fiecare nor din cadrul primei masti este conținut de un nor din masca a doua. Fiecare nor este obtinut prin procese de acretie prin adaugarea de noi pixeli adiacenti. Aceasta metoda garanteaza ca doar o parte mai mica din scena este catalogata ca fiind nor doar daca are pete foarte deschise in cadrul ei si ca un nor autentic va fi extras si către zonele mai puțin dense de pe margini.The sign <denotes that the first mask is included in the second. Specifically, each cloud in the first mask is contained by a cloud in the second mask. Each cloud is obtained by accretion processes by adding new adjacent pixels. This method guarantees that only a smaller part of the scene is classified as cloud only if it has very light spots within it and that an authentic cloud will be extracted to less dense areas on the edges.
In mod similar, pentru segmentarea umbrelor s-a construit perechi de masti,Similarly, for the shadow segmentation, pairs of masks were built,
PSm{s, p , /) < PSAf(s, p > A' /), cu mj factor de extensie A >1.PSM {s, p, /) <PSAf (s, p> A '/), with mj f ac tor the extension of> 1.
Masca de noriCloud mask
S-a concluzionat ca nu exista o corelație perfecta intre nori si umbrele acestora in cadrul unei imagini satelitare, din următoarele cauze:It was concluded that there is no perfect correlation between clouds and their shadows in a satellite image, for the following reasons:
umbrele pot fi parțial sau complet acoperite de norul care le generează sau de către un alt nor; topografia (in special in zonele de munte) poate modifica forma umbrei;the shadows can be partially or completely covered by the cloud that generates them or by another cloud; topography (especially in mountain areas) can change the shape of the shadow;
norii din cadrul aceleeasi scene pot fi găsiți la înălțimi diferite deasupra terenului si, prin proiecție, distanta dintre ei si umbrele lor poate varia;clouds within the same scene can be found at different heights above the ground and, by projection, the distance between them and their shadows may vary;
densitatea norilor determina nivelul de opacitate si implicit si distribuția si claritatea umbrei;the density of the clouds determines the level of opacity and implicitly and the distribution and clarity of the shade;
Caracteristicile regulate in cazul relatieie nor-umbra sunt pe scurt:The regular characteristics in the case of cloud-shadow relationship are brief:
Orice umbra se aseamana ca forma cu un nor sau cu o parte dintr-un nor;Any shadow resembles a form with a cloud or part of a cloud;
Umbrele sunt mai mici ca dimensiune decât norii care le generează;The shadows are smaller in size than the clouds that generate them;
Toate umbrele sunt plasate in aceeași direcție fata de norii corespondenți, iar distanta dintre nori si umbre nu variaza in mod semnificativ.All the shadows are placed in the same direction as the corresponding clouds, and the distance between the clouds and the shadows does not vary significantly.
Aceste principii si limitări au contribuit la definirea algoritmului.These principles and limitations have contributed to the definition of the algorithm.
Se permit variații controlate pentru proiecții prin utilizarea a cinci parametri: lenrn - distanta minima nor-umbra (pixeli), len_M - distanta maxima nor-umbra (pixeli), a-m - unghiul minim dintre orizontala si direcția nor-umbra (o), a_M _ ungjjjuj maxim dintre orizontala si direcția nor-umbra (o), ovl - procentajul minim de suprapunere (%).Controlled variations for projections are allowed by using five parameters: lenrn - the minimum cloud-shadow distance (pixels), len_M - the maximum cloud-shadow distance (pixels), a - m - the minimum angle between the horizontal and the cloud-shadow direction (o) , a_M _ a gjjj u j max i m between the horizontal and the direction of the shadow (o), ovl - the minimum percentage of overlap (%).
Pentru fiecare umbra potențiala se cauta un nor generator in proximitate, in coordonate polare, definita ca distanta radiala in intervalul [len m, len_M] si de unghiul din intervalul [ a-m,a-^ ].For each potential shadow a generator cloud is searched in proximity, in polar coordinates, defined as radial distance in the interval [len m, len_M] and the angle in the interval [ a - m , a - ^].
Cautarea este discreta, prin deplasarea umbrei cu un număr rotund de pixeli pe axele orizontale si verticale. Daca mai mult de ovl (%) din pixelii de sub umbra deplasata aparțin unui anumit nor, atunci atat umbra cat si norul sunt confirmate si marcate ca fiind valide.The search is discrete, by moving the shadow with a round number of pixels on the horizontal and vertical axes. If more than one egg (%) of the pixels under the shifted shadow belong to a certain cloud, then both the shadow and the cloud are confirmed and marked as valid.
Daca obiectul nor candidat este mai mare decât un număr dat de pixeli, P, atunci este in mod automat considerat ca fiind nor, fara nicio confirmare din partea unei umbre corespondente.If the candidate cloud object is larger than a given number of pixels, P, then it is automatically considered as a cloud, without any confirmation from a corresponding shadow.
Aceasta acțiune poate avea rezultate slabe in cazul scenelor din timpul iernii, deoarece zonele acoperite cu zapada pot fi confundate cu nori. In acest caz ambiguitatea poate fi eliminata prin reducerea numărul critic de pixeli P, a2017 01125This action may have poor results in winter scenes, as snow-covered areas may be mistaken for clouds. In this case the ambiguity can be eliminated by reducing the critical number of pixels P, a2017 01125
14/12/2017 U, ΐή12/14/2017 U, ΐή
REZULTATERESULTS
In continuare sunt prezentate cateva exemple de rezultate obținute prin implementarea algoritmului in MatLab pentru cinci scene Landsat din cadrul unei serii temporale (Scenele I-V), cu rezoluția spațiala de 30 m.The following are some examples of results obtained by implementing the algorithm in MatLab for five Landsat scenes within a time series (Scenes I-V), with the spatial resolution of 30 m.
Zona vizata este Marea Insula a Brăilei, pe cursul Dunării, Romania. Parametri de dimensiune ai imaginii sunt are L = 1128, C = 1093, N = 7 pentru toate scenele, cu cea de-a sasea banda fiind in domeniul infraroșu termal. Rezoluția spectrala este R = 255.The target area is the Great Island of Braila, on the Danube, Romania. Image size parameters are L = 1128, C = 1093, N = 7 for all scenes, with the sixth band being in the thermal infrared domain. The spectral resolution is R = 255.
PCM este obtinut după o transformare de tip:PCM is obtained after a type transformation:
(S„S2,S3,S4,S5,S6,S7,) —> (S,,S2,S3,S4,S5,/i -S6,S7,)(S „S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , S 6 , S 7 ,) -> (S ,, S 2 , S 3 , S 4 , S 5 , / i -S 6 , S 7 ,)
Pentru segmentare norilor din Scena I s-a folosit un vector p = (1, 1, 1, 1, 1, 3, 1), ^ = 235 si = 0.9.For segmentation of clouds in Scene I a vector p = (1, 1, 1, 1, 1, 3, 1), ^ = 235 and = 0.9 was used.
In Figura 7 este prezentata imaginea in nuanțe de gri Ρ,Α δ) oțjtjnuta folosind acești parametri.In Figure 7, the grayscale image Ρ, Α δ) a T j T j nuta using these parameters.
Umbrele au fost obținute cu un vector p* = (1, 1, 1, 1, 1, 0, 1), 15 si = 1.1.The shadows were obtained with a vector p * = (1, 1, 1, 1, 1, 0, 1), 15 and = 1.1.
O imagine in nuanțe de griP >A7) esțe generata, in figura 7.An image in shades of flu> A7) es TRENDS generated in Figure 7.
In Figura 7 cele doua masti preliminare (masca de nori si cea de umbre) sunt suprapuse (albul reprezintă nori, griul umbrele, iar restul este negru). Multe dintre umbrele preliminare sunt de fapt simple obiecte cu reflectanta scăzută, cum ar fi suprafețele de apa.In Figure 7 the two preliminary masks (cloud and shadow mask) are superimposed (white represents clouds, gray shadows, and the rest is black). Many of the preliminary shadows are in fact simple objects with low reflectance, such as water surfaces.
Au fost efectuate mai multe încercări pe diferite scene si au fost evaluate procentajele de eroare. Ambele tipuri de erori (omisiune si exagerare) s-au menținut pentru 95% pentru nor si peste 90% pentru umbre.Several tests were performed on different scenes and the percentages of error were evaluated. Both types of errors (omission and exaggeration) remained for 95% for cloud and over 90% for shadows.
Claims (3)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA201701125A RO133457A2 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Process for generating green-area and built-up-area dynamics maps based on processing satellite data |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
ROA201701125A RO133457A2 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Process for generating green-area and built-up-area dynamics maps based on processing satellite data |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RO133457A2 true RO133457A2 (en) | 2019-06-28 |
Family
ID=66998892
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
ROA201701125A RO133457A2 (en) | 2017-12-14 | 2017-12-14 | Process for generating green-area and built-up-area dynamics maps based on processing satellite data |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RO (1) | RO133457A2 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT201900024844A1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-19 | Stiga S P A In Breve Anche St S P A | SYSTEM AND RELATIVE METHOD OF MONITORING OF LANDS |
-
2017
- 2017-12-14 RO ROA201701125A patent/RO133457A2/en unknown
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
IT201900024844A1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-19 | Stiga S P A In Breve Anche St S P A | SYSTEM AND RELATIVE METHOD OF MONITORING OF LANDS |
EP3837944A1 (en) * | 2019-12-19 | 2021-06-23 | Stiga S.p.A. in breve anche St. S.p.A. | Land monitoring system and related method |
EP4211999A1 (en) * | 2019-12-19 | 2023-07-19 | Stiga S.p.A. in breve anche St. S.p.A. | Land monitoring system and related method, land maintenance system and related method, land inspection system and related method |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Avitabile et al. | Capabilities and limitations of Landsat and land cover data for aboveground woody biomass estimation of Uganda | |
Zhou et al. | Dynamics of land surface temperature in response to land‐use/cover change | |
US10095995B2 (en) | Apparatus for and method of forest-inventory management | |
KR100678395B1 (en) | System and method for real time position correction of geometric information data using satellite and aerospace image | |
Buo et al. | Estimating the expansion of urban areas and urban heat islands (UHI) in Ghana: a case study | |
Korpela et al. | Tree species identification in aerial image data using directional reflectance signatures | |
Ullah et al. | Analysis of urban expansion and its impacts on land surface temperature and vegetation using RS and GIS, a case study in Xi’an City, China | |
US20120287273A1 (en) | System for identifying sustainable geographical areas by remote sensing techniques and method thereof | |
Alleaume et al. | A generic remote sensing approach to derive operational essential biodiversity variables (EBVs) for conservation planning | |
US20120288163A1 (en) | System for identifying sustainable geographical areas by remote sensing techniques and method thereof | |
Chanu et al. | A geospatial approach for assessing the relation between changing land use/land cover and environmental parameters including land surface temperature of Chennai metropolitan city, India | |
Militino et al. | Interpolation of the mean anomalies for cloud filling in land surface temperature and normalized difference vegetation index | |
Lin et al. | Leveraging optical and SAR data with a UU-Net for large-scale road extraction | |
Nazmfar et al. | Classification of satellite images in assessing urban land use change using scale optimization in object-oriented processes (a case study: Ardabil city, Iran) | |
Liu et al. | Robust radiometric normalization of multitemporal satellite images via block adjustment without master images | |
Mao et al. | Advances and prospects on estimating solar photovoltaic installation capacity and potential based on satellite and aerial images | |
RO133457A2 (en) | Process for generating green-area and built-up-area dynamics maps based on processing satellite data | |
Karila et al. | The effect of seasonal variation on automated land cover mapping from multispectral airborne laser scanning data | |
Phinzi et al. | Understanding the role of training sample size in the uncertainty of high-resolution LULC mapping using random forest | |
Liu et al. | Nonlinear cooling effect of street green space morphology: evidence from a gradient boosting decision tree and explainable machine learning approach | |
Mangiameli et al. | Multispectral satellite imagery processing to recognize the archaeological features: The NW part of Mount Etna (Sicily, Italy) | |
González‐Orozco et al. | Taxonomic identification of Amazonian tree crowns from aerial photography | |
Kozoderov et al. | Remote sensing of soils and vegetation: regional aspects | |
Rahman et al. | Geographic object-based mosaicing (OBM) of high-resolution thermal airborne imagery (TABI-1800) to improve the interpretation of urban image objects | |
Huang et al. | A realistic structure model for large-scale surface leaving radiance simulation of forest canopy and accuracy assessment |