Вы здесь: Технологии Интеграция с ГИС Векторизация Дешифрирование космических снимков

Дешифрирование космических снимков

Голосовать
(6 голосов)

Если перед вами стоит задача, отличная от учёта площади разлива нефти или подсчёта сгоревшего леса, можно смело утверждать, что основная часть работы по дешифрированию объектов будет выполняться вручную.

Последнее время мы исподволь "подкрадываемся" к решению некоторых задач дешифрирования космоснимков. В работах над снимками компании Rapid Eye перед нами встала задача выделения некоторых областей по целому ряду признаков. Хуже того, области должны выделяться с оглядкой на четыре снимка сразу.

Как это ни странно, значительная доля таких объектов легко выделяется тривиальной цепочкой операций Размытие - Повышение контраста - Отсечение по порогу яркости. Далее объекты оцифровываются по границам в автомате. Однако, в ряде случаев вместо полноценных пятен образуются цепочки или группы мелких объектов. Чтобы быстро собрать их вместе, были выполнены следующие доработки.

Как быть с точностью - решать вам. Easy Trace дает для этого все необходимое. А вот какой может быть скорость дешифрирования, демонстрируется в этом ролике: Видео: Дешифрирование снимков для создания адресных планов

Ролик построен на основе записи реальных действий оператора. Все изменения масштаба, перемещения по снимку и построение объектов демонстрируются в реальном масштабе времени. При работе используется ряд нововведений, доступных в версии Easy Trace Pro 9.0.

Трассировщик ломаных

При извлечении информации из снимков, например, при оцифровке дорог, возникает дилемма. С одной стороны, дороги, как правило, имеют значительные прямолинейные участки, и их оцифровка предполагает ввод небольшого числа точек перегиба. Ориентировочные позиции таких точек хорошо просматриваются при "взгляде издали". С другой стороны, векторная линия должна проходить точно по центру дороги, для чего снимок нужно сильно "приблизить". Таким образом, точная оцифровка дорог превращается в изматывающую череду панорамирований экрана. Или появляется большое число бессмысленных промежуточных точек на прямых участках линий...

Для решения этой проблемы в трассировщик ломаных добавлен режим автоматического приближения при простановке очередной вершины. Он аналогичен режиму приближения, встроенному в инструмент Точка. Приблизительно указываем позицию очередной точки, нажимаем и не отпускаем кнопку мыши. Масштаб отображения автоматически увеличивается. Затем перемещаем курсор инструмента в необходимую позицию и отпускаем кнопку мыши. Очередная вершина устанавливается, а изображение возвращается к исходному масштабу.

Если надо установить серию вершин, например, на плавном повороте дороги, приближенное изображение можно "закрепить" нажатием комбинации клавиш Ctrl + Shift. Затем вершины ставятся как обычно, после чего "защелка" отпускается теми же клавишами, и изображение вновь "отдаляется".

Трассировщик прямоугольников

Для повышения скорости дешифрирования зданий при решении задачи построения адресных планов в Трассировщик прямоугольников был внесен ряд нововведений.
  • Часто встречаются массивы однотипных зданий, одинаково ориентированных вдоль линии улицы. При этом размеры и ориентация зданий абсолютно идентичны. Клик правой клавишей внутрь первого оцифрованного контура захватывает его и переключает инструмент в режим расстановки его копий (клонов объекта). Теперь для оцифровки контура следующего здания достаточно одного клика.
  • Соседние здания часто ориентированы перпендикулярно друг другу. Если в режиме клонирования кликнуть правой клавишей внутри уже установленного прямоугольника или указать на линейный объект - то курсор (т. е. прямоугольник-клон) будет ориентирован ортогонально к указанному объекту. Последующие клики циклически разворачивают курсор на 90 градусов. Таким образом, любые ранее установленные площадные или линейные объекты можно использовать для быстрой ориентации контура очередного оцифровываемого здания.
  • Контуры зданий, совпадающие по размерам, могут располагаться под углами, отличными от 90 градусов. В этом случае для установки клона необходимо два клика - один для указания положения угла здания, второй - для фиксации угла наклона контура.
  • Если размеры очередного контура отличаются незначительно, то его можно быстро удлинить или расширить вращением колеса мыши. Нажатие модификаторов Shift и Ctrl позволяет плавно изменить размеры очередного устанавливаемого прямоугольника.
  • Если группа зданий выровнена вдоль некоторой линии, то скорость установки однотипных контуров может быть увеличена еще больше. В этом случае первый контур группы устанавливается вместе с временными направляющими линиями. Все следующие контуры автоматически "пристыковываются" к этим направляющим.
Управление инструментом предельно упрощено. Комбинация Ctrl + Shift циклически переключает режимы "Клонирование" - "Установка с указанием угла" - "Создание направляющих". В любом из этих режимов можно захватывать контуры-образцы, указав на них правой клавишей мыши и изменять размеры клонируемого прямоугольника вращением колеса мыши при нажатых модификаторах Shift или Ctrl.

Сплайн-режим в ручном трассировщике кривых

Назначение нового режима трассировки - быстрое и точное формирование сложных кривых. Сплайн-режим удобен для отрисовки границ природных или сложных искусственных объектов по космоснимкам.

Интерфейс инструмента кардинально отличается от аналогичных инструментов, использующих сплайн-кривые, представленных в других программных пакетах. Прежде всего, его отличают простота и однозначность управления формой создаваемой кривой. Трассировщик создает не абстрактную гладкую линию, проходящую через заданные точки, а кривую, точно повторяющую форму цифруемого объекта. Причем управление формой выполняется простым перемещением курсора мыши.

Сплайн-режим - это под-режим инструмента полуавтоматической трассировки. Можно начать линию в "автомате", затем проложить протяженный прямолинейный участок линии в ручном режиме и завершить линию сложной кривой, построенной сплайном. Конечный результат трассировки - это обычная полилиния.

Управление инструментом несколько отличается от привычной ручной трассировки, но ничего принципиально сложного в нем нет. Первый клик задает очередную точку, через которую должна пройти кривая (обычно это вершина перегиба), второй клик фиксирует участок линии. Изгибом на формируемом участке можно управлять простым перемещением курсора, а в сложных случаях - колесом мыши при нажатом модификаторе Ctrl.

Возможно и создание пользовательских инструментов, в которых трассировщик кривых будет сразу включаться в сплайн-режиме.

Инструмент Создание границ

Инструменту Создание границ была добавлена опция сглаживания контура с заданным значением точности аппроксимации. Это позволяет быстро создавать охватывающие контура вокруг выбранной группы мелких векторных объектов. Окончательная шлифовка контура выполняется редактором прогиба.

Режим Синхронизация и разделение

В нашем случае достоверность построения границ векторных объектов должна контролироваться по четырём снимкам за разные периоды времени. Постоянно переключать растры нам категорически надоело. Поэтому в пакете появился новый видеорежим

Режим "Синхронизация и разделение" позволяет разделить окно проекта на 2 или 4 части, в каждой из которых можно выбрать свой видимый растр. Позиционирование и масштаб отображения в разделённом окне синхронизированы таким образом, что в любой момент времени во всех частях окна отображается один и тот же участок проекта.

Редактирование вектора и перемещение по растру можно выполнять в любой из частей окна. Режим экономит массу времени в том случае, когда векторизация требует одновременного контроля по нескольким растрам.

Режим Прозрачности

Гораздо чаще для контроля над вектором достаточно двух растров. Например, при векторизации цветной карты с наложенным поверх неё цветным снимком. Тогда вместо синхронизации и разделения можно обойтись прозрачным наложением растров.

Easy Trace давно поддерживает прозрачное отображение цветных растров сквозь чёрно-белые. Это удобно использовать для полуавтоматической векторизации. Однако для сравнения двух полноцветных растров (карты и снимка или двух снимков, сделанных в разное время) необходим полноценный контроль прозрачности изображений. Новый видеорежим, позволяющий совместно просматривать полноцветные растры, это Прозрачность растров.

Распознавание Дорожной сети

Одна из частых задач дешифрирования - это распознавание дорожной сети. В случае снимков городской застройки с ее стройными рядами кварталов так и напрашивается мысль об автоматизации этого процесса. Например, сначала быстро расставить точки на перекрёстках, используя режим динамического увеличения масштаба в инструменте Точка. А затем как-то связать точки линиями.

Этот подход и был реализован в новой утилите Создать сетку по точкам. Достаточно расставить узловые точки и вызвать утилиту. Вуаля - дорожная сеть готова. Ряд рёбер, скорее всего, придется удалить. Некоторые немного отредактировать. Но в целом, это гораздо проще и быстрее, чем, ползая по растру, создавать все с нуля.

А если после коррекции сети применить утилиту создания буферных зон, то можно быстро получить и полигональное дорожное покрытие.

Что интересно, зарубежные сельхозугодия на снимках выглядят как на редкость аккуратные наборы прямоугольников, разделённых просёлочными дорогами. Собственно для работы с ними эта утилита и была создана.

Многозональные (мультиспектральные) растры

...В идеале, если ИзиТрейс хочет реально обрабатывать снимки, ему нужно научиться делать композит "на лету". На одних композитах очень четка контрастирует вода, на других леса, на третьих болота. Поэтому есть смысл сделать что-то вроде готовых пресетов. "Какой спутник будем обрабатывать Landsat? QuickBird?" - выбрали соответствующую стратегию. "Что хотим выделить на снимке? Леса? Поля? Воду? Грунты?" - выбрали соответствующий композит.
Ну и чтоб была возможность вручную делать композит, для "продвинутых".
voffka
Вот так тема на нашем форуме стала причиной создания новой возможности Easy Trace Pro. Реализована загрузка и просмотр многозональных растров, хранящихся в едином TIFF - файле. Просмотр снимка возможен в двух вариантах: RGB-композит выбранных диапазонов или серошкальное отображение одного из диапазонов.

Кроме того, текущее отображение многозонального снимка можно сохранить в виде обычного растра для дальнейшей обработки.

P.S.

Направление, связанное с дешифрированием снимков, для нас новое. Ранее развитию пакета очень помогали предложения и советы наших пользователей. Постепенно такие предложения иссякли. Большая часть "горящих" вопросов была закрыта, а где-то мы стали опережать привычные подходы к векторизации.

Теперь мы снова стоим в начале пути. И мы будем благодарны за любые советы и предложения, которые (мы надеемся) помогут занять нашему пакету такое же место в дешифрировании, как и в векторизации.

Подробнее в этой категории: « Prev Next »

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить