Endringskartlegging ved hjelp av fly - IKT

Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Retrospektiv naturtilstandsdokumentasjon:
Endringskartlegging ved hjelp av fly- og
satellittbilder
IKT – forskning i Oslofjordalliansen
10. – 11. jjuni 2010
Thon Hotel Halden
Øystein B. Dick
G
Geomatikkseksjonen
tikk k j
- IMT - UMB
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
ƒ Tidsaspektet – ulike tilnærminger
ƒ Nødvendige forutsetninger
ƒ Noen
N
utvalgte
l
eksempler
k
l
ƒ Demonstrasjon
(OTT
www.umb.no
?)
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
To hovedformer for bildebasert
endringskartlegging:
1
1:
2:
Situasjonen
Sit
j
ved
d tid
tidspunktet
kt t T1 registreres
i t
som ett bild
bilde.
Situasjonen ved tidspunktet T2 registreres som et bilde.
Situasjonen ved tidspunktet T1 setter sine spor i landskapet.
Disse sporene registreres som et bilde ved tidspunktet T2, og
på dette grunnlag
p
g
g kan en dra slutninger
g om situasjonen
j
ved
tidspunktet T1.
Animasjon, levende bilder, er også en form for geomatisk bildebruk som i
prinsippet hører hjemme under pkt. 1.
I denne fremstillingen vil en konsentrere seg om de tilfellene der tidsrommet
mellom to påhverandre følgende bilder er flere år, snarere enn brøkdelen av et
sekund.
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Stabelen av lag (folier) er en velkjent GIS-metafor
Tema-lag 1
Tema-lag 2
Tema-lag 3
Tema-lag 4
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Étt eller flere av
tema-lagene i GISlagpakken kan være
et bilde tatt fra fly
eller satellitt.
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
1973
1981
1996
2006
Samregistrerte bilder
tatt fra fly eller
satellitt inngår i GIS
lag-pakken og danner
grunnlag for analyse
av endringer
di
i
landskapet.
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
En GIS basert ”overlay” – analyse er ikke
nødvendigvis eneste farbare vei å gå.
1937
1952
1971
1984
2004
”Tegneserie” – prinsippet, med en sekvens av bilder fra de ulike tidspunktene,
kan også ha noe for seg. Her er vi i prinsippet ikke så langt unna animasjonens
verden.
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Velges det en analytisk GIS basert metode, vil det
være viktig å:
Gjennomføre en geometrisk oppretting av bildene.
Utføre en radiometrisk korreksjon av bildene.
Være seg det fenologiske aspekt bevisst,
eller med andre ord;
ha både vekstsesongens plassering og dens forløp i
tankene
k
ved
d valg
l av egnede
d opptak.
k
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Geometrisk samregistering.
T1
T2
T1
GEOREF
T2
www.umb.no
GEOREF
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Har en med flybilder eller med skråopptak fra satellitter å gjøre,
kan det være aktuelt å ta hensyn også til terrenghøyden ved
opprettingen, altså
l å gjennomføre
f
en ortofotoproduksjon.
f
d k
I noen tilfeller vil en kontrollpunktbasert ”rubber-sheet”
rubber-sheet
oppretting kunne være en akseptabel løsning.
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Empirisk radiometrisk kalibrering.
Pikselverdi
etter
korreksjon
L
T2
T1
L
L
T3
M: Rekflektansemessig stabilt
område i bildets mørke del.
L: Rekflektansemessig stabilt
område i bildets lyse del.
T1 , T2 , T3 : Tidspunktene
M
M
M
Pikselverdi
f
før
korreksjon
Et alternativ kan være modellering av sensoren og de atmosfæriske forholdene under opptaket.
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Fra Robert A. Schowengerdt: Techniques for Image Processing and Classification in Remote Sensing
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Eksempel 1
Vegtasjonsendringer i Lutvannsområdet
Retrospektiv naturtilstansdokumentasjon
ved hjelp av satellittbilder.
Referanseperson:
Øystein B. Dick, Geomatikkseksjonen IMT - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Frisk vegetasjon
Stresset
vegetasjon
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
R
λ
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Bruk av vegetasjonsindeks
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Eksempel 2
Endringskartlegging i Nepal
Referanseperson:
Øystein B. Dick, Geomatikkseksjonen IMT - UMB
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Landsat MSS 1976
G
Green
square shows
h
th
the study
t d area
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Georeferenced topographic map i raster-format
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Landsat MSS 1976
Landsat TM 1976
QuickBird 2003
Landcover map
Landcover map
Landcover map
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Land use map of 2003 with sampling points.
Vectorized and shown in ArcView 3
3.2
2 GIS
GIS.
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Land use map 1976
Land use map 1989
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Land use change dynamics 89-03: Dark green: stable area, light
green: changes
h
between
b t
forest
f
t ttypes; red:
d Ch
Change ffrom
cultivated area to forest, yellow: Change from forest to
cultivated area and brownish-yellow changes between 2 types of
cultivated areas
www.umb.no
Geomatisk
k bildebruk i tid
t og rom.
Ge
eoForum 22. mars 2007 Quality Hotel, Tønsberg
Institutt for matematiske
m
re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Ek
Eksempel
l3
Brekartlegging i Arktis
Referanseperson:
Cecilie Rolstad Denby,
Geomatikkseksjonen IMT - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Flybilder, NP, 1949
Landsat 7 ETM+
Jan Mayen 13 Sept 2002
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
SLAKBREEN, SVALBARD. 1990: Flybilde
2003: Satellittbilde (ASTER)
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
htt //
http://www.fly&satellittbilder.net
fl & t llittbild
t
Det gjøres for ordens skyld oppmerksom på at denne URL’en er fiktiv.
Internett spiller en stadig mer viktig rolle som:
Ressurs for kataloger som gir oversikt over tilgjengeligheten
av historiske fly- og satellittbilder.
Kilde for nedlastbare historiske fly- og satellittbilder på
digital form, i noen tilfeller fritt tilgjengelige.
Ressurs for interaktive applikasjoner egnet for analyse og
visualisering av landskapsendringer.
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Geomatisk
k bildebruk i tid
t og rom.
Ge
eoForum 22. mars 2007 Quality Hotel, Tønsberg
Institutt for matematiske
m
re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Geomatisk
k bildebruk i tid
t og rom.
Ge
eoForum 22. mars 2007 Quality Hotel, Tønsberg
Institutt for matematiske
m
re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Utsnitt av KH-7 opptak
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Opptakstidspunkt
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Utsnitt av KH-7 opptak, Arendal.
40 år
40+
å gammelt
lt satellittbilde
t llittbild med
d forbausende
f b
d god
d detaljgrad
d t lj d !
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no
Institutt for m
matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
Takk for utvist interesse !
www.umb.no
Institutt for matematiske re
ealfag og teknolo
ogi - UMB
www.umb.no