Czym jest wykrywanie zmian?
Definicja
Wykrywanie zmian to metoda, która znajduje różnice w powierzchni lub obiekcie przez porównanie obserwacji wykonanych w różnym czasie. W teledetekcji obserwacjami są obrazy wielotemporalne tego samego obszaru.
Jak to działa
Metoda ma dwa etapy. Najpierw analityk przygotowuje obrazy. Korekcja radiometryczna i rejestracja obrazów sprawiają, że obrazy z każdej daty stają się porównywalne. Następnie algorytm detekcji znajduje różnice.
Dane wejściowe muszą być spójne. Obrazy z różnych dat powinny mieć taką samą rozdzielczość przestrzenną i radiometryczną. Jeśli rejestracja jest słaba, metoda oparta na pikselach zgłasza fałszywe zmiany. Zdjęcia wykonane w zbliżonym terminie każdego roku ograniczają wpływ kąta słońca.
Chmury punktów
Wykrywanie zmian działa też na trójwymiarowych chmurach punktów. Algorytm M3C2 (Lague i inni, 2013) porównuje bezpośrednio dwie chmury punktów. Mierzy zmianę wzdłuż lokalnej normalnej powierzchni i podaje przedział ufności. Jego autorzy podają poziomy wykrywalności do 6 mm in situ na odległościach do 50 m. Wynik ten dotyczy naziemnego skanowania laserowego kanionu rzeki.
Nawierzchnia lotniskowa
Lotnisko musi porównywać stan nawierzchni w czasie. FAA AC 150/5380-7B stwierdza, że śledzenie stanu nawierzchni wymaga obiektywnej, systematycznej i powtarzalnej oceny. Lotnisko objęte federalnym obowiązkiem w USA musi wykonać szczegółową inspekcję nawierzchni co najmniej raz w roku. Jeśli wykonuje badanie PCI zgodnie z ASTM D5340, interwał może zostać wydłużony do trzech lat. ICAO Załącznik 14 wymaga regularnej inspekcji i monitorowania stanu powierzchni pól ruchu naziemnego. Żaden z tych dokumentów nie wspomina o wykrywaniu zmian i nie określa dla niego metody.
Często zadawane pytania
- Czym jest wykrywanie zmian?
- Wykrywanie zmian to porównanie obserwacji tego samego obszaru lub obiektu, wykonanych w różnym czasie, w celu ustalenia, co się zmieniło. W teledetekcji oznacza łączną analizę obrazów wielotemporalnych tego samego obszaru. Zastosowania obejmują zmiany pokrycia terenu, lasów i obszarów zurbanizowanych.
- Dlaczego obrazy wymagają rejestracji?
- Rejestracja wyrównuje obrazy z każdej daty tak, aby piksel obejmował ten sam punkt terenu na wszystkich z nich. Bez niej metoda oparta na pikselach zgłasza fałszywe zmiany. Obrazy powinny też mieć taką samą rozdzielczość przestrzenną i radiometryczną. Metody oparte na cechach mogą nie wymagać rejestracji.
- Czym jest M3C2?
- M3C2 to algorytm, który porównuje bezpośrednio dwie chmury punktów w 3D. Opublikowali go Lague, Brodu i Leroux w 2013 roku. Szacuje normalne powierzchni w skali zgodnej z lokalną szorstkością i podaje przedział ufności zmiany. Autorzy testowali go na danych z naziemnego skanera laserowego kanionu rzeki, a nie na danych lotniskowych.
- Jak często lotnisko musi kontrolować swoje nawierzchnie?
- W Stanach Zjednoczonych lotnisko objęte federalnym obowiązkiem musi przeprowadzać szczegółową inspekcję swoich nawierzchni lotniskowych co najmniej raz w roku. Jeśli wykonuje badanie PCI zgodnie z ASTM D5340, interwał szczegółowych inspekcji może zostać wydłużony do trzech lat. To reguła FAA dla lotnisk w USA. Nie wymienia ona wykrywania zmian.
Bibliografia
- khurana-saxena-2015
- Soft Computing Techniques for Change Detection in Remotely Sensed Images: A Review IJCSI International Journal of Computer Science Issues, vol. 12, issue 2 (Khurana and Saxena, 2015)
- lague-2013-m3c2
- Accurate 3D comparison of complex topography with terrestrial laser scanner: application to the Rangitikei canyon (N-Z) Lague, Brodu and Leroux. ISPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing 82 (2013), arXiv:1302.1183
- faa-ac-150-5380-7b
- AC 150/5380-7B, Airport Pavement Management Program (PMP) FAA
- icao-annex-14-vol-i
- Annex 14 to the Convention on International Civil Aviation, Volume I, 9th edition ICAO (copy hosted by Swiss FOCA)
To wpis referencyjny. TarmacView świadczy usługi inspekcji dronami i nie sprzedaje sprzętu ani materiałów opisanych w tym słowniczku.
