Εισαγωγή
Η παρακολούθηση μεγάλων σε έκταση περιοχών για σημαντικές μεταβολές στη χρήση γης αποτελούσε μια πρόκληση στο παρελθόν λόγω της έλλειψης διαχρονικών αλλά και επικαιροποιημένων εικόνων.
Χάρη στην επιταχυνόμενη ανάπτυξη της τεχνολογίας των δορυφορικών αισθητήρων, την αυξανόμενη συχνότητα εκτόξευσης μικρο-δορυφόρων καθώς και του πολλαπλασιασμού των UAV / Drones ή/και ακόμη και των έξυπνων τηλεφώνων, το πρόβλημα της ανεπαρκούς απεικόνισης έχει πλέον επιλυθεί.
Ωστόσο, έχουμε τώρα ένα ακόμα πιο δύσκολο πρόβλημα: πάρα πολλές εικόνες με πάρα πολύ υψηλή ανάλυση που παρέχονται με συνεχώς αυξανόμενο ρυθμό.
Γιατί αυτό είναι ένα πρόβλημα; Επειδή δεν υπάρχουν αρκετοί εμπειρογνώμονες στον κόσμο ικανοί να εξετάσουν όλες τις εικόνες εγκαίρως!
Απαιτούνται εργαλεία για την παρακολούθηση τεράστιων περιοχών – αλλά ακόμα και μικρότερων περιοχών όπου όμως σημαντικές αλλαγές στη χρήση γης μπορούν να κάνουν τη διαφορά.
Ως παράδειγμα παρατίθεται στη συνέχεια μια μικρή νησιωτική περιοχή (νήσος Cavus). Θέλουμε να καταλάβουμε τι συμβαίνει σε αυτό το νησί. Θα μπορούσαμε άραγε να εντοπίσουμε εγκαίρως αλλαγές στη χρήση γης αξιοποιώντας την τεχνολογία;
Ιστορικό
Πρόσφατα το νησί γνώρισε μία σημαντική αλλαγή, καθώς κατασκευάστηκε και τέθηκε σε λειτουργία ένα φωτοβολταϊκό πάρκο. Θα θέλαμε επομένως να διαπιστώσουμε εάν η τεχνολογία ανίχνευσης χρονικής αλλαγής, αξιοποιώντας δορυφορικές εικόνες, θα μπορούσε να εντοπίσει αυτή τη δραστηριότητα.
Η ομάδα των γεωχωρικών εμπειρογνωμόνων της Geospatial Enabling Technologies (www.getmap.eu) συνεργάστηκε με την Αμερικανική εταιρεία Τεχνητής Νοημοσύνης, Simularity (www.simularity.com) για να αντιμετωπίσουν αυτή την πρόκληση.
Έργο
Στο έργο χρησιμοποιήθηκαν ως δεδομένα εισόδου εικόνες από το δορυφόρο Sentinel-2, οι οποίες παρέχονται ελεύθερα και χωρίς κανένα περιορισμό στα πλαίσια του προγράμματος Copernicus.
Χαρακτηριστικά των Εικόνων
- Sentinel-2 RGB σύνθεση χρησιμοποιώντας τις φασματικές περιοχές του Κόκκινου, Πράσινου και Μπλε
- Ανάλυση Εικόνας: 10m
- Περιοχή ελέγχου: 2×3 km (για ένα μικρό νησί στο οποίο εγκαταστάθηκαν ηλιακοί συλλέκτες)
- Σύνδεσμος στο Google Maps για την περιοχή Μελέτης: Cavus Adasi
Δεδομένα Εικόνων:
Παρελθοντικές εικόνες (για τη δημιουργία του μοντέλου):
- 2017-01-13, 2017-02-02, 2017-03-14, 2017-04-03, 2017-07-22, 2017-08-11, 2018-01-23, 2018-02-17
Υποψήφια για την ανάλυση:
- 2018-03-19, 2018-04-03, 2018-04-28, 2018-06-17, 2018-07-27, 2018-08-21
Οι παραπάνω εικόνες παρουσιάζονται σε μικρογραφία στη συνέχεια:
Λογισμικό:
Χρησιμοποιήθηκε το λογισμικό:
Simularity Automatic Image Anomaly Detection System (AIADS v2.0)
Ανάλυση
Η κάθε υποψήφια εικόνα εξετάστηκε σε σύγκριση με τις ιστορικές εικόνες. Χρησιμοποιήθηκαν μεταβαλλόμενες τιμές στις παραμέτρους εκτέλεσης του AIADS για να εκτιμηθεί ποιες παράμετροι είχαν την μεγαλύτερη επίδραση στο τελικό αποτέλεσμα.
Αποτελέσματα
Στην εικόνα που ακολουθεί παρουσιάζονται τα αποτελέσματα της ανάλυσης για τη βέλτιστη επιλογή παραμέτρων εκτέλεσης.
Τόσο ο νέος δρόμος όσο και η καθαρή έκταση γη στην οποία τοποθετήθηκαν τα ηλιακά πάνελ ανιχνεύθηκαν με επιτυχία. Ορισμένες μικρότερες ανωμαλίες – ιδιαίτερα στην ακτή του νησιού – δεν εντοπίστηκαν. Αυτό πιθανότατα οφείλεται σε υψηλότερες διακυμάνσεις των τιμών των εικονοστοιχείων λόγω του κυματισμού ή/και σκιωδών επιδράσεων στην ακτογραμμή.
Συμπεράσματα
Το λογισμικό AIADS μπορεί να εφαρμοστεί σε εικόνες όπως οι Sentinel-2 για να παρακολουθεί συνεχώς, με έναν πλήρως αυτοματοποιημένο τρόπο, περιοχές ενδιαφέροντος, συμπεριλαμβανομένων των απομακρυσμένων νησιών.
Δεν χρειάζεται να ελέγξετε τη διαθεσιμότητα των εικόνων για να προχωρήσετε στην επεξεργασία των δεδομένων, καθώς η διαδικασία μπορεί να βασιστεί σε έτοιμα για χρήση δεδομένα, διαθέσιμα μέσω υπηρεσιών ιστού. Αλλά ακόμα πιο σημαντικό: δεν χρειάζεται να εξετάσουμε τις εικόνες αν δεν εντοπιστεί κάποια σημαντική αλλαγή.
Λαμβάνοντας υπόψη ότι μπορεί να έχετε μια νέα εικόνα διαθέσιμη ενδεχομένως κάθε έξι ημέρες και έχοντας κατά νου ότι μια αυτοματοποιημένη διαδικασία χρειάζεται να τρέξει για να ανιχνεύσει αλλαγές σε εκατοντάδες σημεία που “πρέπει να ελεγχθούν”, μπορείτε εύκολα να καταλάβετε τη σημασία ενός εργαλείου όπως το AIADS που μπορεί να βοηθήσει στην αποστολή ενός οργανισμού αναφορικά με τον έλεγχο και τη συνεχή παρακολούθηση μεγάλων εκτάσεων / περιοχών γης.