Jump to content
Forum Kopalni Wiedzy
Sign in to follow this  
KopalniaWiedzy.pl

Centrum Badań Kosmicznych PAN opracowało nową metodę tworzenia map

Recommended Posts

Naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN opracowali metodę automatycznego i szybkiego tworzenia szczegółowych map pokrycia terenu w skali całego świata. Prototyp mapy, na razie obejmującej tylko Europę, powstał na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej.

Mapa przedstawia stan pokrycia terenu w Europie w roku 2017 i uwzględnia 13 najistotniejszych klas, w tym obszary rolnicze, lasy (osobno liściaste i iglaste), tereny zbudowane, bagna, torfowiska. Do jej opracowania wykorzystano aż 15 tysięcy zdjęć z satelitów Sentinel-2. Najmniejsze rozróżnialne szczegóły mapy mają rozmiar 10 metrów, co oznacza, że dane są aż 2,5 tysiąca razy bardziej szczegółowe niż najpowszechniej stosowana dotąd mapa tego rodzaju (CORINE). Dzięki zastosowaniu w pełni automatycznych algorytmów produkcja nowej mapy zajęła jedynie 6 tygodni.

Metodę klasyfikacji pokrycia terenu, która pozwoliła na tak duży postęp, opracowali naukowcy z Zakładu Obserwacji Ziemi w Centrum Badań Kosmicznych PAN. W swojej pracy wykorzystali podejście nazywane „uczeniem maszynowym”: badacze wskazują dane referencyjne dla algorytmu, na podstawie których komputer sam uczy się rozpoznawać zadany typ pokrycia terenu w dowolnym miejscu na świecie. Naukowcy przetestowali swoją metodę w Chinach, Kolumbii, Namibii, Niemczech i Włoszech, po czym użyli jej do wygenerowania nowej mapy pokrycia terenu w Europie.

Największym wyzwaniem przy opracowaniu algorytmu okazało się znalezienie odpowiednich danych referencyjnych. Z reguły takie dane muszą być równie szczegółowe jak powstająca w oparciu o nie mapa. Tymczasem globalne bazy danych oferowały informacje kilkadziesiąt razy mniej precyzyjne w stosunku do oczekiwań. Aby jak najbardziej zmniejszyć ryzyko stosowania danych o większej niepewności, naukowcy z CBK PAN zaproponowali innowacyjne podejście analityczne, które finalnie pozwoliło osiągnąć dokładność klasyfikacji pokrycia terenu sięgającą aż 86%-89% w skali Europy (93% dla Polski).

Do sukcesu przedsięwzięcia przyczyniła się także specyfika wykorzystanych danych satelitarnych. Pochodziły one z pary europejskich satelitów Sentinel-2, wystrzelonych w ramach programu Copernicus. Pracując w tandemie, satelity pokrywają swoim zasięgiem obszar Europy co 5 dni (około 70 razy w ciągu roku). Dzięki temu polscy naukowcy mogli klasyfikować pokrycie terenu w dowolnym obszarze kontynentu w oparciu aż o średnio 20 najlepszych zobrazowań z roku. Agregacja takiej serii obserwacji umożliwiła nie tylko realizację celu w postaci wysokiej dokładności końcowej mapy, ale także pomogła uporać się z największym problemem zdjęć optycznych – zachmurzeniem.

Prace nad mapą i algorytmem klasyfikacji pokrycia terenu prowadzone były w ramach trzyletniego projektu Sentinel-2 Global Land Cover (S2GLC), finansowanego przez Europejską Agencję Kosmiczną (ESA). Centrum Badań Kosmicznych PAN (lider projektu; autor algorytmu i oprogramowania do klasyfikacji danych) współpracowało z partnerami z Niemiec (firmami IABG, EOEXPLOR i Uniwersytetem w Jenie) oraz firmą CloudFerro - operatorem platformy CREODIAS. Infrastruktura informatyczna CREODIAS została wykorzystana do przetworzenia kilkunastu tysięcy zdjęć satelitarnych.

Cyfrowe, satelitarne mapy pokrycia terenu stanowią nowoczesny odpowiednik papierowych map tematycznych. Dzięki cyfrowej naturze pozwalają w łatwy i szybki sposób dokonywać różnych analiz środowiskowych – CBK PAN współpracuje na tym polu m.in. z Głównym Urzędem Statystycznym. Satelity konstelacji Sentinel są odpowiedzią na potrzebę opracowania m.in. baz danych o pokryciu terenu charakteryzujących się większą dokładnością, większą szczegółowością i częstszą aktualizacją (coroczną). Ze względu na dużą ilość danych konieczne jest tworzenie algorytmów automatyzujących proces przetwarzania informacji satelitarnych. Badania realizowane w CBK PAN wpasowują się w ten globalny trend.


« powrót do artykułu

Share this post


Link to post
Share on other sites

Create an account or sign in to comment

You need to be a member in order to leave a comment

Create an account

Sign up for a new account in our community. It's easy!

Register a new account

Sign in

Already have an account? Sign in here.

Sign In Now
Sign in to follow this  

  • Similar Content

    • By KopalniaWiedzy.pl
      Wysięgniki stworzone na potrzeby misji JUICE, jednej z dwóch największych misji realizowanych przez Europejską Agencję Kosmiczną, trafią za kilka dni do Niemiec, gdzie przejdą ostatnie testy magnetyczne – poinformowała w czwartek Astronika, polska firma, która je zbudowała.
      JUpiter ICy moons Explorer (JUICE) to pierwsza duża misja Europejskiej Agencji Kosmicznej (ESA), realizowana w ramach programu Cosmic Vision (Kosmiczna Wizja) na lata 2015-2025; jej łączny koszt sięga niemal 900 mln euro. Sonda będzie badała atmosferę największej planety Układu Słonecznego - Jowisza oraz jego księżyców: Europy, Kallisto i Ganimedesa.
      Sonda misji JUICE będzie wyposażona w różne instrumenty badawcze. Polska firma Astronika przygotowuje m.in. wysięgniki, na których końcach zamontowane będą sondy do pomiarów plazmy (Langmuir Probe – Plasma Wave Instrument - LP-PWI). W czwartek, w komunikacie prasowym przesłanym PAP Astronika poinformowała, że wykonane przez nią instrumenty zostaną w najbliższych dniach przetransportowane do Niemiec, gdzie przejdą ostatnie testy magnetyczne.
      Wcześniej instrumenty stworzone przez Astronikę przeszły szereg innych testów. Po ostatnich próbach w Niemczech zostaną przetransportowane do siedziby głównego integratora satelity – Airbus Defence and Space w niemieckim Friedrichshafen, gdzie pod koniec 2020 zostaną na stałe przyłączone do satelity badawczego, który w 2022 roku wyleci w kierunku Jowisza.
      Głównym zadaniem wysięgników będzie rozłożenie się na odległość 3 metrów od satelity badawczego i ustawienie czujników dokładnie pod kątem 135 st., aby umożliwić im badanie plazmy znajdującej się w magnetosferze Jowisza – czytamy w informacji przesłanej PAP.
      Jak twierdzi Łukasz Wiśniewski, członek zarządu Astroniki i manager projektu, stworzenie instrumentów wymagało od zespołu projektowego nieszablonowego podejścia i opracowania innowacji mających sprostać kosmicznym wyzwaniom.
      Stworzone na potrzeby misji JUICE urządzenia są niezwykle lekkie, ważą poniżej 1,3 kilograma. Musiały zostać zaprojektowane w taki sposób, żeby wytrzymać duże obciążenia, którym zostaną poddane, a także, aby podczas otwierania nie zniszczyły same siebie – mówi Wiśniewski cytowany w komunikacie. Dodał, że wysięgniki są wytrzymałe na ekstremalne temperatury. W czasie swojej podróży urządzenia stworzone przez polską firmę będą musiały wytrzymać zarówno temperaturę około 200 st. C w okolicach Wenus, jak i nawet -200 st. C, kiedy sonda znajdzie się w cieniu Jowisza.
      Jak wynika z informacji przesłanej PAP, polscy inżynierowie stworzyli pięć egzemplarzy lotnych instrumentów LP-PWI. Cztery z nich zostaną finalnie przyłączone do satelity i wyruszą w podróż w kosmos, a jeden służy jako egzemplarz zapasowy. Urządzenia zostały od początku zaprojektowane i wyprodukowane przez Polaków z wykorzystaniem szeregu innowacyjnych technologii – podkreślono.
      Jak informuje Astronika, oprócz urządzeń LP-PWI firma opracowała na potrzeby misji JUICE także drugi rodzaj mechanizmu - system anten pod nazwą RWI – Radio Wave Instrument. Mechanizm ten obecnie znajduje się w fazie testów, jednak docelowo również stanie się częścią sondy badawczej JUICE. Obydwa urządzenia zostały stworzone jako część projektów realizowanych we współpracy z Instytutem Fizyki Plazmy w Uppsali, Centrum Badań Kosmicznych Polskiej Akademii Nauk oraz japońskim Tohoko University.
      Start misji JUICE zaplanowany jest na połowę 2022 roku. Termin jest sztywno ustalony ze względu na korzystne, wzajemne ułożenie w tym czasie Ziemi, Wenus i Marsa. Sonda będzie bowiem korzystała z asyst grawitacyjnych tych planet. Po przebyciu 600 milionów kilometrów, próbnik znajdzie się na orbicie Jowisza w 2029 r., gdzie będzie prowadzić obserwacje przez co najmniej trzy lata.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Archeolodzy z meksykańskiego Narodowego Instytutu Antropologii i Historii (INAH) znaleźli kamienną mapę, datowaną na lata pomiędzy 200 p.n.e. a 200 n.e. Zabytek odkryto w mieście Colima. Wyryta w wulkanicznej skale o wysokości 1,7 metra mapa przedstawia okoliczne tereny.
      Julio Ignacio Martinez de la Rosa mówi, że mapę zidentyfikowano dzięki charakterystycznemu wzorcowi oraz podobieństwu do podobnych zabytków znanych z tego regionu. Wioski zostały przedstawione w postaci wyżłobionych otworów. Widzimy też linie reprezentujące naturalne orograficzne i hydrologiczne cechy terenu.
      Skała z mapą skierowana jest w stronę wulkanu i ustawiona na osi północ-wschód. Archeolog Rafael Platas Ruiz, który ją analizował mówi, że przedstawia ona krajobraz południowych stoków wulkanu Colima. Wyraźnie widać na niej wąwozy i rzeki. "Bez wątpienia te kamienne mapy pozwalały zrozumieć okolice i zarządzać ziemią. Ponadto mogły być one sposobem na przekazywanie sobie informacji z pokolenia na pokolenie w czasach, gdy w okolicach tych nie znano jeszcze pisma", mówi uczony.
      Datowania zabytku dokonano na podstawie porównań z całym kontekstem archeologicznym okolicy i na tej podstawie stwierdzono, że pochodzi on z okresu późnego preklasycznego lub wczesnego klasycznego.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      NASA zaprezentowała całościową mapę powierzchni asteroidy Bennu. To kolaż zdjęć zgromadzonych w ramach misji OSIRIS-REx między 7 marca a 19 kwietnia 2019 r.
      By uzyskać mozaikę, wykorzystano aż 2155 zdjęć wykonanych przez PolyCam. Naukowcy z NASA chwalą się, że udało się uzyskać największą rozdzielczość (5 cm na piksel), z jaką kiedykolwiek całościowo zmapowano Bennu.
      OSIRIS-REx wykonywał ujęcia z odległości od 3,1 do 5 km od powierzchni asteroidy. Dzięki szczegółowemu widokowi Bennu NASA mogła wybrać miejsca pobrania próbek: główne, czyli Nightingale w kraterze w północnej części asteroidy, oraz zapasowe - Osprey.
      Mapę-mozaikę można ściągnąć w różnych rozmiarach w dwóch wersjach: z koordynatami i bez.

      « powrót do artykułu
    • By KopalniaWiedzy.pl
      Dwudziestego czwartego kwietna br. minie 30 lat od wyniesienia na orbitę Kosmicznego Teleskopu Hubble'a. Z tej okazji Europejska Agencja Kosmiczna (ESA) przygotowała kalendarz z wybranymi zdjęciami wykonanymi przez Hubble'a.
      Pod koniec 2019 roku ESA/Hubble rozpoczęło kampanię w mediach społecznościowych. Od września do listopada na profilach ESA/Hubble na Facebooku oraz Instagramie zaprezentowano 30 nieznanych szerszemu gremium perełek z archiwum zdjęć wykonanych przez teleskop (#Hubble30). Dwanaście fotografii z największą liczbą polubień na obu platformach trafiło do rocznicowego kalendarza.
      Agencja dała dostęp do kalendarza w formie elektronicznej. Jakość umożliwia wydrukowanie własnego egzemplarza.
      Na okładkę kalendarza trafiło zdjęcie NGC 3256, czyli galaktyki spiralnej znajdującej się w Gwiazdozbiorze Żagla. NGC 3256 powstała w wyniku połączenia dwóch galaktyk.
      Na styczeń wybrano ultrafioletowy obraz Ultragłębokiego Pola Hubble'a. Zdjęcie jest wynikiem 841 obiegów teleskopu po orbicie; widać na nim ok. 10 tys. galaktyk.
      W lutym oko właściciela kalendarza będzie cieszyć wykonane w 2015 r. zdjęcie NGC 6960 (jest ona również znana jako Mgławica Miotła Wiedźmy lub Welon Zachodni).
      Fotografia marca przedstawia młody obiekt gwiazdowy IRAS 14568-6304; połączono obrazy w świetle widzialnym (kolor niebieski) oraz podczerwieni (złotopomarańczowy). Ciemne plama, która przecina zdjęcie, to obłok molekularny w Cyrklu. Jest on na tyle gęsty, że przesłania gwiazdy tła.
      W 2016 r. Hubble wykonał zdjęcie gromady otwartej Trumpler 14. Znajduje się ona w mgławicy Carina w konstelacji Kila w odległości ok. 8000 lat świetlnych od Ziemi. To ją można podziwiać w wyborze na kwiecień.
      W maju przychodzi czas na NGC 634 (znaną też jako PGC 6059 lub UGC 1164). To galaktyka spiralna, znajdująca się w Gwiazdozbiorze Trójkąta w odległości 250 mln lat świetlnych od Ziemi.
      "Stronę" czerwcową zdobi wykonane w 2011 r. zdjęcie mgławicy dwubiegunowej Sharpless 2-106 z konstelacji Łabędzia, a lipcową fotografia kompozytowa Saturna z 6 z 82 znanych księżyców: Dione, Enceladusem, Tetydą, Janusem, Epimeteuszem oraz Mimasem.
      Sierpień także zachwyca. Tym razem zdjęciem NGC 5189, mgławicy planetarnej położonej w Gwiazdozbiorze Muchy. Hubble zrobił je w 2012 r. Cztery lata później powstała fotografia Drogi Mlecznej (obiektywy Hubble były wtedy zwrócone ku Gwiazdozbiorowi Strzelca) i to ona zdobi wrześniową stronę kalendarza.
      W styczniu 2002 r. gwiazda zmienna V838 Monocerotis z Gwiazdozbioru Jednorożca po raz pierwszy stała się 600.000 razy jaśniejsza od Słońca. Energia wyemitowana podczas jej wybuchów rozświetliła i uwidoczniła otoczki wcześniej odrzuconej materii. Zjawisko uwiecznione przez teleskop zdobi październikową kartę kalendarza.
      W 2011 r. Hubble wykonał piękne zbliżenie części Mgławicy Tarantuli, mgławicy w Wielkim Obłoku Magellana. Można się nim będzie cieszyć w listopadzie. Na grudzień przewidziano mającą 18 lat fotografię IC 4406 – mgławicy planetarnej znajdującej się w Konstelacji Wilka (jest ona prawdopodobnie pustym cylindrem).
      Pliki PDF z kalendarzem znajdują się na stronie Spacetelescope.org.

      « powrót do artykułu
  • Recently Browsing   0 members

    No registered users viewing this page.

×
×
  • Create New...