Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn...

33
Kontroln´ ı mechanismy fotogrammetrick´ e interpretace v r´ amci N´ arodn´ ı inventarizace les˚ u ´ Ustav pro hospod´ rskou ´ upravu lesa Brand´ ys nad Labem Specializovan´ e pracoviˇ stˇ e alkov´ y pr˚ uzkum Zemˇ e a fotogrammetrie, Fr´ ydek-M´ ıstek Analytick´ e centrum N´ arodn´ ı inventarizace les˚ u, Kromˇ ıˇ z Ondˇ rej Tomanˇ ak Filip H´ ajek Mark´ eta Kantorov´ a Radim Adolt Kl´ ara Piˇ skytlov´ a Jiˇ ı Fejfar PRAKTICK ´ E VYU ˇ ZIT ´ I GIS V LESNICTV ´ I A ZEM ˇ ED ˇ ELSTV ´ I Brno, 25 - 26. ´ unora 2016

Transcript of Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn...

Page 1: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Kontrolnı mechanismy fotogrammetrickeinterpretace v ramci Narodnı inventarizace lesu

Ustav pro hospodarskou upravu lesa Brandys nad Labem

Specializovane pracoviste

Dalkovy pruzkum Zeme a fotogrammetrie, Frydek-Mıstek

Analyticke centrum Narodnı inventarizace lesu, Kromerız

Ondrej Tomancak

Filip Hajek

Marketa Kantorova

Radim Adolt

Klara Piskytlova

Jirı Fejfar

PRAKTICKE VYUZITI GIS V LESNICTVI A ZEMEDELSTVI

Brno, 25 - 26. unora 2016

Page 2: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Narodnı inventarizace lesu jematematicko-statisticka metodazjistenı stavu a vyvoje lesa.

Kvalita vystupu je zavisla na vyuzitı odpovıdajıcıch datovychzdroju.

Page 3: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Vyuzitı fotogrammetrie v Narodnı inventarizaci lesu

- snızenı rozsahu venkovnıch pracı o zhruba 60 %

- zpresnenı informacı poskytovanych NIL

- nakladove efektivnı odhad krajinnych charakteristik

- trenovacı data pro rızenou klasifikaci obrazu

Page 4: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

PhoNIL – komponenty system pro vizualnı interpretaci

- jadro systemu tvorı databaze PostgreSQL s API pro grafickeuzivatelske rozhranı,

- uzivatelske rozhranı implementovano v systemu TopoL xT -kopıruje interpretacnı algoritmus

- snımkovy server pro letecke snımky

PhoNIL

interpretace inv. ploch interpretace trasnektu

Page 5: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretacnı algoritmus inventarizacnıch ploch

Page 6: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Vyuzıvame spektralnıch vlastnostı vegetace vblızkem infracervenem pasmu

Page 7: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Setrenı provadıme v inventarizacnı sıti

Sıt’ NIL1 39 460 Sıt’ NIL2 315 445 + Transekty 78 000

Page 8: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Setrenı provadıme v inventarizacnı sıti

Sıt’ NIL1 39 460

Sıt’ NIL2 315 445 + Transekty 78 000

Page 9: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Setrenı provadıme v inventarizacnı sıti

Sıt’ NIL1 39 460 Sıt’ NIL2 315 445

+ Transekty 78 000

5 - 6 interpretatoru za 4 roky

Page 10: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Setrenı provadıme v inventarizacnı sıti

Sıt’ NIL1 39 460 Sıt’ NIL2 315 445 + Transekty 78 000

5 - 6 interpretatoru za 4 roky

Page 11: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu

3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 12: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu

3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 13: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu

3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 14: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu

3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 15: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu

3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 16: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 17: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 18: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 19: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace inventarizacnı plochy v kostce

1 bodove pole (51 x 51 m)

2 okraj porostu3 urcenı kategorie pozemku

kategorie NIL2:- Les- OWL- OLWTC- ostatnı

kategorie LULUCF:- Forest Land- Cropland- Grassland- Wetland- Settlement- Other

4 stanovenı porostnıch charakteristik

Page 20: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Stanovenı porostnıch charakteristik

druh pozemku

poskozenı porostu

faze lesa

drevinna skladba

typ zapoje

zpusob smısenı

Page 21: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace fotogrammetrickeho transektu

Cılem setrenı na fotogrammetrickem transektu jezaznamenat rozptylenou vegetaci v krajine, kteranespada do nektere z kategoriı pozemku NIL.

Setrenı se provadı na nahodne orientovanem, 500 mdlouhem transektu v podsıti s1 (cca 78 000 trasektu).

Na transektu se setrı:

1 liniove objekty

2 pasove objekty

3 plosne objekty

4 bodove objekty

Page 22: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Impuls pro zavedenıkontrolnıch mechanismu vefotogrammetricke interpretaci

”Kdyz dva delajı totez, nemusı to by totez.

Page 23: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Interpretace muze byt do jiste mıry subjektivnı!

?

+ Postupy jsou stanoveny metodikou, existujı rozhodovacıalgoritmy a aplikace pro vizualnı interpretaci.− Interpretatori mohou byt zatızeni stereotypy, mohou mıt rozdılneurovne zkusenostı.− Krajinne prvky jsou variabilnı – vzdy se najde vyjimka.

Page 24: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Koncept reviznıho setrenı...

...je zalozen na nezavislych, opakovanych interpretacıchvybranych inventarizacnıch. ploch. Mezi temito interpretacemije pak na zaklade stanovenych podmınek oznacena validnıverze, ktera je povazovana za spravny vysledek.

Page 25: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Technologicke pozadı

Funkcionalita kontrolnıch mechanismu je implementovana nastrane relacnı databazePostgreSQL/PostGIS predstavuje nosnou technologii - nejenfotogrammetrickeho setrenı - v projektu Narodnı inventarizace lesa.

Jde o system ulozenych procedur a triggerovych funkcı, kterylogicky propojuje vystupy interpretace a referencnı geografickevrstvy podle navrzenych kontrolnıch algoritmu.

Navrh i implementaci zajist’ujeme sami,nemame tak svazane ruce vdalsım vyvoji.

Page 26: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Podmınky pro zahajenı reviznıho setrenı...

Duvody pro zahajenı reviznıho setrenı inv. ploch:

- rozpor v zarazenı kategorie pozemku s referencnı vrstvouOLIL,

- rozpor v okraji porostu vuci referencnı vrstve OLIL,

- nejistota v zarazenı do kategorie pozemku,

- nahodny vyber inv. ploch,

- rozpor v zarazenı kategorie pozemku s pozemnım setrenım.

Duvody pro zahajenı reviznıho setrenı transektu:

- revize nahodne vybraneho vzorku transektu,

- dalsı duvody pro zahajenı reviznıho setrenı transektu budouimplementovany ....

Page 27: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Zivotnı cyklus interpretace inv. plochy

Prvnı interpretace rozhodne!Pri ukladanı prvnı interpretace je spustena triggerova funkce, kteraoveruje splnenı podmınek pro zahajenı reviznıho setrenı. Kazdainventarizacnı plocha muze mıt, v zavislosti na shode interpretacı,1 - 5 revizı.

... v prıpade zahajenı reviznıho setrenı je pri ulozenı kazde revizevyhodnocena shoda kategorie pozemku.

Reviznı setrenı je ukonceno v okamziku oznacenı validnı datoveverze inventarizacnı plochy.

Page 28: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Jak vyhodnotit shodu revizı ..., a co kdyz nenastane?

Vıce nez 90 % interpretacı koncı 1. revizı.

V prıpade zahajenı reviznıho setrenı jsou standardne porızeny 3revize. V prıpade jejich shody je vysledek povazovan za validnı.

Jsou prıpady, kdy 3 revize k nalezenı validnı verze nestacı.Porızenı 4. revize muze rozhodnout, existuje-li shoda minimalnetrı interpretacı.

Shoda nenalezena!V situaci, kdy ani po 4. revizi neexistuje shoda, jde zrejme okomplikovany prıpad. Tyto situace peclive posuzujesupervizor. Supervizor zajist’uje metodicky dohled interpretace.

Page 29: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Fakticky prınos reviznıhosetrenı?

Za cenu navysenı pracnosti interpretace o cca 1/5 muzeme lepegarantovat kvalitu vystupu.

Kvalita je pro nas klıcova! Tvorımeunikatnı datovy zdroj s mimoradnouinformacnı hodnotou o stavu krajiny nanasem uzemı.

Page 30: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Reviznı setrenı v cıslech

Reviznı setrenı bylo provedeno celkem na 32 585 inventarizacnıchplochach tj. cca 9 % celkoveho poctu inventarizacnıch ploch.

Celkem u 3 401 inventarizacnıch ploch doslo, na zakladereviznıho setrenı, ke zmene kategorie pozemku...

... to ovlivnuje rozsah pozemnıho setrenı (st’ NIL1 a NIL2 s2):

ostatnı kategorie → Les, OWL =⇒ + 355 inv. plochLes, OWL → ostatnı kategorie =⇒ − 347 inv. ploch

355 inv. ploch by bez reviznıho setrenı nebylo zahrnuto dopozemnıho setrenı!

U nahodne vybraneho vzorku inv. ploch (random selection) bylodosazeno shody kategorie pozemku prvnı interpretace s kategoriıpozemku validnı interpretacı v 98,2 % prıpadech.

Page 31: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

1 revize

3 revize

4 revize

5 revizı

3.22 · 105

22 236

6 141

4 208

Pocet revizı pro dosazenı validnı interpretace

Page 32: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Vyhled do budoucna...

Implementace kontrolnıch mechanismu prointerpretaci transektuInterpretace fotogrammetrickeho transektu je vıce komplexnı. Odtoho se odvıjı narocnost navrhu kontrol.

Implementace noveho cyklu inventarizace dosystemu fotogrammetricke interpretace

Page 33: Kontroln mechanismy fotogrammetrick e interpretace v r ...Vyu zit fotogrammetrie v N arodn inventarizaci les u-sn zen rozsahu venkovn ch prac o zhruba 60 %-zp resn en informac poskytovan

Dekuji za pozornost