Click here to load reader

Bildanalyse in der Photogrammetrie – Stand und · PDF fileInstitut für Photogrammetrie und GeoInformation Einleitung-Vorbemerkung warum ein Photogrammeter zu Ihnen spricht-Trends

  • View
    220

  • Download
    0

Embed Size (px)

Text of Bildanalyse in der Photogrammetrie – Stand und · PDF fileInstitut für...

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Bildanalyse in der Photogrammetrie Stand und Perspektiven

    Christian HeipkeInstitut fr Photogrammetrie und

    GeoInformation - IPILeibniz Universitt Hannover

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Inhalt

    Einleitung

    Bildanalyse DIE Herausforderung

    Beispiele (aus Arbeiten am IPI) Qualittskontrolle von GIS-Daten Straenextraktion Integration von 2D GIS-Daten und DGMs

    Zusammenfassung und Ausblick

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Einleitung

    - Vorbemerkungwarum ein Photogrammeter zu Ihnen spricht

    - Trends in Datenerfassung und- verarbeitung

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Informations- und Kommunikationstechnologie: Internetzeit, stndige Verfgbarkeit von Produkten und Diensten notwendig 24/7, I want it NOW

    Google und Microsoft haben die Bhne betreten Fahrzeugnavigation, virtuelle Welten, globaler Wandel

    GI is big business (spatial is not special any more) globale GI-Verbnde, z. B.

    Hexagon: Leica, Intergraph, Z/I, Erdas, Trimble: Applanix, inpho, Rolleimetric, Toposys, Definions Blom: NOR, DK, SWE, GB, ITA, D, SF, ROM, BUL,

    GI als Zulieferer in globalen Firmenverbnden, z. B. Vexcel / Microsoft (US) Earthdata / Fugro (NL) Rolta (IND) Teleatlas / TomTom (NL) Navteq / Nokia (SF)

    Vernderungen in unserem Bereich

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Zusammenwachsen der Pixel- und Vektorwelten fr raumbezogene Daten und Informationen

    Zusammenwachsen der Pixel-/Vektorwelt mit Ort und Zeit(mobile mapping, )

    Zusammenwachsen von Datenerfassung und Weiterverarbeitung/ Analyse (Navigation, Echtzeitanwendungen in Handys und PDAs, LBS, )

    Auensicht: Erfassung, Speicherung, Analyse, Prsentation und Verteilung raumbezogener Informationen gehren zusammen Indiz: ein Gang durch die Ausstellung der INTERGEO

    Einige Konsequenzen

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Ph & FE Kartographie

    es geht um dieselben Objekte in der Auswertung werden sehr hnliche Methoden

    verwendet (gemeinsamer Forschungsbedarf) Objekt- und Szenenmodelle / Ontologien Zuordnung, Korrespondenzproblem / Datenintegration Klassifikation / data mining Suchverfahren, Optimierung, maschinelles Lernen

    immer fter wird ein gemeinsames System genutzt (bildbasierte Navigation, Geosensornetze, mapping on demand, 3D Rekonstruktion aus Bilddatenbanken, )

    alles hngt zunehmend am Web (Standards, GDI)

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Ph & FE Kartographie

    Geoinformatik/Mapping: M-EVAP-VModellierung, Erfassung, Verwaltung, Analyse, Prsentation -Verteilung von Geoinformation

    Pragmatischer Ansatz zur Arbeitsteilung Ph & FE: Rasterdaten primr (Erfassung, BildAnalyse) Geoinformatik: Vektordaten primr (Verwaltung, Analyse,

    Verteilung) Kartographie: Darstellung primr (Analyse, Prsentation)

    Treffpunkt: Modellierung, Methodik der Analyse, Datenbank

    Photogrammetrie, Fernerkundung und Kartographie gehren eng zusammen

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Ph & RS - mapping

    physical world,environment

    objectinformation

    GIS-data base

    cartographicrepresentation

    result ofplanning

    objectinformation

    images2D/3D

    non-contact image recording (EMR)

    mea

    sure

    men

    t

    inte

    rpre

    tatio

    n

    cart

    ogra

    phic

    proc

    essi

    ng

    analysis, prediction

    analysis, prediction

    terrestrial data acquisitionrealisationof plans

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Trends in der Datenerfassung bessere und neue Sensoren, Sensorkombinationen

    immer hhere geometrische Auflsung der Weltraumbilder Nadir- und Schrgaufnahmen aus der Luft Bildsequenzen zur berwachung dynamischer Prozesse verschiedene Sensorgeometrien und -optiken

    3D Kameras, Full waveform Laser, Texturprojektion, ... Bilddatenbanken, das Web (insbes. fr Crowd Sourcing)

    all in one: Smart phones, Laserscanner + Kamera, Videotheodolit, ...

    kooperative Sensoren, Geosensornetze

    unkonvent. Plattformen: UAV, mobile mapping, ...

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Trends in der Datenerfassung bessere und neue Sensoren, Sensorkombinationen

    immer hhere geometrische Auflsung der Weltraumbilder Nadir- und Schrgaufnahmen aus der Luft Bildsequenzen zur berwachung dynamischer Prozesse verschiedene Sensorgemetrien und optiken

    3D Kameras, Full waveform Laser, Texturprojektion, ... Bilddatenbanken, das Web (insbes. fr Crowd Sourcing)

    all in one: Smart phones, Laserscanner + Kamera, Videotheodolit, ...

    kooperative Sensoren, Geosensornetze

    unkonvent. Plattformen: UAV, mobile mapping, ...

    .. nicht zu

    vergesse

    n:

    Terrabyte

    s (bald Pe

    tabytes)

    an

    dummen

    Daten (

    Pixel) pro

    Tag

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Die ersten Bilder von Pliades

    Paris, Louvre et Place de la Concorde - naturellement

    1stPl

    iad

    esS

    atel

    lit, S

    tart

    am 1

    6.12

    . 201

    1

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Nadir- und Schrg-aufnahmen aus der Luft

    Pictometry

    TrackAir

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Mobile mapping Systeme

    Streetmapper, UK

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Trends in der Datenverarbeitung

    Vernderungen berwachung von Prozessen, inkl. Vorhersagen Datenbank-Aktualisierung

    Echtzeitanforderung (Navigation, Fahrerassistenz, Verkehrsberwachung, Sicherheitsanwendungen, )

    Detailreiche Oberflchen (Luftbilder und terrestrische Bilder, Kombination von Indoor- und Outdoor Szenarien)

    Verteilte Verarbeitung (Geschwindigkeit, Integritt, Skalierbarkeit) Crowd sourcing: neue Mechanismen fr Vertrauen und Zuverlssigkeit Hherer Automationsgrad (schlichte Notwendigkeit)

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Vernderung der Kstenlinie

    Juist, Westteil

    Thorenz,

    NLWK 2005 Coast line approx. Coast line approx. 19601960

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Schiedsrichter Jorge Larrionda, Uruguay (27.6. 2010): kein Torhttp://www.sportschau.de/sp/fifawm2010/news201006/27/wembley_tor.jsp

    Echtzeit in neuen Mrkten: Es gab ...

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    University of Oxford (1990s): kein Torhttp://www.youtube.com/watch?v=HeXWEVXhdUo (2006 verffentlicht)

    .. schon immer

    etwas zu tun

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Bildanalyse

    - DIE Herausforderung

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Stand von Photogrammetrie & Fernerkundung

    digitale Bildaufnahme, verschiedene Sensoren und Plattformen, Einzelbilder und Sequenzen

    automatische Bildzuordnung und Orientierung, Bndel, direkte Lsungen, Zusatzdaten (GPS, IMU, )

    automatische Oberflchenableitung mittels stereo, Laserscanning, InSAR, PMD auch Fusion

    automatische Berechnung von Orthophotos und Mosaiken (auch true ortho)

    automatische hochgenaue Punktbestimmung und Punktverfolgung, auch in Echtzeit (v. a. im Nahbereich)

    --------------------------------------------------------------------------------- manuelle inhaltliche Bildauswertung, mono und stereo

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Bildanalyse

    Welches Gebude ist das?

    Wie viele Menschen wohnen hier?

    Was ist das fr ein Tier?

    zu diesem Thema mchte ich ein Bild haben

    zu dem Planetarium in Jena brauche ich weitere Bilder

    Photogrammetrie

    Identifikation, Ortsbestimmung, Typisierung, Erkennung, SucheErkennung setzt ein Modell des Objekts voraus

    Typische Fragestellungen Wo sind die Straen?

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Herausforderung Reprsentation

    123 214 34 76 200 45 21 216 156 132 100 79

    31 200 99 137 188 176 155 139 99 76 105 87

    55 177 81 59 31 188 187 186 188 165 90 99

    44 132 135 140 141 136 244 240 239 231 177 99

    94 106 162 179 210 199 217 204 249 255 255 255

    123 56 42 173 137 146 123 214 34 76 200 45

    21 216 156 132 100 79 31 200 99 137 188 176

    155 139 99 76 105 87 55 177 81 59 31 188

    187 186 188 165 90 99 44 132 135 140 141 136

    244 240 239 231 177 99 94 106 162 179 210 199

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Herausforderung Kontext

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Bildanalyse - Definition

    Model der realen Welt

    Reale Welt Bilder Beschreibung

    Automatische Generierung einer expliziten Beschreibung fr den in Bildern dargestellten Ausschnitt der realen Welt mit Hilfe eines Computers (Rosenfeld, 1982)

    Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Bildanalyse - Szenenmodelle geometrisch

    parametrisch (Gre und Form von Objekten) topologisch (Nachbarschaft von Dach, Wand, Tr, )

    radiometrisch (appearance based) Helligkeit, Farbe, Textur

    Bewegung, Vernderung (bei dynamischen Szenen) Relationen zwischen Objekten und Objektteilen

    deterministisch probabilistisch Integration von Vorwissen und Beobachtungen Auflsen von Widersprchen Maschinelles Lernen (Training)

  • Institut fr Photogrammetrie und GeoInformation

    Bildanalyse - Wissensreprsentation

    regelbasiert Wenn .. , dann wenn hoher NDVI, dann Vegetation

    auf Logik basierend Aussagenlogik Dcher sind rot Prdikatenlogik es gibt ro