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
