Společnost Intermap Technologies Corp. je sice známá hlavně na severoamerickém kontinentu, ale díky programu NEXTMap, podporovanému vládami USA, států EU a globálními komerčními společnostmi, se dostává do povědomí i v Evropě a u nás. Její evropská pobočka má sídlo v německém Mnichově. V Praze pracuje od března tohoto roku nekomerční zastoupení Intermapu, když zde společnost koupila firmu MultiMedia Computer, ve které se starají o softwarovou podporu a programování. O programu NEXTMap i o dalších souvislostech jsem si povídal s Vladimírem Plškem z brněnské společnosti Geodis, která je partnerem Intermapu.
Mapový program NEXTMap
Kanadsko-americké společnosti Intermap Technologies, sídlící nyní v americkém Denveru, se podařilo před časem získat grant 68 miliónů dolarů na zmapování Evropy a Spojených států. V současnosti má Intermap nasnímaná data Velké Británie, Německa, Jamajky, Filipín, Portorika, Indonésie, z USA má ucelené datové soubory z Kalifornie, Floridy, Havaje a Mississippi, dalších 18 států by mělo být hotovo v roce 2008. Program NEXTMap Europe počítá s podporou GIS a automotive společností, sektoru pojišťoven a států EU. Do konce roku budou nasnímány datové sady Anglie, Belgie, České republiky, Dánska, Francie, Holandska, Irské republiky, Itálie, Lucemburska, Severního Irska, Portugalska, Rakouska, Skotska, Španělska, Švýcarska a Walesu. Data bude Intermap prodávat prostřednictvím sítě partnerů, mezi které patří v České republice společnost Geodis.
Letadla se STAR technologií
Sběr dat má na starosti letka společnosti Intermap se speciálním vybavením pro radarové snímání IFSAR, což je zkratka pro interferometrický radar se syntetickou aperturou. Touto technologií jsou pořizovány radarové snímky povrchu a tím interferometrický se myslí to, že v letadle jsou dvě aparatury a vždy jedna vysílá a obě přijímají. Tím, že jsou umístěny v časovém posunu, se získá časová základna a z fázových posunů je počítána vzdálenost k objektům, čímž vzniká model povrchu. V Evropě létá Intermap s proudovým letadlem LEAR-36, při sběru dat se létá rychlostí 600 km za hodinu. Létají se dlouhé trasy ve výšce 10 kilometrů. Zabíraný pruh území má šířku rovněž 10 kilometrů. Tím je dána velká rychlost sběru dat, protože Česká republiky by měla být nasnímána (v době, kdy tento článek čtete, už tomu tak asi opravdu je) řádově za dva měsíce. V jednom okamžiku se sbírá radarový snímek a současně z něho vzniká model povrchu. Ze zpracování nasnímaných dat se odvozují modely terénu. Na toto zpracování si Intermap zpravidla vyhrazuje dobu v délce půl roku a pak poskytuje data smluvním prodejcům.
V Geodisu by měli data začít nabízet ve druhé polovině roku 2008, kompletně na všechny čtyři produkty, které tvoří standardní dataset. Základními produkty jsou:
- Orthorectified Radar Images (ORI) – vypadají jako panchromatický snímek. Jsou to snímky pořízené senzorem IFSAR, které jsou diferenciálně překresleny.
- Digital Surface Models (DSM) – model povrchu obsahuje výšky dané prvním odrazem radarového signálu od zemského povrchu.
- Digital Terrain Models (DTM) – DSM je podkladem pro DTM, který vznikne odstraněním výšek umělých a přirozených objektů na terénu.
- Colour Orthorectified Radar Image (CORI) – radarové snímky ORI obarvené jiným multispektrálním snímkem.
Specifikace ORI
Produkt Orthorectified Radar Image (ORI) je panchromatický snímek zemského povrchu.
Diferenciálním překreslením jsou na něm odstraněny geometrické distorze. Tento produkt zobrazuje zemský povrch tak, že vykresluje objekty výrazněji než klasické letecké snímky. Protože radar snímkuje šikmo, vytváří se stíny, které umožňují uživateli vnímat výškové členění ve snímku. ORI mohou být použity k mapování objektů jako jsou silniční síť, vodní toky a plochy, budovy, vegetace, aj. Jsou vhodným podkladem pro topografické mapování, mapování land cover, záplav, telekomunikací, lesů a geologické analýzy. ORI jsou geometricky i časově shodné s výškovými daty. Díky šikmému snímání ovšem také mohou vznikat chyby, hlavně v případě, že se snímají odvrácené strmé svahy, nepřítelem pro bezproblémové snímání může být i lehký déšť.
Specifikace CORI
Colour Orthorectified Radar Image (CORI) je kombinovaný snímek, který si zachovává spektrální integritu snímku Landsat, při zvýšení prostorového rozlišení. V CORI se používá proces Pan-sharpening, ve kterém je barevná informace snímku s malým rozlišením (letecký snímek Landsat 7 s rozlišením 30 m na pixel) spojena s vysokým prostorovým rozlišením panchromatického snímku (Orthorectified Radar Image – 1,25 m na pixel). Produkt vytvořený tímto spojením má stejnou přesnost jako ORI.
1,25m radarový snímek
|
Model odrazivého povrchu v gridu 5 m
| |
Holý povrch terénu v gridu 5 m
|
Digitální model terénu
Digital Surface Model (DSM) je topografický model zemského povrchu, rastr s velikostí pixelu 5 metrů. Radarový paprsek se odrazí od prvního objektu se kterým se setká, čímž vzniká reprezentace jakéhokoli objektu, který je dostatečně velký aby byl zaznamenán. Obsaženy jsou budovy, vegetace, cesty a všechny ostatní objekty na terénu. Je závislý na vlnové délce (X-Band: koruny stromů, P-Band: terén pod vegetací). Tento produkt představuje geometricky správný referenční rámec, na který mohou být zobrazena data jiných vrstev. DSM může být použit pro řadu aplikací, například tvorbu 3D průletů, analýzy viditelnosti, v navigačních systémech, lesnictví a podobně.
Od pevných povrchů se radarový paprsek odráží, například od střech budov nebo holého zemského povrchu. Horší je to s vegetací. V Geodisu například jásali, že budou touto metodou měřit i výšku vegetace. Velmi ale záleží na struktuře lesa nebo porostu. Tím, že paprsek u jehličnatých stromů nebo málo olistěných řídkých lesů zpravidla dopadá někam do koruny a pak se odráží vzniká chyba nebo rozdíl vůči skutečnosti, která může být 10 až 50 procent. Záleží na typu porostu. Když jde o nějaký starý osmdesátiletý dubový nebo bukový porost, kde tvoří koruny souvislou plochu, tak data budou věrohodná. Něco jiného je řídká vegetace, nebo když se snímání dat bude dělat v zimě, když je většina listnatých lesů bez listí. V Geodisu si minimálně od toho slibují, že by se dala identifikovat hranice lesa, pravděpodobně v kombinaci s jejich přesnými snímky by tato data mohla usnadnit automatizovanou klasifikaci na zjištění skutečných hranic lesa.
Digital Terrain Model (DTM) je produkt odvozený z DSM. Jde o model, kde výška představuje výšku terénu. Zpracování DTM zahrnuje terénní hrany a nepravidelně rozmístěné 3D vektory, které vhodně reprezentují holý terén. V zásadě jde o to, že nasnímaná data tvoří model povrchu, a chceme- li z nich získat model terénu musíme od modelu povrchu odečíst stavby a vegetaci. Toho je dosaženo použitím vlastního softwaru Intermapu, který umožňuje interpolovat výšky terénu na základě měření a identifikace holého terénu ve zdrojovém DSM.
"Nejzajímavější na tom je, že to jsou data nasbíraná během tří měsíců a za dalšího půl roku jsou k dispozici. To u nás není nikdo schopný udělat. Orthofotomapu jsme sbírali vlastně 2 roky a další rok zpracovávali, takže v tomto směru je Intermap bez konkurence."
Ing. Vladimír Plšek, pracovník fotogrammetrické divize společnosti Geodis
Základní vlastností DTM je, že umožňuje odvodit ty charakteristiky terénu, které mohou být v DSM skryty. Podporuje aplikace jako je tvorba topografických map, nebo modelování záplav. DTM je vhodný k analýzám terénu jako jsou profily, příčné řezy, směr sklonu, sklon a aplikace pro přesun vozidel. Digitální model terénu má rozlišení 5 metrů.
DTM od Intemapu jsou geometricky a časově shodné s dalšími produkty - ORI a DSM. Horizontální přesnost DSM a DTM jsou odvozené z horizontální přesnosti odpovídajícího ORI.
ORI Orthorectified Radar Image
| |
DSM Digital Surface Model
|
DTM Digital Terrain Model
| |
CORI Colour Orthorectified Radar Image
|
Shrnutí
Intermap vytváří z dat pořízených technologií IFSAR tyto produkty:
ORI – 1,25 m šedotónový snímek.
CORI – 1,25 m ORI obarvený multispektrálním snímkem.
DSM – model povrchu s gridem 5m a výškovou přesností 1m RMSE.
DTM – model terénu s gridem 5m a výškovou přesností 1m RMSE.
Vše se děje certifikovanými postupy podle ISO 9001:2000.
|