Εξαγωγή Τρισδιάστατης Πληροφορίας από Δορυφορικές Εικόνες Πολύ Υψηλής Ανάλυσης

Abstract

Με την ανάπτυξη που έχει γίνει τις τελευταίες δεκαετίες στην τεχνολογία των δορυφόρων, οι δορυφορικές εικόνες πολύ υψηλής ανάλυσης, οι οποίες είναι πλέον διαθέσιμες προς χρήση για το ευρύτερο κοινό, δίνουν μια ιδιαίτερα λεπτομερή απεικόνιση της γης από το διάστημα. Πέραν των χρήσεων τους για πληθώρα εφαρμογών, οι δορυφορικές εικόνες πολύ υψηλής ανάλυσης είναι χρήσιμες και για την εξαγωγή υψομετρικής πληροφορίας, δηλαδή την παραγωγή Ψηφιακών Υψομετρικών Μοντέλων (Digital Elevation Models, DEM). Η εξαγωγή των DEM από δορυφορικές εικόνες έχει γίνει ιδιαίτερα σημαντική, κυρίως για εφαρμογές αστικού σχεδιασμού, παρακολούθησης του περιβάλλοντος, διαχείρισης φυσικών καταστροφών κ.α. Η δυνατότητα των δορυφόρων να καλύπτουν ιδιαίτερα μεγάλες εκτάσεις της γήινης επιφάνειας με μια μόνο διέλευση, επιτρέπει την γρηγορότερη παραγωγή DEM, με αρκετά καλή χωρική και υψομετρική ακρίβεια.

Η παρούσα διπλωματική εργασία μελετάει τη διαδικασία της εξαγωγής υψομετρικής πληροφορίας από δορυφορικές εικόνες πολύ υψηλής ανάλυσης των γνωστότερων εμπορικών δορυφορικών οίκων, όπως η Maxar Technologies, η AIRBUS Defense and Space και η Planet Labs, με στερεοζεύγη εικόνων από διαφορετικά περιβάλλοντα και τοποθεσίες. Η μελέτη πραγματοποιείται σε δυο εμπορικά λογισμικά: το Catalyst Earth Professional της PCI Geomatics και το Metashape Professional της Agisoft. Τα λογισμικά υλοποιούν την πλήρη διαδικασία παραγωγής DEM, από την εύρεση χαρακτηριστικών σημείων και την συνταύτιση των εικόνων του στερεοζεύγους, μέχρι και την εξαγωγή των DEM. Οι διαδικασίες αυτές γίνονται με διαφορετικές μεθόδους και αλγορίθμους σε κάθε λογισμικό, η περιγραφή και η αξιολόγηση των οποίων αφορά το κύριο πρακτικό μέρος της εργασίας.

Η αξιολόγηση πραγματοποιείται συγκρίνοντας τα παραγόμενα DEM με υπόβαθρα αναφοράς το DTM από το Ελληνικό Κτηματολόγιο για περιοχές εντός Ελλάδος και το DTM από την αποστολή Shuttle Radar Topography Mission (SRTM) της NASA για περιοχές εκτός Ελλάδος.