Űrfelvételek alkalmazása térképhelyesbítés céljára
(Rovat: Nyereség az országnak, Navigáció és térképészet - 2008.07.16 06:00.)

Nagyon nagy felbontású űrfelvételek segítségével hatékonyan lehet felújítani a nagy méretarányú topográfiai térképeket.

A GeoAdat Kft. a Környezetvédelmi és Vízügyi Minisztérium által a magyar űrkutatás fejlesztésének támogatására közzétett 2007. évi pályázatának keretében folytatott kutatásokat a VHR-alapanyagok (VHR = Very High Resolution – nagyon nagy felbontású műholdfelvételek, melyek terepi felbontása jobb, mint 1 méter) alkalmazhatóságáról a térképhelyesbítésben. A tanulmány célja olyan innovatív alapanyagok bevonása a nagy méretarányú topográfiai alaptérképek helyesbítésébe, amelyek lehetővé teszik a felújítás hagyományos költségeit jelentősen csökkentő módszertan és eljárások kifejlesztését. A pályázó a korábbi években hasonló témakörben már végzett előkészítő kutatásokat, melyek során megállapította, hogy a rendelkezésre álló nagyon nagy felbontású (VHR) műholdfelvételek közül a QuickBird műhold által szolgáltatott képek a legalkalmasabbak a nagy méretarányú térképszelvények helyesbítésére, hiszen:

• Megfelelő felbontással rendelkeznek (0,65 m).
• Könnyen hozzáférhetőek, a műhold programozható (megadható az az időintervallum, melyben a felvételezést szeretnénk).
• Kis területek aktualizálása esetén kedvezőbb az ára a többi nagy felbontású műholdhoz képest.
• Nem kötött a felvételezendő terület alakja.

A korábbi tanulmányok során meghatározásra kerültek azon objektumtípusok, melyek a VHR felvételek segítségével könnyen és hatékonyan aktualizálhatók. Jelen vizsgálat ezt a folyamatot viszi tovább, amennyiben olyan eljárást alakít ki, melynek segítségével a részletezett előnyök a lehető leghatékonyabban kiaknázhatók.

A hagyományos térképfelújítás eszközei. (Kép: www.leica.com)

A kutatás végrehajtása során kialakításra kerülő technológiai eljárás egy 1:10 000-es méretarányú topográfiai térképszelvénynek megfelelő területen (24 km²) kerül tesztelésre. Az eljárás a nagy felbontású QuickBird műholdfelvételek használatán alapul. A technológiai eljárás az alábbi célok szem előtt tartásával készül:

• Tegye lehetővé a térképművek, térképi adatbázisok egyszerű naprakészen tartását illetve gyors kialakítását.
• A terepi munkák volumenének jelentős csökkentésével pénzügyi megtakarításokat érjen el.
• A nagyfelbontású űrfelvételek segítségével a lehető legtöbb ellenőrzés elvégezhető legyen.

Felújított térképrészlet. (Kép: QuickBird © DigitalGlobe (2007), distributed by Eurimage)

Az eljárás kialakítása során a következő kérdésekre kellett választ adni, illetve a következő problémákat kellett megoldani:

1. Helyesbítendő tartalom meghatározása (teljes térképi tartalom vagy csak adott tematika/tematikák)
Jelen tanulmány esetében a teljes térképi tartalom helyesbítése volt a cél, de természetesen előfordulhat olyan igény is, amely csak egyetlen részterület objektumainak (pl. beépített területek vagy épületek) aktualizálására vonatkozik. A kidolgozásra kerülő eljárás ezen igények kielégítésére is alkalmas.

2. A felújítandó térképmű elkészítési szabályzatának, leírásának, jelkulcsának elemzése
A felújítási munkálatok elkezdése előtt rendkívül fontos a helyesbítendő térképműre vonatkozó szabványok, jelkulcsok, készítési szabályok alapos ismerete, hiszen az alkalmazandó eljárást ehhez kell alakítani. Fontos, hogy az aktualizálásra kidolgozandó eljárás rugalmasan bármilyen jelkulcsot és szabályrendszert kezelni tudjon.

3. Alkalmazandó műholdfelvétel
A korábban már felsorolt előnyök, és a meglevő tapasztalatok alapján a QuickBird műholdra esett a választás. A felújítandó térképmű méretaránya befolyásolja a választható műholdfelvételek listáját. Lényeges tényező az ún. igénylési ablak (acquisition window) minél pontosabb kijelölése, mivel a műholdfelvételek készítése erősen időjárásfüggő, túlnyomóan felhős, vagy borult időben a látható fény tartományban használható felvétel nem készülhet. Az időpont kijelölésénél fontos szempont, hogy a lehető legfrissebb felvétel készüljön, ami a lehetséges legfrissebb információkat biztosítja a felújítani kívánt területről.

Nagyon nagy felbontású műholdfelvétel. (Kép: QuickBird © DigitalGlobe (2007), distributed by Eurimage)

4. Alapanyagok előkészítése – térkép
A térképi alap vektoros formátumban, MicroStation V7 környezetben állt rendelkezésre. Mivel a cég műszaki eszközei ezt a szoftvert magukba foglalták, adatkonverzióra nem volt szükség, azonban más környezetbe (pl. ArcGIS) az adatok egyszerűen átalakíthatóak. A módszertan kialakítása, illetve az aktualizálás a rendelkezésre álló MicroStation V7 munkakörnyezetben történt. A módszer azonban a platformfüggetlen, azaz az eljárás más szoftverkörnyezetbe is könnyen átültethető.

5. Alapanyagok előkészítése – műholdfelvétel
A műholdfelvételek előfeldolgozását mindenképpen valamilyen erre kidolgozott speciális szoftver (ERDAS, ENVI, stb.) segítségével célszerű elvégezni. A szoftver kiválasztása az alkalmazandó formátumok és funkciók alapján történik egy előzetesen elkészített eljárás alapján. A folyamat során több szempontot kell szem előtt tartani:

• A kimeneti fájlformátum olyan legyen, melyet a térkép helyesbítésére alkalmazott szoftver képes kezelni (Ez a MicroStation esetében a geotiff formátum). Ennek tesztelése minden esetben elengedhetetlen lépés.
• A geometriai korrekció önmagában nem elegendő, radiometriai korrekciókat is el kell végezni. A felvétel előkészítése során különféle filterek is alkalmazásra kerültek a kiértékelés és változáskijelölés segítésére (élkiemelés, kontrasztfokozás, stb.). Különféle tematikák kiértékeléshez különféle műholdfelvétel előfeldolgozási eljárások kerültek alkalmazásra.

6. Térképaktualizálási eljárás
Az eljárás a következő részterületeket érinti:

• a. Változások kijelölése, változások mértékének meghatározása.
• b. Helyszínelendő területek, objektumok kijelölése.
• c. Jelkulcsi elemek elkészítése a felújításra használt szoftver eszközkészletének felhasználásával. (Avagy korábbiak kiegészítése, átalakítása.)
• d. Helyszínelés folyamatának segítése.
• e. Térképaktualizálás folyamata.
• f. Helyszínelés eredményeinek bedolgozása a térképműbe.

7. Helyszínelés végrehajtása – kommunikáció
A helyszínelés munkájának elősegítése érdekében fontos, hogy pontosan legyen kijelölve a helyszínelendő területet, és a vizsgálat tárgyát képező kérdés valamint a felújítandó térképi elemek/elemcsoportok listája egyértelműen és szabatosan legyen megfogalmazva. A helyszínelő munkáját a térképi és műholdfelvételes adatok, jegyzőkönyvek, helyszínelési terv segíti. Fontos a kommunikáció a helyszínelők és az irodai feldolgozást végző csapat között.

8. Eredmények ellenőrzése, átadás
Térképszelvény csak belső ellenőrzés után, a specifikációban előre meghatározott formátumban az állami átvétel szabályainak figyelembevételével kerülhet átadásra. A folyamat lépései dokumentáltan, nyomonkövethetően zajlanak. Több lehetséges alternatíva közül került kiválasztásra a kitűzött célok megvalósításra legmegfelelőbb eljárás. A kidolgozott eljárás főbb jellemzői:

• csökkenti a térkép-aktualizálás időigényét és költségeit,
• többféle térképrendszer aktualizálására alkalmas (bevethetősége nem korlátozódik az 1:10 000-es méretarányú térképek felújítására),
• a hagyományos térképkészítési módszertanból adódó problémák kezelése megoldott,
• objektumok, térképi tartalom részleges felújítására is alkalmazható,
• többletadatok, attribútum-adatok kinyerésére és bevitelére is alkalmas,
• megjelenítésre vagy adattartalomra optimalizált alkalmazás,
• az aktuális térképek széles felhasználási területtel rendelkeznek, ezáltal egyre újabb felhasználási módokat, egyre szélesebb „piacot” generálnak (térképészet, önkormányzati alkalmazások, államigazgatás, mezőgazdaság, erdőgazdálkodás, geológia, környezetvédelem, stb.),
• modern, innovatív alapanyagok használatán alapul,
• számos továbbfejlesztési lehetőséget rejt magában.

E műholdfelvételek felhasználásával:

• kidolgozható a digitális térképművek intelligens térképi adatbázissá történő alakításának módszere,
• feloldható a térképek hagyományos szerkesztési módjából származó számos hiba (csatlakozási eltérések, pontatlanságok, stb.),
• az eljárás rugalmasan kiterjeszthető több térképtípusra, átalakítható más szoftverplatformokra.

Szikszainé Szigeti Ildikó, Surányi András
(GeoAdat Kft.)