Nowa mapa terenowa Europy. Dokładniejsza i generowana automatycznie
-
Nadrzędna kategoria: Wiadomości Naukowe
Naukowcy z Centrum Badań Kosmicznych PAN opracowali metodę automatycznego i szybkiego tworzenia szczegółowych map pokrycia terenu w skali całego świata. Prototyp mapy, na razie obejmującej tylko Europę, powstał na zlecenie Europejskiej Agencji Kosmicznej.
Mapa pokrycia terenu w Europie
Mapa przedstawia stan pokrycia terenu w Europie w 2017 r. Uwzględnia 13 najistotniejszych klas, w tym obszary rolnicze, lasy (osobno liściaste i iglaste), tereny zabudowane, bagna, torfowiska. Do jej opracowania wykorzystano aż 15 tys. zdjęć z satelitów Sentinel-2.
Najmniejsze rozróżnialne szczegóły mapy mają rozmiar 10 metrów. To oznacza, że dane są aż 2,5 tys. razy bardziej szczegółowe niż najpowszechniej stosowana dotąd mapa tego rodzaju (CORINE). Dzięki zastosowaniu w pełni automatycznych algorytmów produkcja nowej mapy zajęła jedynie sześć tygodni.
Algorytmy przyspieszają pracę
Metodę klasyfikacji pokrycia terenu, która pozwoliła na tak duży postęp, opracowali naukowcy z Zakładu Obserwacji Ziemi w Centrum Badań Kosmicznych PAN.
Wykorzystali podejście nazywane „uczeniem maszynowym”. Badacze wskazują dane dla algorytmu, na podstawie których komputer sam uczy się rozpoznawać typ pokrycia terenu w dowolnym miejscu na świecie. Eksperci przetestowali swoją metodę w Chinach, Kolumbii, Namibii, Niemczech i Włoszech, po czym użyli jej do wygenerowania nowej mapy pokrycia terenu w Europie.
Nowe podejście – większa dokładność
Największym wyzwaniem przy opracowaniu algorytmu okazało się znalezienie odpowiednich danych referencyjnych. Z reguły muszą być one równie szczegółowe jak powstająca w oparciu o nie mapa. Tymczasem globalne bazy danych oferowały informacje kilkadziesiąt razy mniej precyzyjne w stosunku do oczekiwań.
Polsce naukowcy zaproponowali innowacyjne podejście analityczne, które finalnie pozwoliło osiągnąć dokładność klasyfikacji pokrycia terenu sięgającą aż 86%-89% w skali Europy (93% dla Polski).
Satelitarny klucz do sukcesu
Do sukcesu przedsięwzięcia przyczyniła się także specyfika wykorzystanych danych satelitarnych. Pochodziły one z pary europejskich satelitów Sentinel-2. Pracując w tandemie, satelity pokrywają swoim zasięgiem obszar Europy co pięć dni (około 70 razy w ciągu roku).
Dzięki temu badacze mogli klasyfikować pokrycie terenu w dowolnym obszarze kontynentu w oparciu aż o średnio 20 najlepszych zobrazowań z roku. To pomogło uporać się m.in. z największym problemem zdjęć optycznych – zachmurzeniem.
Cyfrowe, satelitarne mapy pokrycia terenu to nowoczesny odpowiednik papierowych map tematycznych.
Mapa pokrycia terenu w Polsce
Nową terenową mapę Europy można pobrać ze strony projektu.
Źródło informacji i grafik: Centrum Badań Kosmicznych PAN