Περιβαλλοντική πληροφορική - Ευφυείς εφαρµογές

Transcript

1 Περιβαλλοντική πληροφορική - Ευφυείς εφαρµογές ρ. Ε. Χάρου Πρόγραµµα υπολογιστικής ευφυίας Ινστιτούτο Πληροφορικής & Τηλεπικοινωνιών ΕΚΕΦΕ ΗΜΟΚΡΙΤΟΣ

2 Περιβαλλοντικά προβλήµατα Ανοµοιογενή, γεωγραφικά κωδικοποιηµένα, πολλών διαστάσεων δεδοµένα Αόριστη, αβέβαιη και ελλιπής γνώση

3 Το εργαστήριο Υπολογιστικής ευφυίας ειδικεύεται στην εφαρµογή µεθόδων από διάφορες επιστηµονικές περιοχές (Τεχνητά Νευρωνικά ίκτυα, Ασαφή λογική, Θεωρία της πληροφορίας ) στα προβλήµατα που έχουν επιπτώσεις στο φυσικό περιβάλλον.

4 Περιοχές εφαρµογών Φυσική κάλυψη/χρήσεις γης : Εκτίµηση και παρακολούθηση αλλαγών Γεωµορφολογία: Λιθολογικές ενότητες, κατολισθήσεις και εντοπισµός γραµµικών σχηµατισµών

5 Περιοχές εφαρµογών Εδαφος : Εκτίµηση Βιολογικής ποιότητας εδαφών Υδάτινοι πόροι: διαχείριση και έλεγχος της ποιότητας εσωτερικών υδάτων (λιµνών) Ατµόσφαιρα: Πρόβλεψη επιπέδου αερίων ρύπων σε ηµερήσια βάση

6 Φυσική κάλυψη/χρήσεις γης µε χρήση νευρωνικών δικτύων

7 Τηλεπισκόπηση

8 Ψηφιακή εικόνα

9 Ταξινόµηση Επιβλεπόµενη Μη-επιβλεπόµενη

10 Ταξινόµηση φασµατικών υπογραφών n Πολυφασµατικές εικόνες Θεµατικός Χάρτης

11 g 2 g 2 g n n

12 Αυτο-οργανούµενοι οργανούµενοι Χάρτες ΕΚΠΑΙ ΕΥΣΗ Υπολογισµός του κόµβου -νικητή Αλλαγή των βαρών του κόµβου-νικητή και των γειτονικών του.

13 2 3 Αναπαράσταση δεδοµένων g g 2 g 3 3 x 52 x 52 x 8 = 3 x 2 2 bits SOM # #2 #3.... #256 Πίνακας εικτοδότησης Κατάλογος Προτύπων 256x3 52 x52 x4x8 = 3x2 3 bits x8 = 2 2 bits Βαθµός συµπίεσης: 2,96

14 Ταξινόµηση προτύπων Κατάλογος Προτύπων # #2 #3.... #256 Κατάλογος Ετικετών Πίνακας εικτοδότησης Θεµατικός χάρτης

15 ANNGIE: ARTIFICIAL NEURAL NETWORKS for GEOSCIENTIFIC INFORMATION EXTRACTION Ανάπτυξη στα πλαίσια γεωγραφικού συστήµατος πληροφοριών (GIS) Εξαγωγή πληροφοριών γεωλογικού ενδιαφέροντος Στόχος η εύρεση και αποτίµηση σιδηρονικελιούχων κοιτασµάτων

16 ANNGIE

17 Γεωµορφολογία

18 ANNGIE

19 .. Λεκάνη απορροής Λίµνης Βεγορίτιδος

20 Υδάτινοι πόροι Ψηφιακό µοντέλο εδάφους ορυφορικές εικόνες Στοιχεία υπαίθρου εδοµένα σε διαφορετικές κλίµακες Βάση εδο- µένων Γεωλογικά στοιχεία Υδρολογικά / Μετεορολογι κά και γεωχηµικά δεδοµένα

21 LANDSAT 5 Όκτώβριος 986 o SPOT Όκτώβριος 996 o LANDSAT 7 ETM Νοέµβριος 999 ASTER Όκτώβριος 200 Dorothe Herpertz, Oktober 200 2

22

23 Μετεωρολογικά στοιχεία: Θέσεις Μετεωρολογικών Σταθµών**, Βάση εδοµένων για επιλεγµένες παραµέτρους όπως βροχόπτωση, θερµοκρασία, Υγρασία κτλ...

24 Εισαγωγή στη βάση δεδοµένων στοιχείων που αφορούν:. Τεκτονικά στοιχεία 2. Λιθολογικά όρια

25 Υπολογισµός Ψηφιακού Μοντέλου Εδάφους

26

27 ΠΡΟ-ΕΠΕΞΕΡΓΑΣΙΑ Ε ΟΜΕΝΩΝ: Εφαρµογή τεχνικών επεξεργασίας εικόνας & διανυσµατικών τεχνικών ΓΣΠ Θεµατικοί χάρτες Πολυφασµατικές εικόνες σε Μίξη (Data Fusion) Τοπογραφικά στοιχεία ιαχρονικές εικόνες Έλεγχος Γεωµετρίας Προσαρµογή Γεω-αναφορά Ταξινόµηση µε αλγόριθµους νευρωνικών δικτύων Αυτόµατος συνδυασµός αποτελεσµάτων ταξινόµησης. Απόδοση αποτελεσµάτων σε µορφή ράστερ & προσκολληµένο πίνακα τιµών Εφαρµογή ΓΣΠ τεχνικών: Ερµηνεία µε ταυτόχρονη χρήση ράστερ / διανυσµατικών τεχνικών Χαρτογραφικές & ποσοτικές αποδόσεις διαχρονικών αλλαγών Κάλυψης Γης

28 km km2 20. km2 2.4 km

29 Υδάτινοι πόροι Παρακολούθηση αλλαγών

30 ΑΛΛΑΓΗ ΧΡΗΣΗΣ ΓΗΣ Ν.ΤΜΗΜΑ ~24 στρέµµατα: ΜΕΤΑΤΡΟΠΗ ΣΕ ΑΓΡΟΤΙΚΕΣ ΚΑΛΛΙΕΡΓΕΙΕΣ

31 Εδαφος ΕΚΤΙΜΗΣΗ ΒΙΟΛΟΓΙΚΗΣ ΠΟΙΟΤΗΤΑΣ Ε ΑΦΩΝ ΜΕ ΝΕΕΣ ΤΕΧΝΙΚΕΣ ΥΠΟΛΟΓΙΣΤΙΚΗΣ ΟΡΑΣΗΣ

32 R G B Αρχική εικόνα Οµαδοποίηση µε SOM

33 ιαδικασίες καθορισµού αντικειµένων: Filling erosion dilation Χαρακτηριστικά x-συντεταγµένη του κέντρου βάρους y-συντεταγµένη του κέντρου βάρους εµβαδόν (area) εκκεντρότητα (eccentricity ή elongation) συµπαγότητα (compactness) προσανατολισµός κύριου άξονα (orientation) διάµετρος (µήκος κύριου άξονα)

34 Ατµόσφαιρα Πρόγνωση επιπέδου αερίων ρύπων

35 Ατµόσφαιρα Πρόγνωση επιπέδου αερίων ρύπων

36 Ατµόσφαιρα Πρόγνωση επιπέδου αερίων ρύπων Predicted Values Real Values