Geographic information reference model

Bảng 8 – Hệ thống định vị

tải về 1.54 Mb.

trang	11/25
Chuyển đổi dữ liệu	02.09.2016
Kích	1.54 Mb.
	#31266

1 ... 7 8 9 10 11 12 13 14 ... 25

Bảng 8 – Hệ thống định vị

Hệ thống định vị quán tính	Hệ thống định vị sử dụng gia tốc, con quay hồi chuyển và máy tính như là các thành phần riêng biệt để xác định tọa độ của điểm hoặc các đối tượng liên quan đến một điểm tham chiếu ban đầu được biết đến.
Hệ thống định vị vệ tinh	Hệ thống định vị dựa trên việc nhận tín hiệu phát sóng từ vệ tinh. Trong ngữ cảnh này, định vị vệ tinh có nghĩa là việc sử dụng tín hiệu vô tuyến truyền từ vật thể nhân tạo "hoạt động" quay quanh Trái Đất và thu các tín hiệu bằng những thiết bị "thụ động" trên hoặc gần bề mặt của Trái Đất để xác định vị trí, vận tốc, và /hoặc trạng thái của một đối tượng. Ví dụ như GPS và GLONASS.
Hệ thống định vị tích hợp	Hệ thống định vị kết hợp hai hoặc nhiều công nghệ định vị. Các phép đo được thực hiện bởi mỗi công nghệ định vị trong một hệ thống tích hợp là vị trí, chuyển động hoặc trạng thái. Có thể có các phép đo dự phòng. Khi kết hợp các kết quả lại thì vị trí duy nhất, chuyển động, trạng thái được xác định.

Table 8 — Positioning systems

Inertial positioning system	Positioning system employing accelerometers, gyroscopes, and computers as integral components to determine coordinates of points or objects relative to an initial known reference point.
Satellite positioning system	Positioning system based upon receipt of signals broadcast from satellite. In this context, satellite positioning implies the use of radio signals transmitted from "active" artificial objects orbiting the Earth and received by "passive" instruments on or near the Earth's surface to determine position, velocity, and/or attitude of an object. Examples are GPS and GLONASS.
Integrated positioning system	Positioning system incorporating two or more positioning technologies. Measurements produced by each positioning technology in an integrated system may be any of position, motion, or attitude. There may be redundant measurements. When combined, a unified position, motion, or attitude is determined.

8.2.11 Yêu cầu về việc thu thập ảnh

Yêu cầu thu thập ảnh là một thông điệp gửi đến một hệ thống cảm biến xác định ảnh theo yêu cầu của người dùng. Yêu cầu thu thập ảnh bao gồm các yêu cầu về kiểu dữ liệu và chất lượng, yêu cầu quan sát/tầm nhìn, và dữ liệu cho việc lập kế hoạch và nhiệm vụ.

8.2.11 Image acquisition request

An image acquisition request is a message sent to a sensor system that defines the image desired by a user. The image acquisition request includes elements for data type and quality, observation/visibility requirements, and data for planning and tasking.

8.3 Thông tin ảnh địa lý – xử lý, định vị, tạo lưới

8.3.1 Tổng quan

Mục 8.3 mô tả tất cả các lớp UML và các thông tin khác bao gồm các gói thông tin ảnh được hiển thị trong hình 3.

8.3 Geographic imagery information - processed, located, gridded

8.3.1 General

Subclause 8.3 describes all the UML classes and other information which comprises the Image Information package shown in Figure 3.

8.3.2 Cảnh – ảnh IG

8.3.2.1 Giới thiệu về Cảnh – IG

Ảnh địa lý được định nghĩa là các lớp cảnh - IG trong hình 9. Cảnh - IG là một đối tượng thông tin. Cảnh - IG là một kiểu che phủ địa lý. Phần còn lại của Chỉ tiêu kỹ thuật này sẽ tập trung vào những kiểu dữ liệu dạng mạng lưới.

Khi các dữ liệu cảm biến được mô tả trong 8.2 được kết hợp với thông tin mô tả, một đối tượng thông tin ảnh được tạo ra. Thông tin là một sự kết hợp của các dữ liệu và thông tin mô tả⁽³¹⁾. Trong Chỉ tiêu kỹ thuật này, dữ liệu là một mạng lưới các giá trị ảnh, dữ liệu cảm biến và thông tin đại diện, ví dụ, siêu dữ liệu quy định trong ISO 19115 và ISO 19115-2⁽⁸⁷⁾. Các qui cách của đối tượng thông tin ảnh được cấu trúc và định nghĩa trong các mục 8.3.2.2 đến 8.3.2.5.

Mô hình lưu trữ dữ liệu địa lý gồm hai dạng phạm vi và miền và cả hai đều được đề cập trong CV_GridValuesMatrix. IG_GridScene là một minh họa cụ thể về dạng dữ liệu theo dạng lưới cùng với ràng buộc về giá trị trong CV_GridValuesMatrix (xem hình 9). IG_SceneValues là những dữ liệu cảm biến hoặc nguồn của dữ liệu cảm biến. Lưới của một ảnh có thể có sẵn các thông tin tham chiếu địa lý mà Bảng 9 cung cấp các ví dụ về IG_GridScene. Bảng 10 cung cấp các hoạt động cho IG_GridScene phù hợp cho quá trình xử lý ảnh.

8.3.2 IG_Scene

8.3.2.1 Introduction to IG_Scene

Geographic imagery is defined as the class IG_Scene in Figure 9. lG_Scene is an information object. IG_Scene is a type of geographic coverage. Within the remainder of this Technical Specification, the focus will be on gridded coverages.

When the sensor data described in 8.2 is combined with descriptive representation information, an imagery information object is created. Information is a combination of data and representation information^[31]. In this Technical Specification, data is a grid of image values, i.e. sensor data, and the representation information is, for example, metadata defined in ISO 19115 and ISO 19115-2^[87]. The manner of how imagery information objects are to be structured is defined in 8.3.2.2 to 8.3.2.5.

A coverage has both a range and domain, and both are included in CV_GridValuesMatrix. IG_GridScene is an instantiation of a gridded coverage with a constraint on the values in the coverage CV_GridValuesMatrix (see Figure 9). The IG_SceneValues shall be sensor data or a derivation of sensor data. The grid of an image may have georeferencing information available that allows for the geolocation of the grid cells, or the grid may be georectified. Table 9 provides examples of IG_GridScene. Table 10 provides operations for IG_GridScene that are appropriate for image processing.

CV-độ phủ lưới tứ giác liên tục

(Từ lưới tứ giác)

LI_Lineage

(Từ thông tin chất lượng dữ liệu)

+đánh giá

0..1

CV - lưới

(Từ lưới tứ giác)

Điểm khống chế

<>

<>

(IG_Scene)

CV-ma trận giá trị lưới

(Từ lưới tứ giác)

(IG_GridScene)

CV- lưới nắn

(Từ lưới tứ giác)

CV- lưới tham chiếu

(Từ lưới tứ giác)

+đánh giá

+nguồn

IG_ ma trận giá trị cảnh ảnh

+ value: Sequence

Hình 9 – Cảnh_IG

CV-ContinuousQudrilateralGridCoverage

(from Quadrilateral Grid)

LI_Lineage

(from data quality information)

+evaluator

0..1

CV - Grid

(from Quadrilateral Grid)

<>

ControlPoints

<>

<>

(IG_Scene)

+source

CV-GridValuesMatrix

(from Quadrilateral Grid)

(IG_GridScene)

CV- RectifiedGrid

(from Quadrilateral Grid)

CV- ReferenceeableGrid

(from Quadrilateral Grid)

+evaluator

0..1

+source

IG_ SceneValuesMatrix

+ value: Sequence

Figure 9 — IG_Scene

Bảng 9 - Những ví dụ về giá trị cảnh - IG

Không gian/giá trị thuộc tính

IG_SensorData

IG_DerlvedData

CV_ReferenceableGrld

Ảnh không nắn (ví dụ: Landsat, ảnh hàng không số, NASA EOSDIS Swath, SAR)

Dữ liệu thu không nắn (ví dụ: chỉ dẫn khu vực lá cây, độ ẩm của đất; thường là sản phẩm trung gian trước khi nắn)

CV_RectlfiedGrid

Ảnh nắn (ví dụ: ảnh trực giao, bản đồ ảnh)

Dữ liệu thu nhận được nắn (ví dụ: chỉ dẫn khu vực lá che phủ, độ ẩm đất)

Table 9 — IG_SceneValues examples

Spatial/ attribute properties properties

IG_SensorData

IG_DerlvedData

CV_ReferenceableGrld

Non-georectlfled Images (e.g. Land sat scene, digital aerial photo, NASA EOSDIS Swath, SAR)

Non-georectified derived data (e.g. leaf area index, soil moisture; usually intermediate products only until rectified)

CV_RectlfiedGrid

Geo rectified images (e.g. ortho images, image maps)

Georectified derived data (e.g. gridded leaf area index, soil moisture)

Theo tiêu chuẩn ISO 19109 ⁽⁸⁵⁾, một lược đồ ứng dụng cung cấp một mô tả chính thức về cấu trúc và nội dung của dữ liệu theo yêu cầu của một hoặc nhiều ứng dụng. Ảnh là phần chính của dữ liệu cần thiết trong các ứng dụng địa lý. Như vậy, chúng cần được mô tả trong lược đồ ứng dụng.

Nội dung trọng tâm của bất kỳ lược đồ ứng dụng địa lý nào sẽ là đối tượng - một khái niệm trừu tượng về các hiện tượng thế giới thực. Một ảnh là một đối tượng được trìu tượng hoá từ thế giới thực bằng một bộ cảm biến ảnh. Vì vậy, một ảnh có thể được mô phỏng phù hợp với Mô hình đối tượng chung⁽⁸⁵⁾. Tuy nhiên, một ảnh được mô phỏng theo một dạng dữ liệu địa lý có một cấu trúc hơi khác so với những kiểu cấu trúc của các đối tượng khác - giá trị của một số thuộc tính của dữ liệu thường được liên kết với các yếu tố thời gian hoặc hình học của đối tượng (miền) chứ không phải toàn bộ các đối tượng.

Thông thường, một ảnh được thể hiện dưới dạng lưới để thành một tập hợp các điểm ảnh. Mỗi điểm ảnh có chứa một giá trị về năng lượng bức xạ được truyền đến tại điểm đó. Mỗi điểm ảnh cũng có thể chứa các thuộc tính bổ sung phục vụ việc xác định một đối tượng liên kết với điểm ảnh, để các điểm ảnh tương ứng với mỗi đối tượng trong vùng ảnh được đánh dấu. Một lưới ma trận có cấu trúc mạng lưới, một tập hợp giá trị chứa các giá trị điểm lưới, và qui tắc để chuyển giá trị tới mỗi điểm lưới.

According to ISO 19109 ⁽⁸⁵⁾, an application schema provides a formal description of the structure and content of the data required by one or more applications. Images are a major component of the data required by many geographic applications. As such, they need to be described in application schemas.

The central concept of any geographic application schema is the feature - an abstraction of real world phenomena. An image is a feature abstracted from real world phenomena by an imaging sensor. Thus an image can be modelled in conformance to the General Feature Model ⁽⁸⁵⁾. However, an image is modelled as a coverage that has a structure somewhat different from that of other feature types - values of some of the attributes of a coverage (the coverage range) are associated with individual geometric or temporal elements of the feature (the coverage domain) rather than with the feature as a whole.

Typically, an image is represented as a grid providing organization to a set of pixels. Each pixel contains a record of the radiant energy propagated at that point. Each pixel may also contain additional attributes such as the identification of a feature associated with the pixel, so that the pixels corresponding to each feature within the image area are marked as such. A grid values matrix contains a description of the grid structure, a set of records each containing values for a grid point, and a rule for assigning a record of values to each grid point.

8.3.2.2 Miền của IG_GridScene

Các nội dung dữ liệu của IG_GridScene được chứa trong IG_SceneValuesMatrix, mà được nhận biết trong CV_GridValuesMatrix (Hình 9). ISO 19123 quy định rằng một trường hợp CV_GridValuesMatrix có thể, cùng một lúc, là trường hợp CV_RectifiedGrid hoặc trường hợp về CV_ReferenceableGrid. Điều này được thể hiện bởi sự phân chia của các mối quan hệ kế thừa CV_Grid. Sự khác biệt giữa CV_RectifiedGrid và CV_ReferenceableGrid là phương pháp được sử dụng để xác định tọa độ không gian của một CV_GridCell dựa trên tọa độ ô lưới.

Một lưới dùng để nắn phải được xác định bằng một điểm gốc trong hệ thống tham chiếu tọa độ ngoài và một tập hợp các vectơ đã được xác định định hướng và khoảng cách giữa các mắt lưới. Có một biến đổi afin giữa các lưới tọa độ và hệ thống tham chiếu ngoài, ví dụ như hệ thống tham chiếu tọa độ lưới chiếu.

Ảnh trực giao là một ảnh số đã được nắn, trong đó sự dịch chuyển của các đối tượng trong ảnh do ảnh hưởng của định hướng cảm biến và độ nghiêng địa hình đã được loại bỏ.

Một lưới quy chiếu có thông tin có thể được dùng để chuyển đổi tọa độ lưới sang tọa độ ngoài. ISO 19130 ⁽⁹³⁾ quy định thông tin hỗ trợ chuyển đổi tọa độ của một mạng lưới quy chiếu.

Chuyển đổi dữ liệu theo dạng lưới từ một hệ thống tọa độ lưới sang hệ thống khác đòi hỏi phải lấy mẫu lại, đó là việc nội suy của giá trị dữ liệu tại một tập hợp các điểm mới từ bộ dữ liệu các điểm gốc. Lấy mẫu lại ảnh hưởng đến chất lượng của dữ liệu, nó phụ thuộc vào đặc điểm của dữ liệu và phương pháp nội suy được chọn để thực hiện lấy mẫu lại. Siêu dữ liệu nguồn gốc (xem ISO 19115) của dữ liệu theo dạng lưới sẽ chứa các mô tả về việc lấy mẫu đã áp dụng đối với dữ liệu sau khi thu nhận.

8.3.2.2 Domain of IG_GridScene
The data content of IG_GridScene is contained in IG_SceneValuesMatrix, which is a realization of CV_GridValuesMatrix (Figure 9). ISO 19123 specifies that an instance of CVJSridValuesMatrix maybe, at the same time, an instance of either CV_RectifiedGrid or an instance of CV_ReferenceableGrid. This is shown by the partitioning of the inheritance relationships of CV_Grid. The difference between CV_RectifiedGrid and CV_ReferenceableGrid is the method used to determine the spatial coordinates of a CV_GridCell based on the cell's grid coordinates.

A rectified grid shall be defined by an origin in an external coordinate reference system, and a set of offset vectors that specify the direction of, and distance between, the grid lines. There is an affine transformation between the grid coordinates and the external coordinate reference system, e.g. a projected coordinate reference system.

An orthoimage is a rectified digital image in which displacement of objects in the image due to sensor orientation and terrain relief has been removed.

A referenceable grid has information that can be used to transform grid coordinates to external coordinates. ISO 19130 ⁽⁹³⁾ specifies information that supports transformation of the coordinates of a referenceable grid.

Transformation of gridded data from one grid coordinate system to another usually requires resampling, which is the interpolation of data values at a new set of points from those associated with an original set of points. Resampling affects the quality of the data in ways that depend upon both the characteristics of the data and the interpolation method chosen to accomplish the resampling. Lineage metadata (see ISO 19115) for gridded data shall include descriptions of any resampling applied to the data after its initial acquisition.

8.3.2.3 Phạm vi của IG_GridScene
Phạm vi của mô hình dữ liệu địa lý bao gồm một tập hợp các giá trị thuộc tính. Chuẩn ISO 19123 quy định rằng một mô hình dữ liệu địa lý phải cung cấp các giá trị thuộc tính cho từng vị trí trực tiếp nằm trong mô hình. Các yếu tố giá trị đó được quy định theo kiểu giá trí, đó là một chuỗi các tên: mỗi cặp kiểu dữ liệu mô tả một trường của bản ghi. Một lược đồ ứng dụng sẽ bao gồm đặc điểm kỹ thuật về kiểu bản ghi cho bất kỳ một phạm vi của mô hình dữ liệu địa lýmà nó xác định.

Có hai loại giá trị dữ liệu liên quan với Scence - IG (xem hình 10).

Các số liệu kỹ thuật số của cảm biến là các giá trị số nguyên được tạo ra bởi một cảm biến ảnh. Lớp có tên là IG_SensorDN được sử dụng để xác định giá trị của kiểu dữ liệu này trong một bản ghi.

Giá trị các số đo của cảm biến là những đại lượng vật lý. Chúng thường được thể hiện dưới dạng số thực. Trong quy định cụ thể một RecordType, lớp có tên IG_PhysicalQuantity được sử dụng để xác định giá trị của loại này, với các kiểu dữ liệu thực.

Ví dụ đại lượng vật lý cho một bộ cảm biến bức xạ quang học nhận được tại cảm biến là radiances.

Giá trị đại lượng vật lý được tính bằng cách sử dụng thông tin hiệu chuẩn, được xác định bằng cách kiểm tra trong phòng thí nghiệm hoặc bằng cách hiệu chỉnh gián tiếp.

8.3.2.3 Range of IG_GridScene

The range of a coverage consists of a set of attribute values. ISO 19123 specifies that a coverage shall provide a Record of attribute values for each direct position within the domain of the coverage. The elements of that record are specified by an instance of RecordType, which is a sequence of name:datatype pairs each of which describes a field of the Record. An application schema shall include a specification of the RecordType for any coverage that it specifies.

There are two types of data values relevant for IG_Scene(see Figure 10).

Sensor digital numbers are the integer values produced by an image sensor. The class name IG_SensorDN shall be used to identify values of this data type in specifying a RecordType.

Values of the measurand of a sensor are physical quantities. They are commonly expressed as real numbers. In specifying a RecordType, the class name IG_PhysicalQuantity shall be used to identify values of this kind, with the data type set to Real.

EXAMPLE The physical data for an optical radiation sensor are radiances received at the sensor.

Values for physical quantities are calculated using calibration information determined by laboratory testing or by vicarious calibration.

<>