Geographic information reference model


Figure 4 — Structure of the Information Viewpoint



tải về 1.54 Mb.
trang6/25
Chuyển đổi dữ liệu02.09.2016
Kích1.54 Mb.
#31266
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25

Figure 4 — Structure of the Information Viewpoint

Dữ liệu (trong hình 4) là sự biểu diễn các thông tin theo một cách chính thức phù hợp với việc truyền đạt, biểu diễn hoặc xử lý [25]. Đối với ảnh, dữ liệu bao gồm các kết quả đo đạc được bằng bộ cảm.

Ý nghĩa được quy cho dữ liệu bằng việc áp dụng những qui tắc hoặc những mã đã được thống nhất để nó trở thành thông tin.

Cấu trúc dữ liệu bộ cảm trong một chuẩn cho phép về việc truyền dữ liệu tới các đơn vị trong một hệ thống xử lý phân phối mở.

Theo như thông tin được tổng hợp, những qui định về quan sát được tổng hợp và những mô hình được phát triển định hình cho sự chuyển đổi kiến thức. Kiến thức là một lựa chọn có tính tổ chức và tích hợp của các đối tượng thực tế và tổng quát hoá.

Ảnh có thể được giải đoán dựa trên một mô hình của các loại đối tượng trong khu vực chọn mẫu. Việc mô tả đối tượng cơ bản của một cảnh ảnh địa lý được mô tả trong mục 8.1.3.

Kiến thức cơ bản được sử dụng trong những quyết định thực tế chỉ ra những mục đích của người sử dụng. Điều cốt yếu để quyết định đạt được hiệu quả là xác định bối cảnh mà quyết định sẽ được áp dụng. Bối cảnh sẽ xác định những thông tin liên quan đến quyết định.



Data (Figure 4, bottom layer) is a reinterpretable representation of information in a formalised manner suitable for communication, interpretation, or processing [25] For imagery, data consists of the results of measurement by a sensor.

Meaning is assigned to data by applying conventions or agreed-upon codes so that it becomes information.

Structuring the sensor data in a standard syntax allows for transmission of the data to entities in the open distributed processing system.

As information is gathered, observed regularities are generalized and models are developed forming the transition to knowledge. Knowledge is an organized, integrated collection of facts and generalizations.

Imagery can be interpreted based on a model of feature types that correspond to a universe of discourse. The resulting feature-based description of a Geographic Imagery Scene is described in 8.1.3.

The knowledge base is used in the formation of pragmatic decisions that address the goals of multiple stakeholders. A key to effective decisions is identifying the context in which the decision applies. The context determines what information is relevant to the decision.



8.1.3. Mô hình đối tượng chung

Ảnh địa lý là một loại thông tin địa lý. Một loạt các tiêu chuẩn quốc tế ISO 19100 dùng để định nghĩa mô hình khái niệm hướng tới thông tin địa lý. ISO 191011(83) định nghĩa Mô hình khái niệm và Mô hình tham chiếu phạm vi mà Chỉ tiêu kỹ thuật này mở rộng cho ảnh địa lý. ISO 19109 (95) xác định mô hình đối tượng chung được sử dụng trong bộ ISO 19100 ở bất cứ nơi nào lược đồ ứng dụng được đề cập.

Việc xác định các loại đối tượng và những thuộc tính của chúng, là những nhận biết trong bối cảnh của một lĩnh vực ứng dụng, được thu nhận từ các khu vực lấy mẫu. Một danh mục đối tượng liệt kê các loại đối tượng. Một lược đồ ứng dụng xác định cơ cấu hợp lý của dữ liệu và có thể xác định những hoạt động kèm theo trong quá trình đó.


8.1.3 General Feature Model

Geographic imagery is a type of geographic information. The ISO 19100 series of International Standards defines a conceptual modelling approach for geographic information. ISO 191011(83) defines Conceptual Modelling and the Domain Reference Model that this Technical Specification extends for geographic imagery. ISO 19109 (95) defines the General Feature Model that is used in the ISO 19100 series wherever application schemas are dealt with.

The definitions of the feature types and their properties, as perceived in the context of an application field, are derived from the universe of discourse. A feature catalogue documents the feature types. An application schema defines the logical structure of data and may define operations that can be performed on or with the data.




Figure 5 — Feature modelling extended to imagery





















Danh mục


Bộ dữ liệu vật lý/ tương tự



Hoạt động



Cơ sở dữ liệu không gian địa lý



Hình 5 – Mô hình đối tượng mở rộng cho ảnh

Hình 5 cho thấy quá trình quan sát trực tiếp hoặc tạo ra một biểu diễn thực tế từ một bộ dữ liệu có thể được xử lý để cung cấp số đo vật lý hoặc được thể hiện như một tập hợp các đối tượng riêng biệt. Số lượng lớn về vật chất và thuộc tính của chúng, như nhận thức trong bối cảnh của một lĩnh vực ứng dụng, được thu nhận từ khu vực lấy mẫu. Một danh mục thuộc tính dẫn chứng bằng tài liệu về số lượng lớn vật chất cũng như các loại thuộc tính.

Các yếu tố trong hình bình hành của Hình 5 được định nghĩa tại khoản này. Cảm biến và dữ liệu kết quả được mô tả trong mục 8.2, cũng như số lượng vật chất được mô tả tại danh mục thuộc tính. Ảnh mô tả trong 8.3.2 giải thích cho những ảnh trong 8.4.



Figure 5 shows the process of directly sensing or otherwise producing a representation of reality in a data set that can be processed to provide measurements of physical quantities or to be interpreted as a set of discrete features. The physical quantities and their properties, as perceived in the context of an application field, are derived from the universe of discourse. An attribute catalogue documents the physical quantities as attribute types.

Elements in the parallelograms of Figure 5 are defined in this clause. Sensors and the resulting data are described in 8.2, as are the physical quantities in an attribute catalogue. Derived Image is described in 8.3.2. Interpreted Image is described in 8.4.



8.1.4 Những chủ đề có liên quan tới dữ liệu, thông tin và kiến thức

8.1.4.1 Độ phân giải

Độ phân giải của cảm biến khác biệt với độ phân giải của ảnh. Độ phân giải của cảm biến là sự khác biệt nhỏ nhất mà cảm biến có thể phát hiện được. Độ phân giải của cảm biến là số đo khả năng mà bộ cảm biến có thể phân biệt được sự khác biệt giữa các đối tượng được quan sát và nó có thể được thể hiện bằng nhiều cách tùy thuộc vào cảm biến (xem 8.2).

Đối với ảnh, độ phân giải đề cập đến những giá trị bức xạ, quang phổ, độ phân giải không gian và thời gian. Độ phân giải bức xạ là năng lượng cần thiết để tăng giá trị pixel bằng một mức lượng tử hóa hay "số đếm". Độ phân giải bức xạ đo độ nhạy cảm bằng việc phân biệt giữa các cấp cường độ.


8.1.4 Topics relevant across data, information, and knowledge

8.1.4.1 Resolution

The resolution of a sensor is distinct from the resolution of an image. The resolution of a sensor is the smallest difference that can be detected by a sensor. Sensor resolution is a measure of the ability of a sensor to detect differences between sensed objects and it may be expressed in many ways depending on the sensor (see 8.2).

For imagery, resolution refers to radiometric, spectral, spatial and temporal resolutions. Radiometric resolution is the amount of energy required to increase a pixel value by one quantization level or "count". Radiometric resolution measures sensitivity by discriminating between intensity levels.


Độ phân giải quang phổ đo độ nhạy trong việc phân biệt giữa các bước sóng. Nó tỷ lệ thuận với số lượng các dải Băng phổ tần được ghi lại trong một ảnh và tỉ lệ nghịch với chiều rộng của chúng.

Độ phân giải không gian của ảnh là sự phân chia nhỏ nhất giữa hai đối tượng mà có thể nhận biết được như là hai đối tượng riêng biệt trên ảnh. Độ phân giải điểm ảnh mặt đất xác định phần diện tích trên mặt đất được đại diện bởi mỗi điểm ảnh (pixel). Điều này thường được biểu diễn là khoảng cách giữa các trung tâm của khu vực đại diện bởi hai điểm ảnh lân cận, được gọi là khoảng cách mẫu đất (GSD) hoặc khoảng không gian mẫu đất (GSI).

Liên quan đến độ phân giải không gian là trường nhìn hình học tức thời (IGFOV). IGFOV là kích thước hình học của ảnh được chiếu bởi máy đo trên mặt đất thông qua hệ thống quang học. IGFOV còn được gọi là vết của điểm ảnh. ISO 19123 định nghĩa khái niệm liên quan CV_Footprint. CV_Footprint là không gian mẫu của một mạng lưới trong một hệ thống tham chiếu tọa độ ngoài, ví dụ như CRS địa lý hoặc một CRS phép chiếu bản đồ.

Độ phân giải thời gian là một khái niệm được đưa ra khi ảnh kế tiếp được sử dụng để phát hiện sự thay đổi hoặc theo dõi sự chuyển động của đối tượng. Nó được thể hiện như tần số ảnh kế tiếp thu được hoặc là khoảng thời gian giữa các ảnh kế tiếp.



Spectral resolution measures sensitivity in discriminating between wavelengths. It is proportional to the number of bands recorded in an image and inversely proportional to their width.

The spatial resolution of an image is the minimum separation between two objects that can be distinguished as separate objects in the image. Pixel ground resolution defines the area on the ground represented by each pixel. This is often expressed as the distance between the centers of the areas represented by two adjacent pixels, called ground sample distance (GSD) or ground sample interval (GSI).

Related to the spatial resolution is the Instantaneous Geometric Field of View (IGFOV). IGFOV is the geometric size of the image projected by the detector on the ground through the optical system. IGFOV is also called pixel footprint. ISO 19123 defines the related concept of CV_Footprint. A CV_Footprint is the sample space of a grid in an external coordinate reference system, e.g. a geographic CRS or a map projection CRS.

Temporal resolution is an issue when successive images are used for change detection or for tracking moving objects. It is expressed as the frequency with which successive images are obtained or as the interval between successive images.



8.1.4.2 Tính không ổn định trong ảnh

Hiểu và ước tính tính không ổn định trong dữ liệu ảnh là quan trọng đối với các phép đo tuyệt đối các hiện tượng cũng như tích hợp dữ liệu. Nguồn của các sai số được tìm thấy trong nhiều yếu tố xử lý ảnh địa lý. Bảng 3 cung cấp các ví dụ.



8.1.4.2 Uncertainty in imagery

Understanding and estimating the uncertainty in image data is important for absolute measurements of phenomena as well as for data integration. Sources of error are found across the many elements of geographic image processing. Table 3 provides examples.





Bảng 3 - Ảnh hưởng của ảnh mà những sai số có thể gây ra

Thu nhận

Những ảnh hưởng hình học

Hệ thống cảm biến

Vật mang

Khống chế mặt đất

Sự xem xét cảnh ảnh địa lý


Xử lý dữ liệu

Nắn hình học

Dữ liệu hiệu chỉnh bức xạ

Chuyển đổi dữ liệu


Phân tích dữ liệu

Phân tích số lượng

Hệ thống phân loại

Tổng hợp dữ liệu


Chuyển đổi dữ liệu

Từ raster sang vector

Từ vector sang raster



Đánh giá sai số

Ngẫu nhiên

Tương quan tự động không gian

Độ chính xác vị trí

Ma trận sai số

Thống kê rời rạc

Tiêu chuẩn báo cáo

Chuẩn báo cáo Reporting StandardsLocational Accuracy

Error Matrix

Discrete Multivariate Statistics

Reporting Standardslation

Locational Accuracy

Error Matrix

Discrete Multivariate Statistics

Reporting Standardsrrelation

Locational Accuracy

Error Matrix

Discrete Multivariate Statistics

Reporting Standards





Table 3 — Aspects of imagery within which errors may arise

Acquisition

Geometric aspects

Sensor systems

Platforms

Ground Control

Geographic Imagery Scene Considerations


Data Processing

Geometric Rectification Radiometric Rectification Data Conversion

Data Analysis

Quantitative analysis

Classification system

Data Generalization


Data Conversion

Raster to Vector

Vector to Raster




Error Assessment

Sampling

Spatial Autocorrelation

Locational Accuracy

Error Matrix

Discrete Multivariate Statistics

Reporting Standards

Reporting StandardsLocational Accuracy

Error Matrix

Discrete Multivariate Statistics

Reporting Standardslation

Locational Accuracy

Error Matrix

Discrete Multivariate Statistics

Reporting Standardsrrelation

Locational Accuracy

Error Matrix

Discrete Multivariate Statistics

Reporting Standards





8.1.4.3 Trộn ảnh

Trộn ảnh là sự kết hợp ảnh với các nguồn thông tin địa lý không gian khác để nâng cao sự hiểu biết về một hiện tượng cụ thể. Trộn ảnh có thể được thực hiện ở nhiều cấp độ: điểm ảnh (8.3.3.6), đối tượng (8.4.4.4), và quyết định (8.5.5). Các tiêu chuẩn cho phép trộn ảnh từ các bộ cảm biến khác nhau nên phù hợp với kích thước của điểm ảnh, đối tượng và quyết định.



8.1.4.3 Imagery Fusion

Imagery fusion is the combining of imagery and other sources of geospatial information to improve the understanding of a specific phenomenon. Fusion may be performed at several levels: pixel (8.3.3.6), feature (8.4.4.4), and decision (8.5.5). Standards that enable fusion of measurements from different sensors should be suited to these levels of pixel, feature and decision fusion.



8.2 Gói dữ liệu của bộ cảm biến

8.2.1 Tổng quan

Mục 8.2 mô tả các khái niệm được mô hình hóa trong gói dữ liệu của bộ cảm biến xuất hiện trong hình 3. Một vài khái niệm này sẽ được mô tả trong ISO 19130 và số còn lại có thể được mô tả trong các tiêu chuẩn khác.



8.2 Sensor data package

8.2.1 General

Subclause 8.2 describes the concepts that should be modelled in the Sensor Data package which appears in Figure 3. Some of these concepts will be modelled in ISO 19130 and the remainder may be modelled in other standards.



8.2.2 Cảm biến và các vật mang

Các giá trị thuộc tính của một ảnh là các giá trị tham số vật lý. Các giá trị tham số vật lý tại thời điểm và địa điểm thu được bằng cách sử dụng một cảm biến. Một cảm biến ảnh thường thực hiện những phép đo phức để thu được các giá trị bố trí theo mạng lưới. Các dữ liệu ảnh thô được mô tả trong 8.2 tập trung vào cảm biến, dữ liệu sinh ra (ví dụ như kỹ thuật số (DN) và độ bức xạ tại những đầu thu cảm biến), các phương pháp để tạo ra một mạng lưới các giá trị, và tính không ổn định của các dữ liệu cảm biến.

Hầu hết các dữ liệu ảnh địa lý thu được bằng phương pháp viễn thám nhằm mục đích để đo các thuộc tính của một hiện tượng thế giới thực mà không tiếp xúc cơ học với hiện tượng này. Phương pháp chính của viễn thám là phép đo bức xạ - đó là việc đo lường số lượng kết hợp với năng lượng bức xạ, nghĩa là bức xạ điện từ.

Bức xạ điện từ thường được phân loại theo hàm số của bước sóng trong phổ điện từ (Hình 6). Cảm biến được thiết kế để nhạy cảm với các dải tần đặc biệt của quang phổ, ví dụ như dải tần có thể nhìn thấy. Một dải tần là một dãy các bước sóng của bức xạ điện từ tạo ra một phản ứng duy nhất từ thiết bị cảm biến. Các thiết bị đo bức xạ đa phổ đo những bức xạ trong nhiều dải tần trên một vùng phổ. Các thiết bị đo bức xạ điện từ phát hiện hàng trăm dải tần quang phổ rất hẹp trong phạm vi cả các phần có thể nhìn thấy và phần hồng ngoại của quang phổ điện từ.



8.2.2 Sensors and platforms

The attribute values of an image are numerical representations of the values of a physical parameter. The value for a physical parameter at a given time and place is obtained by conducting a measurement using a sensor. An imaging sensor typically performs multiple measurements to populate a grid of values. The raw imagery data described in 8.2 focuses on sensors, the data they produce (e.g. Digital Numbers (DN) and radiances at the sensor inputs), the methods for creating a grid of values, and the uncertainty of the sensor data.

Most geographic imagery data is obtained by remote sensing which aims to measure attributes of a real world phenomenon without being in mechanical contact with the phenomenon. The main type of remote sensing is radiometry - the measurement of the quantities associated with radiant energy, i.e. electromagnetic radiation.

Electromagnetic radiation is commonly classified as a function of wavelength across the electromagnetic spectrum (Figure 6). Sensors are designed to be sensitive to particular bands of the spectrum, e.g. visible band. A band is a range of wavelengths of electromagnetic radiation that produces a single response from a sensing device. Multispectral radiometers measure radiance in several wavelength bands over a given spectral region. Hyperspectral radiometers detect hundreds of very narrow spectral bands throughout the visible and infrared portions of the electromagnetic spectrum.



Bước sóng


100 nm 400 nm 780 nm 1mm 30 cm







1,4 urn 30

urn










IR-A IR-B

IR-C




Cực tím

Nhìn thấy

Tia hồng ngoại

Sóng cực ngắn

Hình 6 - Phần của quang phổ điện từ có liên quan về ảnh địa lý
Wavelength
100 nm 400 nm 780 nm 1mm 30 cm







1,4 urn 30

urn










IR-A IR-B

IR-C




Ultraviolet

Visible

Infrared

Microwave


tải về 1.54 Mb.

Chia sẻ với bạn bè của bạn:
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   25




Cơ sở dữ liệu được bảo vệ bởi bản quyền ©hocday.com 2024
được sử dụng cho việc quản lý

    Quê hương