Analiza bliskości w QGIS

     Jedną z podstawowych analiz wykorzystywaną w GIS-ie jest analiza bliskości. Jej cel to pozyskiwanie informacji mówiącej o konkretnych obiektach lub zachodzących zjawiskach w określonej odległości od zadanych elementów. Wynikiem takiej analizy może być m.in. oddziaływanie dróg na tereny mieszkaniowe, zakaz budowy w określonej odległości od rzeki czy strefa, w której możliwa jest lokalizacja inwestycji. W zależności od potrzeb analizę można przeprowadzić na danych wektorowych lub rastrowych. Za przykład posłuży nam droga z Wrocławia do Paryża, której warstwę otrzymano dzięki Google Earth (więcej w poście QGIS i KML).

QGIS i KML

     KML stał się jednym z powszechniejszych formatów dla plików wymiany danych gisowych, dlatego też coraz bardziej potrzebne staje się konwertowanie plików KML na inne formaty np. shp, gpx itd., a także odwrotnie. W QGIS jest to bardzo proste, wystarczy wskazać wczytany plik i w menu kontekstowym poprzez opcję Zapisz jako... wybrać interesujący nas format wyjściowy np. KML.

wczytany plik wektorowy .shp do QGIS

  

GIS w chmurach

     Zanieczyszczenie powietrza jest coraz większym problemem miast na całym świecie, w których wartości stężeń gazów i pyłków często wielokrotnie przekraczają dopuszczalne normy. Ciekawym przedsięwzięciem jest projekt prof. Nerea Calvillo i jej zespołu - In the air, który ma na celu wizualizację określonych „składników” powietrza nad miastem (Madryt) w czasie rzeczywistym.

Źródło: http://intheair.es/index.html

Aktualizacja obrazów na Google Maps

    Październik 2013 przyniósł trochę nowości w zobrazowaniach satelitarnych i lotniczych wykorzystywanych przez Google Maps. Zostały uaktualnione obszary rozsiane po całym świecie, z których największe to tereny w Stanach Zjednoczonych i we Włoszech.  

Źródło: Google Maps

QGIS tips & tricks (II)

     Tworząc mapę dotyczącą ściśle określonego obszaru często chcemy specjalnie wyeksponować dane miejsce, tzn chodzi o to, aby odbiorca skupiał się tylko na konkretnym jej fragmencie i nie szukał informacji po całej karcie. W QGIS, w takiej sytuacji, możemy się poratować odpowiednio maskując „niepotrzebny” teren.

    W przykładzie został użyty plik wektorowy przedstawiający granice administracyjne państw świata, podkład mapowy z Google Eatrh, a także plik kml przedstawiający drogę z Salzburga do Innsbrucku (pozyskany dzięki wirtualnemu globusowi Marble).

    Do maskowania potrzebna będzie jeszcze wtyczka Mask (autor: Xavier Culos), którą instalujemy poprzez menedżera wtyczek.

     W pierwszym przypadku naszym celem będzie uwypuklenie konturu Słowacji.

10 rodzajów UAV (dronów)

     Bezzałogowe platformy latające w ostatnim czasie stały się jednymi z najbardziej rozwijanych i wdrażanych systemów. Okazuje się, że możliwości posłania w powietrze obiektów latających jest bardzo wiele i powstaje coraz więcej nowych koncepcji dla takich pojazdów. W poście postaram się przedstawić kilka różnych podejść, jeżeli chodzi o rozwiązania napędu, budowy czy konstrukcji dronów.

1. Balony – są stare jak sama fotogrametria. Obecnie robienie zdjęć z balonów jest raczej atrakcją dla turystów i amatorów lotów balonowych, jednak są one w dalszym ciągu z powodzeniem wykorzystywane do zbierania różnego rodzaju informacji np. pogodowych. Nowoczesne balony zawierają sporo urządzeń badawczych, takich jak: odbiorniki GPS, nadajniki radiowe, aparaty, kamery i inne urządzenia elektroniczne. Balony są także bardzo ekonomiczne, bo wykorzystują siłę wiatru, który jak na razie jest jeszcze darmowy ;) Balony królują na dużych wysokościach (nawet do 40 km).

Będzie nowy satelita ?

     Według naukowców z University of California w Berkeley stan wiedzy i rozwój technologii pozwala na budowę satelity teledetekcyjnego, który mógłby wykrywać pożary na powierzchni Ziemi. W tej kwestii niewiele zmieniło się od dziesięcioleci, są to zazwyczaj wieże obserwacyjne i często przypadkowa lokalizacja zagrożenia przez naocznych światków. Dość nowym rozwiązaniem jest wykrywanie pożarów za pomocą dronów, jednak z uwagi na zasięg i czas takich nalotów nie jest ono doskonałe. Oczywiście dzięki satelitom również można walczyć z pożarem, jednak zazwyczaj już podczas trwania żywiołu. Pomagają wtedy określić jego rozmiary i dokładną lokalizację oraz dzięki zbieranym danym (np. atmosferycznym) przeprowadzać symulację rozprzestrzeniania się pożaru.

Artystyczna wizja satelity FUEGO

Źródło: http://newscenter.berkeley.edu/

Kilometraż w QGIS

     Wcześniej czy później każdy stanie przed wyzwaniem wstawienia do projektu kilometrażu trasy (lub punktów wzdłuż linii, w określonej odległości). Jak to zrobić w QGIS?

     Wygodnym narzędziem przeznaczonym do wstawienia pikietażu jest wtyczka QChainage autorstwa Wernera Macho.

Dwa w jednym

     Okazuje się się, że można z powodzeniem połączyć fotogrametrię z jej „młodszym bratem” skaningiem laserowym na jednej latającej platformie. Pytanie dlaczego nie? … postawił sobie zespół Diamond Airborne Sensing i … udało się.

Diamond DA-42 MPP GEOSTAR

Źródło: http://www.diamond-air.at

Dron, który nie lata

     Czym są drony, wie każdy i każdy kojarzy je z latającymi bezzałogowymi samolotami. Jednak naukowcy i studenci z University of Hawaii w Manoa, przy współpracy z Battelle Memorial Institute i CIMES Center poszli troszkę dalej i zmienili przymiotnik w nazwie z „latający” na „pływający”. Zaprojektowana bezzałogowa jednostka pływająca otrzymała nazwę UPSV - Unmanned Port Security Vessel.

                                     Źródło: http://www.cimes.hawaii.edu

Progowanie (thresholding) w QGIS

     W ostatnim czasie zostało uwolnionych dużo danych spektralnych pochodzących z satelitów teledetekcyjnych . Są to zobrazowania, w których oprócz aspektów wizualnych i takiej ich interpretacji, ukryte są także informacje spektralne. Promieniowanie elektromagnetyczne jest odbijane od obiektów znajdujących się na powierzchni Ziemi z różną siłą w poszczególnych zakresach obrazowania, co pozwala na „wyciągnięcie” ze sceny potrzebnych informacji za pomocą przetwarzania obrazu (np. progowanie, filtracja, wagowanie, klasyfikacja). Do najprostszych technik tego typu zalicza się progowanie (thresholding) , które w łatwy sposób można wykonać w QGIS.

Wolne dane z nowego satelity

     W maju tego roku, z kosmodromu w Gujanie Francuskiej został wystrzelony mikrosatelita PROBA-V. Ekspedycja jest kontynuacją francuskich misji obserwacyjnych SPOT, których koniec przewidziano na 2014 rok, a ponadto „pomostem” przed uruchomieniem konstelacji satelitów Sentinel europejskiego programu GMES (więcej w poście Misja kosmiczna - Sentinel).

PROBA-V

Źródło: ESA

Nowa książka do nauki QGIS po polsku

     11 października swoją premierę miała książka „Quantum GIS. Tworzenie i analiza map” autorstwa Bartłomieja Iwańczaka. Jest to jedna z nielicznych publikacji dotyczących tematyki GIS na polskim rynku. Cieszy także fakt, że pozycja oparta jest o oprogramowanie open source. We wcześniejszych wydawnictwach tego typu były opisywane możliwości m.in. ArcGIS, Idrisi czy ERDAS - w końcu przyszedł czas na QGIS.

Określenie stanu i zmian roślinności

     Określanie zmian i stanu roślinności są bardzo ważnymi składnikami danych, które wykorzystywane są później w analizach gisowych. Dzięki zobrazowaniom wielospektralnym oraz zastosowaniu odpowiednich wskaźników wegetacyjnych można zlokalizować i obliczyć rozmiary obszarów, na których występuje roślinność lub jest jej brak. Gdy dodamy scenę tego samego obszaru wykonaną w innym czasie, otrzymamy informację na jakich terenach nastąpił rozrost roślinności, a gdzie jej degradacja.

     Ciekawym narzędziem stworzonym przez ESRI pozwalającym na porównywanie danych spektralnych pozyskanych za pomocą satelitów Landsat jest ChangeMatters. Aplikacja może nie jest już nowością, powstała w 2011 roku, jednak warta jest przypomnienia, bo w przyjazny sposób pozwala zobaczyć i zrozumieć jak zmieniało się środowisko na przestrzeni ostatnich 35 lat.  

Źródło: http://changematters.esri.com/compare

Po co mi QGIS Browser?

     Często zdarza się, że praca nad projektem wymaga używania bardzo wielu informacji, baz danych oraz przeglądania geoportali, na tle których można wyświetlić tworzone warstwy. Oczywiście można to zrobić w tradycyjny sposób czyli: dodaj nową warstwę wektorową, rastrową, bazę itp. Jednak wraz z wersją Wrocław do QGIS-a została dodana przeglądarka, dzięki której w wygodny i szybki sposób można analizować i dodawać informacje do projektu, a tym samym skrócić czas jego wykonywania.

     Przeglądarka instalowana jest jako autonomiczny moduł programu, co jest wygodnym rozwiązaniem gdy mamy do dyspozycji dwa monitory. Ponadto do funkcji przeglądarki można dostać się z poziomu głównego programu w menu Widok > Panele lub klikając prawym klawiszem myszy na paskach z ikonami narzędzi.  

CyberGIS

     Ciągły rozwój platform internetowych stwarza nowe możliwości również w sektorze systemów informacji geograficznej. Dane przestrzenne są dostępne w coraz większym stopniu, powstają usługi internetowe, dzięki którym można pozyskiwać informacje i wykonywać analizy geoprzestrzenne. Z roku na rok rośnie liczba osób korzystających z internetu, która teraz oscyluje w dziesiątkach milionów użytkowników na całym świecie.

     Platformą wykorzystującą internet i oferującą przetwarzanie danych geoprzestrzennych jest np. ESRI ArcGIS Online. Dzięki takim rozwiązaniom użytkownicy nie muszą gromadzić i przechowywać (najlepiej z kopią zapasową :) danych. Poza tym, aby wykonać obliczenia nie trzeba instalować oprogramowania na komputerze stacjonarnym.

     Obecnie wiele instytucji (w tym ESRI) i naukowców zaangażowanych jest w rozwój opensourcowej platformy internetowej mogącej przetwarzać i gromadzić dane geoprzestrzenne pod nazwą CyberGIS. Projekt prowadzony jest przez University of Illinois i wspierany częściowo przez National Science Foundation, ale do rzeczy... co to właściwie jest?

Źródło: http://cybergis.cigi.uiuc.edu/cyberGISwiki/doku.php

Kolejne rozporządzenie dotyczące geodezji i kartografii

     Rozporządzenie Ministra Administracji i Cyfryzacji z 5 września 2013 r. w sprawie organizacji i trybu prowadzenia państwowego zasobu geodezyjnego i kartograficznego zostało opublikowane w Dzienniku Ustaw z 7 października (poz.1183). Tym samym wypełniło lukę w zakresie obsługi tzw. „ośrodków”, powstałej z powodu utraty ważności poprzedniego rozporządzenia MSWiA w sprawie określenia rodzajów materiałów stanowiących państwowy zasób geodezyjny i kartograficzny, sposobu i trybu ich gromadzenia i wyłączania z zasobu oraz udostępniania zasobu (Dz. U. Nr 49, poz. 493). Rozporządzenie utraciło moc z dniem 8 czerwca 2012 r. na podstawie ustawy z dnia 4 marca 2010 r. o infrastrukturze informacji przestrzennej.

     Tekst rozporządzenia można znaleźć w zakładce Prawo.

„Słoneczne” drony (satelity) atmosferyczne

     Informacje pozyskiwane poprzez obrazowanie Ziemi za pomocą satelitów są bezcenne. Jednak koszty, nie tyle samych satelitów, co ich wyniesienia w przestrzeń kosmiczną są dosyć spore. Poza tym satelita kończący swoją misję zostaje „w miejscu pracy” tzn., że nie można go ani powtórnie wykorzystać, ani odzyskać często jeszcze dobrych i sprawnych części wyposażenia. W ubiegłym roku na rynek weszła firma Titan Aerospace, która chce zmienić ten stan rzeczy realizując projekt pod nazwą SOLAR. Jest to bezzałogowy statek latający, który przez autorów został nazwany jako satelita atmosferyczny. Określenie takie z pewnością jest trafne, bo Solar będzie mógł wykonywać naloty przez 5 lat bez jakichkolwiek międzylądowań, a po zakończeniu pracy wrócić na powierzchnię Ziemi.

  Żródło: http://titanaerospace.com/

Mapy termiczne w QGIS

     Mapa termiczna jest graficzną wizualizacją obrazującą poszczególne wartości w zależności od ich wielkości i stopnia skoncentrowania. Określenie Heatmap zostało wymyślone w 1991 roku przez Cormaca Kinney`a na potrzeby określenia dwuwymiarowych obrazów przedstawiających informacje finansowe. Mapy tego typu można wykonać za pomocą QGIS i jego możliwości przetwarzania danych rastrowych. W przykładzie użyłem punktowej warstwy wektorowej z informacją o opadach deszczu z 21 kwietnia 2011 roku o godzinie 16-stej nad Stanami Zjednoczonymi. Dane zostały pobrane ze strony www.srh.noaa.gov.

Źródło: www.srh.noaa.gov

Co to jest HGIS?

     Najprościej wyjaśnić ten skrót od rozszyfrowania pierwszej litery, otóż H oznacza historyczny, a całość odnosi się do wykorzystania Systemów Informacji Geograficznej właśnie w aspekcie historycznym. Wraz z rozwojem GIS-u pojawiały się nowe możliwości jego wykorzystywania, od pierwotnych dotyczących zastosowań wojskowych, kartograficznych po przedstawianie i analizę otaczającego środowiska i wspomaganie komputerowe przedsięwzięć planistycznych. Naturalną koleją rzeczy wydaje się wykorzystywanie materiałów historycznych w celu przeprowadzania różnorodnych analiz przestrzennych, aby lepiej zrozumieć zachodzące procesy w przeszłości.

Żródło:http://www.davidrumsey.com/view/2d-gis

Edycja legendy do wykresów kołowych i słupkowych w QGIS

     Dzięki wtyczce Diagram Legend, której autorką jest Joana Simoes można wygenerować legendę dla wykresów kołowych lub histogramów obrazujących dane z tabeli atrybutów.

QGIS i .LAS

     Możliwości oprogramowania QGIS wciąż rosną, a sam program naprawdę zaczyna konkurować z takimi gigantami jak chociażby ArcGIS czy MapInfo. Nowa wersja programu posiada zintegrowany moduł Geoprocessing (Sextante), który rozbudowuje w znaczący sposób funkcjonalność programu. Można teraz w jednym panelu znaleźć algorytmy wcześniej znane, m.in. z takich pakietów jak: GRASS, SAGA, GDAL, Orfeo Toolbox i LAStools.

     Firma rapidlasso GmbH udostępniła właśnie wersję swojego oprogramowania LAStools, z której możemy korzystać z poziomu QGIS.

Źródło: http://rapidlasso.com/2013/09/29/how-to-install-lastools-toolbox-in-qgis/#!

     

Badanie atmosfery przez UAV

     Nowym kierunkiem wykorzystania bezzałogowych samolotów jest badanie życia mikrobiologicznego w atmosferze. David G.Schmale III, profesor w Katedrze Plant Pathology, Physiology, and Weed Science na Virginia Tech College of Agriculture and Life Science za taki kierunek badań został uhonorowany miejscem na liście naukowców, których innowacje zmieniają świat. Wraz z współpracownikami wykorzystuje drony do śledzenia przemieszczania się niebezpiecznych mikroorganizmów w atmosferze. Prądy występujące w atmosferze potrafią m.in. zbierać, wymieszać i tasować mikroorganizmy, zarówno dla obszaru miast, jak i całych krajów.

QGIS, OrfeoToolbox i indeksy spektralne

     Niedawno pisałem o możliwości obliczenia indeksów wegetacyjnych (spektralnych) w Quantum GIS przy użyciu Kalkulatora Rastrów. W programie istnieje również inny sposób określenia indeksów. W aplikacji, mamy dostęp do potężnego narzędzia – Sextante, które jest zintegrowane z QGIS-em pod nazwą Geoprocesing (dawniej była to wtyczka). Wśród jego modułów znajduje się Orfeo Toolbox, dzięki któremu możemy korzystać z dużej liczby algorytmów w celu przetwarzania obrazów teledetekcyjnych (opis jak skonfigurować moduł Orfeo Toolbox znajduje się w poście Teledetekcja w QGIS). W OT obliczanie indeksów wegetacyjnych dla wczytanego zobrazowania zaimplementowano w Feature Extraction > Radiometric Indices.

  

Dane z Landsata 8

     Dane wielospektralne są bardzo pomocne w wielu analizach, zarówno gisowych jak i około gisowych. W ostatnim czasie zostały „uwolnione” dane pochodzące z misji Landsat 8 (więcej o tym satelicie można znaleźć w zakładce Satelity tego blogu oraz w poście dotyczącym porównania Landsata 7 i Landsata 8). Naturalną koleją rzeczy jest ich obejrzenie oraz przetestowanie. Zobrazowania z „ósemki” można pobrać z kilku serwisów m.in. Earth Explorer i Glovis. W przykładzie skorzystam z pierwszego – Earth Explorer.

Źródło: http://earthexplorer.usgs.gov/

Ręczny skaner laserowy

     Od pewnego czasu dostępny jest skaner laserowy, do którego nie potrzebne są żadne systemy podwieszania np. na pokładzie samolotu lub samochodu czy ustawianie instrumentu na statywie. Do mobilnego skanowania laserowego wystarczy „przspacerować się” z urządzeniem w ręku. Urządzenie opracowali dr Eliott Duff i jego koledzy, pracujący w Australijskiej Agencji Naukowej CSIRO (the Commonwealth Scientific and Industrial Research Organisation). Instrument składa się z ręcznego skanera, rejestratora danych, baterii i plecaka, waży niecałe 1,5 kg, co sprawia, że prędkość skanowania ZEB-1 to tempo spokojnego spaceru .

Źródło: http://www.3dlasermapping.com/index.php/products/handheld-mapping

Jak wygenerować warstwice w QGIS

     Jednym z podstawowych elementów map sporządzanych na potrzeby informacji o terenie i jego ukształtowaniu są warstwice. Kartowanie linii (w przypadku warstwic często w niewielkich odstępach od siebie) jest zajęciem dość mozolnym i wymagającym czasu. Dysponując numerycznym modelem terenu można zautomatyzować ten proces i tym samym skrócić czas edycji mapy i możliwość pomyłki przy wprowadzaniu danych. Dokładność kreślonych warstwic zależy oczywiście od jakości dostępnego NMT. Model terenu oparty na danych misji SRTM z pewnością będzie mniej dokładny od modelu uzyskanego np. za pomocą skaningu laserowego. W przykładzie użyłem rastra modelu SRTM powszechnie dostępnego w internecie. Często można je znaleźć z rozszerzeniem .hgt, z którym QGIS świetnie sobie radzi.

     Po wczytaniu rastra wyciąłem jego mniejszy fragment w celu szybszego przetwarzania danych podczas generowania warstwic. Opis jak wyciąć interesujący nas fragment z rastra można znaleźć w poście „Kadrowanie rastra w QGIS”.

Nowa książka do nauki QGIS 2.0 Dufour

     Wrzesień tego roku jest miesiącem, w którym oprócz nowej wersji QuantumGIS swoją premierę miała także książka do nauki programu - „Learning QGIS 2.0”. Autorką książki jest Anita Graser, członek zespołu OSGeo QGIS. Ponadto jest blogerką prowadzącą bloga anitagraser.com dotyczącego wolnego i otwartego oprogramowania gisowego oraz autorką wtyczki do QGIS - TimeManager (działanie wtyczki jest opisane w poście „Animacja danych czasowych w QGIS”). Daje to gwarancje, że informacje zawarte w książce będą z pierwszej ręki i na najwyższym poziomie.

Źródło: PACKT PUBLISHING

QGIS 2.0 wydany !!!

     Po dłuższym czasie światło dzienne ujrzała najnowsza wersja programu Quantum QIS. Wersja 2.0 oprogramowania dostała przydomek Dufour. Nazwa została zaczerpnięta od trzeciego co do wysokości szczytu Europy, leżącego w masywie Monte Rosa w Alpach Pennińskich w Szwajcarii.

     Samego programu chyba nie trzeba przedstawiać, jest to według mnie najlepszy software open source służący do szeroko rozumianego zarządzania danymi, które tworzą tzw. infrastrukturę informacji przestrzennej. Warte zaznaczenia jest to, że program jest także wieloplatformowy. Obecnie mamy dostęp do instalatorów na Windows, Mac, Linux BSD i Androida (w tym ostatnim przypadku jest to wersja beta!)

Podwodny GIS

     Poprzez zbieranie informacji geograficznej większość z nas myśli o systemach teledetekcyjnych, które pozwalają zebrać dane o powierzchni terenu. Warto jednak zwrócić uwagę na równie bogaty świat rozwijający się pod powierzchnią mórz i oceanów. Jest on trudniej dostępny dla obrazowania ze względu na właściwości wody, która często potrafi odbijać lub pochłaniać interesujące informacje. Na szczęście technologie pozwalające rejestrować stan otaczającej przyrody szybko się rozwijają. Z pewnością do stosunkowo młodych technik możemy zaliczyć LIDAR (light detection and ranging), który dzięki czterem japońskim naukowcom: Masahiko Sasano, Motonobu Imasato, Hiroya Yamano i Hiroyuki Oguma wykorzstano do monitorowania żywotności raf koralowych. Badania przeprowadzono w pobliżu wyspy Teketomi w Japonii.

Źródło: Wikipedia

QGIS - tips & tricks ( I )

     Oprócz danych ważne jest również ich zwizualizowanie w taki sposób, aby przejrzyście przedstawić opisane wielkości lub uatrakcyjnić konkretny produkt lub prezentację. Dzisiejszy post będzie dotyczył użycia stylów w QGIS tak, aby obiekty na mapie wyglądały na trójwymiarowe. W tym celu użyłem warstwy z granicami administracyjnymi polskich województw. Po wczytaniu warstwy możemy od razu zrobić jej kopię, najszybciej można to zrobić wybierając funkcję duplikuj z menu kontekstowego klikając na warstwę, którą chcemy podwoić.

Sensor LIDAR dla dronów

     Nie tak dawno w poście Drony i LIDAR pisałem o możliwości zamontowania LIDAR-u na bezzałogowych platformach latających i zbieraniu danych o terenie. Coraz większy potencjał w tej formie mapowania środowiska dostrzegają także firmy zajmujące się produkcją sensorów LIDAR. Do nowości z pewnością można zaliczyć czujnik HDL-32E stworzony przez firmę Velodyne. Sensor o tyle ciekawy, że oprócz zbierania danych przy użyciu drona można zebrane informacje o terenie zagęścić montując go na samochodzie i w ten sposób zeskanować mierzony obszar.

HDL-32E
Źródło: http://www.velodynelidar.com

Oczy NASA

     Dzięki Jet Propulsion Laboratory California Institute of Technology mamy świetną okazję dowiedzieć się więcej o satelitach, misjach w jakich uczestniczą, a także jakie są efekty ich działań. Ponadto można pozwiedzać nasze najbliższe otoczenie – układ słoneczny – jak i to troszkę dalsze – galaktykę. Aplikacja NASA Eye's pozwala m.in. na trójwymiarowe „przeglądanie” danych zebranych przez satelity.

Źródło:NASA'a Eyes

Kalkulator rastrów cz.2 – Indeksy wegetacyjne (spektralne)

   W zastosowaniach gisowych często wykorzystywane są efekty teledetekcyjnego przetwarzania zobrazowań. Do jednych z najbardziej popularnych „produktów” należą indeksy wegetacyjne, które są wskaźnikami oceny stanu roślinności, poza tym są także używane do korekty obrazów spektralnych. Obecnie istnieje całkiem spora liczba indeksów spektralnych, z których każdy jest pomocny przy określaniu konkretnych zjawisk. Warto dodać, że wartości indeksów zawierają się w przedziałach liczbowych od – 1,0 do 1,0 lub od 0 do 255.

    W QuantumGIS indeksy możemy obliczyć przy użyciu kalkulatora rastrów. W poniższym przykładzie wykorzystałem zobrazowania pochodzące z LANDSATA 7, które przedstawiają okolice zbiornika Żelazny Most. Wykorzystamy wskaźnik NDVI (Normalized Difference Vegetation Index) obliczany w następujący sposób:

Misja kosmiczna - Sentinel

       Misje Kosmiczne - będzie to cykl postów poświęconych projektom kosmicznym i ich celom.

     Dzisiejszy post będzie o przyszłej misji Europejskiej Agencji Kosmicznej pod nazwą SENTINEL, która jest przygotowywana w ramach programu Copernicus.

     SENTINEL to tak naprawdę 6 misji, w których wynoszenie satelitów w przestrzeń kosmiczną rozpocznie się w 2013 roku (Sentinel-1), a zakończy w 2020 (Sentinel-5). Oprócz głównego celu misji, którym jest monitoring Ziemi jej zadaniem jest także zastąpienie obecnych projektów tj. ERS, Envisat, których żywotność zbliża się do końca, zapewniając tym samym kontynuację zbierania danych o środowisku.

W skład programu wchodzą satelity:

QGIS coraz popularniejszy

     Mierząc zainteresowanie wykorzystywania programów gisowych za pomocą względnej liczby wyszukiwań w przeglądarce Google widać stały, powolny trend wznoszący dla QuantumGIS. W Google Trends zestawiono trzy programy: bezpłatny QGIS oraz dwa komercyjne: MapInfo i ArcGIS.

Jak wyznaczyć wysokość punktu (wektorowego) na podstawie NMT?

     Stoimy przed następującą sytuacją: mamy numeryczny model terenu i chcielibyśmy „wyłuskać” z niego wysokości, ale tylko w interesujących nas i ściśle określonych miejscach. Lokalizacja tych miejsc jest zwizualizowana przez punktową warstwę wektorową.

     Oczywiście można odczytać wartość konkretnego piksela, a następnie uzupełniać tabelę atrybutów. Jednak na dłuższą metę pomysł ten może okazać się trochę pracochłonny. Dzięki wtyczce Raster Interpolation – calculate elevations można ten proces zdecydowanie przyspieszyć. W poście użyłem następujących danych: SRTM dla chilijskiej wyspy Guamblin Island oraz wykonana na potrzeby postu punktowa warstwa wektorowa.

Hiperspektralne drony

     Nie tak dawno, w poście Drony i LIDAR pisałem o możliwości umieszczania LIDAR-u na bezzałogowych platformach latających. Dzisiejszy post także jest dowodem na to, jak duży potencjał drzemie w takiej formie zbierania danych o środowisku. 

     Zdjęcia spektralne nie są oczywiście niczym nowym. Obecnie w popularnych dronach używane są aparaty, które potrafią rejestrować w podczerwieni. Jednak czasem jest to za mało, aby przeprowadzić dobrą klasyfikację lub „wyciągnąć” z zobrazowania interesujące nas elementy. 

     Dzięki współpracy fińskiej firmy Rikola Ltd. oraz VTT (Technical Research Center of Finland) powstała kamera hiperspektralna 2D z czujnikiem RGB-NIR, która z uwagi na swoje wymiary i ciężar nadaje się do montowania na UAV. 

Kontrola topologii w QuantumGIS

     Każdy GISowy projekt oprócz zawartej tematyki i funkcjonalności powinien być jeszcze topologicznie zamknięty. Oznacza to, że obiekty użyte w projekcie muszą spełniać kilka reguł, które pozwolą na wykonywanie analiz z zamierzoną dokładnością. Każdy kto wprowadzał dane do projektu, obojętnie czy były to punkty, linie lub poligony wie, że w końcu dojdzie m.in. do takich sytuacji, że punkty nie będą do siebie „dosnapowane”, linie się skrzyżują lub edytowane powierzchnie się pokryją. Przeprowadzanie analiz na takich danych skutkuje tym, że otrzymywane wyniki są błędne, a tym samym wnioski są nieprawdziwe lub nie można w ogóle przeprowadzić interesujących nas badań.

     W QuantumGIS istnieje narzędzie kontrola topologii, dzięki któremu można w prosty i szybki sposób zlokalizować błędy topologiczne.

„Biologiczne” analizy gisowe

     Chyba każdy kto miał styczność z GISem, słyszał coś o analizach polegających na wyszukiwaniu najkrótszej czy optymalnej drogi pomiędzy dwoma obiektami. Analizy te są wykonywane dzięki odpowiednim algorytmom i programom przy pomocy komputera. Okazuje się, że do przeprowadzenia tego typu analiz można zaprząc organizmy żywe. Od kilku lat profesor na University of the West of England w Bristolu Andrew Adamatzky wykorzystuje śluzowce - Physarum polycephalum do wyznaczania potencjalnych tras dla systemów drogowych

10 rzeczy, które ułatwiają życie w nowym QGIS

Ten post piszę na podstawie wersji 1.9 alpha (weekly), więc może się ona różnić od finalnej 2.0. Jednak z uwagi na to, że prace nad „dwójką” są już bardzo zaawansowane można przypuszczać, że wersje będą zbliżone do siebie. Dla chcących osobiście zaznajomić się z 1.9 i niektórymi nowinkami – jest ona dostępna tutaj http://qgis.org/downloads/weekly/. Po zetknięciu z nową edycją programu da się zauważyć kilka fajnych udogodnień (niektóre funkcje były wtyczkami). Poniżej przedstawiam 10 prostych ale przydatnych funkcji, które ułatwią pracę z danymi.

Barwy na mapie

Wizualizacja danych na mapach często realizowana jest przez dobór barw, dzięki którym można przedstawiać na nich różne zależności. Odpowiednie barwy oprócz tego, że uplastyczniają mapę, mogą przekazywać większą ilość informacji, a także sprawiają, że mapa jest bardziej czytelna i klarowna w odbiorze. Oczywiście zły dobór barw może sprawić więcej szkody niż pożytku. Dlatego ogromnie ważny jest taki ich dobór, aby odbiorca uznał, że mapa jest atrakcyjnym i wartościowym produktem.

Teledetekcja w QuantumQIS

Orfeo czyli Optical and Radar Federated Earth Observation zainicjowano w 2006 przez Francuską Agencję Kosmiczną (CNES). Na początku OTB była dedykowana dla obrazów o wysokiej rozdzielczości rejestrowanych przez radarowy - Cosmo-Skymed (CSK) i optyczne - Pleiades (PHR), jednak obecnie obsługuje szeroką gamę satelitów. Algorytmy są ukierunkowane na możliwość przetwarzania zobrazowań z satelitów rejestrujących zarówno: optycznie, spektralnie, hiperspektralnie jak i radarowo.

Kalkulator rastrów cz. I

QuantumGIS jest na tyle wszechstronnym narzędziem, że wykonywane w nim analizy można przeprowadzać zarówno na poziomie wektorowym, jak również rastrowym. Do operowania plikami rastrowymi najlepiej nadaje się narzędzie - kalkulator rastrów. Dzięki niemu, w wygodny sposób możemy przeprowadzać skomplikowane operacje na wartościach pikseli wczytanych obrazów.
Do analizy będzie potrzebny raster „wysokościowy”, w tym przypadku będzie to SRTM.

Jak wyświetlić jednokanałowy raster w kolorach

W QuantumGIS rastry można wyświetlać na wiele sposobów. Aby „dobrać się” do tych możliwości, po wczytaniu rastra wchodzimy w jego właściwości.

NOWA GENERACJA SAMOLOTÓW BEZZAŁOGOWYCH

         Typ nowego bezzałogowego samolotu (Unmanned aerial vehicle) wykorzystywanego do badań nad naszą planetą opracowują naukowcy z Uniwersytetu w Southampton. Samolot ma pomóc przy zbieraniu danych w odległych i nieprzyjaznych miejscach, w których niewiele można zdziałać konwencjonalnymi metodami. Projekt jest opracowywany głównie z myślą o badaniach atmosferycznych w trudnych środowiskach jak regiony polarne, górzyste i podgórskie, a także morskie i oceaniczne.

Samolot MAVIS

źródło: http://www.southampton.ac.uk

PROFILE TERENU w QGIS

     Mapa świetnie wizualizuje dwuwymiarowe, przestrzenne rozmieszczenie obiektów (szczególnie gdy ma swoją skalę ;), jednak w przypadku gdy wchodzi w grę wysokość sprawa nieco się komplikuje a jeszcze bardziej gdy nie ma na niej warstwic. Jak zobaczyć „pionowy” wymiar mapy? Nic prostszego, dzięki QGIS oraz wtyczce Terrain Profile. Do wygenerowania profilu, w tym przypadku, potrzebne będą 3 rzeczy: 

1. mapa – OpenStreetMap (może być każda inna mapa wektorowa lub rastrowa) 
2. numeryczny model terenu – tutaj SRTM 
3. linia profilu – tymczasowa lub jako liniowa warstwa wektorowa. 

     W pierwszej kolejności musimy zainstalować wtyczkę. W tym celu przechodzimy do Wtyczki→Pobierz więcej wtyczek... i w repozytorium szukamy Profile Tool, i instalujemy.

ŁĄCZENIE TABEL w QGIS

     Analizując dane, wcześniej czy później staniemy przed koniecznością połączenia danych znajdujących się w dwóch różnych plikach. Od pewnego czasu w QuantumQIS-ie możemy przeprowadzić taką operację w bardzo szybki i wygodny sposób. Zacznijmy może od tego, że mamy plik shapefile oraz tabelę w arkuszu kalkulacyjnym i chcemy je połączyć, żeby przeprowadzić analizę tych danych.  

     W pierwszej kolejności edytujemy tabelę w arkuszu kalkulacyjnym tzn. usuwamy zbędne podpisy, nagłówki itp. zapisujemy ją z rozszerzeniem .dbf.

    Teraz otwieramy w QGIS plik .shp, a także przy pomocy tej samej ikony „otwórz warstwę wektorową” plik z tabelą .dbf.

Tabela pliku .dbf

Tabela pliku .shp

Geodezyjne (i nie tylko) bazy danych

      Po małej rewolucji, w prawodawstwie dotyczącym geodezji i kartografii pojawiły się informatyczne bazy danych obejmujące zbiory danych infrastruktury informacji przestrzennej, będących w relacjach pomiędzy sobą. Poniżej znajduje się zestawienie akronimów baz z ich wyjaśnieniem i skrótowym opisem zawartości:
(teksty ustaw i rozporządzeń znajdują się z zakładce Prawo)

BDOO - baza danych obiektów ogólnogeograficznych

• zgeneralizowana Baza danych BDOT10k 

BDOT10k - baza danych obiektów topograficznych

• lokalizacja przestrzenna obiektów w obowiązującym państwowym systemie odniesień przestrzennych 
• charakterystyka obiektów
• kody kartograficzne
• metadane obiektów 

BDOT500 - baza danych obiektów topograficznych o szczegółowości zapewniając jej tworzenie standardowych opracowań kartograficznych w skalach 1:500–1:5000

AKCJE W QGIS

     Często chcemy przeprowadzić określoną czynność klikając na określony element mapy np. otworzyć zdjęcie. Świetnie do tego nadaje się QGIS i jego akcje. Samo przeprowadzenie akcji jest stosunkowo prostą czynnością. Postaram się przedstawić to na przykładzie. Mając warstwę wektorową z granicami województw Polski chciałbym, aby po kliknięciu w obszar jakiegoś województwa wyświetlał się jego herb. Na początku musimy zacząć od edycji tabeli atrybutów i wstawiamy nową kolumnę.

Kolumna będzie zawierała ścieżki do plików z obrazami, więc ustawiamy ją jako tekstową i dość szeroką. 

30 URODZINY GRASS GIS

              

     Nowa, stabilna wersja Grassa 6.4.3 ujrzała światło dzienne 27 lipca 2013r. Jest to prezent od wydawców na 30 – lecie oprogramowania. W nowej wersji naprawiono błędy wykryte w poprzedniej wersji, a ponadto dodano kilka nowych funkcji (830 nowości i uaktualnień). 

4 nowe moduły:

• i.landsat.acca - Automatyczne szacowanie zachmurzenia dla Landsat TM/ETM+ 
• i.landsat.toar - Oblicza radiancję, odbicie i temperaturę na górze atmosfery Landsat MSS/TM/ETM+. 
• i.modis.qc - wyodrębnia parametry kontroli jakości z warstw Modis 
• v.vect.stats - obliczą liczbę punktów należących do poligonów i oblicza dla nich statystyki 

         

        Dobrą wiadomością jest także to, że poprawiło się polskie tłumaczenie.

     Inne ważne zmiany to m.in. ulepszenia do biblioteki skryptów Pythona oraz dodanie brakujących bibliotek DLL, co oznacza, że zwiększy się szybkość i stabilizacja aplikacji dla użytkowników Widowsa.

    GIS GRASS jest obecnie rozwijany przez ogólnoświatowy zespół około dwudziestu głównych programistów oraz licznych współpracowników, testerów i tłumaczy. Ogólnie rzecz biorąc, w ciągu ostatnich trzydziestu lat nad udoskonalaniem programu działało ponad siedemdziesięciu podstawowych programistów, a sam kod programu był modyfikowany ponad ponad pięćdziesiąt tysięcy razy. „Trawa” może być używana zarówno jako samodzielna aplikacja lub jako wspomaganie dla innych pakietów oprogramowania, np. QGIS. Obecnie trwają prace nad „siódemką”, która zapowiada się bardzo ciekawie.

STO LAT !!! I WSZYSTKIEGO NAJLEPSZEGO.

Atomowe wybuchy z NUKEMAP

     Każdy z nas słyszał o wybuchu atomowym, ale prawdopodobnie nikt nie pomyślał, że mógłby przeprowadzić symulację takiego wybuchu w dowolnie wybranym przez siebie miejscu na kuli ziemskiej. Hmm... teraz istnieje taka możliwość. Aplikacje NUKEMAP 2 i 3D zostały stworzone przez Alexa Wellersteina, historyka broni jądrowej, pozwalają na przeprowadzenie nuklearnej detonacji w dowolnie wybranym przez nas zakątku świata. Obie wersje korzystają z JavaScript-owego kodu, ponadto dwuwymiarowa wersja programu NUKEMAP 2 korzysta z GoogleMaps natomiast 3D wykorzystuje Google Earth API.

NUKEMAP 2

źródło: http://nuclearsecrecy.com/nukemap/

NUKEMAP 3D

źródło: http://nuclearsecrecy.com/nukemap3d/

     Celem aplikacji jest pokazanie użytkownikowi do czego może doprowadzić atomowy wybuch. Dzięki temu, że mamy kontrolę nad modelowaniem takich elementów jak położenie geograficzne, moc bomby, wybuchu naziemnego czy powietrznego itp. możemy na naszej wizualizacji oszacować skalę zniszczeń, promieniowanie cieplne, a także liczbę zabitych i rannych. 

Efekt detonacji bomby atomowej

     Efekt detonacji możemy zobaczyć na mapie przy pomocy buforów pierścieniowych lub trójwymiarowo z chmurą w kształcie charakterystycznego grzyba. Autor zapewnia, że „zrzucane” bomby nie spowodują porannej wizyty brygady antyterrorystycznej :).

ESA uwalnia dane !!!

     Wszystko wskazuje na to, że oprócz Landsata będziemy mieli również swobodny dostęp do zobrazowań satelitarnych pochodzących z satelitów serii Sentinel. Komisja Europejska zgodziła się, że ich uwolnienie zrównoważy spadek ekonomiczny sektora prywatnego operatorów satelitarnych poprzez wzrost wartości dodanej usług pochodzących z tych danych ;). Ponadto koszt wykonania zobrazowań oraz bezpłatnego podania informacji do publicznego wglądu, został zmniejszony wraz z pojawieniem się możliwości ich przekazywania za pośrednictwem mediów elektronicznych.

     ESA (Europejska Agencja Kosmiczna) zdecydowała już kilka lat temu o uwolnieniu danych, czemu były przeciwne firmy komercyjne, które starały się odraczać decyzję Komisji Europejskiej. Jednak działania Agencji, do której należy 28 państw, w tym Polska (a kolejne starają się o przyjęcie), doprowadziły do tego, że będziemy mogli wykorzystywać informacje zbierane przez jej satelity.

   Sentinel jest misją kosmiczną w ramach programu GMES (Global Monitoring for Environment and Security – Globalny monitoring środowiska i bezpieczeństwa), który ostatnio przyjął swojsko brzmiącą nazwę - COPERNICUS.

     Dwa pierwsze satelity to: 

Sentinel 1 - będący satelitą z sensorem radarowym (C-band SAR) 

Sentinel 1
źródło: http://www.esa.int

oraz multispektralny Sentinel 2 (13 kanałów w rozdzielczościach 10, 20 i 60 m).

Sentinel 2
źródło: http://www.esa.int

Teraz pozostaje tylko uzbroić się w cierpliwość i czekać na pierwsze dane.

źródło:www.spacenews.com

GIS i rurociągi

     Ropa i gaz są jak na razie podstawą naszego funkcjonowania w świecie. Ciekawą analizę dotyczącą rurociągów w Stanach Zjednoczonych przeprowadził doktor Richard Stover z Centrum Różnorodności Biologicznej. Jego badania obrazują historię wycieków, skażeń, urazów i zgonów, związanych z awariami rurociągów. Zastosowane dane sięgały 1986 roku i zawierały incydenty uznane za „istotne” tzn. takie w których kogoś przynajmniej hospitalizowano lub straty wyniosły ponad 50 000 dol lub wyciekło ponad 50 baryłek cieczy czyli prawie około 8000 litrów. Efekt badań przedstawia poniższy film:

   
      Według danych, od 1986 roku było prawie 8000 wypadków, w wyniku których zmarło ponad 500 osób (czerwone kropki na filmie), a ponad 2300 zostało rannych (żółte kropki na filmie). Na wyobraźnię działa też aspekt ekonomiczny tych awarii – przez 27 lat wypadki przyniosły prawie 7 mld dolarów strat, gdzie rocznie, średnio wyciekało 76 000 baryłek cieczy (ponad 12 mln litrów) co daje 200 baryłek dziennie (prawie 32 tys. litrów). Daje do myślenia.

      źródło: http://www.biologicaldiversity.org

Drony i LIDAR

     Drony, to bezzałogowe statki powietrzne, które w ostatnich latach robią dużą karierę znajdując zastosowanie, oprócz wojskowego, m.in. w monitorowaniu terenu, bezpieczeństwie i akcjach ratunkowych oraz jako platformy fotogrametryczne. Dzięki odpowiedniemu sprzętowi do uzyskiwania zobrazowań oraz obsługującemu je oprogramowaniu drony wypełniły przestrzeń pomiędzy fotogrametrią bliskiego zasięgu i fotogrametrią lotniczą. Ponieważ w wielu przypadkach interesuje nas niewielki obszar do zdjęcia fotogrametrycznego nie musimy planować kosztownych inwestycji związanych z nalotami, z drugiej strony teren może być na tyle duży, że pomiar z powierzchni ziemi jest czasochłonny. O tym, że rynek dornów szybko i intensywnie się rozwija świadczy fakt, że naukowcy ciągle udoskonalają systemy obrazujące, które można zamontować na bezzałogowych platformach. Nowością są modele, które zaczęto wyposażać w LIDAR (Light Detection and Ranging).

TigerEye 3D Flash LIDAR Camera - przód kamery bez obiektywu
źródło: http://www.advancedscientificconcepts.com/products/tigereye.html

 

Naprawa pliku z projektem QGIS

     W QuantumGIS efekt naszej pracy zapisujemy w projekcie, dzięki temu nie musimy za każdym razem rozpoczynać od nowa. W projekcie zapisywane są wszystkie dane, które były używane w czasie zapisu. Takimi danymi są m.in. odwzorowanie i układ odniesienia, kolejność warstw, nadane warstwom style, diagramy, wykresy, użyte czcionki, przygotowane kompozycje do wydruku i oczywiście same warstwy, z których budujemy naszą mapę. Projekt zapisywany jest z rozszerzeniem .qgs, w którym wszystkie informacje zapisane są dzięki XML.

     Poniżej znajduje się przykładowy plik projektu w QuantumGIS oraz za co odpowiadają jego poszczególne części.

PORÓWNANIE LANDSATA 7 i LANDSATA 8

     Nowy satelita Landsat 8 jest następcą Landsata 7. „Siódemka” okazała się bardzo żywotna, bo dane przkazywane są już przez 14 lat. Została wyniesiona na orbitę 15 kwietnia 1999r.

     Warto dodać, że cała misja Landsat obrazuje Ziemię już od 40 lat.

Landsat 7

źródło:http://landsat.usgs.gov

     Postęp techniczny po takim czasie jest ogromny. 11 lutego 2013 roku wystrzelono kolejnego satelitę z misją kontynuowania obrazowania środowiska, Landsat Data Continuity Mission (LDCM). Później przemianowano ją właśnie na Landsat 8.

Animacja danych czasowych w QGIS

     Używane przez nas dane można zazwyczaj przedstawić na określony moment w historii. W takim przypadku informacje np. dotyczące poszczególnych miesięcy w roku najlepiej jest przedstawić na 12 mapach. Prześledzenie zmian od stycznia do grudnia wiąże się z tym, że analizujemy każdą mapę osobno, w najlepszym przypadku można nałożyć na siebie warstwy z dwóch miesięcy i stwierdzić jaka jest różnica między nimi. Dobrą alternatywą do analizy danych w jakimś przedziale czasowym jest tyczka do QuantumGis – Time Manager.

     Obecnie jest to eksperymentalna wtyczka w wersji 1.0.1, jej autorką jest Anita Graser. Po zainstalowaniu wtyczki widzimy ją jako zadokowane okno z suwakiem, który wizualizuje linię czasu. 

KOMPOZYCJE BARWNE W QGIS

     Dzisiaj trochę o kompozycjach barwnych. Są to zobrazowania powstałe dzięki połączeniu 3 kanałów spektralnych powstałych np. w wyniku nalotów fotogrametrycznych lub dzięki satelitom. Kompozycje barwne są bardzo pomocne do uwydatnienia określonych cech krajobrazu, które są często dopiero wtedy wyraźnie widoczne. Kompozycje ponadto uplastyczniają całe zobrazowanie często pokazując rzeczy w kolorach, w jakich ich na co dzień nie widzimy. Dobrym przykładem jest kompozycja barwna zbudowana z kanałów 4 (zakres bliskiej podczerwieni) 3 (zakres czerwony) 2 (zakres zielony) tzw. w barwach nierzeczywistych. Na takim zobrazowaniu roślinność jest widoczna w kolorze czerwonym i przez to zdecydowanie lepiej ją wyodrębnić z całego obrazu niż np. z kompozycji 3 (czerwony) 2 (zielony) 1 (niebieski) – która jest podobna do obrazu w barwach naturalnych. Stworzenie takich kompozycji oraz wygodne ich komponowanie i przeglądanie stwarza QGIS.

     Dzisiaj dane spektralne zbiera już nowy Landsat 8, jednak w poście będą to jeszcze dane pochodzące z Landsata 7. Nowy satelita ma inne systemy skanujące, a także trochę zmienione zakresy poszczególnych kanałów …. ale to już na inny wpis :)

     W programie kompozycje zbudujemy dzięki stworzeniu wirtualnego rastra. Znajdziemy go w

Raster > Różne > Twórz wirtualny raster (VRT).  

MAPA CIENIOWANA W QGIS

     W tym poście postaram się opisać jak, dzięki QGIS-owi, można wykonywać mapę cieniowaną. Najpierw musimy się zaopatrzyć w odpowiednie dane tzn. numeryczny model terenu. Do tego celu posłużą nam darmowe dane pozyskane dzięki Shuttle Radar Topography Mission. Była to misja, dzięki której przy wykorzystaniu interferometrii radarowej pozyskano informacje do opracowania numerycznego modelu terenu niemal dla całego globu. Od nazwy misji swoją nazwę wzięły też dane - SRTM i są one powszechnie dostępne do pobrania. Pobrany przeze mnie plik n49e019 miał rozszerzenie .hgt (literki n, e to oczywiście skróty od North i East). W QGIS można plik z takim rozszerzeniem wczytać jako warstwę rastrową. Po otworzeniu pliku całość prezentuje się tak jak na rysunku.