Jak Polska długa i szeroka w chatach, mieszkaniach i apartamentach obywatele ślęczą nad zdjęciami satelitarnymi, których umiejętność analizy otwiera liczne możliwości, choćby dla sprawdzenia czy stary nie chodzi na baby.Przyjechał taki jeden z Hameryki w czarnej koszuli i gadał, że wystarczy zapłacić 200$ za zdjęcie, dobry program i można patrzeć na zagrodę Maciaszczykowej. Mój synek nie w ciemię bity wziął mapę z internetu, program na początku nie potrzebny, a jak coś to w jakiejś pirackiej zatoczce ponoć kotwiczą. Wślepiamy się w te kolorki ze dwie niedziele i pieruna nic nie ma tam, cosik kłamał ten kowboy.
Ponieważ swego czasu wtrąciłem do swojej notki skrótowy bryk wyjaśniający metodologię zastosowaną przez prof. Cieszewskiego, więc otrzymałem zapytanie:
Ile razy mam pisać, że mnie nie interesuje jak wygląda brzoza na zdjęciu satelitarnym? Ja czekam, aż ktoś mi wyjaśni jak na podstawie klatki z filmu lotniarza wyznaczyć położenie brzozy. Jeśli zrozumiem jak Cieszewski stworzył swój szablon, za pomocą którego umiejscowił brzozę i nie znajdę w tej metodzie jakiegoś błędu, to będę go wychwalał pod niebiosa.
CHESHIRE CAT
Swego czasu fizyk, znany z precyzyjnego języka, po skończonym wykładzie otrzymuje pytanie "Profesorze, nie rozumiem, jak pan wyprowadził ten wzór w górnym lewym rogu tablicy"
Odpowiedzią był cisza, po dłuższej chwili prowadzący obrady pyta
„Dlaczego pan nie odpowiada?”
„To było stwierdzenie, a nie pytanie.”
Podobnie potraktowany został przez prof. Cieszewskiego dziennikarz Polsat News, gdy zastanawiał się zamiast pytać. Ja mam w sobie więcej cierpliwości.
W zasadzie na tak postawione pytanie odpowiedz można zmieścić w jednym krótkim zdaniu, jednak aby je zrozumieć należy cokolwiek więcej wiedzieć, nie zaszkodzi przeczytanie kilu książek, o czym zapomniał wspomnieć profesor. Cóż naukowcy tak mają, postaram się naprawić jego zaniedbanie i kagankiem wiedzy rozświetlić niuanse takich analiz.
Zacznijmy od podstawowych informacji dotyczących teledetekcji satelitarnej. Dostępne są materiały związane z pierwszym referatem zespołu Uniwersytetu Georgia, zawierają wiele podstawowych danych, jak wykaz literatury, której znajomość pozwalała na wykonanie tej i innych analiz references
Zawiera też wykaz zdjęć satelitarnych, z których zespół korzystał przy analizie miejsca wrakowiska, użyte były one także do opisu brzozy w drugim, jakże przełomowym referacie. Zatrzymajmy się na chwilę na tym wykazie satelity
Zestawiamy ten wykaz z odpowiedzią NPW udzieloną blogerówi Matka Kurka i wnioskujemy, że prokuratura nie ma niczego innego, czym nie dysponowałby profesor Cieszewski. Co więcej, ta odpowiedź uwiarygadnia rzetelność zespołu opracowującego tę analizę, który dysponował nie tylko tym samym materiałem co NPW, ale posiadał o wiele więcej zdjęć satelitarnych.
Teraz spróbujmy odpowiedzieć sobie na pytanie: czym zajmują się wyspecjalizowani "leśnicy" z University of Georgia, ale także z Lasów Państwowych. Otóż do codnia analizują zdjęcia lotnicze oraz satelitarne, a wybór konkretnego materiału zależy od wielkości obszaru, na którym prowadzone są badania
(...powiększ...).
Same pasjonujące tematy, analizy dla inwentaryzacji terenu, granice wydzieleń, występowanie huby korzeniowej, partie drzew opanowane przez brudnicę mniszkę, drzewa powalone przez wiatr, analiza zniszczeń pożarowych, jak widać na załączonych powyżej obrazkach. Dla niedowiarków przykładowe opracowania:
Zmiany stanu lasów w Sudetach Zachodnich na podstawie analizy zdjęć satelitarnych
Wykorzystanie teledetekcji satelitarnej w ocenie bioróżnorodności lasu
na poziomie regionalnym
Analiza procesu zarastania polan reglowych w Tatrzańskim Parku Narodowym
Wykorzystanie ortofotomapy w Lasach Państwowych
Na chwilę jakaś odmienność, nutka egzotyki w opracowaniu Teledetekcja satelitarna w monitorowaniu lasów tropikalnych
a później szara proza dnia codziennego. Na las patrzy się tylko jako na pewien obszar, podlegający interpretacji. Jeśli zasadzimy sobie w ogródku choinkę, tuję to krążymy wokół niej, zasilamy, pielęgnujemy, cacamy, obchodząc wokół opryskujemy przeciw szkodnikom. Leśnik działa w innej skali, sadzi się hektar choinek, jak środkiem przespaceruje się wataha dzików nikt nie robi rabanu, a opryski wykonuje się z samolotu. Inna skala. Podobnie specjaliści od teledetekcji wpatrują się w zdjęcia satelitarne przedstawiające większe obszary leśne wyszukując zmian, anomalii. porównując obrazy z różnych okresów czasu poszukują zmian, wskazujących na możliwośc pojawienia się brudnicy mniszki. Wpatrują się również w obrazowanie zniszczeń spowodowanych pożarami, które w większym stopniu dotyczą ich odpowiedników w Ameryce. Piksel o wiekości 0,5 metra wystarcza z zapasem. Jeśli skala zdjęcia jest za duża, obraz mało czytelny zamawia się zdjęcia lotnicze i po kłopocie. Tu dla przykładu dostarczone przez Techmex, protoplastę znanego już SmallGIS, zdjęcie poglądowe do pracowników Lasów Państwowych
Pewnego zeszłorocznego dnia siedzą sobie w robocie Roger i Pete, lekko znudzeni, ostatnio żadnych pożarów w Georgii nie było, aż tu wchodzi Chris i już od progu krzyczy:
"Chłopaki, mam pomysł. Będziemy szukać części samolotowych".
Yes, coś nowego, czemu nie. Szefostwo nie protestuje, samolotów to Ci tu dostatek, co i rusz jakiś spadnie, zawszeć to w przyszłości, w okresie zastoju, można nowe zlecenia podłapać. Machnęli więc w zespole opracowanie, w którym znaleźli dziwne i niezidentyfikowane przedmioty w przededniu katastrofy na miejscu wrakowiska. Ów referat został zaprezentowany na zewnątrz, na branżowych spotkaniach leśników z USA potraktowany został jak w Polsce wspomniana analiza drzew tropikalnych. Zwrócili na siebie uwagę, wskazali nowe tereny eksploracji, a to przekłada się na jedno krótkie money, nic zdrożnego w Ameryce.
Warto w tym momencie na chwilę wrócić do słynnego wywiadu profesora Rońdy, z którego zauważono tylko słowo blef. Ten balistyk z wykształcenia, który później zajmował się wyśmiewanym spawaniem podwodnym, opowiada w nim o swoim zainteresowaniu medycyną, pracami nad sztucznymi naczyniami, stosowanynymi podczas transplantacji, uzyskanymi patentami, możliwościami przedłużenia życia wielu ludziom. Wywalić gnoja z AGH, taki przekaz poszedł jednak w kraj.
Minął rok, mamy styczeń 2013. Tym razem nie wpada, a z prędkością pioruna kulistego Chris Cieszewski, jak to w ameryce skrótowo zwany CC, demoluje drzwi kanciapy:
Chłopaki, będziemy szukać złamanej brzozy- stwierdza
A co był huragan, gdzie ten wiatrołom?- Pete jak zwykle jest rzeczowy
Szukamy jednej brzozy, tej w smoleńsku
Pogieło Cię- pada równocześnie z ust Pete'a i Arun
Proszę, to sprawa honorowa- nie ustępuje CC
Ty to rzeczywiście jesteś niebezpieczny jak twoja imienniczka tse-tse, taki Crazy Chris- wtrąca się, właśnie wchodzący do pomieszczenia Roger
Dobra, ale pod warunkiem, że przez swoje kontakty w Polsce załatwisz zdjęcia lotnicze z tego lotniska, bez tego się nie da- decyduje grupka po krótkiej naradzie.
Przecież to Rosja, bolszewicy połozyli na wszystkim łapę, mówią że ameryka może im skoczyć- podpuszcza CC
Po takim dictum, gdy urażono dumę narodową, nie pozostaje nic innego jak wziąć się do roboty. A jest co robić, poczynając od podniesienia własnej wiedzy o nowe obszary. Co już zespół wiedział?.
Odwołam się do dokumentu "Opracowanie Teledetekcja i fotogrametria obszarów leśnych", autor prof. dr hab. Tomasz Zawiła-Niedźwiecki z Instytutu Badawczego Leśnictwa
Zdjęcie satelitarne panchromatyczne na zapis 8-bitowy (256 tonów szarości) lub 11-bitowy(2048 tonów), barwne 8-24bitów (16,7mln barw). Oko ludzkie jest w stanie rozróżnić 20-30 tonów szarości, zaś w przypadku barw aż 20tyś kolorów. To dlatego dla podniesienia dokładności interpretacji wizualnej stosuje się kompozycje barwne (przypominam zdjęcie z 5 kwietnia było panchromatyczne).
Ciągła rejestracja obrazu na zdjęciach fotograficznych pozwala dostrzec obiekty o wymiarach co najmniej 0,1 mm w skali zdjęcia. Ale aby je rozpoznać i opisać, ich wymiar powinien wynosić co najmniej 1mm.
Ogromną rolę odgrywa tutaj kontrast pomiędzy obiektem a jego tłem. Teoretycznie obiekty mniejsze od wielkości piksela nie sąwidoczne na zdjęciu, gdyż rejestruje on uśrednioną odpowiedź spektralną chwilowego pola widzenia. Jednakże w praktyce nawet mniejsze obiekty mogą być wykryte, gdy ich odpowiedzi spektralne zdominuje średnią wartość odbicia wskutek kontrastu z otoczeniem. W takim wypadku np. drogi o szerokości znacznie mniejszej niż wielkość piksela mogą być wyraźnie na zdjęciu widoczne.
Szczególnie ostatnie zdanie jest istotne, kontrast pomiędzy obiektem a jego tłem. To właśnie z tego powodu ad-verbum mógłby poszukiwać swej bramy, mógły ale w tym celu należy świadomie interweniować w zdjęcie, celem wyseparowania oczekiwanego obiektu. Podkreślę, jasny przełom brzozy wyraźnie odcinał się od szarego tła, które stanowiła gleba, trawy, nasiąknięte wodą (okres pozimowy). Jak dokonywać separacji, na co zwracać uwagę?. Mówił o tym referat na II Konferencji Smoleńskiej, któremu poswięciłem już notkę. Podpowiem słowo klucz pasma spektralne
Najlepsze jakościowo zdjęcie satelitarne z 12.04.2010 z WorldView-2 (8 pasm spektralnych) poddane zostaje obróbce, której sposób ingerencji w obraz wynika z wieloletniego doświadczenia badaczy.
Jak to się robi?. Jeśli ktoś chce powtórzyć, polecam poćwiczyć, rozwiązując takie ćwiczenie:
"Dla poszczególnych zakresów spektralnych, korzystając z odpowiedniej funkcji dokonać odczytów wartości radiometrycznych dla pikseli odpowiadających różnym typom pokrycia tereny (lasy, woda, odkryta gleba, roślinność łąkowa, drogi, tereny zabudowane itd) w celu wykonania charakterystyk spektralnych. Następnie stworzyć wykresy charakterystyk spektralnych poszczególnych obiektów"
Za trudne, więc do nauki, pomogę Przetwarzanie i interpretacja zdjęć satelitarnych skrypt Politechniki Warszawskiej
Podkreślmy, cały obszar mieszczący się na zdjęciu został tak samo przekształcony, a gdzieś wewnątrz znajduje się pojedyńczy, świecący piksel przedstawiający brzozę. Pozycje podane w raporcie MAK jak również w rapocie Millera wskazywały na różne piksele, ale co ważne, oba te piksele nie miały oczekiwanego stopnia jasności, wynikającego z dokonanych przekształceń. W ich pobliżu nie było również pikseli układających się w kształt leżącego konaru brzozy (proporcjonalnie zgodnego z jego wielkością rzeczywistą). Zespół CC innymi metodami dokonał przybliżenia jego pozycji. Alternatywne, blogerskie analizy wskazują inne miejsca, jednak najpierw "zobaczono" w tym miejscu kształt odłamanego konaru brzozy, bez wskazania konkretnego, wyraźnie odseparowanego miejsca przełamania.
W tym momecie dochodzimy wreszcie do tytułowego szablonu. Jak on powstał, pyta CHESHIRE CAT?. W swoim wspomnianym już bryku podałem skrótowy przepis
żmudna analiza kadrów tego filmiku, sprowadzająca się do zamiany obrazu 3D na rzut 2D
ale to było za trudne, odwołujące się do zakładanej wiedzy, bez przysłowiowego wyłożenia kawa na ławę. Profesor Cieszewski podczas swoich wystąpień zrobił krzywdę wielu osobom stwierdzając, że to są proste analizy, wystarczy mapa, darmowy programik i już można poczuć się analitykiem. A tu stoi się przed ścianą, wysoką i czarną. W fotografii popularne są obrazki z serii before-after
Pełen wiary w swe siły osobnik strzela fotkę lubej, a ponieważ lekko odbiega ona od greckiego kanonu piękna, to wgrana zostaje na komp 30-dniowa wersja programu Adobe Photoshop, następne dni to szamotanie się z oporną materią, a efekty nie przypominają tych oglądanych u zawodowców. A luba dopomina się odbitek. Pozostaje telefonicznie zpostponować fotografa, co skończy się zwykłym dzwiękiem odkładanej słuchawki, albo udać sięz lubą do atelie mistrza ze zleceniem kompleksowej sesji. Tak kończą amatorzy, którzy nie tyle przecenili własne siły, ale podjęli się dzieła niepożliwego do wykonania, przy ich podejściu i szacunku do wiedzy.
Zapalę świeczkę, promyk wiedzy, zastrzegając się od razu, nie mam kontaktu z profesorem Cieszewskim, nie oglądałem kompletu jego materiałów, korzystam tylko z materiałów ogólnodostępnych. Zwracam uwagę na fragment otrzymanego pytania CHESHIRE CAT:
ktoś mi wyjaśni jak na podstawie klatki z filmu lotniarza
Zespół CC rozpoczął prace w styczniu 2013 roku, dysponując jak każdy zainteresowany kompletem zdjęć z okolic brzozy. Ich analizy były nieefektywne, naukowcy uznali, zresztą słusznie, że na podstawie tych licznych pojedyńczych zdjęć nie można dokonać efektywnych obliczeń. Problem związany jest z perspektywą, skrótem perspektywicznym, pojęcia może dla niejednej osoby niezrozumiałe, ale już dla większej grupy jest oczywistym, że na podstawie zdjęcia samochodu nie można określić jego długości, chyba że rozpoznamy model, rocznik i sprawdzimy w katalogach
Jakie wymiary ma ta skoda, można je obliczyć z tego jednego obrazka?. Zainteresowani szablonem CC powinni dla ćwiczenia wytaszczyć auto z garażu, zrobić fotkę w podobnym widoku perspektywicznym (mamy wyjaśnienie tego trudnego słowa), policzyć, porównać ze swoim samochodem, pomyśleć. Jak nie wychodzi to znów inne zdjęcie, itd. Czasu jest dużo, to nie odległy Smoleńsk. Doszliście już do właściwego wniosku, że za pomocą jednego zdjęcia nie można obliczać bryły przestrzennej jaką jest samochód?.
Wyobraźcie sobie że powyżej widzicie działkę Bodina, brzoza, buda, jak to policzyć, pomierzyć?. Za pomocą tego jednego zdjęcia nie można, im więcej ich będzie tym bardziej zbliżamy się do własciwego wyniku. Należy dokonać czynności odwrotnej do opisanej na poniższym obrazku- z 3D konwersja na 2D czyli rzutowanie
Ponieważ CHESHIRE CAT oczekiwał odpowiedzi, najchętniej w formie jednego zdjęcia z wrysowanymi i zwymiarowanymi liniami celem sprawdzenia, odpowiem: Panu już dziękujemy, dalej będzie trudniej.
Brak wiedzy w tym elementarnym zakresie wskazuje, że następny materiał będzie nie do przyswojenia. Pojawiaja się magiczne modelowanie 3D na 2D. Nim coś o tym napiszę, pragnę zwrócić uwagę, że zespół analityków teledetekcyjnych, którym pasma spektralne jedzą z ręki, stanął przed koniecznością zdobycia wiedzy z całkiem nowej dziedziny wiedzy. Mogę sobie wyobrazić ich dumę z rozwiązania tego problemu, rzeczywiście ta praca, gdy zostanie opublikowana, zajmie wyróżnione miejsce w biblioteczkach specjalistów od zdjęć satelitarnych. Nie z powodu Smoleńska, politycznych reperkusji w odległej Polsce, a ze względu na zastosowanie nowatorskich, interdyscypilinarnych metod przy rozwiązywaniu problemu.
Wracamy do poszukiwaczy zaginionego szablonu. Rozwiązanie problemu szablonu wiąże się nieodłącznie z pojęciem "Rzutowanie prostokątne na płaszczyznę". Absolwent kursu matematyki Szkoły Podstawowej, zawdzięcza swej Alma Mater umiejętnoć narysowania rzutu stożka na dowolnie wskazaną płaszczyznę, bądź innej prostej figury.
Bardziej skomplikowane obiekty przestrzenne są przedmiotem zainteresowania grafików komputerowych, wszelkiego rodzaju animacje, gry komputerowe to chleb powszedni tych ludzi, jakiś prosty przykład http://airlog.pisz.pl/index.php?numer=59
Modelowanie 3D na 2D opiera się na rozwiązywaniu układów macierzowych, krótkie zasygnalizowanie tematu zawiera http://en.wikipedia.org/wiki/3D_projection
Zarys metodologii dwu i trójwymiarowych 2D i 3D modelowań parametrycznych
http://www.geol.agh.edu.pl/~papiern/www/4_rodzial-4n2010_e.pdf
Oszczędzę sobie i czytelnikom dalszego drążenia tego tematu. Wspomnę tylko, że ze względu na konieczność użycia szablonu do analiz zdjęć satelitarnych, gdzie dach budy był elementem służącym do dowiązania szablonu, w trakcie prac obliczeniowych przyjęto, że płaszczyzną na którą będą rzutowane poszczególe punkty będzie płaszczyzna, przechodząca przez górne narożniki budy. Z tego też powodu, gdy w trakcie wystąpienia w sejmie prelegent uwzględniał uwagi M.Dąbrowskiego o ewentualnie inny kąt wykonania nalot paralotniarza, przesunięcie miejsca przełamania pochyłej brzozy było mniejsze niż gdyby miało dotyczyć miejsca posadowienia brzozy.
Ktokolwiek próbuje na podstawie jednego zdjęcia dokonać zwymiarowania poszczególnych punktów trójwymiarowego obrazu popełnia szkolny błąd. Popularna w pewnych kręgach postawa wyrażona została odpowiedzią Alberta Einsteina na pytanie: w jaki sposób pojawiają się odkrycia, które przeobrażają świat.
„Bardzo prosto. Wszyscy wiedzą, że czegoś zrobić nie można. Ale przypadkowo znajduje się jakiś nieuk, który tego nie wie. I on właśnie robi odkrycie.”
Patrząc na skład osobowy laureatów nagrody Nobla szanase na odkrycia i splendory bez pracy, wiedzy i pracy są znikome.
Zespół profesora Cieszewskiego przed rozpoczęciem II Konferencji Smoleńskiej przedstawił ten referat na konferencji w Louizjanie, komplet materiałów został przekazany do publikacji i autor będzie podejmował działania by maksymalnie skrócić okres oczekiwania.
------------------ dodane 3.11.2013 -------------------------------
Osoby, które zechciały skomentować notkę pominęły całkowicie jej tematykę ograniczając się w zasadzie do propagowania rozwiązania, by za pomocą pojedynczego zdjęcia, po wykreśleniu kilku linii wskazać własne miejsce złamania brzozy, nazwę je FP. W formie uzupełnienia notki odniosę się do odmiennych ustaleń, zakładając dobrą wolę obu stron, które określiły miejsce położenia brzozy wg. własnych szablonów.
1. Zespół CC- naukowcy, którzy ryzykują swój autorytet w razie błędu, choćby zmiana składu zespołu potwierdza słowa CC o poważnym podejściu do tematu. Specjaliści od teledetekcji obrabiają zdjęcie z 12.04, z własnego doświadczenia wiedzą jakie mówiąc w uproszczeniu piksele powinni odnaleźć na zdjęciu. Opracowują szablon i weryfikują go na zdjęciach z różnych dni wskazywana jest pikselizacja zgodna z założeniami. Jeśli popełnili błąd przy tworzeniu szablonu to skutkiem będzie jedna z trzech okoliczności:
a/ nieprawdopodobny przypadek
b/ nie znają się na teledetekcji drzew oczekując niewłaściwego rozłożenia pikseli
c/ oszuści, pytanie czy za pieniądze czy z przyjaźni do kolegi
2. Ford P oglądając zdjęcia wskazuje obszar na zdjęciu satelitarnym, który wygląda identycznie na wszystkich zdjęciach z 2013 roku. Weryfikacja-
a/ nie zostało przeprowadzone porównanie powierzchni ze zdjęcia z wielkością konaru
b/ nie zostało wskazane miejsce przełamania, które w widoku z góry (wg. komisji ok 40cm) jest największym elementem
c/ jeśli miejsce wskazane przez CC obrazuje worki ze śmieciami, znajdującymi się po lewej stronie brzozy, to należy wskazać na zdjęciu satelitarnym worki ze śmieciami, które znajdowały siępo prawej strony brzozy, gdyż one również muszą być widoczne.
d/ sprawdzenie jak na zdjęciach satelitarnych wygląda miejsce wskazane jako przedstawiające złamany konar, zwłaszcza dotyczy to dnia 26.01, o czym więcej w punkcie 3
3. Podczas drugiego wystąpienia w sejmie CC podjął się weryfikacji tego obszaru wskazywanego przez FP. Na zdjęciu z 26.01, gdzie co oczywiste brzoza nie była złamana, korony drzew zasłaniały wszystkie elementy na ziemi. Mimo obecności śniegu na otwartej przestrzeni przed budą widoczna była struktura przypominająca do złudzenia figurę wskazywaną przez FP jako złamany konar. Obszar ten został zaznaczony, dołączony do wzorcowego szablonu, następnie jako podkład użyte zostało zdjęcie z 12.04 (przypomnę tego rodzaju oprogramowanie wymaga skalibrowania zdjęć satelitarnych stosowanych jako podkład do analiz). Zaznaczony na zdjęciu z 26.01 obszar pokrywał się z identycznie wyglądającym obszarem na zdjęciu z 12.04. Wniosek może być tylko jeden- jeśli w swych analizach na mapach wykonanych po katastrofie miejsce wyliczone w szablonie FP idealnie wskazuje na miejsce położenia przełamanej brzozy to znaczy że już 26.01 ta brzoza była złamana.
Weryfikacja ta zrobiona została na żywo, dowodząc umiejętności posługiwania się swymi narzędziami, wyświetlony był cały czas szablon CC z zaznaczony miejscem położenia budy, która przy zamianie miejscami zdjęć satelitarnych umieszczona była wewnątrz szablonu, potwierdzając poprawność kalibracji zdjęć.
4. Zwolennicy FP skoro już wskazali swoje miejsce zalegania brzozy, zamiast wyszukiwać kolejne zdjęcia Amielina powinni przejść do etapu weryfikacji swych obliczeń innymi metodami. Jedną z nich będzie odpowiedź na pytanie, jaka forma terenowa widoczna jest na zdjęciu satelitarnym z 26.06, której położenie CC określił jako identyczne z do tej pory wskazywanym. Biorąc pod uwagę, że zwolennicy FP dostrzegają złamaną pojedynczą brzozę na zdjęciu satelitarnym za pomocą jedynie własnego wzroku, czego nie podjęli się uczynić utytułowani specjaliści, bez problemu powinni znaleźć odpowiedz.
Jak do tej pory w powodzi komentarzy, zdjęć, argumentacji, nie natknąłem się na jakąkolwiek próbę weryfikacji opartą o inne kryteria. Jeśli już autorzy komentarzy uznają za zasadne pisanie nie na temat to niech czynią to z pożytkiem dla własnej hipotezy.
3190
BLOG
Komentarze