การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงคืออะไรและฉันจะทำการวิเคราะห์เช่นนั้นด้วยเครื่องมือโอเพนซอร์สได้อย่างไร

จากหน้าวิกิพีเดีย :

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงสำหรับ GIS (ระบบข้อมูลทางภูมิศาสตร์) เป็นกระบวนการที่วัดว่าคุณลักษณะของพื้นที่เฉพาะมีการเปลี่ยนแปลงระหว่างสองช่วงเวลาหรือมากกว่านั้น การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงมักเกี่ยวข้องกับการเปรียบเทียบภาพถ่ายทางอากาศหรือภาพถ่ายดาวเทียมของพื้นที่ที่ถ่ายในเวลาที่ต่างกัน กระบวนการนี้มักเกี่ยวข้องกับการตรวจสอบด้านสิ่งแวดล้อมการจัดการทรัพยากรธรรมชาติหรือการวัดการพัฒนาเมือง

การเปรียบเทียบทำได้อย่างไร? ด้วยเครื่องมืออะไร ฉันรู้สึกว่าคำอธิบายไม่สมบูรณ์ หรือบางอย่างขาดหายไป

ฉันจะหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงได้ที่ไหนหรือหนังสือเล่มใด

ฉันควรใช้เครื่องมือใดในการวิเคราะห์เช่นนี้โดยใช้ข้อมูลใน Shapefile (กรุณาโอเพ่นซอร์สเท่านั้น)

แก้ไข

เอกสารบางส่วนเกี่ยวกับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลง (ทฤษฎีและเทคนิค)

เปลี่ยนเทคนิคการตรวจจับ (D. LU, E. BRONDI, ZIO และ E. MORAN, 2004, pdf)

การตรวจหาการเปลี่ยนแปลงแนวโน้มในอนุกรมเวลา NDVI: ผลของความแปรปรวนและวิธีการระหว่างปี Forkel, M. , Carvalhais, N. , Verbesselt, J. , Mahecha, MD, Neigh, C. , Reichstein, M. (2013) การสำรวจระยะไกล 5 (2013) 5 - ISSN 2072-4292 - หน้า 2113 - 2144

การเปลี่ยนแปลงของแนวโน้มกิจกรรมพืชพรรณทั่วโลก Jong, R. de, Verbesselt, J. , Zeileis, A. , Schaepman, ME (2013) การสำรวจระยะไกล 5 (2013) 3 - ISSN 2072-4292 - หน้า 1117 - 1133

ความสัมพันธ์ระหว่างน้ำแข็งทะเลฤดูร้อนที่ลดลงอุณหภูมิที่เพิ่มขึ้นและพืชพันธุ์ที่เปลี่ยนแปลงในทุ่งทุนดราไซบีเรียจากอนุกรมเวลา MODIS (2000–11) Dutrieux, LP, Bartholomeus, HM, Herold, M. , Verbesselt, J. (2012) จดหมายวิจัยสิ่งแวดล้อม (2012) 4 - ISSN 1748-9326 - หน้า 12

ใกล้การตรวจจับการรบกวนแบบเรียลไทม์โดยใช้อนุกรมเวลาของภาพถ่ายดาวเทียม Verbesselt, JP, Zeileis, A. , Herold, M. (2012) การสำรวจระยะไกลของสภาพแวดล้อม 123 (2012) - ISSN 0034-4257 - หน้า 98 - 108. การเปลี่ยนแปลงแนวโน้มในการเป็นสีเขียวและการเกิดสีน้ำตาลทั่วโลก: การมีส่วนร่วมของแนวโน้มระยะสั้นเพื่อการเปลี่ยนแปลงในระยะยาว Jong, R. de, Verbesselt, J. , Schaepman, ME, Bruin, S. de (2012) ชีววิทยาการเปลี่ยนแปลงระดับโลก 18 (2012) 2 - ISSN 1354-1013 - หน้า 642 - 655

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลง Phenological ในขณะที่บัญชีสำหรับแนวโน้มอย่างฉับพลันและค่อยเป็นค่อยไปในอนุกรมเวลาภาพดาวเทียม Verbesselt, J. , Hyndman, R. , Zeileis, A. , Culvenor, D. (2010) การสำรวจระยะไกลของสภาพแวดล้อม 114 (2010) 12 - ISSN 0034-4257 - หน้า 2970 - 2980

การตรวจจับแนวโน้มและการเปลี่ยนแปลงตามฤดูกาลในอนุกรมเวลาของภาพดาวเทียม Verbesselt, J. , Hyndman, R. , Newnham, G. , Culvenor, D. (2010) การสำรวจระยะไกลของสภาพแวดล้อม 114 (2010) 1 - ISSN 0034-4257 - หน้า 106 - 115

(ฉันจะเพิ่มมากขึ้นในอนาคตเพราะหากฉันค้นพบเอกสารที่มีชื่อเสียงมากขึ้น)

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเป็นการดำเนินการทั่วไป / โมดูลในแพ็คเกจการสำรวจระยะไกลเช่น ENVI หรือกล่องเครื่องมือ Orfeo มันมักจะเกี่ยวข้องกับข้อมูลแรสเตอร์ (เช่นภาพถ่ายจากดาวเทียม)

การเปรียบเทียบทำได้อย่างไร? ด้วยเครื่องมืออะไร ฉันรู้สึกว่าคำอธิบายไม่สมบูรณ์ หรือบางอย่างขาดหายไป

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงนั้นกระทำโดยการเปรียบเทียบภาพแรสเตอร์สองภาพที่ถ่ายในเวลาต่างกัน แต่ครอบคลุมพื้นที่เดียวกัน เมื่อภาพครอบคลุมพื้นที่เดียวกันภาพต่างๆจึงซ้อนทับกัน ลองนึกภาพสองกริดที่ซ้อนทับกัน

ดังนั้นจึงเป็นเรื่องของการเปรียบเทียบว่าค่าของพิกเซลในแรสเตอร์ใหม่นั้นเหมือนกับค่าของพิกเซลในแรสเตอร์เก่าหรือไม่ พิกเซลที่มีการเปลี่ยนแปลงจะถูกทำเครื่องหมายไว้ โดยทั่วไปแล้วเอาต์พุตจะเป็นภาพแรสเตอร์ที่ครอบคลุมส่วนขยายเดียวกันกับภาพสองภาพที่มีการเน้นพื้นที่ที่เปลี่ยนแปลง มันเป็นหลักสูตรที่ทำให้เข้าใจง่าย แต่คุณเข้าใจแล้ว :)

ฉันจะหาข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงได้ที่ไหนหรือหนังสือเล่มใด

คุณสามารถเริ่มต้นด้วยเอกสารเหล่านี้

• ทบทวนบทความเทคนิคการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงแบบดิจิตอลโดยใช้ข้อมูลจากระยะไกล
• สถานะของการเปลี่ยนแปลงการตรวจสอบใน GIS
• การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงทำงานอย่างไร

ฉันควรใช้เครื่องมือใดในการวิเคราะห์เช่นนี้โดยใช้ข้อมูลใน Shapefile (กรุณาโอเพ่นซอร์สเท่านั้น)

คุณสามารถลองOpticks แต่ก็มีปลั๊กอินการตรวจสอบการเปลี่ยนแปลง

ตรวจสอบ DTclassifier ที่นี่ซึ่งคุณสามารถใช้กับ QGIS

DTclassifier มีอินเตอร์เฟสที่ใช้งานง่ายสำหรับการจำแนกประเภทแรสเตอร์และการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงโดยใช้แผนภูมิการตัดสินใจ

คุณสมบัติปลั๊กอิน:

• วิธีการแบบบูรณาการ - ดำเนินการทั้งหมดรวมถึงการรวบรวมข้อมูลการฝึกอบรมการสร้างต้นไม้และการจัดหมวดหมู่ใน QGIS
• ตัวอย่างแรกของการใช้ไลบรารีการมองเห็นคอมพิวเตอร์ OpenCV ใน QGIS
• การใช้อัลกอริทึมการจำแนกแบบไม่อิงพารามิเตอร์ - ต้นไม้การตัดสินใจ

คุณสามารถค้นหากวดวิชาที่นี่

นอกจากนี้คุณสามารถดูได้ที่โพสต์นี้ที่นี่การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของเอนโทรปี

ฉันหวังว่ามันจะช่วยคุณ ...

ฉันไม่คิดว่าคุณจะพบเครื่องมือมากมายสำหรับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในข้อมูลเวกเตอร์ (เช่น shapefiles) เพราะมันเป็นปัญหาเล็ก ๆ น้อย ๆ - เพียงแค่เดินจุดและบอกฉันว่ามันเหมือนกันหรือไม่

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเป็นเรื่องปกติมากขึ้นสำหรับภาพแรสเตอร์ (เช่นภาพ SAR หรือภาพ Visual / IR) ซึ่งปัญหากำลังตรวจจับสิ่งที่เปลี่ยนจากดาวเทียมผ่านหนึ่งไปยังอีกดาวเทียมถัดไปหรือจากเครื่องบินลำหนึ่งไปเป็นแสงถัดไปหรือ "ก่อนและหลัง "บนไซต์ที่ประสบกับภัยธรรมชาติ

สำหรับภาพ raster ตัวเลือกหนึ่งในแหล่งที่มาของชุดเครื่องมือเปิดออร์เฟโอ Toolbox

เปลี่ยนการตรวจจับ

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในระเบียบวินัยการรับรู้จากระยะไกลเป็นกระบวนการวิเคราะห์ที่มีวัตถุประสงค์เพื่อตรวจจับการเปลี่ยนแปลงในช่วงเวลาและพื้นที่ว่างของพื้นที่คลุมดินหรือ / และการใช้ประโยชน์ที่ดิน

PCA เป็นเทคนิคการตรวจจับการเปลี่ยนแปลง

หนึ่งในวิธีการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงที่พบมากที่สุดและประสบความสำเร็จคือการประยุกต์ใช้การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) กับข้อมูลหลายมิติแบบสองมิติหรือหลายมิติ (Lu et al., 2003)

PCA คืออะไร

การวิเคราะห์องค์ประกอบหลัก (PCA) เป็นอัลกอริทึมการแปลงเชิงเส้นหลายมิติ มันสร้างชุดข้อมูลหลายตัวแปรใหม่ในลักษณะที่ตัวแปรแรกที่เรียกว่าส่วนประกอบหลัก (PC) ประกอบด้วยความแปรปรวนของข้อมูลส่วนใหญ่ ดังนั้น PCA จึงให้ศักยภาพในการอธิบายหรือแสดงชุดข้อมูลหลายมิติที่เชื่อถือได้โดยใช้มิติที่น้อยกว่าชุดข้อมูลที่ประกอบด้วยชุดข้อมูลเริ่มต้น (Jolliffe, 2002)

มันทำงานยังไง?

PCA เปลี่ยนเส้นทางความแปรปรวนสูงสุดของชุดข้อมูลดั้งเดิมซึ่งส่วนใหญ่คล้ายกับลักษณะภูมิประเทศที่ไม่เปลี่ยนแปลงในองค์ประกอบแรก เป็นความรับผิดชอบของผู้ใช้ในการแยกการเปลี่ยนแปลงโดยใช้การประมวลผลภาพดิจิตอลขั้นสูงเช่นการจำแนกภาพ (การแบ่งส่วนและ)

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงบนพื้นฐาน PCA โดยใช้ (G) FOSS

PCA ใช้งานในGRASS-GIS ( โมดูลi.pca ), ฟังก์ชั่นR ( princomp ()และprcomp () ), OrfeoToolbox , SAGA-GISและแอปพลิเคชันโอเพ่นซอร์สฟรี

ตัวอย่างการทำงานในเชิงลึกซึ่งส่วนใหญ่ของข้อความข้างต้นได้รับการสกัดแสดงให้เห็นถึงวิธีการทำแผนที่พื้นที่เผาซึ่งเป็นหลักการวิเคราะห์ตรวจจับการเปลี่ยนแปลง - ขึ้นอยู่กับ PCA และ GFOSS โปรดอ้างอิงงานนี้สำหรับรายการอ้างอิงที่ครอบคลุมตามหัวข้อ

เกี่ยวกับการใช้หญ้าระบบสารสนเทศภูมิศาสตร์และ R เพื่อดำเนินการ PCA ที่มีเฉพาะหญ้าวิกิพีเดียหน้าหัวข้อหลักวิเคราะห์ส่วนประกอบ

อ้างอิง

Jolliffe, IT (2002) วิเคราะห์องค์ประกอบหลัก Springer, 2nd edition 28 ภาพประกอบ

Lu, D. , Mausel, P. , Brondizio, E. และ Moran, E. (2003) เปลี่ยนเทคนิคการตรวจจับ วารสารระหว่างประเทศของการสำรวจระยะไกล , 25 (12): 2365

GIS โอเพ่นซอร์สและแพ็คเกจการรับรู้จากระยะไกลเครื่องมือการวิเคราะห์เชิงพื้นที่ Whitebox ( http://www.uoguelph.ca/~hydrogeo/Whitebox/ ) มีเครื่องมือมากมายสำหรับการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงของภาพ ซึ่งรวมถึงเครื่องมือสำหรับเปลี่ยนการวิเคราะห์เวกเตอร์การผสมข้ามการถดถอยการวิเคราะห์องค์ประกอบหลักและการดำเนินการแทรกหน่วยความจำฟังก์ชั่นการเขียน ฉันอาจจะลำเอียงเป็นผู้พัฒนาซอฟต์แวร์ แต่ฉันมักจะสอนการตรวจจับการเปลี่ยนแปลงให้กับนักศึกษาระดับปริญญาตรีที่ใช้ Whitebox และประสบการณ์ของฉันได้รับว่ามันเป็นซอฟต์แวร์ที่ใช้งานง่ายและใช้งานง่ายสำหรับการวิเคราะห์ประเภทนี้

การตรวจจับการเปลี่ยนแปลงเป็นการศึกษาที่เข้มข้นมากเมื่อคุณทำงานเพื่อการพัฒนาเมืองการจัดการภูมิทัศน์หรือการกระจายตัวของป่า ... เพื่อจุดประสงค์ดังกล่าวซึ่งต้องการผลลัพธ์ที่แม่นยำมากคุณควรไปจำแนกประเภทของพื้นที่ตั้งแต่อดีตจนถึงปัจจุบันแล้วทำงานกับสิ่งเหล่านั้น ข้อมูลเวกเตอร์สำหรับการศึกษาการตรวจจับการเปลี่ยนแปลง