Метод регистрации изменения ландшафта разработали в Гейдельберге
Метод анализа геопространственных данных (3DGeo), который поможет улучшить понимание процессов, формирующих поверхность Земли, разработали в Гейдельбергском университете, 15 февраля сообщает SPRS Journal of Photogrammetry and Remote Sensing.
Поверхность Земли подвержена постоянным изменениям, которые динамично формируют природные ландшафты. Глобальные явления, такие как изменение климата, играют определенную роль в этих процессах, как и краткосрочные локальные события природного или техногенного происхождения.
В отличие от обычных методов, в которых обычно сравниваются два снимка рельефа, гейдельбергский подход позволяет определить автоматически и в течение длительного периода времени, когда и где происходят изменения поверхности, и какой тип процессов их вызывает.
«Наблюдая всю историю изменений поверхности, наш компьютерный метод позволяет использовать более гибкие подходы. В отличие от предыдущих методов, нам больше не нужно указывать, какие отдельные процессы изменений мы хотим обнаружить или какие моменты времени должен включать анализ. Вместо этого области и целые периоды времени, в течение которых происходят подобные изменения, идентифицируются полностью автоматически. Огромные трехмерные наборы данных автоматических лазерных измерений ландшафта, таким образом, выявляют различные типы изменений, которые не дает прямое сравнение только двух точек», — утверждает профессор Бернхард Хефле.
Методика подразумевает наземное лазерное сканирование (TLS) для измерения горных и прибрежных ландшафтов. В результате генерируются трехмерные модели ландшафта, представленные в виде миллиардов точек измерения в так называемых трехмерных точечных облаках.
Измерительные системы устанавливаются на месте и фиксируют местность через короткие регулярные промежутки времени в течение нескольких месяцев, генерируя трехмерные временные ряды. Эти 3-D временные ряды содержат как временные, так и пространственные данные, т. е. они отражают четырех-координатные свойства поверхностных изменений, которые затем могут быть рассмотрены как в замедленном видео.
«Пространственно-временная сегментация позволяет нам детально различать различные явления, которые обычные методы обнаруживают как одно событие, а иногда и вовсе не обнаруживают», — утверждает Катарина Андерс, участник исследований.
Метод был применен к трехмерному временному ряду участка побережья Нидерландов. Он сформирован в результате почасовых измерений в течение пяти месяцев.
Анализ данных за весь период наблюдений выявил более 2000 изменений, представляющих собой временное накопление или эрозию песка в разных местах с различной величиной и в разные периоды времени. В этом случае динамический перенос песка, регистрируемый измерительной системой, был вызван сложным взаимодействием ветра, волн и антропогенного влияния.
Это выглядело, как будто несколько грузовиков песка были вывезены с площади 100 квадратных метров в течение четырех недель. Несмотря на то, что в этот период не наблюдалось крупных штормовых событий.
Результаты такого анализа служат основой для дальнейшего изучения конкретных явлений или лежащих в их основе процессов. В то же время полученная информация о динамической эволюции поверхностей открывает новые возможности для параметризации и, следовательно, адаптации компьютерных моделей окружающей среды.
