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Big Data y Automatización para
Procesamiento y Análisis de
Imágenes GeoespacialesNoviembre 1 / 2017
Buenos Aires, Argentina
Freddy Paya
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Agenda• PCI Geomatics
• Automatización de flujos para procesamiento y
análisis
• Procesamiento de altos volúmenes de imágenes
• Aplicaciones y casos de estudio
• Conclusiones
2
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30,000 +Licencias
instaladas en el mundo
Presencia en más de 150 países.
más de 50 distribuidoresautorizados.
Centros de investigación y oficinas de ventas en Canadá, Estados Unidos, y China.
CompañíaPrivada
35 años en la industriaCon sede en Toronto, Canadá.
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Que hace PCI Geomatics?
PCI Geomatics crea productos de software,
plataformas y sistemas para clientes globales que requieren resultados
automatizados y de alto rendimiento, o un análisis y producción precisa de datos
de información en geo-imágenes imágenes
Copyright © 2014 PCI Geomatics
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Información de Agricultura
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Información de elevación
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Información forestal
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Información de ciudades en 3D
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Información marítima
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Aplicaciones e industrias
12
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ZeolitesZeolites
CalciteCalcite
AluniteAlunite
KaoliniteKaolinite
Illite/Illite/MuscoviteMuscovite
BuddingtoniteBuddingtonite
UnclassifiedUnclassified
ZeolitesZeolites
CalciteCalcite
AluniteAlunite
KaoliniteKaolinite
Illite/Illite/MuscoviteMuscovite
BuddingtoniteBuddingtonite
UnclassifiedUnclassified
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Flexible, Soluciones Escalables
Desktop Remote Sensing and
Ortho-mosaicking Software Suite
Workflow Automation
High Volume Production
SC
AL
AB
LE
|
F
LE
XIB
LE
OPERATIONAL EFFICIENCY
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Automatización de flujos de
trabajo para extracción de
información
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Plataforma de Geomatica
Private and Confidential
15
Desarrolle flujos
automáticos y
semi-automatics
Resuelva
problemas de
sus clientes
Utilize el
lenguaje de
Python
Miles de algoritmos,
métodos, y atributos
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Problema Solución
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Medición automática de productividad
DEM Extraction
Ingest Datasets
Cacl Diff DSM
Extract Stockpiles
Calc Volume
Map
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18Private and Confidential
Medición automática de productividad
DEM Extraction
Ingest Datasets
Cacl Diff DSM
Extract Stockpiles
Calc Volume
Map
DSM 2009 DSM 2011
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Medición automática de productividad
DEM Extraction
Ingest Datasets
Cacl Diff DSM
Extract Stockpiles
Calc Volume
Map
Difference ImageDSM 2009DSM 2011
=-New Stockpiles
Removed Stockpiles
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20Private and Confidential
Medición automática de productividad
DEM Extraction
Ingest Datasets
Cacl Diff DSM
Extract Stockpiles
Calc Volume
Map
New Stockpiles
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21Private and Confidential
Medición automática de productividad
DEM Extraction
Ingest Datasets
Cacl Diff DSM
Extract Stockpiles
Calc Volume
Map
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22Private and Confidential
Medición automática de productividad
DEM Extraction
Ingest Datasets
Cacl Diff DSM
Extract Stockpiles
Calc Volume
Map
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Aplicación automática para monitoreo de
productividad en mina a cielo abierto
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Desarrollo de flujos automáticos
para procesamiento y análisis
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Flujo de trabajo automático - Agricultura de
precisión
• Procesamiento automático basado en area de
interés
– API buscar imágenes basadas en un criterio
• Ubicación, cobertura de nubes, intervalo de fechas
– Flujo de trabajo automatizado de PCI:
• Descargar imágenes, corrección atmosférica, co-registrar,
calcular índices de vegetación.
– Enviar datos al usuario final (FTP, cloud S3 bucket)
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Soporte de imágenes satelitales en
GeomaticaSensores utilizados en este
APISentinel-2
PlanetScope
RapidEye
• PCI Soporta 60+ sensores ópticos de satélite• Soporte típicamente incluye:
• Carga directa de datos • Ortorectificación • Pansharpening • Extracción de DEM • Corrección atmosférica
http://www.pcigeomatics.com/resources/geomatica/sensor-support
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Demostración
http://geojson.io
Ejecutar
“ag_workflow.py”
Imágenes crudasDoves
RapidEye
Sentinel-2
ProcesamientoCorrección atmosférica
Alineamiento
Índices de Vegetación
{
{{Plataforma satelital
{Resultados
Estadísticas
Mapas
Indices
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Chabas, Argentina (33.1S, 61.4W)
Source: http://www.soybeansandcorn.com/Argentina-Crop-Cycles
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Rangos de banda espectral
-0.2
0
0.2
0.4
0.6
0.8
1
1.2
0 200 400 600 800 1000 1200
All Bands (S2, PS, RE)
Blue S2 Blue PS Blue RE Green S2 Green PS Green RE
Red S2 Red PS Red RE NIR S2 NIR PS NIR RE
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Métodos de calibración “ Cross Sensor”
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Análisis de productividad – base de
referencia
• Pico en el trigo / haba de soja temprana
• Cálculo del NDVI por fechas
– Nov 15 – Enero 15 (2012-2017)
• Datos normalizados basados en coeficientes de
regresión
• Calcular los valores promedio de NDVI por
campo
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NDVI 2012-2017 (Nov 15-Enero 15)
Análisis de línea de
base
- NDVI basado en el
tiempo
- Mapa espacial que
muestra las
variaciones de
producción
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Evaluación de Referencia -
PromedioAnálisis de línea de
base
- Monitor del NDVI de
datos basados en el
tiempo (gráfico
temporal)
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Zonas de GestiónMétodos:
- Calcular el NDVI promedio
- Nov 15 – Enero 15
- Segmentación
- Clasificación basada en reglas
- 5 clases de NDVI / Zona:
- Zona 1 - 0.1- 0.26
- Zona 2 - 0.26-0.36
- Zona 3 - 0.36-0.46
- Zona 4 - 0.46-0.56
- Zona 5 - 0.56-0.66
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Zonas de GestiónMétodos:
- Calcular el NDVI promedio
- Nov 15 – Enero 15
- Segmentación
- Clasificación basada en reglas
- 5 clases de NDVI / Zona:
- Zona 1 - 0.1- 0.26
- Zona 2 - 0.26-0.36
- Zona 3 - 0.36-0.46
- Zona 4 - 0.46-0.56
- Zona 5 - 0.56-0.66
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Monitoreo durante la temporada
2012-2017 Promedio 60 días
Dic 20/2016información diaria
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Planificación de la cosecha
Índice de reflectancia de senescencia de
plantas.PSRI = (R-G)/NIR
Incremento del
PSRI
Dic 11 // Dic 01
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Procesamiento de altos
volúmenes de imágenes
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Arquitectura de Procesamiento Avanzado
1) Graphical Processing Unit GPU
4) Procesamiento en paralelo
3) Distributed Processing
CPU GPU
2) Procesamiento multi-núcleo
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GXL vs. Geomatica
More automation fewer operators Analysis/Research/Info Extraction
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GXL Module and Workflow Library
Flujos de trabajo – Integracion/Flexibilidad
Combine any GXL module together to build custom on-the-fly workflows
IngestGCP
CollectionBundle
AdjustmentOrtho Accuracy Report
Mosaic Prep
Mosaic Gen
Pan sharpenDEM
ExtractionMore…
Data Transform
Haze Removal
IngestHaze
RemovalGCP
CollectionMore…
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Proyectos a mediana escala
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Procesamiento imágenes historicas
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Generacion de MDE
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Generacion de ortomosaico
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Proyectos a gran escala
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Orthos
Select Best Images
Prepare Masks, Reference & Image
Enhancements
Mosaic Preparation
Replace Bad Imagery
Better Images Require
d
Mosaic Generation
Mosaic Prep Update
Post Mosaic Work
Interactive Mosaic Editing
Yes
No
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Generacion de mosaico de país
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Extracción automática de lineas
costales de un país
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Aplicaciones y Casos de Estudio
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Defensa e Inteligencia
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Burn
Scar
Burn
Scar
Burn
Scar Burn
Scar
Burn Scar
Active
Fires
Ambiental
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MonitoreoIncendiosForestales
Estimación de biomasa
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Agricultura
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Day of Year
NDVI Growth Profiles
NDVI 2009
NDVI 2010
NDVI 2011
NDVI 2012
NDVI 2013
NDVI 2014
NDVI 2015
Agricultura de precision
Monitoreo de cultivos y Predicción de cosecha
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Minería
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Calculo de volúmenes y productividad
Análisis espectral de minerales Interferometria y mapas de deformación
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Gas y Petróleo
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Derrames petroleros ExploraciónExtracción de lineamentos
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Urbana y Topografía
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Generacion de MDE’s
Cartografía automática
Analisis de visibilidad
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New SGM DEM Extraction3D Fly! - Pleiades 1.5 m DSM (2 x GSD) – Alps, Europe
Private & Confidential
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Conclusiones▪ 35 años en la industria geoespacial con gran experiencia
en teledetección, fotogrametría, y observación de la
tierra
▪ Soluciones integrales que ofrecen automatización y
flexibilidad para la creación de aplicaciones
personalizadas
▪ Escalabilidad para producción a gran escala con altos
volúmenes
▪ Mas de 550 flujos y algoritmos para procesamiento y
análisis de datos geoespaciales