recent remote sensing projects image2000 (2001) corine land cover 2000 (2002 – 2004) eurosion...

Recent Remote Sensing Projects Recent Remote Sensing Projects

IMAGE2000 (2001)IMAGE2000 (2001)CORINE Land Cover 2000 (2002 – 2004)CORINE Land Cover 2000 (2002 – 2004)

EUROSION (2003)EUROSION (2003)

Dr. Anton Stoimenov, Dr. Anton Stoimenov,

Head RS&GIS Department,Head RS&GIS Department,

Space Research InstituteSpace Research InstituteSofia, 27.10.2004Sofia, 27.10.2004

IMAGE 2000IMAGE 2000

Orthorectification of 13 Landsat 7 ETM+ Orthorectification of 13 Landsat 7 ETM+ scenes over Bulgariascenes over Bulgaria

Anton Stoimenov, Ventseslav Dimitrov, Nikolina Pelova,– Anton Stoimenov, Ventseslav Dimitrov, Nikolina Pelova,– Space Research Institute, Remote Sensing & GIS DepartmentSpace Research Institute, Remote Sensing & GIS Department

Rumiana Vatseva – Institute of GeographyRumiana Vatseva – Institute of Geography

ИЗБОР НА ЗЕМНИ КОНТРОЛНИ ТОЧКИ ИЗБОР НА ЗЕМНИ КОНТРОЛНИ ТОЧКИ ВВ ПАНХРОМАТИЧНИ ИЗОБРАЖЕНИЯ НАПАНХРОМАТИЧНИ ИЗОБРАЖЕНИЯ НА

LandsatLandsat 7 ЕТМ+ 7 ЕТМ+

Входни данни: 1133 стандартни стандартни Landsat 7 ETMLandsat 7 ETM+ сцени+ сцени ( (1122 са заснети са заснети

през 2000 г. и една през 2001 г.през 2000 г. и една през 2001 г.) ) – ниво 1– ниво 1GG, носител , носител CD-RCD-R,, панхроматичпанхроматиченен канал канал с с размер на пиксела 15 размер на пиксела 15 mm;;

ТТопографски карти М 1: 25 000опографски карти М 1: 25 000 и 1:100 000; и 1:100 000;

Използван специализиран софтуер и хардуер:Използван специализиран софтуер и хардуер:

ССофтуер за обработка на аеро- и спътникови офтуер за обработка на аеро- и спътникови изображения и ГИС на канадската фирма изображения и ГИС на канадската фирма PCI PCI GeomaticsGeomatics 8.28.2 - - продуктите продуктите OrthoEngineOrthoEngine и и FOFOССUSUS;;

ССтандартна перифериятандартна периферия,, дигитайзер А0 дигитайзер А0 oce 6815oce 6815 и и скенер НР скенер НР Scanjet 2200cScanjet 2200c..

ЗКТ в мащаба на изображение 181/31 ЗКТ в мащаба на изображение 181/31

Увеличение на ЗКТ в изображението и картатаУвеличение на ЗКТ в изображението и картата

Резултати и изводиРезултати и изводи

В обработените В обработените 1313 сцени са избрани общо сцени са избрани общо 352352 ЗКТ, ЗКТ, като 102 от тях са общи за две или повече сцени.като 102 от тях са общи за две или повече сцени.

Надморската височина на избраните точки е в Надморската височина на избраните точки е в интервала от 1 m (Мандренско езеро) до 2200 m интервала от 1 m (Мандренско езеро) до 2200 m (Долно Рибно езеро – Рила).(Долно Рибно езеро – Рила).

Само Само дведве ЗКТ са с естествен произход (оттокът от ЗКТ са с естествен произход (оттокът от Долно Рибно езеро, водослив на реки в Източни Долно Рибно езеро, водослив на реки в Източни Родопи).Родопи).

Постигнатите точности (по модела) за повечето точки Постигнатите точности (по модела) за повечето точки са подпикселни. Най-голямата средноквадратична са подпикселни. Най-голямата средноквадратична грешка на ЗКТ е 2.58 пиксела, а най-малката 0.36 грешка на ЗКТ е 2.58 пиксела, а най-малката 0.36 пиксела. Средната грешка за всички изображения е пиксела. Средната грешка за всички изображения е под 1 пиксел.под 1 пиксел.

CORINE Land Cover 2000 ProjectCORINE Land Cover 2000 Project

Anton Stoimenov, Ventseslav Dimitrov, Nikolina Pelova,Anton Stoimenov, Ventseslav Dimitrov, Nikolina Pelova,Nevena Borisova, Milena Danailova – Nevena Borisova, Milena Danailova –

Space Research Institute, Remote Sensing & GIS SectionSpace Research Institute, Remote Sensing & GIS Section

Rumiana Vatseva – Institute of GeographyRumiana Vatseva – Institute of GeographyYoulin TepelievYoulin Tepeliev – – University of Forestry University of Forestry

AIMS, PRODUCTSAIMS, PRODUCTS

National CLC2000 geometric accuracy: better than 100 meter

thematic reliability: better than 85 %

National CLC changes between 1990 and 2000 Revising national CLC90 National metadata (per working unit)

CONSISTENCY

To ensure consistency between the three databases, the following condition have to be fulfilled:

CLC2000 = CLC90rev - CLC changes

(where “-" means intersect)

USES OF THE RESULTS AT EUROPEAN LEVELUSES OF THE RESULTS AT EUROPEAN LEVEL

Assessing impacts of policy against regional development perspectives, spatial planning (DG-REGIO, DG-ENL)

Assessing impacts of agriculture policies on the environment (DG-AGRI, DG-ENL)

New strategy on integrated coastal zone management (DG-ENV, DG-ENL)

Implementation of biodiversity conventions, habitatats and protected sites (DG-ENV, DG-ENL)

Integrated watershed analysis (DG-ENV, DG-ENL) Assessment of air emission and air quality

measures (DG-ENV, DG-ENL) Strategic environmental assessment of trans-

European transport networks TERM (DG-TREN, DG-ENV, DG-ENL)

GENERALISED WORKFLOWGENERALISED WORKFLOW

Preprocessing

Internal QC/QA

External verification (EAA Technical Team)

Field checking, self-verification (interpreters)

Photointerpretation (interpreters)

Validation (interpreters and central)

Data integration (Datecs Ltd.)

Изследване точността на база данни Изследване точността на база данни IMAGEIMAGE 90 90(преди корекция на систематичните грешки)(преди корекция на систематичните грешки)

Точка № Общо несъвпадение (m)Линейно несъвпадение (m)

∆X ∆У

Зона К-9 RMSо = 84,07 m, RMSх = 47,39 m, RMSу = 23,63 m.

G0001 124, 72 110, 56 -57,70

G0006 94, 29 -77, 22 54,11

G0008 72, 23 -69, 49 19,72

G0009 59, 57 58, 19 -12,76

Зона К-3 RMSo =62,48 m, RMSх = 53,61 m, RMSу = 28,95 m.

G0006 118,55 106,03 -53,00

G0007 96,93 -85,88 44,93

... ... ... ...

G0009 54,80 35,69 41,57

Сравняване геометрията на Сравняване геометрията на ортотрансформираните изображения от 1990ортотрансформираните изображения от 1990 гг.. и 2000 г. и 2000 г.

Точка №Общо

Несъвпадение(m)

Линейно несъвпадение (m)

∆X ∆У

G0002 12,85 9,78 8,33

G0004 11,70 -3,09 11,28

G0009 10,25 -9,20 -4,52

G0005 9,83 9,75 1,25

G0007 9,77 4,15 -8,85

G0008 8,59 -5,01 -6,98

G0006 8,38 -6,16 5,69

G0001 6,22 4,23 -4,56

G0003 4,73 -4,44 -1,64

Максималната стойност на несъвпадение е 12,85 m (т.G0002) 9.26 m, Средноквадратните стойности на несъвпаденията за всички точки са съответно:

RMSo =9.26 m, RMSх = 7,10 m, RMSу = 7.09 m.

ОтместванеОтместване на на вектори в БДвектори в БД CLCCLC 90 90 спрямо спрямо ортотрансформирана БД Image 90ортотрансформирана БД Image 90

Изследване точността на Изследване точността на векторна векторна база данни база данни CLCCLC 90 90

Сравняване геометрията на Сравняване геометрията на векторната БД CLC90векторната БД CLC90(след систематична корекция)(след систематична корекция)

и ои ортотрансформираните изображения от 1990ртотрансформираните изображения от 1990 гг..

Точка № Общо несъвпадение (m)Линейно несъвпадение (m)

∆X ∆У

K-3-33 RMSх =2,51 m, RMSу = 1,29 m.

G0008 2,61 -2,32 -1,19

G0009 2,53 2,26 1,16

G0001 2,34 2,09 1,07

G0010 2,27 -2,02 -1,04

K-3-36 RMSх =18,04 m, RMSу = 8,22m.

G0011 18,51 16,84 -7,67

G0002 17,43 -15,86 7,22

G0012 16,85 -15,33 6,98

G0013 15,77 14,35 -6,54

Computer aided satellite image interpretationComputer aided satellite image interpretation

Implemented by the team of interpreters

Dual aims: Revising / improving CLC90 (systematically corrected)

Interpretation of changes using IMAGE2000 and revised CLC90

Related tasks: Internal QC/QA (by the leading photointerpreter) Field checking, verification (by the photointerpreter)

Nomenclature (44 classes), 25 ha/100 m limit, Definition of change: 5 ha/100 m

Input dataInput data Orthorectified satellite images:Orthorectified satellite images: Landsat 5 TM 1990/1992 (resampled pixel size 25 m) – Landsat 5 TM 1990/1992 (resampled pixel size 25 m) –

11 scenes11 scenes Landsat 7 ETM+ 2000/2001 (resampled pixel size 25 m) – Landsat 7 ETM+ 2000/2001 (resampled pixel size 25 m) –

13 scenes13 scenes

CLC 1990 vector DBCLC 1990 vector DB

Ancillary data:Ancillary data: Georeferenced topomaps 1:100 000 & 1:25 000Georeferenced topomaps 1:100 000 & 1:25 000 Thematic mapsThematic maps Orthorectified Satellite imagesOrthorectified Satellite images Georeferenced aerial photographs Georeferenced aerial photographs Field checkField check

SoftwareSoftware

ArcView GIS ArcView GIS 3.23.2 - Inter Change- Inter Change 1.0 1.0

CLC NomenclatureCLC Nomenclature

Level 1Level 1 Level 2Level 2 Level 3Level 35 categories5 categories 15 categories15 categories 44 classes44 classes

Artificial surfaces Artificial surfaces ( (4 categories;4 categories; 11 classes11 classes)) Agricultural areas (Agricultural areas (4 categories;4 categories; 11 classes11 classes)) Forest andForest and

semi-natural areas semi-natural areas ((3 categories;3 categories; 12 classes12 classes)) Wetlands Wetlands ((2 categories;2 categories; 5 classes5 classes)) Water bodies Water bodies ((2 categories;2 categories; 5 classes5 classes))

CORINE Номенклатура 1CORINE Номенклатура 1

CORINE Номенклатура 2CORINE Номенклатура 2

CLC90 vector DB geometrical correctionCLC90 vector DB geometrical correction Non-systematicNon-systematic geometric errors (>100 m)geometric errors (>100 m) Un-correct boundary delineationUn-correct boundary delineation and unrecognized objectsand unrecognized objects

Semantic errorsSemantic errors Classes 221 & 222 - Classes 221 & 222 - 211, 242 & 243211, 242 & 243

BULGARIAN COASTAL ZONE 1975 – 1990 BULGARIAN COASTAL ZONE 1975 – 1990 LAND COVER CHANGE DETECTION BASED LAND COVER CHANGE DETECTION BASED

ON SATELLITE IMAGES ON SATELLITE IMAGES

Anton Stoimenov, Ventseslav Dimitrov, Nikolina Pelova,Anton Stoimenov, Ventseslav Dimitrov, Nikolina Pelova,

Nevena Borisova, Milena Danailova – Nevena Borisova, Milena Danailova –

Space Research Institute, Remote Sensing & GIS SectionSpace Research Institute, Remote Sensing & GIS Section

Rumiana Vatseva – Institute of GeographyRumiana Vatseva – Institute of Geography

EUROSIONEUROSION project project

Maping land cover changes 1975 - 1990 for the Maping land cover changes 1975 - 1990 for the European coastal zoneEuropean coastal zone

Coastal zone definition – 10+2 km strip along Coastal zone definition – 10+2 km strip along shore lineshore line

Modified CORINE Land Cover Methodology and Modified CORINE Land Cover Methodology and Nomenclature usedNomenclature used

Backward change detection based on CLC1990 Backward change detection based on CLC1990 Data BaseData Base

Input raster and vector data Input raster and vector data

Orthorectified archive satellite imagery used:Orthorectified archive satellite imagery used: Landsat 1 MSS images – August 1977, Landsat 1 MSS images – August 1977,

resampled pixel size – 50 mresampled pixel size – 50 m Landsat 5 TM images – August 1991/1992, Landsat 5 TM images – August 1991/1992,

resampled pixel size – 25 mresampled pixel size – 25 mAncillary data used:Ancillary data used: Orthorectified Satellite and Georeferenced aerial Orthorectified Satellite and Georeferenced aerial

images images Georeferenced topomaps 1:25 000 & 1:100 000Georeferenced topomaps 1:25 000 & 1:100 000 Thematic and city mapsThematic and city maps Field checks, inquiries, statistical dataField checks, inquiries, statistical data

Zone K-5 – Landsat TM and Landsat MSS mosaicsZone K-5 – Landsat TM and Landsat MSS mosaics

1990 1975

Changes in Agricultural areasChanges in Agricultural areas

Changes in Forest areasChanges in Forest areas

Changes in Artificial surfacesChanges in Artificial surfaces

METHODOLOGY STEPSMETHODOLOGY STEPS (cont.)(cont.)Changes and change statistics for the Northern part of Bulgarian Coastal zoneChanges and change statistics for the Northern part of Bulgarian Coastal zone

METHODOLOGY STEPSMETHODOLOGY STEPS (cont.)(cont.)Changes and change statistics for the Southern part of Bulgarian Coastal zoneChanges and change statistics for the Southern part of Bulgarian Coastal zone

METHODOLOGY STEPSMETHODOLOGY STEPS (cont.)(cont.)Changes in Southern part of Bulgarian Coastal zone - detailChanges in Southern part of Bulgarian Coastal zone - detail

Bulgarian CZ Changes 1975-1990Bulgarian CZ Changes 1975-1990

Крайбрежна зона - промени в земното покритие 75-90

0.43% 6.19%1.98%

42.9% 48.5%

1. Антропогенни обекти - 1347 ha 2. Земеделски земи - 10552 ha

3. Гори и полуестествени площи - 9333 ha 4. Влажни зони - 430 ha

5. Водни обекти - 94 ha

Bulgarian CZ Changes 1975-1990Bulgarian CZ Changes 1975-1990Северна крайбрежна зона - промени в земното покритие 75-90

72.82%

0.39%9.57%

17.22%

0.01%




Южна крайбрежна зона - промени в земното покритие 75-90

5.22%

41.47%50.33%

0.44%2.55%




Фиг. 3. Промени в земното покритие 75-90 за Северна и Южна крайбрежна зона (площи и %)

22.4%

77.6%

Северна крайбрежназона - 4882 ha 22.4%

Южна крайбрежназона - 16874 ha 77.6%

Total area of changes:

21 756 ha - 6.11% of the territory.

Northern part: 4 882 ha – 2.11%

Southern part – 16 874 ha – 8.88%

Quality Assurance and Quality Control Quality Assurance and Quality Control

Internal QA and QC:Internal QA and QC: Checking of IP&GIS work by Project leader.Checking of IP&GIS work by Project leader. Crosschecking executed by Photointerpreters.Crosschecking executed by Photointerpreters. Field checking of CZ selected areas.Field checking of CZ selected areas. Full checking of results by Project leader.Full checking of results by Project leader.

External QC by JRC representative:External QC by JRC representative: Full checking of Photointerpreters work Full checking of Photointerpreters work CLC75 and Change DB consistency checking.CLC75 and Change DB consistency checking.

Field checking examplesField checking examples

ИЗВОДИИЗВОДИ

Работата по ПроектРаботата по Проектитеите и получените резултати за пореден път и получените резултати за пореден път показват ефективността от използване на сателитни показват ефективността от използване на сателитни изображения при създаване и обновяване на средномащабни изображения при създаване и обновяване на средномащабни картикарти на земното покрите на земното покрите..

Натрупаният в световен мащаб огромен архив Натрупаният в световен мащаб огромен архив сс непрекъсната непрекъсната серия изображения(около 30 години) от спътниците Landsat серия изображения(около 30 години) от спътниците Landsat позволява да се изберат най-подходящите времеви интервали позволява да се изберат най-подходящите времеви интервали от кохерентни данни.от кохерентни данни.

Получените на национално и европейско ниво данни могат да Получените на национално и европейско ниво данни могат да

бъдат използвани от широк кръг институции и специалисти в бъдат използвани от широк кръг институции и специалисти в областта на селскотообластта на селското и горското и горското стопанство, регионалното стопанство, регионалното планиране и опазването на околната среда.планиране и опазването на околната среда.

recent remote sensing projects image2000 (2001) corine land cover 2000 (2002 – 2004) eurosion...

Documents