Ανάπτυξη Διαστημικών Εφαρμογών με Ελεύθερο Γεωχωρικό Λογισμικό

Δρ. Άγγελος Τζώτσος, EOfarm, Ε.Κ. Αθηνά, Ε.Μ.Π.

Αιρετό Μέλος Open Source Geospatial Foundation (OSGeo)

Μέλος Open Geospatial Consortium (OGC)



Περιεχόμενα

  • Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση
  • Εισαγωγή στο Ελευθερο Λογισμικό
  • Ανοιχτά Δορυφορικά Δεδομένα
  • Ελεύθερο Λογισμικό για Διαστημικές Εφαρμογές
    • GRASS GIS
    • GDAL
    • Rasdaman
    • Orfeo Toolbox
    • Gnorasi
  • Τηλεπισκοπικές Εφαρμογές EOfarm

Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση







Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση

  • Τηλεπισκόπηση είναι η τέχνη και η επιστήμη της λήψης πληροφοριών για ένα αντικείμενο χωρίς άμεση φυσική επαφή με το αντικείμενο
  • Η τηλεπισκόπηση μπορεί να χρησιμοποιηθεί για τη μέτρηση και την παρακολούθηση σημαντικών βιοφυσικών χαρακτηριστικών και ανθρώπινων δραστηριοτήτων στη Γη

Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση

Το φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας


Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση

Το ορατό φάσμα της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας


Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση

Καταγραφή ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας από δορυφόρους.


Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση

Ενεργητική και παθητική τηλεπισκόπηση


Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση

Ανάλογα με την εφαρμογή για την οποία κατασκευάζεται ένας δορυφόρος, επιλέγεται σε ποιές περιοχές του φάσματος θα καταγράφει πληροφορία


Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση

Οι περιοχές που καταγράφονται ονομάζονται κανάλια


Απεικονίζοντας διαφορετικούς συνδιασμούς καναλιών βλέπουμε πληροφορίες που το γυμνό μάτι δεν αντιλαμβάνεται


Εισαγωγή στην Τηλεπισκόπηση

Και μπορούμε σήμερα να καταγράψουμε πολλά κανάλια με τους υπερφασματικούς δέκτες


Εφαρμογές Τηλεπισκόπησης

  • Γεωργία
  • Δασολογία
  • Χαρτογραφία
  • Γεωλογία
  • Υδρολογία
  • Παρακολούθηση ατμόσφαιρας
  • Μετεωρολογία
  • Παρακολούθηση πάγων
  • Παρακολούθηση ωκεανών και ακτών
  • Καταγραφή χρήσεων γής
  • Στρατιωτικές εφαρμογές
  • και πολλά ακόμα...

Εισαγωγή στο Ελευθερο Λογισμικό







Εισαγωγή στο Ελευθερο Λογισμικό

Ελεύθερο Λογισμικό είναι το λογισμικό που παρέχει στους χρήστες τις εξής ελευθερίες:

  • Την ελευθερία να εκτελούν το λογισμικό, για οποιονδήποτε σκοπό (ελευθερία 0)
  • Την ελευθερία να μελετούν τον τρόπο λειτουργίας του λογισμικού και να το προσαρμόζουν στις ανάγκες τους (ελευθερία 1). Η πρόσβαση στον πηγαίο κώδικα είναι προϋπόθεση για να ισχύει κάτι τέτοιο
  • Την ελευθερία να αναδιανέμουν αντίγραφα του λογισμικού ώστε να βοηθούν το συνάνθρωπό τους (ελευθερία 2)
  • Την ελευθερία να βελτιώνουν το λογισμικό και να δημοσιεύουν τις βελτιώσεις που έχουν κάνει στο ευρύ κοινό, ώστε να επωφεληθεί ολόκληρη η κοινότητα (ελευθερία 3)

Ελευθερο Λογισμικό και Λογισμικό Ανοιχτού Κώδικα


  • Σήμερα είναι ο ακρογωνιαίος λίθος του Διαδικτύου, των Μεγάλων Δεδομένων (Big Data) και της τεχνολογίας Cloud
  • Όλοι χρησιμοποιούμε το ΕΛΛΑΚ, ακόμα και χωρίς να το ξέρουμε (Google, Facebook, Twitter, Android, Firefox, Chrome, Linux κλπ)


GNU OSS

Παγκόσμιος Οργανισμός Ελεύθερου Γεωχωρικού Λογισμικού (OSGeo)

Μη κερδοσκοπικός οργανισμός από το 2006 με στόχο:

  • Την προώθηση του ελεύθερου λογισμικού
  • Την υποστήριξη εκπαιδευτικών δράσεων
  • Την προώθηση των Ανοιχτών Δεδομένων


Open Geospatial Consortium (OGC)

Διεθνής οργανισμός από εταιρίες, κυβερνήσεις, πανεπιστήμια και οργανισμούς με στόχο:

  • Την δημιουργία ανοιχτών γεωχωρικών προτύπων
  • Την εξασφάλιση συμβατότητας συστημάτων στο μέλλον
  • Την δημιουργία νέων καινοτόμων λύσεων με βάση τα πρότυπα και την έρευνα


OSGeoLive

  • Λειτουργικό Σύστημα GNU/Linux
  • Περιλαμβάνει προεγκατεστημένα περισσότερα από 60 εφαρμογές Ελεύθερου Γεωχωρικού Λογισμικού
  • Περιλαμβάνει Ανοιχτά Χωρικά Δεδομένα
  • Περιλαμβάνει εγχειρίδια χρήσης και εκπαίδευσης
  • Είναι μεταφρασμένο σε πολλές γλώσσες, και στα Ελληνικά


Εφαρμογές Τηλεπισκόπησης



Εφαρμογές για μετατροπή, επεξεργασία, αποθήκευση και ανάλυση τηλεπισκοπικών δεδομένων


Εφαρμογές GIS



Εφαρμογές για επισκόπηση, επεξεργασία, αποθήκευση και ανάλυση γεωχωρικών δεδομένων


Εφαρμογές Διαδικτυακών GIS



Εφαρμογές για δημιουργία χαρτών στο διαδίκτυο (Web GIS)


Διαδικτυακές Γεωχωρικές Υπηρεσίες



Δημοσίευση γεωχωρικών δεδομένων στο διαδίκτυο μέσω υπηρεσιών συμβατών με τα ανοιχτά πρότυπα OGC


Χωρικές Βάσεις Δεδομένων



Αποθήκευση γεωχωρικών δεδομένων


Πλοήγηση και χαρτογραφία




Εφαρμογές για πλοήγηση με συσκευές GPS και δημιουργία χαρτών


Εργαλεία Χωρικής Ανάλυσης



Εφαρμογές για προχωρημένες επεξεργασίες χαρτογραφίας


Εξειδικευμένες Εφαρμογές GIS



Εφαρμογές για ανθρωπιστικές δραστηριότητες και για εξειδικευμένες επιστήμες όπως μετεωρολογία και ωκεανογραφία


Βιβλιοθήκες προγραμματισμού




Γεωχωρικές βιβλιοθήκες για ανάπτυξη λογισμικού και Διεπαφών (APIs)


Ανοιχτά Δορυφορικά Δεδομένα







Ανοιχτά Δεδομένα

  • Ανοιχτά είναι τα δεδομένα που μπορούν ελεύθερα να χρησιμοποιηθούν, να επαναχρησιμοποιηθούν και να αναδιανεμηθούν από οποιονδήποτε – υπό τον όρο να γίνεται αναφορά στους δημιουργούς και να διατίθενται, με τη σειρά τους, υπό τους ίδιους όρους.
  • Τα τελευταία χρόνια όλο και περισσότερα γεωχωρικά δεδομένα διατίθενται ελεύθερα λόγω της πολιτικής της ΕΕ (οδηγία INSPIRE)


Ανοιχτά Δορυφορικά Δεδομένα

  • Δεδομένα σημαντικών Αμερικανικών δορυφόρων παρατήρησης της γης έχουν πλέον ανοιχτές άδειες (MODIS, LandSat, Hyperion κ.α.)
  • Η διάθεση ανοιχτών γεωχωρικών δεδομένων προάγει την έρευνα και την ανάπτυξη επιχειρηματικότητας αλλά και καινοτομίας
  • Τα δεδομένα του Ευρωπαικού προγράματος Copernicus είναι ανοιχτά


Πηγές Ανοιχτών Δορυφορικών Δεδομένων

  • Διεθνείς κατάλογοι ερευνητικών οργανισμών (ESA, NASA, glovis, USGS, NOAA)
  • Διεθνείς κατάλογοι ανοιχτών δεδομένων (data.gov, data.gov.uk, geodata.gov.gr)
  • Ευρωπαικοί κατάλογοι ανοιχτών δεδομένων (INSPIRE geoportal, Copernicus)


Glovis

Η υπηρεσία GLOVIS


USGS Earth Explorer

Η υπηρεσία Earth Explorer της USGS


data.gov

Ο κατάλογος ανοιχτών δεδομένων των ΗΠΑ


INSPIRE Geoportal

Ο κατάλογος ανοιχτών δεδομένων της ΕΕ


geodata.gov.gr

Ο κατάλογος ανοιχτών δεδομένων της Ελλάδας


geodata.gov.gr

Ο νέος κατάλογος ανοιχτών δεδομένων της Ελλάδας


geodata.gov.gr

Υποστήριξη αναζήτησης δορυφορικών δεδομένων


geodata.gov.gr

Υποστήριξη προεπισκόπισης δορυφορικών δεδομένων


Ελεύθερο Λογισμικό για Διαστημικές Εφαρμογές







GRASS GIS

Περισσότεροι από 100 αλγόριθμοι επεξεργασίας τηλεπισκοπικών δεδομένων


GRASS GIS

  • Ξεκίνησε το 1983 σαν διπλωματική εργασία του J. Westervelt
  • 1985 GRASS 1.0
  • 1985 Δημιουργία του GNU project
  • 1987 GRASS 2.0
  • 1993 Ξεκίνησε η ανάπτυξη του Linux
  • 1994 μεταφορά του GRASS 4.0 σε Linux


GRASS GIS - 32 χρόνια FOSS4G

  • Σήμερα στην έκδοση 7.0
  • Ταχεία ανάπτυξη της έκδοσης 7.1


GDAL/OGR

Υποστηρίζει το μετασχηματισμό των περισσοτέρων προτύπων γεωχωρικών δεδομένων


Opticks

Λογισμικό επεξεργασίας τηλεπισκοπικών δεδομένων


Rasdaman

Βάση τηλεπισκοπικών δεδομένων και λογισμικό διαδικτυακών υπηρεσιών


Rasdaman

Δυναμική επεξεργασία εικόνας μέσω διαδικτύου


OSSIM

Λογισμικό Φωτογραμμετρίας και επεξεργασίας σε 3 διαστάσεις


Orfeo Toolbox

Βιβλιοθήκη με σύγχρονους αλγορίθμους Όρασης Υπολογιστών και Τηλεπισκόπησης


Orfeo Toolbox

  • Το Orfeo Toolbox (OTB) περιλαμβάνει σύγχρονους αλγορίθμους ικανούς να εκτελούνται σε τηλεπισκοπικές εικόνες μεγάλου μεγέθους
  • Είναι ελεύθερο λογισμικό και έχει χρηματοδοτηθεί από την Γαλλική Υπηρεσία Διαστήματος CNES
  • Υλοποιήθηκε στα πλαίσια του προγράμματος ORFEO
  • Πάνω του βασίζεται η υλοποίηση εργαλείων των Sentinel του προγράμματος Copernicus



Orfeo Toolbox

Ταξινόμηση δορυφορικών δεδομένων με το Orfeo Toolbox


Orfeo Toolbox

Διασύνδεση με το λογισμικό QGIS


Gnorasi

Ελεύθερο Λογισμικό Τηλεπισκόπησης με αλγορίθμους Τεχνητής Ευφυίας


Gnorasi

  • Υλοποιήθηκε στα πλαίσια ερευνητικού προγράμματος της ΓΓΕΤ
  • Είναι ελεύθερο λογισμικό και βασίζεται στο Orfeo Toolbox
  • Υποστηρίζει εφαρμογές όπως:
    • Aνίχνευση καμμένων εκτάσεων
    • Aνίχνευση πλημύρας
    • Ταξινόμηση αστικού πρασίνου
    • Ταξινόμηση αστικού ιστού
    • Ανίχνευση πετρελαιοκυλίδων



Gnorasi

Σύνθετη αλυσίδα επεξεργασίας τηλεπισκοπικών δεδομένων


Gnorasi

Ταξινόμηση τηλεπισκοπικών δεδομένων με υλοποίηση κανόνων Εμπείρου Συστήματος


Gnorasi

Ταξινόμηση ημι-αστικής περιοχής


Gnorasi Demo

http://www.youtube.com/watch?v=Pqf3_-QrXZg


Τηλεπισκοπικές Εφαρμογές EOfarm



http://www.eofarm.com/





EOfarm

Είναι μια νέα εταιρία startup που δημιουργήθηκε από μια ομάδα ερευνητών του ΕΜΠ με στόχο:

  • Ανάπτυξη εφαρμογών Γεωργίας Ακριβείας
  • Ανάπτυξη περιβαλλοντολογικών εφαρμογών μέσω Τηλεπισκόπησης
  • Προσανατολισμό στα Μεγάλα Γεωχωρικά Δεδομένα και το Ελεύθερο Λογισμικό

Γεωργία Ακριβείας

Φασματική ανάλυση με φασματογράφους οδηγεί στην ανάγνωση της φασματικής υπογραφής της καλλιέργειας


Γεωργία Ακριβείας

Φασματική υπογραφή βλάστησης


Γεωργία Ακριβείας

Δυνατότητα ελέγχου καλλιέργειας για stress και ασθένειες


Γεωργία Ακριβείας

Παρακολούθηση σε όλο τον κύκλο καλλιέργειας


Αμπελουργία Ακριβείας

Συσχέτιση τηλεπισκοπικών μετρήσεων με την ευρωστία και την οξύτητα των αμπελιών


RemoteAgri

Διαδικτυακή Υπηρεσία Γεωργίας Ακριβείας - Επιλογή περιοχής μελέτης


RemoteAgri

Προεπισκόπηση υπέρυθρης απεικόνισης


RemoteAgri

Υπολογισμός Ευρωστίας


RemoteAgri

Υπολογισμός θερμοκρασίας στην επιφάνεια του εδάφους


RemoteAgri Demo

https://www.youtube.com/watch?v=YScvUf0PfTM


PindosGIS

Εφαρμογή παραγωγικότητας δασικής έκτασης στην Πίνδο


LCCGR

Εφαρμογή δυναμικής ταξινόμησης στο διαδίκτυο


Περισσότερες πληροφορίες

OSGeo

http://www.osgeo.org/


Πηγαίος Κώδικας στο GitHub

https://github.com/kalxas


OSGeoLive

http://live.osgeo.org


Ευχαριστώ

Ερωτήσεις;