GIS-Lab - Вклад [ru]

SFire - составление карт гарей лесных массивов в Quantum GIS (Геоконкурс 2011)

2012-03-26T00:08:32Z

Verzhak:

{{Статья|Черновик}}

== Введение ==

Важной задачей мониторинга природопользования является учет и картографирование территорий, пострадавших в результате лесных пожаров.

Отслеживанию пожарной динамики и оценке последствий пожаров был посвящен [http://gis-lab.info/projects/geokonkurs2011 геоконкурс], проведенный порталом GIS - Lab совместно с рядом российских и зарубежных компаний. Описываемый плагин был разработан для данного геоконкурса в рамках магистерской диссертации разработчика.

Ядром плагина является классификатор, состоящий из двух машин опорных векторов. На вход классификатора подается вектор спектральных яркостей пикселя спутникового снимка, с выхода классификатора снимается номер класса, к которому отнесен пиксель. По номерам классов плагин составляет карту гарей и сохраняет ее в файле формата GeoTIFF с привязкой карты к системе координат WGS84 и проекцией карты в проекцию UTM. Пиксели результирующей карты гарей могут быть установлены в следующие значения:

* 3 - пиксель занят лесом;
* 2 - пиксель занят гарью;
* 1 - пиксель не занят ни лесом, ни гарью;
* 0 - пиксель не попал в область интереса (AOI).

Входными данными для составления карты гарей являются:

* "старший" и "младший" спутниковые снимки - спутниковые снимки, по которым плагин составляет обучающее множество векторов, на котором обучает и тестирует качество обучения классификатора.

Обучающее множество векторов образуют вектора спектральных яркостей части пикселей младшего спутникового снимка.

Старший и младший спутниковые снимки должны быть сделаны в период активной вегетации растительности (конец весны - начало лета), примерно в одно и то же время с разницей в один - два года (старший спутниковый снимок должен быть сделан, очевидно, раньше младшего);

* карта леса и область интереса - полигональные векторные слои, сохраненные в файлах формата ESRI Shape.

Карта гарей будет составлена только для пересечения данных двух векторных слоев;

* несколько обрабатываемых спутниковых снимков, для которых будут составлены карты гарей.

В качестве источника спутниковых снимков должен исльзоваться КА "Landsat 5", данные от которого могут быть получены с помощью [http://earthexplorer.usgs.gov/ EarthExplorer].

Спутниковые снимки должны пройти предварительную обработку с целью минимизации помех и для устранения посторонних объектов (облака, дымка и тому подобные вещи).

== Установка ==

Плагин SFire является свободно распространяемым программным обеспечением (лицензия GPLv3).

Имеются следующие требования к программной части вычислительной системы, в которой предполагается запуск плагина:

* ОС GNU/Linux;
* компилятор GNU C Compiler из состава коллекции компиляторов GNU Compiler Collection;
* интерпретатор для языка программирования Python 2;
* средство автоматизации сборки GNU Make;
* система контроля версий Git;
* программные библиотеки Qt4, pyqt4, GDAL / OGR;
* утилита swig;
* ГИС Quantum GIS версии не ниже 1.7.

Для установки плагина необходимо выполнить следующие действия:

# скачать исходный код плагина: <pre>git checkout git://github.com/verzhak/sfire.git</pre>
# перейти в каталог с исходным кодом плагина: <pre>cd sfire</pre>
# собрать плагин: <pre>make</pre>
# создать символьную ссылку на каталог с исходным кодом плагина в каталоге с плагинами для QGIS: <pre>ln -s `pwd` ~/.qgis/python/plugins/</pre>

== Запуск ==

Для запуска плагина необходимо выполнить следующие действия:

# запустить qgis;
# подключить плагин (рисунок 1);
# выбрать пункт "Составление карт гарей лесных массивов" в одноименном подменю меню "Модули" панели инструментов QGIS (рисунок 2).

[[Файл:Sfire-qgis-1.png]]

Рисунок 1 - Менеджер модулей QGIS

[[Файл:Sfire-qgis-2.png]]

Рисунок 2 - Меню "Модули"

== Составление карты гарей ==

=== Составление обучающего множества векторов ===

Обучающее множество векторов спектральных яркостей пикселей младшего спутникового снимка составляется по старшему и младшему спутниковым снимкам, векторной карте леса и области интереса.

Составление обучающего множества осуществляется на вкладке "Создание обучающего множества векторов" главного окна плагина (рисунки 3, 4 и 5).

Обучающее множество векторов сохраняется в три файла - по одному для каждого из целевых классов.

[[Файл:Sfire-qgis-103.png]]

Рисунок 3 - Вкладка "Создание обучающего множества векторов"

[[Файл:Sfire-qgis-104.png]]

Рисунок 4 - Составление обучающего множества векторов

[[Файл:Sfire-qgis-105.png]]

Рисунок 5 - Обучающее множество векторов составлено

=== Обучение классификатора ===

Обучение классификатора производится по обучающему множеству векторов с помощью вкладки "Обучение классификатора" главного окна плагина (рисунки 6, 7 и 8).

По завершению обучения классификатора описатели двух машин опорных векторов, его составляющих, сохраняются каждый в отдельный файл.

[[Файл:Sfire-qgis-106.png]]

Рисунок 6 - Вкладка "Обучение классификатора"

[[Файл:Sfire-qgis-108.png]]

Рисунок 7 - Обучение классификатора

[[Файл:Sfire-qgis-109.png]]

Рисунок 8 - Обучение классификатора завершено

=== Составление карты гарей ===

Для составления карты требуется обученный классификатор и спутниковый снимок целевой местности, по характеристикам совпадающей с местностью, на спутниковых снимках которой был обучен классификатор (например, классификатор, обученный на снимках Черноземья, скорее всего, будет эффективно работать только с Черноземьем - для других территорий требуется переобучение классификатора).

Составление карты гарей по некоторому спутниковому снимку производится с помощью вкладки "Формирование карты гарей лесного массива" главного окна плагина (рисунки 9, 10 и 11).

Карта гарей сохраняется в виде растровой маски в файле формата GeoTIFF.

[[Файл:Sfire-qgis-111.png]]

Рисунок 9 - Вкладка "Формирование карты гарей лесного массива"

[[Файл:Sfire-qgis-112.png]]

Рисунок 10 - Формирование карты гарей лесного массива

[[Файл:Sfire-qgis-113.png]]

Рисунок 11 - Карта гарей лесного массива сформирована

=== Результат ===

На рисунке 12 приведена карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский", составленная по спутниковому снимку 29-го июля 2011-го года.

В качестве векторной карты леса был использован слой "vegetation-polygon" из числа слоев, сохраненных в наборе shape - файлов в рамках проекта "Данные OpenStreetMap в формате Shape и PostGIS"[http://gis-lab.info/projects/osm_shp/region/RU-RYA], разрабатываемого порталом GIS - Lab.

[[Файл:Sfire-qgis-map_2011.png]]

Рисунок 12 - Карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский" от 29-го июля 2011-го года

== Ссылки ==

* [https://github.com/verzhak/sfire Код плагина] на github;
* [http://www.scribd.com/doc/73507244/Akinin-Geokonkurs-2011 Презентация] для геоконкурса.

 
 

== Об авторе ==

Автор: Акинин М.В., verzhak@gmail.com

Научный руководитель: к.т.н, доцент Конкин Ю.В.

Рязанский государственный радиотехнический университет, кафедра ЭВМ

2011 - 2012 гг.

SFire - составление карт гарей лесных массивов в Quantum GIS (Геоконкурс 2011)

2012-03-24T14:11:45Z

Verzhak:

{{Статья|Черновик}}

== Введение ==

Важной задачей мониторинга природопользования является учет и картографирование территорий, пострадавших в результате лесных пожаров.

Отслеживанию пожарной динамики и оценке последствий пожаров был посвящен [http://gis-lab.info/projects/geokonkurs2011 геоконкурс], проведенный порталом GIS - Lab совместно с рядом российских и зарубежных компаний. Описываемый плагин был разработан для данного геоконкурса в рамках магистерской диссертации разработчика.

Ядром плагина является классификатор, состоящий из двух машин опорных векторов. На вход классификатора подается вектор спектральных яркостей пикселя спутникового снимка, с выхода классификатора снимается номер класса, к которому отнесен пиксель. По номерам классов плагин составляет карту гарей и сохраняет ее в файле формата GeoTIFF с привязкой карты к системе координат WGS84 и проекцией карты в проекцию UTM. Пиксели результирующей карты гарей могут быть установлены в следующие значения:

* 3 - пиксель занят лесом;
* 2 - пиксель занят гарью;
* 1 - пиксель не занят ни лесом, ни гарью;
* 0 - пиксель не попал в область интереса (AOI).

Входными данными для составления карты гарей являются:

* "старший" и "младший" спутниковые снимки - спутниковые снимки, по которым плагин составляет обучающее множество векторов, на котором обучает и тестирует качество обучения классификатора.

Обучающее множество векторов образуют вектора спектральных яркостей части пикселей младшего спутникового снимка.

Старший и младший спутниковые снимки должны быть сделаны в период активной вегетации растительности (конец весны - начало лета), примерно в одно и то же время с разницей в один - два года;

* карта леса и область интереса - полигональные векторные слои, сохраненные в файлах формата ESRI Shape.

Карта гарей будет составлена только для пересечения данных двух векторных слоев;

* несколько обрабатываемых спутниковых снимков, для которых будут составлены карты гарей.

В качестве источника спутниковых снимков должен исльзоваться КА "Landsat 5", данные от которого могут быть получены с помощью [http://earthexplorer.usgs.gov/ EarthExplorer].

Спутниковые снимки должны пройти предварительную обработку с целью минимизации помех и для устранения посторонних объектов (облака, дымка и тому подобные вещи).

== Установка ==

Плагин SFire является свободно распространяемым программным обеспечением (лицензия GPLv3).

Имеются следующие требования к программной части вычислительной системы, в которой предполагается запуск плагина:

* ОС GNU/Linux;
* компилятор GNU C Compiler из состава коллекции компиляторов GNU Compiler Collection;
* интерпретатор для языка программирования Python 2;
* средство автоматизации сборки GNU Make;
* система контроля версий Git;
* программные библиотеки Qt4, pyqt4, GDAL / OGR;
* утилита swig;
* ГИС Quantum GIS версии не ниже 1.7.

Для установки плагина необходимо выполнить следующие действия:

# скачать исходный код плагина: <pre>git checkout git://github.com/verzhak/sfire.git</pre>
# перейти в каталог с исходным кодом плагина: <pre>cd sfire</pre>
# собрать плагин: <pre>make</pre>
# создать символьную ссылку на каталог с исходным кодом плагина в каталоге с плагинами для QGIS: <pre>ln -s `pwd` ~/.qgis/python/plugins/</pre>

== Запуск ==

Для запуска плагина необходимо выполнить следующие действия:

# запустить qgis;
# подключить плагин (рисунок 1);
# выбрать пункт "Составление карт гарей лесных массивов" в одноименном подменю меню "Модули" панели инструментов QGIS (рисунок 2).

[[Файл:Sfire-qgis-1.png]]

Рисунок 1 - Менеджер модулей QGIS

[[Файл:Sfire-qgis-2.png]]

Рисунок 2 - Меню "Модули"

== Составление карты гарей ==

=== Составление обучающего множества векторов ===

Обучающее множество векторов спектральных яркостей пикселей младшего спутникового снимка составляется по старшему и младшему спутниковым снимкам, векторной карте леса и области интереса.

Составление обучающего множества осуществляется на вкладке "Создание обучающего множества векторов" главного окна плагина (рисунки 3, 4 и 5).

Обучающее множество векторов сохраняется в три файла - по одному для каждого из целевых классов.

[[Файл:Sfire-qgis-103.png]]

Рисунок 3 - Вкладка "Создание обучающего множества векторов"

[[Файл:Sfire-qgis-104.png]]

Рисунок 4 - Составление обучающего множества векторов

[[Файл:Sfire-qgis-105.png]]

Рисунок 5 - Обучающее множество векторов составлено

=== Обучение классификатора ===

Обучение классификатора производится по обучающему множеству векторов с помощью вкладки "Обучение классификатора" главного окна плагина (рисунки 6, 7 и 8).

По завершению обучения классификатора описатели двух машин опорных векторов, его составляющих, сохраняются каждый в отдельный файл.

[[Файл:Sfire-qgis-106.png]]

Рисунок 6 - Вкладка "Обучение классификатора"

[[Файл:Sfire-qgis-108.png]]

Рисунок 7 - Обучение классификатора

[[Файл:Sfire-qgis-109.png]]

Рисунок 8 - Обучение классификатора завершено

=== Составление карты гарей ===

Составление карты гарей по некоторому спутниковому снимку производится с помощью вкладки "Формирование карты гарей лесного массива" главного окна плагина (рисунки 9, 10 и 11). Для составления карты требуется обученный классификатор.

Карта гарей сохраняется в виде растровой маски в файле формата GeoTIFF.

[[Файл:Sfire-qgis-111.png]]

Рисунок 9 - Вкладка "Формирование карты гарей лесного массива"

[[Файл:Sfire-qgis-112.png]]

Рисунок 10 - Формирование карты гарей лесного массива

[[Файл:Sfire-qgis-113.png]]

Рисунок 11 - Карта гарей лесного массива сформирована

=== Результат ===

На рисунке 12 приведена карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский", составленная по спутниковому снимку 29-го июля 2011-го года.

В качестве векторной карты леса был использован слой "vegetation-polygon" из числа слоев, сохраненных в наборе shape - файлов в рамках проекта "Данные OpenStreetMap в формате Shape и PostGIS"[http://gis-lab.info/projects/osm_shp/region/RU-RYA], разрабатываемого порталом GIS - Lab.

[[Файл:Sfire-qgis-map_2011.png]]

Рисунок 12 - Карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский" от 29-го июля 2011-го года

== Ссылки ==

* [https://github.com/verzhak/sfire Код плагина] на github;
* [http://www.scribd.com/doc/73507244/Akinin-Geokonkurs-2011 Презентация] для геоконкурса.

 
 

== Об авторе ==

Автор: Акинин М.В., verzhak@gmail.com

Научный руководитель: к.т.н, доцент Конкин Ю.В.

Рязанский государственный радиотехнический университет, кафедра ЭВМ

2011 - 2012 гг.

SFire - составление карт гарей лесных массивов в Quantum GIS (Геоконкурс 2011)

2012-03-24T14:08:44Z

Verzhak:

{{Статья|Черновик}}

== Введение ==

Важной задачей мониторинга природопользования является учет и картографирование территорий, пострадавших в результате лесных пожаров.

Отслеживанию пожарной динамики и оценке последствий пожаров был посвящен геоконкурс [http://gis-lab.info/projects/geokonkurs2011], проведенный порталом GIS - Lab совместно с рядом российских и зарубежных компаний. Описываемый плагин был разработан для данного геоконкурса в рамках магистерской диссертации разработчика.

Ядром плагина является классификатор, состоящий из двух машин опорных векторов. На вход классификатора подается вектор спектральных яркостей пикселя спутникового снимка, с выхода классификатора снимается номер класса, к которому отнесен пиксель. По номерам классов плагин составляет карту гарей и сохраняет ее в файле формата GeoTIFF с привязкой карты к системе координат WGS84 и проекцией карты в проекцию UTM. Пиксели результирующей карты гарей могут быть установлены в следующие значения:

* 3 - пиксель занят лесом;
* 2 - пиксель занят гарью;
* 1 - пиксель не занят ни лесом, ни гарью;
* 0 - пиксель не попал в область интереса (AOI).

Входными данными для составления карты гарей являются:

* "старший" и "младший" спутниковые снимки - спутниковые снимки, по которым плагин составляет обучающее множество векторов, на котором обучает и тестирует качество обучения классификатора.

Обучающее множество векторов образуют вектора спектральных яркостей части пикселей младшего спутникового снимка.

Старший и младший спутниковые снимки должны быть сделаны в период активной вегетации растительности (конец весны - начало лета), примерно в одно и то же время с разницей в один - два года;

* карта леса и область интереса - полигональные векторные слои, сохраненные в файлах формата ESRI Shape.

Карта гарей будет составлена только для пересечения данных двух векторных слоев;

* несколько обрабатываемых спутниковых снимков, для которых будут составлены карты гарей.

В качестве источника спутниковых снимков должен исльзоваться КА "Landsat 5", данные от которого могут быть получены с помощью EarthExplorer [http://earthexplorer.usgs.gov/].

Спутниковые снимки должны пройти предварительную обработку с целью минимизации помех и для устранения посторонних объектов (облака, дымка и тому подобные вещи).

== Установка ==

Плагин SFire является свободно распространяемым программным обеспечением (лицензия GPLv3).

Имеются следующие требования к программной части вычислительной системы, в которой предполагается запуск плагина:

* ОС GNU/Linux;
* компилятор GNU C Compiler из состава коллекции компиляторов GNU Compiler Collection;
* интерпретатор для языка программирования Python 2;
* средство автоматизации сборки GNU Make;
* система контроля версий Git;
* программные библиотеки Qt4, pyqt4, GDAL / OGR;
* утилита swig;
* ГИС Quantum GIS версии не ниже 1.7.

Для установки плагина необходимо выполнить следующие действия:

# скачать исходный код плагина: <pre>git checkout git://github.com/verzhak/sfire.git</pre>
# перейти в каталог с исходным кодом плагина: <pre>cd sfire</pre>
# собрать плагин: <pre>make</pre>
# создать символьную ссылку на каталог с исходным кодом плагина в каталоге с плагинами для QGIS: <pre>ln -s `pwd` ~/.qgis/python/plugins/</pre>

== Запуск ==

Для запуска плагина необходимо выполнить следующие действия:

# запустить qgis;
# подключить плагин (рисунок 1);
# выбрать пункт "Составление карт гарей лесных массивов" в одноименном подменю меню "Модули" панели инструментов QGIS (рисунок 2).

[[Файл:Sfire-qgis-1.png]]

Рисунок 1 - Менеджер модулей QGIS

[[Файл:Sfire-qgis-2.png]]

Рисунок 2 - Меню "Модули"

== Составление карты гарей ==

=== Составление обучающего множества векторов ===

Обучающее множество векторов спектральных яркостей пикселей младшего спутникового снимка составляется по старшему и младшему спутниковым снимкам, векторной карте леса и области интереса.

Составление обучающего множества осуществляется на вкладке "Создание обучающего множества векторов" главного окна плагина (рисунки 3, 4 и 5).

Обучающее множество векторов сохраняется в три файла - по одному для каждого из целевых классов.

[[Файл:Sfire-qgis-103.png]]

Рисунок 3 - Вкладка "Создание обучающего множества векторов"

[[Файл:Sfire-qgis-104.png]]

Рисунок 4 - Составление обучающего множества векторов

[[Файл:Sfire-qgis-105.png]]

Рисунок 5 - Обучающее множество векторов составлено

=== Обучение классификатора ===

Обучение классификатора производится по обучающему множеству векторов с помощью вкладки "Обучение классификатора" главного окна плагина (рисунки 6, 7 и 8).

По завершению обучения классификатора описатели двух машин опорных векторов, его составляющих, сохраняются каждый в отдельный файл.

[[Файл:Sfire-qgis-106.png]]

Рисунок 6 - Вкладка "Обучение классификатора"

[[Файл:Sfire-qgis-108.png]]

Рисунок 7 - Обучение классификатора

[[Файл:Sfire-qgis-109.png]]

Рисунок 8 - Обучение классификатора завершено

=== Составление карты гарей ===

Составление карты гарей по некоторому спутниковому снимку производится с помощью вкладки "Формирование карты гарей лесного массива" главного окна плагина (рисунки 9, 10 и 11). Для составления карты требуется обученный классификатор.

Карта гарей сохраняется в виде растровой маски в файле формата GeoTIFF.

[[Файл:Sfire-qgis-111.png]]

Рисунок 9 - Вкладка "Формирование карты гарей лесного массива"

[[Файл:Sfire-qgis-112.png]]

Рисунок 10 - Формирование карты гарей лесного массива

[[Файл:Sfire-qgis-113.png]]

Рисунок 11 - Карта гарей лесного массива сформирована

=== Результат ===

На рисунке 12 приведена карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский", составленная по спутниковому снимку 29-го июля 2011-го года.

В качестве векторной карты леса был использован слой "vegetation-polygon" из числа слоев, сохраненных в наборе shape - файлов в рамках проекта "Данные OpenStreetMap в формате Shape и PostGIS"[http://gis-lab.info/projects/osm_shp/region/RU-RYA], разрабатываемого порталом GIS - Lab.

[[Файл:Sfire-qgis-map_2011.png]]

Рисунок 12 - Карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский" от 29-го июля 2011-го года

== Ссылки ==

* Код плагина на github[https://github.com/verzhak/sfire];
* Презентация для геоконкурса[http://www.scribd.com/doc/73507244/Akinin-Geokonkurs-2011].

 
 

== Об авторе ==

Автор: Акинин М.В., verzhak@gmail.com

Научный руководитель: к.т.н, доцент Конкин Ю.В.

Рязанский государственный радиотехнический университет, кафедра ЭВМ

2011 - 2012 гг.

SFire - составление карт гарей лесных массивов в Quantum GIS (Геоконкурс 2011)

2012-03-24T14:01:00Z

Verzhak:

{{Статья|Черновик}}

== Введение ==

Важной задачей мониторинга природопользования является учет и картографирование территорий, пострадавших в результате лесных пожаров.

Отслеживанию пожарной динамики и оценке последствий пожаров был посвящен геоконкурс [http://gis-lab.info/projects/geokonkurs2011], проведенный порталом GIS - Lab совместно с рядом российских и зарубежных компаний. Описываемый плагин был разработан для данного геоконкурса в рамках магистерской диссертации разработчика.

Ядром плагина является классификатор, состоящий из двух машин опорных векторов. На вход классификатора подается вектор спектральных яркостей пикселя спутникового снимка, с выхода классификатора снимается номер класса, к которому отнесен пиксель. По номерам классов плагин составляет карту гарей и сохраняет ее в файле формата GeoTIFF с привязкой карты к системе координат WGS84 и проекцией карты в проекцию UTM. Пиксели результирующей карты гарей могут быть установлены в следующие значения:

* 3 - пиксель занят лесом;
* 2 - пиксель занят гарью;
* 1 - пиксель не занят ни лесом, ни гарью;
* 0 - пиксель не попал в область интереса (AOI).

Входными данными для составления карты гарей являются:

* "старший" и "младший" спутниковые снимки - спутниковые снимки, по которым плагин составляет обучающее множество векторов, на котором обучает и тестирует качество обучения классификатора.

Обучающее множество векторов образуют вектора спектральных яркостей части пикселей младшего спутникового снимка.

Старший и младший спутниковые снимки должны быть сделаны в период активной вегетации растительности (конец весны - начало лета), примерно в одно и то же время с разницей в один - два года;

* карта леса и область интереса - полигональные векторные слои, сохраненные в файлах формата ESRI Shape.

Карта гарей будет составлена только для пересечения данных двух векторных слоев;

* несколько обрабатываемых спутниковых снимков, для которых будут составлены карты гарей.

В качестве источника спутниковых снимков должен исльзоваться КА "Landsat 5", данные от которого могут быть получены с помощью EarthExplorer [http://earthexplorer.usgs.gov/].

Спутниковые снимки должны пройти предварительную обработку с целью минимизации помех и для устранения посторонних объектов (облака, дымка и тому подобные вещи).

== Установка ==

Плагин SFire является свободно распространяемым программным обеспечением (лицензия GPLv3).

Имеются следующие требования к программной части вычислительной системы, в которой предполагается запуск плагина:

* ОС GNU/Linux;
* компилятор GNU C Compiler из состава коллекции компиляторов GNU Compiler Collection;
* интерпретатор для языка программирования Python 2;
* средство автоматизации сборки GNU Make;
* система контроля версий Git;
* программные библиотеки Qt4, pyqt4, GDAL / OGR;
* утилита swig;
* ГИС Quantum GIS версии не ниже 1.7.

Для установки плагина необходимо выполнить следующие действия:

# скачать исходный код плагина: <pre>git checkout git://github.com/verzhak/sfire.git</pre>
# перейти в каталог с исходным кодом плагина: <pre>cd sfire</pre>
# собрать плагин: <pre>make</pre>
# создать символьную ссылку на каталог с исходным кодом плагина в каталоге с плагинами для QGIS: <pre>ln -s `pwd` ~/.qgis/python/plugins/</pre>

== Запуск ==

Для запуска плагина необходимо выполнить следующие действия:

# запустить qgis;
# подключить плагин (рисунок \ref{image:manager});
# выбрать пункт "Составление карт гарей лесных массивов" в одноименном подменю меню "Модули" панели инструментов QGIS (рисунок \ref{image:menu}).

[[Файл:Sfire-qgis-1.png]]
\mimage{manage"{1."Менеджер модулей QGIS}{}
[[Файл:Sfire-qgis-2.png]]
\mimage{menu}{2.png}{Меню "Модули"}{}

== Составление карты гарей ==

=== Составление обучающего множества векторов ===

Обучающее множество векторов спектральных яркостей пикселей младшего спутникового снимка составляется по старшему и младшему спутниковым снимкам, векторной карте леса и области интереса.

Составление обучающего множества осуществляется на вкладке "Создание обучающего множества векторов" главного окна плагина (рисунки \ref{image:create:1}, \ref{image:create:2} и \ref{image:create:3}).

Обучающее множество векторов сохраняется в три файла - по одному для каждого из целевых классов.

[[Файл:Sfire-qgis-103.png]]
"age{create:1}{103.png}{Вкладка "Создание обучающего множества векторов"}{}
[[Файл:Sfire-qgis-104.png]]
\mimage{create:2}{104.png}{Составление обучающего множества векторов}{}
[[Файл:Sfire-qgis-105.png]]
\mimage{create:3}{105.png}{Обучающее множество векторов составлено}{}

=== Обучение классификатора ===

Обучение классификатора производится по обучающему множеству векторов с помощью вкладки "Обучение классификатора" главного окна плагина (рисунки \ref{image:teach:1}, \ref{image:teach:2} и \ref{image:teach:3}).

По завершению обучения классификатора описатели двух машин опорных векторов, его составляющих, сохраняются каждый в отдельный файл.

[[Файл:Sfire-qgis-106.png]]
\mimage{teach:1}{106.png}{Вкладка "Обучение классификатора"}{}
[[Файл:Sfire-qgis-108.png]]
\mimage{teach:2}{108.png}{Обучение классификатора}{}
[[Файл:Sfire-qgis-109.png]]
\mimage{teach:3}{109.png}{Обучение классификатора завершено}{}

=== Составление карты гарей ===

Составление карты гарей по некоторому спутниковому снимку производится с помощью вкладки "Формирование карты гарей лесного массива" главного окна плагина (рисунки \ref{image:map:1}, \ref{image:map:2} и \ref{image:map:3}). Для составления карты требуется обученный классификатор.

Карта гарей сохраняется в виде растровой маски в файле формата GeoTIFF.

[[Файл:Sfire-qgis-111.png]]
\mimage{map:1}{111.png}{Вкладка "Формирование карты гарей лесного массива"}{}
[[Файл:Sfire-qgis-112.png]]
\mimage{map:2}{112.png}{Формирование карты гарей лесного массива}{}
[[Файл:Sfire-qgis-113.png]]
\mimage{map:3}{113.png}{Карта гарей лесного массива сформирована}{}

=== Результат ===

На рисунке \ref{image:result} приведена карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский", составленная по спутниковому снимку 29-го июля 2011-го года.

В качестве векторной карты леса был использован слой "vegetation-polygon" из числа слоев, сохраненных в наборе shape - файлов в рамках проекта "Данные OpenStreetMap в формате Shape и PostGIS"[http://gis-lab.info/projects/osm_shp/region/RU-RYA], разрабатываемого порталом GIS - Lab.

[[Файл:Sfire-qgis-map_2011.png]]
\mimage{result}{map_2011.png}{Карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский" от 29-го июля 2011-го года}{}

== Ссылки ==

* Код плагина на github[https://github.com/verzhak/sfire];
* Презентация для геоконкурса[http://www.scribd.com/doc/73507244/Akinin-Geokonkurs-2011].

 
 

''Акинин М.В., verzhak@gmail.com''

''Научный руководитель: к.т.н, доцент Конкин Ю.В.''

''Рязанский государственный радиотехнический университет, кафедра ЭВМ''

''2011 - 2012 гг.''

SFire - составление карт гарей лесных массивов в Quantum GIS (Геоконкурс 2011)

2012-03-24T13:59:57Z

Verzhak:

{{Статья|Черновик}}

== Введение ==

Важной задачей мониторинга природопользования является учет и картографирование территорий, пострадавших в результате лесных пожаров.

Отслеживанию пожарной динамики и оценке последствий пожаров был посвящен геоконкурс [http://gis-lab.info/projects/geokonkurs2011], проведенный порталом GIS - Lab совместно с рядом российских и зарубежных компаний. Описываемый плагин был разработан для данного геоконкурса в рамках магистерской диссертации разработчика.

Ядром плагина является классификатор, состоящий из двух машин опорных векторов. На вход классификатора подается вектор спектральных яркостей пикселя спутникового снимка, с выхода классификатора снимается номер класса, к которому отнесен пиксель. По номерам классов плагин составляет карту гарей и сохраняет ее в файле формата GeoTIFF с привязкой карты к системе координат WGS84 и проекцией карты в проекцию UTM. Пиксели результирующей карты гарей могут быть установлены в следующие значения:

* 3 - пиксель занят лесом;
* 2 - пиксель занят гарью;
* 1 - пиксель не занят ни лесом, ни гарью;
* 0 - пиксель не попал в область интереса (AOI).

Входными данными для составления карты гарей являются:

* "старший" и "младший" спутниковые снимки - спутниковые снимки, по которым плагин составляет обучающее множество векторов, на котором обучает и тестирует качество обучения классификатора.

Обучающее множество векторов образуют вектора спектральных яркостей части пикселей младшего спутникового снимка.

Старший и младший спутниковые снимки должны быть сделаны в период активной вегетации растительности (конец весны - начало лета), примерно в одно и то же время с разницей в один - два года;

* карта леса и область интереса - полигональные векторные слои, сохраненные в файлах формата ESRI Shape.

Карта гарей будет составлена только для пересечения данных двух векторных слоев;

* несколько обрабатываемых спутниковых снимков, для которых будут составлены карты гарей.

В качестве источника спутниковых снимков должен исльзоваться КА "Landsat 5", данные от которого могут быть получены с помощью EarthExplorer [http://earthexplorer.usgs.gov/].

Спутниковые снимки должны пройти предварительную обработку с целью минимизации помех и для устранения посторонних объектов (облака, дымка и тому подобные вещи).

== Установка ==

Плагин SFire является свободно распространяемым программным обеспечением (лицензия GPLv3).

Имеются следующие требования к программной части вычислительной системы, в которой предполагается запуск плагина:

* ОС GNU/Linux;
* компилятор GNU C Compiler из состава коллекции компиляторов GNU Compiler Collection;
* интерпретатор для языка программирования Python 2;
* средство автоматизации сборки GNU Make;
* система контроля версий Git;
* программные библиотеки Qt4, pyqt4, GDAL / OGR;
* утилита swig;
* ГИС Quantum GIS версии не ниже 1.7.

Для установки плагина необходимо выполнить следующие действия:

# скачать исходный код плагина: <nowiki>git checkout git://github.com/verzhak/sfire.git</nowiki>
# перейти в каталог с исходным кодом плагина: <nowiki>cd sfire</nowiki>
# собрать плагин: <nowiki>make</nowiki>
# создать символьную ссылку на каталог с исходным кодом плагина в каталоге с плагинами для QGIS: <nowiki>ln -s `pwd` ~/.qgis/python/plugins/</nowiki>

== Запуск ==

Для запуска плагина необходимо выполнить следующие действия:

# запустить qgis;
# подключить плагин (рисунок \ref{image:manager});
# выбрать пункт "Составление карт гарей лесных массивов" в одноименном подменю меню "Модули" панели инструментов QGIS (рисунок \ref{image:menu}).

[[Файл:Sfire-qgis-1.png]]
\mimage{manage"{1."Менеджер модулей QGIS}{}
[[Файл:Sfire-qgis-2.png]]
\mimage{menu}{2.png}{Меню "Модули"}{}

== Составление карты гарей ==

=== Составление обучающего множества векторов ===

Обучающее множество векторов спектральных яркостей пикселей младшего спутникового снимка составляется по старшему и младшему спутниковым снимкам, векторной карте леса и области интереса.

Составление обучающего множества осуществляется на вкладке "Создание обучающего множества векторов" главного окна плагина (рисунки \ref{image:create:1}, \ref{image:create:2} и \ref{image:create:3}).

Обучающее множество векторов сохраняется в три файла - по одному для каждого из целевых классов.

[[Файл:Sfire-qgis-103.png]]
"age{create:1}{103.png}{Вкладка "Создание обучающего множества векторов"}{}
[[Файл:Sfire-qgis-104.png]]
\mimage{create:2}{104.png}{Составление обучающего множества векторов}{}
[[Файл:Sfire-qgis-105.png]]
\mimage{create:3}{105.png}{Обучающее множество векторов составлено}{}

=== Обучение классификатора ===

Обучение классификатора производится по обучающему множеству векторов с помощью вкладки "Обучение классификатора" главного окна плагина (рисунки \ref{image:teach:1}, \ref{image:teach:2} и \ref{image:teach:3}).

По завершению обучения классификатора описатели двух машин опорных векторов, его составляющих, сохраняются каждый в отдельный файл.

[[Файл:Sfire-qgis-106.png]]
\mimage{teach:1}{106.png}{Вкладка "Обучение классификатора"}{}
[[Файл:Sfire-qgis-108.png]]
\mimage{teach:2}{108.png}{Обучение классификатора}{}
[[Файл:Sfire-qgis-109.png]]
\mimage{teach:3}{109.png}{Обучение классификатора завершено}{}

=== Составление карты гарей ===

Составление карты гарей по некоторому спутниковому снимку производится с помощью вкладки "Формирование карты гарей лесного массива" главного окна плагина (рисунки \ref{image:map:1}, \ref{image:map:2} и \ref{image:map:3}). Для составления карты требуется обученный классификатор.

Карта гарей сохраняется в виде растровой маски в файле формата GeoTIFF.

[[Файл:Sfire-qgis-111.png]]
\mimage{map:1}{111.png}{Вкладка "Формирование карты гарей лесного массива"}{}
[[Файл:Sfire-qgis-112.png]]
\mimage{map:2}{112.png}{Формирование карты гарей лесного массива}{}
[[Файл:Sfire-qgis-113.png]]
\mimage{map:3}{113.png}{Карта гарей лесного массива сформирована}{}

=== Результат ===

На рисунке \ref{image:result} приведена карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский", составленная по спутниковому снимку 29-го июля 2011-го года.

В качестве векторной карты леса был использован слой "vegetation-polygon" из числа слоев, сохраненных в наборе shape - файлов в рамках проекта "Данные OpenStreetMap в формате Shape и PostGIS"[http://gis-lab.info/projects/osm_shp/region/RU-RYA], разрабатываемого порталом GIS - Lab.

[[Файл:Sfire-qgis-map_2011.png]]
\mimage{result}{map_2011.png}{Карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский" от 29-го июля 2011-го года}{}

== Ссылки ==

* Код плагина на github[https://github.com/verzhak/sfire];
* Презентация для геоконкурса[http://www.scribd.com/doc/73507244/Akinin-Geokonkurs-2011].

 
 

''Акинин М.В., verzhak@gmail.com''

''Научный руководитель: к.т.н, доцент Конкин Ю.В.''

''Рязанский государственный радиотехнический университет, кафедра ЭВМ''

''2011 - 2012 гг.''

Файл:Sfire-qgis-map 2011.png

2012-03-24T13:54:26Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-113.png

2012-03-24T13:54:09Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-112.png

2012-03-24T13:53:57Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-111.png

2012-03-24T13:53:47Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-109.png

2012-03-24T13:53:38Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-108.png

2012-03-24T13:53:28Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-106.png

2012-03-24T13:53:16Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-105.png

2012-03-24T13:52:02Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-104.png

2012-03-24T13:51:43Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-103.png

2012-03-24T13:51:18Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-2.png

2012-03-24T13:50:25Z

Verzhak:

Файл:Sfire-qgis-1.png

2012-03-24T13:48:44Z

Verzhak:

SFire - составление карт гарей лесных массивов в Quantum GIS (Геоконкурс 2011)

2012-03-24T13:40:46Z

Verzhak: Новая страница: «{{Статья|Черновик}} == Введение == Важной задачей мониторинга природопользования является ...»

{{Статья|Черновик}}

== Введение ==

Важной задачей мониторинга природопользования является учет и картографирование территорий, пострадавших в результате лесных пожаров.

Отслеживанию пожарной динамики и оценке последствий пожаров был посвящен геоконкурс [http://gis-lab.info/projects/geokonkurs2011], проведенный порталом GIS - Lab совместно с рядом российских и зарубежных компаний. Описываемый плагин был разработан для данного геоконкурса в рамках магистерской диссертации разработчика.

Ядром плагина является классификатор, состоящий из двух машин опорных векторов. На вход классификатора подается вектор спектральных яркостей пикселя спутникового снимка, с выхода классификатора снимается номер класса, к которому отнесен пиксель. По номерам классов плагин составляет карту гарей и сохраняет ее в файле формата GeoTIFF с привязкой карты к системе координат WGS84 и проекцией карты в проекцию UTM. Пиксели результирующей карты гарей могут быть установлены в следующие значения:

* 3 - пиксель занят лесом;
* 2 - пиксель занят гарью;
* 1 - пиксель не занят ни лесом, ни гарью;
* 0 - пиксель не попал в область интереса (AOI).

Входными данными для составления карты гарей являются:

* "старший" и "младший" спутниковые снимки - спутниковые снимки, по которым плагин составляет обучающее множество векторов, на котором обучает и тестирует качество обучения классификатора.

Обучающее множество векторов образуют вектора спектральных яркостей части пикселей младшего спутникового снимка.

Старший и младший спутниковые снимки должны быть сделаны в период активной вегетации растительности (конец весны - начало лета), примерно в одно и то же время с разницей в один - два года;

* карта леса и область интереса - полигональные векторные слои, сохраненные в файлах формата ESRI Shape.

Карта гарей будет составлена только для пересечения данных двух векторных слоев;

* несколько обрабатываемых спутниковых снимков, для которых будут составлены карты гарей.

В качестве источника спутниковых снимков должен исльзоваться КА "Landsat 5", данные от которого могут быть получены с помощью EarthExplorer [http://earthexplorer.usgs.gov/].

Спутниковые снимки должны пройти предварительную обработку с целью минимизации помех и для устранения посторонних объектов (облака, дымка и тому подобные вещи).

== Установка ==

Плагин SFire является свободно распространяемым программным обеспечением (лицензия GPLv3).

Имеются следующие требования к программной части вычислительной системы, в которой предполагается запуск плагина:

* ОС GNU/Linux;
* компилятор GNU C Compiler из состава коллекции компиляторов GNU Compiler Collection;
* интерпретатор для языка программирования Python 2;
* средство автоматизации сборки GNU Make;
* система контроля версий Git;
* программные библиотеки Qt4, pyqt4, GDAL / OGR;
* утилита swig;
* ГИС Quantum GIS версии не ниже 1.7.

Для установки плагина необходимо выполнить следующие действия:

# скачать исходный код плагина: <nowiki>git checkout git://github.com/verzhak/sfire.git</nowiki>
# перейти в каталог с исходным кодом плагина: <nowiki>cd sfire</nowiki>
# собрать плагин: <nowiki>make</nowiki>
# создать символьную ссылку на каталог с исходным кодом плагина в каталоге с плагинами для QGIS: <nowiki>ln -s `pwd` ~/.qgis/python/plugins/</nowiki>

== Запуск ==

Для запуска плагина необходимо выполнить следующие действия:

# запустить qgis;
# подключить плагин (рисунок \ref{image:manager});
# выбрать пункт "Составление карт гарей лесных массивов" в одноименном подменю меню "Модули" панели инструментов QGIS (рисунок \ref{image:menu}).

\mimage{manage"{1."Менеджер модулей QGIS}{}
\mimage{menu}{2.png}{Меню "Модули"}{}

== Составление карты гарей ==

=== Составление обучающего множества векторов ===

Обучающее множество векторов спектральных яркостей пикселей младшего спутникового снимка составляется по старшему и младшему спутниковым снимкам, векторной карте леса и области интереса.

Составление обучающего множества осуществляется на вкладке "Создание обучающего множества векторов" главного окна плагина (рисунки \ref{image:create:1}, \ref{image:create:2} и \ref{image:create:3}).

Обучающее множество векторов сохраняется в три файла - по одному для каждого из целевых классов.
"age{create:1}{103.png}{Вкладка "Создание обучающего множества векторов"}{}
\mimage{create:2}{104.png}{Составление обучающего множества векторов}{}
\mimage{create:3}{105.png}{Обучающее множество векторов составлено}{}

=== Обучение классификатора ===

Обучение классификатора производится по обучающему множеству векторов с помощью вкладки "Обучение классификатора" главного окна плагина (рисунки \ref{image:teach:1}, \ref{image:teach:2} и \ref{image:teach:3}).

По завершению обучения классификатора описатели двух машин опорных векторов, его составляющих, сохраняются каждый в отдельный файл.

\mimage{teach:1}{106.png}{Вкладка "Обучение классификатора"}{}
\mimage{teach:2}{108.png}{Обучение классификатора}{}
\mimage{teach:3}{109.png}{Обучение классификатора завершено}{}

=== Составление карты гарей ===

Составление карты гарей по некоторому спутниковому снимку производится с помощью вкладки "Формирование карты гарей лесного массива" главного окна плагина (рисунки \ref{image:map:1}, \ref{image:map:2} и \ref{image:map:3}). Для составления карты требуется обученный классификатор.

Карта гарей сохраняется в виде растровой маски в файле формата GeoTIFF.

\mimage{map:1}{111.png}{Вкладка "Формирование карты гарей лесного массива"}{}
\mimage{map:2}{112.png}{Формирование карты гарей лесного массива}{}
\mimage{map:3}{113.png}{Карта гарей лесного массива сформирована}{}

=== Результат ===

На рисунке \ref{image:result} приведена карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский", составленная по спутниковому снимку 29-го июля 2011-го года.

В качестве векторной карты леса был использован слой "vegetation-polygon" из числа слоев, сохраненных в наборе shape - файлов в рамках проекта "Данные OpenStreetMap в формате Shape и PostGIS"[http://gis-lab.info/projects/osm_shp/region/RU-RYA], разрабатываемого порталом GIS - Lab.

\mimage{result}{map_2011.png}{Карта гарей лесного массива части национального парка "Мещерский" от 29-го июля 2011-го года}{}

== Ссылки ==

* Код плагина на github[https://github.com/verzhak/sfire];
* Презентация для геоконкурса[http://www.scribd.com/doc/73507244/Akinin-Geokonkurs-2011].

 
 

''Акинин М.В., verzhak@gmail.com''

''Научный руководитель: к.т.н, доцент Конкин Ю.В.''

''Рязанский государственный радиотехнический университет, кафедра ЭВМ''

''2011 - 2012 гг.''