Högupplösta geodata och 3D omvärldsmodeller - nuvarande och framtida möjligheter ur ett FOI-perspektiv Dr. Gustav Tolt FOI Avd. för Informationssystem Linköping
Agenda Introduktion Framställning av 3D omvärldsmodeller Användningsområden för 3D omvärldsmodeller Några tankar kring framtiden
Introduktion Vad då 3D omvärldsmodell? 3D säger nåt om någots utbredning i alla de tre rumsliga dimensionerna Omvärldsmodell det sätt på vilket (geo)data sätts samman och representeras för en viss tillämpning, a.k.a karta, terrängmodell, geodatabas, etc Geometri + tilläggsegenskaper (färg, mtrl, obj.typ, ) Kan se olika ut: 2.5D, full 3D, objektifierad, texturer, mtrlegenskaper, Kan framställas utifrån olika sorters (geo)data, bl a Befintliga kartor, vektorlager (t ex vägnät), höjdmodeller Satellitbilder Mätning på plats, t ex handhållen GPS Laserskanning Flygfotografering SAR
Omvärldsmodeller, exempel Simactive (Kanada) COWI (Danmark) olika sensorer, olika upplösning, olika detaljnivåer, olika automatiseringsgrad, olika ledtider, olika grader av objektifiering, olika noggrannhet,... Foran RS RSS (Tyskland) C3 Techn. Blom Swe FOI
Framställning av omvärldsmodeller Nivå 1: Geometri aktiv (laser) passiv (kamera) avbildning, triangulering manuell inmätning Nivå 2: Texturer klistra på spektral information på geometrin Nivå 3: Objektklassificering, metadata FOI 00-talet spatiella egenskaper (form, höjd, släthet, ) spektrala egenskaper ( färg )
Framställning av omvärldsmodeller Klassificering, metadata FOI-forskning 00-talet Stort internt behov (simul.) Relativt moget område Olika algoritmer baserade på olika egenskaper ger ofta likvärdiga resultat Slutresultatet ofta kan förbättras genom fusion av resultat från flera (oberoende) klassificerare Vitt = byggnad Grått = träd Svart = mark Metod 1 Metod 2 Metod 3 Manuell klassificering
Framställning av omvärldsmodeller Laserdataanalys, exempel Trädkronor Trädpositioner
Framställning av omvärldsmodeller Klassificering Höjddata Taksegment Topologi Snygga till väggar Hörn 3D-modell
Framställning av omvärldsmodeller
MSS Kvarn
Ett FOI (Lkpg-)perspektiv Tidigare Nu mycket arbete med framställning av modeller utifrån sensordata (laserskanning, flygfoton, ) Kvarn, Norrköping, Vidsel, ökat fokus på användning av modellerna i simuleringstillämpningar Framöver allt viktigare att knyta ihop forskningsresultat med GIS använda och värdera olika typer av underlag från olika leverantörer inte bara laserdatabaserat
Användning av omvärldsmodeller Geodata/modell/karta Geodata/modell/karta Simulering Operatör/användare interagerar direkt med kartan ska se realistiskt ut Operatör/användare interagerar indirekt med kartan t ex via verkansprediktion autonom ruttplanering UAV, UGV spridning gasmoln, bränder översvämning upplopp signaturberäkningar sensorsimulering
Exempel: Sensorsimulering 3D omvärldsmodeller som hörnsten i simuleringar Värdera sensorsystem Träna måldetektionsalgoritmer (kräver mycket data) SAR IR RR Laser
Sverige 2005 Liberia 2002 Tchad 2008 Adenviken 2009 Lkpg 041109 kl.10:50 Lkpg 041123 kl.10:50 Hur presterar befintliga och framtida sensorsystem i dessa miljöer?
Exempel: Simulering av IR-scener Vackert väder Avstånd: 850 m Våglängd: 3-5 µm Moln Regn
Exempel: Scenariogenerering, måldetektion
Några tankar kring framtiden (Ur ett FOI-perspektiv) 1. Högre detaljrikedom, fler tillämpningar 2. Korsbefruktning inom geoområdet 3. Metoder och mått för kvalitetsbedömning 4. Omvärldsmodellering i (den militära) praktiken
Några tankar kring framtiden 1. Högre upplösning, fler detaljer, texturer, fler objekt, etc Ökad realism för t ex träning i virtuell urban miljö Krävs för allt mer realistiska och noggranna simuleringar, verkansbedömningar, bättre underlag för beslut. Räkna i kartan Utnyttja flera sensorsystem aktiva, passiva, multispektrala, markbundna, luftburna,
Några tankar kring framtiden 1. Högre upplösning, fler detaljer, texturer, fler objekt, etc Infoterra (UK), Optech LYNX Mobile Mapper
Några tankar kring framtiden 2. Korsbefruktning inom geområdet (Nationell) samordning betyder besparingar, ökad effektivitet och ökad kunskap Ökad samordning mellan FM/FOI/FMV/industri Format, standarder, OGC, databaser, portaler, tjänster, Betrakta olika dellösningar som komplement, inte konkurrenter
Några tankar kring framtiden 3. Metoder och mått för kvalitetsbedömning/-beskrivning Hittills stort fokus på det visuella, visa vad som går att göra Användare måste kunna veta hur lämplig data/modellen är för en viss tillämpning Framtagandet av en modell/karta kan ske på olika sätt beroende på tillämpning
Några tankar kring framtiden 4. Geodatainsamling/modellering i (den militära) praktiken Omvärldsmodeller har hittills oftast tagits fram med civila förutsättningar Ta fram bästa möjliga modell för ett (tänkbart) insatsområde givet aktuella begränsningar och resurser
Slut! Frågor? tolt@foi.se