Automatiske metoder til kvalitetskontrol af vandløb

Session

Data Science

Resume

Siden tidernes morgen har kortlægning foregået ved manuel observation - først direkte i felten og senere ved analyse af billeder fra fly, satellit og drone. Det er blevet helt intuitivt for os at erkende et objekt og kortlægge det. Når samtlige Danmarks vandløb ønskes kvalitetskontrolleret, ville den traditionelle tilgang således være at gennemgå hele Danmark manuelt.

I dette foredrag vil jeg gennemgå automatiske metoder og algoritmer udviklet til kvalitetskontrol og -løft af vandløb. Metoderne baserer sig på en kombination af en geometrisk og statistisk tilgang til data fra GeoDanmark og Danmarks Højdemodel.

Ideerne er udviklet over en længere årrække og har blandt andet været brugt til at vurdere kvaliteten af FOT-vandløb. Senest har vi for SDFE implementeret metoder til beregning af vandløbsbredden, identifikation af rørlagte vandløb, samt korrektion af en vandløbsmidtes placering.

Målgruppe

Dette foredrag er målrettet den teknisk interesserede, der til dagligt arbejder med data. Publikum vil blive udfordret i den traditionelle faste tankegang omkring fotogrammetri og “faktisk registrering.”  Der vil blive vist både matematiske formler og kildekode.

Abstract

Siden tidernes morgen har kortlægning foregået ved manuel observation - først direkte i felten og senere ved analyse af billeder fra fx fly, satellit og drone. Det er intuitivt at erkende et objekt med hjerne og øjne og abstrahere det ned på et kort. Når samtlige Danmarks vandløb ønskes kvalitetskontrolleret - og også gerne kvalitetsløftet - ville den traditionelle tilgang således være at gennemgå hele Danmark visuelt. Dette er en åbenlys økonomisk og tidsmæssig udfordring.

I dette foredrag vil jeg derfor gennemgå tekniske metoder og algoritmer udviklet til kvalitetskontrol og -løft af vandløb. Metoderne baserer sig på en kombination af geometrisk og statistisk tilgang til data fra GeoDanmark og Danmarks Højdemodel. Jeg har af flere omgange udviklet metoder til automatisk beregning og kvalitetskontrol af vandløbs karakter. Først på baggrund af LiDAR-data fra DTM-DK og senere på baggrund af den nye Danmarks Højdemodel.

Ofte har vi i geodatabranchen brugt definitioner, der under den manuelle fotogrammetriske registrering er blevet filtreret for situationer, der alligevel ikke giver mening. Som et eksempel på dette burde kronekanten af et vandløb på ethvert sted kunne bestemmes ved en relativt simpel geometrisk model i retningen af: “Hvornår stiger vandløbets kant ikke mere?”. Når dette punkt beregnes på baggrund af faktiske data, fremfor det på stedet erkendte punkt, ses det dog også, at kronekanten ikke er så fast, som man skulle tro. Registreringerne varierer meget og bør “rentegnes”. Ved en efterfølgende statistisk bearbejdning af registreringerne bliver kronekanten estimeret ud fra de fluktuerende punkter - og kronekanten i ét punkt er nu baseret på en lang række forudgående observationer langs samme vandløb. Dermed bliver estimatet for kronekanten både mere stabilt/korrekt og mere æstetisk.

Idéerne ovenfor er udviklet over en længere årrække og har blandt andet været brugt til at vurdere kvaliteten af FOT-vandløb. Senest har vi for SDFE implementeret metoder til beregning af vandløbsbredden, identifikation af rørlagte vandløb, samt korrektion af vandløbsmidtens placering.