Topogrāfisko objektu izmaiņu konstatēšanas un atpazīšanas metodoloģija

Pašlaik pasaulē ir izstrādātas tehnoloģijas, kas ļauj iegūt ģeotelpisko informāciju, veicot zemes virsmas skenēšanu no lidaparātiem un satelītiem. Skenējamie objekti var būt pat vesela valsts kopumā. Promocijas darba aktualitāte ir saistīta ar to, ka pietrūkst inženiertehnisko risinājumu, lai skenēto datu kopu varētu pielietot topogrāfisko objektu automātiskai atpazīšanai.
Darba mērķis ir izstrādāt metodoloģiju, ar kuras palīdzību var automātiski atpazīt topogrāfiskos objektus (būvju aprises, zemes virsmas veidus u.c.) lāzerskenēšanas (LiDAR) datos vai ortofoto attēlos ar augstu izšķirtspēju.
Lai sasniegtu mērķi, tika izpildīti šādi zinātniski pētnieciskie uzdevumi:
1) tika izstrādāta metodoloģija, ar kuras palīdzību ir iespējams atpazīt objektus reālos dabas apstākļos (natural images). Autors doto metodoloģiju nosauca par “Enerģijas samazināšanas pieeju” (ESP), ņemot vērā tās darba principu (skat. 5.nodaļu);
2) tika izstrādāta metode, ar kuras palīdzību var atpazīt zemes virsmas veidus, pielietojot ortofoto attēlus. Metode tiek balstīta uz ESP metodoloģiju (skat. 7.nodaļu);
3) tika izstrādāta metode, ar kuras palīdzību var atpazīt būves lāzerskenēšanas punktu mākonī. Metode arī atbilst ESP metodoloģijai (skat. 8.no daļu);
4) matemātiski un eksperimentāli tika noteikts minimālais punktu blīvums, ar kādu jāveic zemes virsmas lāzerskenēšana, lai atpazītu būves lāzerskenēšanas punktu mākonī (skat. 6.nodaļu);
5) sadarbībā ar Rīgas Tehnisko universitāti tika izstrādāts augstas v eiktspējas risinājums, ar kura palīdzību var operatīvi apstrādāt visas Latvijas teritorijas lāzerskenēšanas datus relatīvi īsā laika posmā. Risinājumā tika izmantota autora piedāvātā metode būvju atpazīšanai (skat. 6.nodaļu).
Darbs tika izstrādāts pēc Valsts zemes dienesta pieprasījuma RTA un VZD sadarbības programmas ietvaros.

The modern technologies open new possibilities in land administration and environment monitoring fields providing fast and global geodata collection using aerial vehicles and satellites. But there is the need of engineer technical solution to automatically recognize geoobjects in remote sensing data.
The goal of thesis is to develop the methodology, which can be applied to automatically recognize topographic objects like buildings and land cover using aerial laser scanning data or the ortoimages of high resolution.
The completed scientific tasks to achieve the goal:
- The author has developed the methodology, which can be applied to recognize objects in natural images. The methodology is called by “Energy minimization approach” (EMA), according to the main principle used by it.
- The author has developed the method, which can be applied to recognize the man-made structures using laser scanning data. The method is based on EMA methodology.
- The author has developed the method, which can be applied to recognize the land cover using ortoimages. The method is based on on EMA methodology.
- The mathematical and experimental analysis of minimal laser scanning point density to recognize the building is completed.
- There is developed the high performance computing solution, which provides the possibility to process laser scanning data of the territory of Latvia in relatively short time. This solution is developed under the collaboration program with Riga Technical University.
The doctoral thesis is developed under the collaboration programme of Rezekne Academy of Technologies and State Land Service of Republic of Latvia