วิธีการทำ Change Detection บน ArcGIS และ eCognition

ไปเห็นวิธีการทำ Change Detection บนเว็บไซต์ https://www.e-education.psu.edu/geog883/node/609 ทำการจำแนกพื้นที่เกิดไฟป่า โดยใช้โปรแกรม ArcGIS (pixel-based) และ eCognition (object-based) น่าสนใจมาก เลยนำมาฝากครับ

ArcGIS

eCognition

แนะนำบล็อค GIS Geography

ช่วยค้นหาข้อมูลให้เพื่อนๆ บังเอิญไปเจอเว็บนี้เข้า GIS Geography ซึ่งเป็นเว็บที่รวบรวมความรู้ในเชิงเทคนิคและภาพรวมของ GI ได้ดีมากเลย คิดว่าน่าจะเป็นประโยชน์ต่อผู้ที่ทำงานทางด้าน GI เลยนำมาฝากครับ

GIS Geography

 

การสุ่มเลือกข้อมูลใน Shapefile โดยใช้ Subset Features

เวลาจะทำแผนที่สักแผ่นหนึ่ง จะต้องประกอบไปด้วยชั้นข้อมูลต่างๆ มากมายที่ต้องการนำเสนอ ยกตัวอย่างเช่น ถนน ทางน้ำ สถานที่สำคัญ ขอบเขตการปกครอง เป็นต้น แต่บางชั้นข้อมูลจำนวนข้อมูลเยอะมากเหลือเกิน เช่น สถานที่สำคัญ มีจำนวน 1,000 จุด ถ้าเอามาใส่ในแผนที่และแสดง Label ด้วย คงทำให้แผนที่ดูรกน่าดูและมีการซ้อนทับกันจนดูไม่เห็นข้อมูลอย่างอื่น

Original Landmark

การจะมาเลือกและลบข้อมูลเอง ก็ไม่รู้จะเลือกลบอันไหน และเสียเวลามานั่งคลิกเลือก ดังนั้น จึงไปใช้ฟังก์ชั่น Subset Feature ใน Geostatistical Analyst เพื่อให้ฟังก์ชั่นสุ่มเลือกจำนวน Landmark ให้ตามจำนวนที่ต้องการ

Geostatistical Analyst

ในตัวอย่างนี้ เลือกสุ่มข้อมูลที่ร้อยละ 5 แสดงว่า จากข้อมูล Landmark ทั้งหมด 1,000 เลือกสุ่มเอาร้อยละ 5 จะได้ข้อมูล Landmark ใหม่มีจำนวน 50 จุด

Subset Features

ผลลัพธ์ที่ได้

Result

การแสดง Label บน Google Earth

มีข้อมูลเป็น Polygon (*.shp) ต้องการนำไปแสดงบน Google Earth พร้อม Label
วิธีการคือ
1. เปิด Polygon ใน ArcMap
2. ที่ Properties ของ Polygon เลือกไปที่แท๊บ Display และเลือก Display Expression เป็นชื่อคอลัมน์ที่ต้องการให้ไปแสดงรายการใน Google Earth

Display

3. แปลง Polygon ไปเป็น Point โดยฟังก์ชั่น Feature to Point

Feature to Point

4. ที่ Properties ของ Point ที่ได้ เลือกไปที่แท๊บ Labels และกำหนด Label ที่ต้องการ

Label

5. เปิดฟังก์ชั่น Layers to KML เลือกใส่ Polygon และ Point (ทำทีละครั้ง)

Layers to KML

6. นำไฟล์ *.kmz ที่ได้ไปเปิดบน Google Earth

Google Earth

7. กำหนดค่าสีตามต้องการ

Properties Google Earth

8. ผลลัพธ์

Result

ระบบติดตามการเปลี่ยนแปลงพื้นที่ป่าไม้ทั่วโลกผ่าน GlobalForestWatch

ปกติเราจะรู้จักข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมผ่าน Google Earth และ Google Map ซึ่งก็ดูตื่นตาตื่นใจที่ได้เห็นภาพสวยๆ ในมุมมองแบบ Bird Eye View ดูท้องฟ้า ทะเล ตึก อาคาร สถานที่สำคัญต่างๆ มากมาย นอกจากนั้นยังมีข้อมูล Street View ที่ทำให้เห็นสภาพสิ่งแวดล้อมในพื้นที่จริงๆ ในมุมมองแบบแนวราบ โดยทั้งข้อมูลภาพถ่ายฯ และ Street View สามารถเลือกดูได้หลายช่วงเวลา ซึ่งทำให้เห็นการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ที่แตกต่างกันเมื่อต่่างช่วงเวลากัน แต่อย่างไรก็ตามข้อมูลภาพถ่ายฯ ไม่ได้มีไว้ให้ดูเพื่อความสวยงามอย่างเดียว หากมองให้ลึกลงไปในภาพยังมีวัถตุหลายอย่างที่ถ้าสามารถถูกนำเสนอออกมาให้เป็นกลุ่มหรือชนิดเดียวกันจะเป็นประโยชน์อย่างมากในหลายสาขาวิชา ยกตัวอย่างเช่น

พื้นที่แหล่งน้ำ สามารถดูการกระจายตัวได้แหล่งน้ำขนาดใหญ่ขนาดเล็ก คำนวณดูแล้วมีพื้นที่เท่าไร จะกักเก็บน้ำได้เท่าไร อยู่ในพื้นที่แบบไหน ระดับน้ำลึกหรือตื่น หน่วยงานที่เกี่ยวข้องทางด้านน้ำก็จะนำไปใช้ประโยชน์ต่อไป

อาคาร บ้านเรือน มีจำนวนกี่หลังในพื้นที่ตำบล อำเภอ จังหวัด ถ้าหากมีข้อมูลภาพถ่ายฯ หลายปีก็สามารถดูได้ว่ารูปแบบการกระจายตัวของอาคารเป็นไปในทิศทางไหน ตรงไหนเป็นพื้นที่โล่ง พื้นที่รกร้าง การจะสร้างถนนใหม่ตัดผ่านจะต้องเวนคืนอาคาร บ้านเรือนกี่หลัง คิดเป็นจำนวนเงินเท่าไร ก็สามารถที่จะทำได้

พื้นที่ป่าไม้ พื้นที่สีเขียว มีจำนวนมากน้อยแค่ไหน ในแต่ละเดือนแต่ละปี มีพื้นที่ป่าไม้ เพิ่มขึ้น ลดลงกี่ไร่ ส่วนมากพื้นที่เหล่านี้เกิดขึ้นที่ไหน พื้นที่มีการเปลี่ยนแปลงไปเป็นอะไร มีในแนวเขตป่าสงวนป่าอนุรักษ์หรือไม่ ก็สามารถที่จะทำได้ จากการนำข้อมูลภาพถ่ายฯ มาวิเคราะห์เพิ่มเติม

ตัวระบบที่จะมานำเสนอและคิดว่าเป็นประโยชน์ในการติดตามการเปลี่ยนแปลงของพื้นที่ป่าไม้ ชื่อว่า Global Forest Watch เป็นการพัฒนาร่วมกันของหลายหน่วยงาน แต่หลักๆ จะเป็น World Resources Institute (WRI), Google Engine, University of Maryland, NASA, และ USGS ซึ่งเป็นการนำข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียมหลายดวง โดยเฉพาะ LANDSAT จำนวน 650,000 ภาพ มาทำการจำแนกพื้นที่ป่าไม้ (เพิ่มขึ้น/ลดลง) ทั่วโลก ในรายละเอียดภาพ 30 เมตร ตั้งแต่ปี 2000 ถึง 2012 (และกำลังทำเพิ่มขึ้นต่อเนื่องในปีต่อๆ ไป) จากข้อมูลดังกล่าวทำให้ทราบว่ามีพื้นที่ป่าไม้ลดลง จำนวน 2.3 ล้านตารางกิโลเมตร และเพิ่มขึ้นเพียง 0.8 ล้านตารางกิโลเมตร ในรอบ 12 ปี

ภาพรวมของระบบทำออกมาดีมาก มี Content ต่างๆ มากมาย ที่ทำให้ระบบดูมีการเคลื่อนไหวอยู่ตลอดเวลา การออกแบบ Interface ให้ใช้ง่าย โดยเปลี่ยนมองมุมการแสดงชั้นข้อมูลแผนที่ไปไว้ด้านบนแทนที่จะเป็นด้านซ้ายเหมือนระบบทั่วไป หน้าต่างเครื่องมือสามารถเคลื่อนย้ายไปมาได้อย่างอิสระ การมีชั้นข้อมูลที่หลากหลาย ซึ่งคิดว่าในอนาคตจะมี Function ในการวิเคราะห์ข้อมูลที่สามารถนำไปใช้ตอบโจทย์ในเชิงธุรกิจที่เป็นแบบ Monitor และเป็นข้อมูลภาพถ่ายรายละเอียดสูงแน่นอน

URL : http://www.globalforestwatch.org/

ภาพรวมระบบ

Overview

1. หัวข้อหลักต่างๆ
หน้าหลัก

Home

2. ชั้นข้อมูล

Layers

3. ค้นหาข้อมูล

Search

4. แผนที่ฐาน และ ช่วงเวลาแสดงพื้นที่ป่าไม้รายปี

Based Map

5. การคำนวณพื้นที่ป่าไม้

Calculating Area

6. การแบ่งปันข้อมูล

Share

 

ดาวน์โหลดข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียม LANDSAT-8 ฟรี ผ่าน Google Earth

มีวิธีการดาวน์โหลดข้อมูลภาพถ่ายจากดาวเทียม LANDSAT หลายเว็บไซต์ที่ http://landsat.usgs.gov/Landsat_Search_and_Download.php

แต่มีอีกวิธีหนึ่งที่ผมว่าง่ายและสะดวก โดยใช้งานผ่าน Google Earth

1. เข้าเว็บ http://landsat.usgs.gov/index.php ดาวน์โหลด Landsat 8 KML Download

Landsat 8 KML Download

2. เปิดไฟล์ KML (USGS_landsat.kml) ที่ได้บน Google Earth

Open KML File

3. เลือกดาวน์โหลดข้อมูลภาพถ่ายฯ ตามต้องการ ส่วนถ้าต้องการข้อมูลภาพถ่ายแบบไฟล์ต้นฉบับจะต้องเลือกที่ Download additional products (requires registration) แต่จะต้องมีการ Login หรือ Register ก่อน

Select

Download Type

อ้างอิงจาก Youtube นี้ครับ

Assist Maps : เครื่องมือช่วยในการใช้งานแผนที่บน Smart Phone

Assist Maps

ไม่รู้ว่าขึ้นชื่อเรื่องไว้จะตรงกับสิ่งที่อยากนำเสนอหรือเปล่า เอาเป็นว่าจริงๆ แล้วมันคือ App ทางด้านแผนที่ตัวหนึ่งใน Smart Phone ระบบ IOS ซึ่ง App นี้ปล่อยครั้งแรกเมื่อ 11 ก.พ. 2014 ถึงวันนี้อัพเดตมาแล้ว 6 ครั้ง เป็นเวอร์ชั่น 1.0.6 ซึ่งพื้นฐานของ App แผนที่นี้ เป็น Google Map API เจ้าแห่งแผนที่ในปัจจุบัน ความจริงใน App Store ก็มี App ประเภทนี้อยู่เยอะแล้วมากมายหลายร้อยตัว เท่าที่ผมเคยใช้งาน App กลุ่มนี้มาประมาณ 12 ตัว ผมว่าตัวนี้ตอบโจทย์ให้กับตัวเองมากที่สุด ใช้งานง่าย ทำงานเร็ว และ Interface ไม่ซ้บซ้อน ซึ่งมันสามารถทำสิ่งเหล่านี้ได้

1. ปักหมุด

Pin

2. วัดระยะทาง

Measurement

3. แสดงค่าพิกัดภูมิศาสตร์

Coordinate

4. ดู Street View

Street View

5. แสดงระดับความสูง

Height

6. แสดงข้อมูลภาพถ่ายและแผนที่

Map

7. มีเข็มทิศ (ภาพถ่ายฯ และทิศเหนือ)

Compass

8. แชร์แผนที่

Share

9. นำทาง

Navigation

จะขาดไปก็แต่ Geotagging ที่ถ่ายรูปแล้วติดค่าพิกัด พร้อม Upload ไปแสดงบน Google Earth ได้ ถ้าทำได้ในเวอร์ชั่นต่อๆ ไป ก็จะสุดยอดมากเลย ใครสนใจลองดาวน์โหลดไปใช้งานดูครับ

การสร้าง Multiple Sync Data Frame

ปกติเวลาทำ Layout แผนที่ใน ArcGIS เราจะนิยมสร้างเพียง 1 Data Frame เพื่อการนำเสนอแผนที่ 1 เรื่อง แต่ถ้าเราต้องการนำเสนอแผนที่ 2 เรื่องในแผ่นเดียวกัน และต้องการให้การเลื่อนหรือซูมแผนที่มีความสอดคล้องกัน ก็สามารถทำได้ ยกตัวอย่างเช่น Data Frame ด้านบน เป็นข้อมูลภาพถ่ายฯ ปี 2550 และ Data Frame ด้านล่าง เป็นข้อมูลภาพถ่ายฯ ปี 2555 เป็นต้น วิธีการทำมีดังนี้

1. เปิด Layout ขึ้นมา จะมี 1 Data Frame มาให้ อัตโนมัติ

One Data Frame

2. ก๊อปปี้ Data Frame และ วาง พร้อมเปลี่ยนชื่อ Data Frame ให้ชื่อมีความแตกต่างกัน

Copy and Paste Data Frame

3. เลือกทั้ง 2 Data Frame และไปที่ View –> Data Frame Properties…

Data Frame Properties

4. กำหนดค่า Extent ตามรูป

Extent

5. เสร็จแล้ว ลองเลื่อนหรือซูมข้อมูลภาพถ่ายฯ ที่ Data Frame ด้านบน จะทำให้ Data Frame ด้านล่าง เปลี่ยนแปลงตาม

Result

*** สามารถทำ Sync ได้หลายๆ Data Frame ตามข้อ 1 – 4

Credit จาก Web Site นี้

ตัวอย่างการใช้งานโปรแกรม Ecognition ในการจำแนกพื้นที่แหล่งน้ำ

Ecognition เป็นโปรแกรมที่มีความโดดเด่นในเรื่องของการจำแนกรายละเอียดข้อมูลเชิงวัตถุ (Object Based Classification) ซึ่งที่เห็นการใช้งานส่วนมากเป็นการสร้าง Segmentation ข้อมูลภาพถ่าย แล้วนำมา Classify โดยใช้การเลือก Training Area หรือ Isodata บางครั้งอาจจะมีการใช้แผนที่เฉพาะเรื่อง (Thematic Map) เข้าไปร่วมในการจำแนกด้วย

Function

สิ่งที่จะเป็นประโยชน์มากที่จะทำให้การจำแนกรายละเอียดข้อมูลเชิงวัตถุมีความน่าเชื่อถือและให้ผลการจำแนกที่ดีจากโปรแกรมนี้ คงเป็นการพัฒนา Rule Sets หรือว่าเงื่อนไขของการจำแนกที่หลากหลาย ที่สามารถนำมาใช้ร่วมจำแนกในวัตถุที่สนใจแต่ละอย่าง การกำหนดค่า Threshold การกำหนดทิศทางของวัถตุ ฯลฯ ใน Youtube มีตัวอย่างที่มีการนำเสนอเกี่ยวกับการใช้งานโปรแกรมนี้มากมาย จึงได้ยกมา 1 ตัวอย่างที่สอนการใช้ Rule Sets เพื่อวิเคราะห์หาพื้นที่แหล่งน้ำ พอทำให้เห็น Idea เพื่อนำไปใช้ต่อยอดได้ครับ