Vom Potential zur Lösung 3. Gemeinsamer Workshop der AKs DGPF und DGfG TU Berlin, Deutschland 10. Oktober 2014

Größe: px

Ab Seite anzeigen:

Download "Vom Potential zur Lösung 3. Gemeinsamer Workshop der AKs DGPF und DGfG TU Berlin, Deutschland 10. Oktober 2014"

Detlef Hartmann
vor 7 Jahren
Abrufe

1 Vom Potential zur Lösung 3. Gemeinsamer Workshop der AKs DGPF und DGfG TU Berlin, Deutschland 10. Oktober 2014 Maßgeschneiderte Informationsprodukte im humanitären Einsatz Erfahrungen und Herausforderungen in der langjährigen Zusammenarbeit mit Ärzte ohne Grenzen Petra Füreder, Stefan Lang, Dirk Tiede, Peter Zeil, Lorenz Wendt, Michael Hagenlocher Interfakultärer Fachbereich für Geoinformatik Z_GIS, Universität Salzburg P. Füreder, Z_GIS, 1

2 Kooperation mit Ärzte ohne Grenzen (MSF) Langjährige Kooperation Z_GIS MSF AT 2008: erste Kontaktaufnahme 2010: Kooperationsabkommen (MoU) 2011 [ongoing]: (Prä )operationelle Dienste zur Anwendung des population monitoring tools und des water exploration tools (gefördert durch private Stiftung) 2013: Kooperatives F&E Projekt EO4HumEn (gefördert durch das Weltraumprogramm der Österreichischen Forschungsförderungsgesellschaft FFG, ASAP 9, ) P. Füreder, Z_GIS, 2

3 Kooperation mit Ärzte ohne Grenzen (MSF) Operationeller Dienst für Flüchtlingslager Bevölkerungsmonitoring (Multi-temporale) VHR Daten In Entwicklung Grundwasserexploration Multi-temporale HR Daten, DEM Daten, SAR Daten + Zusatzdaten (geologische, hydrogeologische Karten, Bodendaten, Bohrdaten, ) Umweltauswirkungen Multi-temporale VHR/HR Daten, SAR Daten Ad hoc Anfragen Z.B. Überflutungsflächen für die Planung von Spitälern oder Informationen zu Landbedeckung für potentielle Brutgebiete von Vektoren P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 3

4 Informationsprodukte Jul 2011 Sep Anfragen (inkl. Monitoring) 112 Kartenprodukte P. Füreder, Z_GIS, 4

5 Bevölkerungsmonitoring P. Füreder, Z_GIS, 5

6 Objekt basierte Extraktion von Unterkünften (multi temporale) VHR Daten Ziel: automatisierte Auswertung, um Arbeitszeit zu reduzieren Hauptalgorithmus ( master rule set ) ecognition Developer (Trimble) +/ allgemeiner Regelsatz Adaptierte Segmentierung (Kantenfilter) zur Extraktion der Siedlungsgebiete in einem ersten Schritt Relative Spektralwerte und räumliche Eigenschaften (Größe, Form, Nachbarschaften) Extraktion von unterschiedlichen Unterkunftstypen (weiße/blaue Zelte, traditionelle Hütten aus lokalen Materialien, große/kleine Zelte/Hütten) Neue Entwicklungen: schnellere Segmentierung, regionenbasierte Grenzwertsetzung, Templatematching P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 6

7 Zweistufige Klassifikationsstrategie Original image First stage analysis Simple rule set (e.g. multi threshold segmentation based on one band) Extraction of clear dwellings Indicative product Transferability Second stage analysis Complex rule set (spectral and geometrical features) Extraction of more complex dwelling structures (several types) Time effort Enhanced product Accuracy P. Füreder, Z_GIS, 7

8 Herausforderungen in operationellem Kontext Zeitkritisch: wenig Zeit zur Anpassung von Regelsätzen, Übertragbarkeit der Regelsätze hat nicht die höchste Priorität Anforderung an zuverlässige Ergebnisse ist hoch Limitierende Faktoren für Automatisierung Campstruktur (Unterkunftstypen, große Dichte) Bildqualität (z.b. Wolkenschatten) Bildauflösung (räumlich/spektral) Geograhpische Gegegebenheiten (z.b. Vegetationsbedeckung) Jahreszeit (z.b. geringer Kontrast von weißen Zelten in Trockenzeit) P. Füreder, Z_GIS, 8

9 Einflussfaktoren auf Automatisierungsgrad P. Füreder, Z_GIS, 9

10 Toolbox für objekt basierte manuelle Nachbearbeitung Programmiert in CNL und verfügbar unter ecognition Architect: GUI für einfache Benutzerführung Regelmäßige Unterteilung des Gebiets in Raster Tools zur manuellen Umklassifizierung und Veränderung von Objekten Unterstützung der Digitalisierung von Objekten durch Segmentierung von Zielobjekten oder klassen (Neusegmentierung oder Region grow) Anzeige von bereits bearbeiteten Gebieten Automatisierte Nachbearbeitung (clean up, dissolve, export) Tiede P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 10

11 P. Füreder, Z_GIS, 11

12 P. Füreder, Z_GIS, 12

13 P. Füreder, Z_GIS, 13

14 P. Füreder, Z_GIS, 14

15 Informationsbereitstellung PDF Karten Digitale Globen [hier Google Earth] Web-applikation [hier ArcGIS online] Nutzerbefragung: unterschiedliche NGOs (v.a. MSF), NPOs, UN Organisationen und Universitäten P. Füreder, Z_GIS, 15

16 Erfahrungen in operationellem Kontext Automatisierte Analysen können Zeitaufwand im Vergleich zu rein manuellen Auswertungen entscheidend reduzieren Weiterer Forschungsbedarf und Anwendungen notwendig, um Robustheit und Übertragbarkeit in komplexen Gebieten zu erhöhen Hybrider Ansatz ist im Moment am sinnvollsten, um verlässliche Ergebnisse in operationellem Kontext zu liefern Break even Point für Regelsatzanpassung in operationellem Kontext bleibt eine Herausforderung Abhängig von der Anzahl an zu extrahierenden Objekten und Komplexität der Situation P. Füreder, Z_GIS, 16

17 Erfahrungen in operationellem Kontext Zeitliche Anforderungen Schnelle Bereitstellung der Information (am besten innerhalb von 3 Tagen) Aktuell: Bereitstellung der Ergebnisse nach Erhalt der Daten innerhalb von 1 2 Wochen Bei sehr zeitkritischen Anfragen kann Indikationsprodukt schnellere Ergebnisse liefern Kritischer Faktor für eine schnelle Bereitstellung ist die Verfügbarkeit von Daten! Neubestellungen: innerhalb von 7 Tagen bis 5 Monaten (abhängig von Wetter) EO4HumEn: Nutzerbefragung P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 17

18 Grundwasserexploration P. Füreder, Z_GIS, 18

19 Grundwasserexploration Ziel: möglichst kostengünstig Suchradius für potentielle Bohrlochstandorte eingrenzen Daten Optische HR Daten (v.a. Landsat) DEM Daten SAR Daten und abgeleitete Produkte Zusatzdaten: Geologische und hydrogeologische Daten, Bodendaten, bestehende Bohrprotokolle/Bohrprofile, Vegetation, etc. (wenn vorhanden!) Je nach Art des Grundwasserleiters unterschiedliche Möglichkeiten für Fernerkundung Lockersedimente: Oberflächengewässer, indirekte Hinweise auf Durchlässigkeit (Vegetation, Bodenfeuchte, etc.) Festgestein: Lineare Strukturen (Lineamente) als Zonen erhöhter Wasserwegsamkeit OBIA Methoden Erstellung von hydrogeologischen Übersichtskarten Experten basierte Interpretation der Ergebnisse in Verbindung mit Zusatzdaten Überprüfung vor Ort (geophysikalische Messungen, Erkundungsbohrungen, ) P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 19

20 Hydrogeologische Übersichtskarten Beispiel für hydrogeologische Übersichtskarte und Experteninterpretation in Lockersediment Beispiel für hydrogeologische Übersichtskarte und Experteninterpretation in Festgestein Topographie (SRTM) [Linemaente] Hydrologie (Flussläufe, [Überflutungsflächen], ) Geologie (Geol. Karte, Bildinterpretation) Lage von Siedlungen (mögliche Kontaminationsgebiete) Straßen Zugang m. Bohrgerät (OpenStreetMap, Satellitenbild) Vorgeschlagene Bohransatzpunkte: im Anstrom der Lager und Siedlungen P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 20

21 Umwelt P. Füreder, Z_GIS, 21

22 Umweltauswirkungen Veränderung von Landbedeckung, nutzung in der Umgebung von Flüchtlingslagern Daten Multi temporale VHR/HR [MR] Daten SAR Daten: Ableitung von (bio ) physikalischen Parametern (z.b. Biomasse, LAI etc.) Drei Schritte: 1. Automatisiertes Monitoring der Landbedeckung 2. Objekt basierte Veränderung von relevanten Landnutzungsklassen 3. Bewertung der Umweltauswirkungen ❷ ❶ ❸ P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 22

23 Direktanfragen von MSF 1) Landbedeckung: Potentielle Brutgebiete von Vektoren (Tsetsefliege, Anopheles) FAO Africover + Landsat (visuelle Interpretation) GeoEye 1 (Mar 2014)+WV 2 (Aug 2013): OBIA 2) Überflutungsflächen für die Planung von Spitälern WorldView 2 (Oct 2012): OBIA GoogleEarth (Nov 2004): visuelle Interpretation P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 23

24 Vielen Dank für die Aufmerksamkeit Petra Füreder Interfakultärer Fachbereich Geoinformatik Z_GIS, Universität Salzburg E mail: petra.fuereder@sbg.ac.at P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 24

25 Validierung Vergleichsstudien in anderen Projekten London School of Hygiene and Tropical Medicine und MSF UK Vergleich mit Quadrant Methode (sample basierter Zensus und 2 visuellen Interpretationen FP7 Projekt GARNET E Vergleich automatisierte Methoden Z_GIS und DLR vs. visuelle Interpretationen (METRIA) Spröhnle, K.; Tiede, D.; Schoepfer, E.; Füreder, P.; Svanberg, A.; Rost, T. Earth Observation Based Dwelling Detection Approaches in a Highly Complex Refugee Camp Environment A Comparative Study. Remote Sens. 2014, 6, FP7 Projekt G SEXTANT Vergleich automatisierte Methoden Z_GIS, DLR, JRC vs. visuelle Interpretation Validierung in operationellem Kontext Vergleich automatisiert vs. manuell verfeinert gibt Aufschlüsse für Weiterentwicklungen P. Füreder, Z_GIS, petra.fuereder@sbg.ac.at 25

26 Herausforderungen in operationellem Kontext Sensitivität Enge Zusammenarbeit mit MSF ist für die anwendungsorientierte Weiterentwicklung der Produkte unerlässlich Flexibilität in der Umsetzung der Produkte Konfrontation mit der wirklichen Welt Zeitgerechte Bereitstellung der Produkte EO4HumEn: Nutzerbefragung P. Füreder, Z_GIS, 26

27 Vegetationsveränderung P. Füreder, Z_GIS, 27

Ähnliche Dokumente

Fernerkundungsgestützte Dienste zur Unterstützung von humanitären Einsätzen in Flüchtlingslagern: Das Projekt EO4HumEn

Arbeitskreis Fernerkundung 27.09.2013, Tübingen, Deutschland Fernerkundungsgestützte Dienste zur Unterstützung von humanitären Einsätzen in Flüchtlingslagern: Das Projekt EO4HumEn Petra Füreder 1, Peter