Map matching on Nano-satellite Imagery
Creators: name: Αγγελίδης, Νικόλαος Θεοδώρου
Publisher: name: Aristotle University of Thessaloniki
Year: 2020
Subjects: Ταυτοποίηση Χαρτών
Νανο-δορυφόροι
Εικόνες
Map-matching
Nano-satellites
Imagery

description: As the technology evolves, the need of a satellite with less size, lower prices and shortened development has emerged. This satellite is called Nano-satellite. During this thesis an extensive analysis of the features of a Nano-satellite will be presented. The goal of this thesis is to create a theoretical model of a Nano-satellite that can produce superimposed hyperspectral images on a map. Hyperspectral Imagery is the most significant and revolutionary progress in the field of remote sensing and it was developed using hyperspectral sensors and software for the analysis of hyperspectral data. The guideline during this thesis was set from the beginning and could not be other than the user him or herself. Processing and analyzing this form of data created the need of using open-source software and data. Open-source grants users the rights to study, change and distribute any software or data to anyone for free. The majority of data that was processed during this thesis was geospatial. Any object, activity or phenomenon of the real world that can be associated with a position on the earth’s surface is called a geospatial entity. The geospatial data was acquired from European Space Agency’s satellite, Sentinel-2 which is a European optical imaging satellite launched in 2015 under the ESA Copernicus program. The capabilities of SNAP, an open-source powerful geodata processing software that was used during this thesis is extensively described. Reaching to the last stages of the theoretical model of the Nano-satellite, the map-matching method will be approached and analyzed. As a result, a satellite recreation of the wildfires that occurred in Euvoia, Greece on August 2019 was created inside the Google Maps environment. Furthermore, a second method of map-matching will be approached using 3D geodata files called LAS which were taken from Santorini’s volcanic islands Nea Kameni and Palaia Kameni. LAS files are being produced from LiDAR scanners which can map an area using 3D mapping methods. Under this method, an algorithm was created in order to train the system and produce some image models by itself using machine learning and deep learning techniques.
description: Καθώς εξελίσσεται η τεχνολογία, προέκυψε η ανάγκη ενός δορυφόρου με μικρότερο μέγεθος, χαμηλότερη τιμή και μειωμένο σε μέγεθος ανάπτυξη. Αυτός ο δορυφόρος ονομάζεται νανο-δορυφόρος. Κατά τη διάρκεια αυτής της διπλωματικής θα γίνει εκτενής ανάλυση των χαρακτηριστικών ενός νανο-δορυφόρου. Ο στόχος αυτής της διπλωματικής είναι να δημιουργηθεί ένα θεωρητικό μοντέλο ενός νανο-δορυφόρου που μπορεί να παράγει υπερτιθέμενες υπερφασματικές εικόνες σε έναν χάρτη. Η Υπερφασματική Απεικόνιση είναι η πιο σημαντική και επαναστατική πρόοδος στον τομέα της τηλεπισκόπησης και αναπτύχθηκε χρησιμοποιώντας υπερφασματικούς αισθητήρες και λογισμικό για την ανάλυση υπερφασματικών δεδομένων. Η κατευθυντήρια γραμμή κατά τη διάρκεια αυτής της διπλωματικής καθορίστηκε από την αρχή και δεν θα μπορούσε να είναι άλλη από τον ίδιο τον χρήστη. Η επεξεργασία και ανάλυση αυτής της μορφής δεδομένων δημιούργησε την ανάγκη χρήσης λογισμικού και δεδομένων ανοιχτού κώδικα. Ο ανοιχτός κώδικας παρέχει στους χρήστες το δικαίωμα να μελετούν, να αλλάζουν και να διανέμουν ένα λογισμικό ή δεδομένα σε οποιονδήποτε δωρεάν. Η πλειονότητα των δεδομένων που υποβλήθηκαν σε επεξεργασία κατά τη διάρκεια αυτής της διπλωματικής ήταν γεωχωρικά. Κάθε αντικείμενο, δραστηριότητα ή φαινόμενο του πραγματικού κόσμου που μπορεί να συσχετιστεί με μια θέση στην επιφάνεια της γης ονομάζεται γεωχωρική οντότητα. Τα γεωχωρικά δεδομένα αποκτήθηκαν από τον δορυφόρο της Ευρωπαϊκής Υπηρεσίας Διαστήματος, Sentinel-2, ο οποίος είναι ένας ευρωπαϊκός δορυφόρος οπτικής απεικόνισης που ξεκίνησε το 2015 στο πλαίσιο του προγράμματος ESA Copernicus. Περιγράφονται εκτενώς οι δυνατότητες του SNAP, ενός ισχυρού λογισμικού επεξεργασίας γεωχωρικών δεδομένων ανοιχτού κώδικα που χρησιμοποιήθηκε κατά τη διάρκεια της διπλωματικής. Φτάνοντας στα τελευταία στάδια του θεωρητικού μοντέλου του νανο-δορυφόρου, η μέθοδος αντιστοίχισης χάρτη θα προσεγγιστεί και θα αναλυθεί. Ως αποτέλεσμα, δημιουργήθηκε μια δορυφορική αναδημιουργία των πυρκαγιών που σημειώθηκαν στην Εύβοια τον Αύγουστο του 2019 μέσα στο περιβάλλον των Χαρτών Google. Επιπλέον, θα προσεγγιστεί μια δεύτερη μέθοδος αντιστοίχισης χαρτών χρησιμοποιώντας τρισδιάστατα γεωχωρικά δεδομένα που ονομάζονται LAS, τα οποία ελήφθησαν από τα ηφαιστειακά νησιά της Σαντορίνης, τη Νέα Καμένη και την Παλαιά Καμένη. Τα αρχεία LAS παράγονται από σαρωτές LiDAR που μπορούν να χαρτογραφήσουν μια περιοχή χρησιμοποιώντας μεθόδους χαρτογράφησης 3D. Σύμφωνα με αυτήν τη μέθοδο, δημιουργήθηκε ένας αλγόριθμος με σκοπό την εκπαίδευση του συστήματος και την αυτόματη παραγωγή ορισμένων μοντέλων εικόνας χρησιμοποιώντας τη μέθοδο της μηχανικής εκμάθησης και τεχνικές βαθιάς μάθησης.