Pixels poderosos: Mapeando o "Apollo Zone"
Autor: Daniel | Publicado: 2011-12-29T05:47:00-08:00

Em tons de cinza pixels - de perto, eles se parecem com preto, branco ou cinza quadrados.&nbsp;Mas quando você diminuir o zoom para ver a imagem maior, eles podem criar uma fotografia digital, como este da nossa lua:


Mosaico do lado mais próximo da lua como tomadas pelo rastreadores de estrelas Clementine.&nbsp;As imagens foram tiradas em 15 de março de 1994.Crédito: NASA

Para os pesquisadores da NASA, os pixels são muito mais - eles são preciosos dados que nos ajudam a entender de onde viemos, onde estamos e para onde estamos indo.&nbsp;À Ames Research Center da NASA, em Moffett Field, Califórnia, cientistas da computação deu um salto gigante para a frente para puxar o máximo de informações imperfeitas imagens estáticas quanto possível.&nbsp;Com seu avanço em algoritmos de processamento de imagem, os dados legados da Câmara Apollo Metric onboard&nbsp;Apollo 15&nbsp;,&nbsp;16&nbsp;e&nbsp;17&nbsp;pode ser transformado em um mapa em mosaico informativo e imersiva em 3D de uma grande parte e cientificamente interessantes da lua.&nbsp;O "Apollo Zone" Mosaico de Imagens Digitais (DIM) e Digital Terrain Model (DTM) mapas cobrem cerca de 18 por cento da superfície lunar em uma resolução de 98 pés (30 metros) por pixel.&nbsp;Os mapas são o resultado de três anos de trabalho pela Intelligent Robotics Group (IRG) na NASA Ames, e estão disponíveis para visualização através do mapeamento Lunar da NASA e Portal Modeling (PMLM) e recurso Google Moon no Google Earth.&nbsp;"O principal desafio da Apollo Zona projeto foi que tínhamos dados muito antigos - scans, não capturados em formato digital ", disse Ara Nefian, um cientista sênior com o IRG ea Carnegie Mellon University-Silicon Valley.&nbsp;"Eles foram levados com a tecnologia que tínhamos mais de 40 anos atrás, com posições de câmera imprecisa, orientações e tempo de exposição para os padrões atuais."&nbsp;Os pesquisadores superaram o desafio através do desenvolvimento de algoritmos de visão novo computador para gerar automaticamente os mapas 2D e 3D.&nbsp;Algoritmos são conjuntos de código de computador que criam um processo de como lidar com processos de determinado conjunto.&nbsp;Por exemplo, parte dos algoritmos de imagem 2D alinhar imagens muitas delas tiradas em várias posições com vários tempos de exposição em um mosaico de imagens sem costura.&nbsp;No mosaico, áreas nas sombras, que aparecem como manchas de pixels escuro ou preto são automaticamente substituídos por pixels mais leve cinza.&nbsp;Esses detalhes mostram mais bem iluminados de outras imagens da mesma área para criar um mapa mais detalhado.

Esquerda: A imagem de uma câmera normal da superfície lunar.&nbsp;Direita: A imagem composta Apollo Zona mostrando os melhores detalhes de várias fotografias.&nbsp;Crédito: NASA / Google Earth

"A principal inovação que fizemos foi criar um mosaico de imagens totalmente automático e terreno, sistema, software de modelagem de imagens orbitais", disse Terry Fong, diretor do IRG.&nbsp;"Temos desde lançado este software em váriasbibliotecas open-source&nbsp;, incluindo&nbsp;Ames Pipeline Stereo&nbsp;,&nbsp;Neo-Geografia Toolkit&nbsp;e&nbsp;Workbench NASA Visão&nbsp;. "&nbsp;Lunar imagens de diferentes cobertura e resolução foi liberado para uso geral por algum tempo.&nbsp;Em 2009, o Google ajudou a desenvolver IRG "Moon in Google Earth", um atlas, 3D interativo da lua.&nbsp;Com "Moon in Google Earth", os usuários podem explorar uma paisagem lunar virtual, incluindo imagens capturadas pelo Apollo, Clementine e missões Lunar Orbiter.&nbsp;A Apollo projeto Zona utiliza imagens recentemente digitalizado em Johnson Space Center da NASA em Houston, Texas, por uma equipe da Arizona State University.&nbsp;As imagens de origem são grandes - 20.000 pixels por 20.000 pixels, ea IRG alinhados e processadas mais de 4.000 deles.&nbsp;Para processar os mapas, eles usaram supercomputadores Ames 'Pleiades.&nbsp;O objetivo inicial do projeto foi a construção de mosaicos em larga escala de imagens e mapas de terreno para apoiar a exploração lunar futuro.&nbsp;No entanto, o andamento do projeto terá longa duração impactos tecnológicos em muitos alvos de exploração futura.

A cor no mapa representa a elevação do terreno na área da Zona Apollo mapeada.&nbsp;Crédito: NASA / Google Earth

"Os algoritmos são muito complexas, por isso eles ainda não se aplicam necessariamente a coisas como a robótica em tempo real, mas eles são extremamente precisos e exatos", disse Nefian.&nbsp;"É uma solução tecnológica robusta para lidar com dados insuficientes, e qualidades como esta tornam excelente para exploração futura, como um reconhecimento ou uma missão de mapeamento para um objeto de próximas da Terra."&nbsp;objectos próximos da Terra, ou "NEOs" são cometas e asteróides que têm sido atraídos pela gravidade dos planetas em órbitas próximas no bairro da Terra.&nbsp;NEOs são muitas vezes pequenas e irregulares, o que torna seus caminhos difíceis de prever.&nbsp;Com esses algoritmos, mesmo as imagens imperfeitas de um NEO poderiam ser transformados em mapas detalhados em 3D para ajudar os pesquisadores a entender melhor a forma dele, e como ele pode viajar enquanto no nosso bairro.&nbsp;No futuro, a equipe planeja expandir o uso de suas algoritmos para incluir imagens tiradas em ângulos, em vez de apenas em linha reta para baixo na superfície.&nbsp;Uma técnica chamada photoclinometry - ou "forma de sombreamento" - permite que o terreno em 3D para ser reconstruído a partir de uma única imagem em 2D, comparando como superfícies inclinadas em direção ao sol aparecem mais brilhantes do que as áreas que inclinar-se longe dele.&nbsp;Além disso, a equipe vai estudar as imagens não apenas como imagens, mas como modelos físicos que dão informações sobre todos os fatores afetam a maneira como a imagem final é descrito.&nbsp;"Enquanto a Nasa continua a construir tecnologias que permitam a exploração robótica e humana futuro, nossos pesquisadores estão à procura de novas maneiras e inteligente para tirar mais dos dados que capture ", disse Victoria Friedensen, Conjunto Robotic Precursor gerente de Atividades da Missão Humanos Direcção de Operações de Exploração na sede da NASA.&nbsp;"Esta tecnologia vai ter um grande benefício para nós, pois dar os próximos passos."Este trabalho foi financiado pela PMLM da NASA, e apoiado por colaboradores Marshall da NASA Space Flight Center, em Huntsville, Alabama, da NASA Goddard Space Flight Center, Greenbelt, . Maryland, Jet Propulsion Laboratory da NASA, Pasadena, Califórnia, e do United States Geological Survey (USGS)&nbsp;Para visualizar os mapas, visite o&nbsp;PMLM&nbsp;site ou ver no Google Earth: