LV EN RU DE FR

Tālizpēte un telpisko datu apstrāde

Kursa izstrādātāji

Kursa anotācija

Studiju kursa mērķis sniegt studējošajiem pamatzināšanas un prasmes, kuras ļautu prast izvēlēties, pieprasīt un lietot modernas tālizpētes tehnoloģijas, to rezultātus kā sagatavotam speciālistam dažādās situācijās savā zinātniskajā un profesionālajā darbībā vai aktivitātēs mērniecības, lauksaimniecības un mežsaimniecības un citos sektoros.

Kursa rezultāti un to vērtēšana

Pārzina moderno fotogrammetrijas un tālizpētes datu iegūšanas veidus, metožu būtību, pielietojuma iespējas, datu apstrādi un telpisko analīzi.
Prot, pildot savus profesionālos pienākumus orientēties fotogrammetrijas un tālizpētes pielietojuma iespēju identificēšanas un darba uzdevumu definēšanas, pasūtīšanas un realizācijas jautājumos.
Spēj pielietot iegūtas pamatiemaņas darbam ar tālizpētes datiem, izmantojot fotogrammetrijas un tālizpētes metodes un paņēmienus, to pielietošanu mūsdienu lietišķo aspektu un pētījumu virzienos.
Teorētiskās zināšanas tiks pārbaudītas un vērtētas kontroldarbos, rakstiskajā eksāmenā, bet prasmes un iemaņas apgūtas un ievērtētas laboratorijas darbos.

Kursa saturs(kalendārs)

Lekcijas:
1. Tālizpētes definīcija, iedalījums, vēsturiskās attīstības apskats.
Tālizpētes tehnoloģiju pamatprincipi, elektromagnētiskais starojums. Tālizpētes datu raksturlielumi un produktu pielietojums (2 st.)
2. Fotogrammetrijas definīcija, iedalījums, vēsturiskās attīstības apskats. Tālizpētes, fotogrammetrijas, kartēšanas un Ģeogrāfisko informācijas sistēmu integrācija. (1 st.)
3. Tālizpētes un fotogrammetrijas instrumenti un tehnoloģijas. Sensoru izvēle. (1 st.)
4. Fotogrammetrijas saistība ar fotografēšanu, fotografēšanas pamati un aprīkojums. Pasīvie (optiskie) ainu iegūšanas sensori. Darbs ar fotoainām, mērīšana un interpretēšana (dešifrēšana). (2 st.)
5. Koordinātu sistēmas fotogrammetrijā un tālizpētē. Ainu orientēšana un ainu orientācijas elementi. Aerotriangulācijas (Fototriangulācijas) būtība, plānošana un realizācija. (4 st.)
6. Digitālo ainu salīdzināšanas (atbilstības) teorija. Ainu epipolārie ierobežojumi. (1 st.)
7. Ortofotokaršu izstrāde. Ortofotokaršu precizitāte. (2 st.)
8. Digitālie augstuma modeļi. 3D punktu mākoņu iegūšanas metodes. (2 st.)
9. Dronu (UAV) tehnoloģijas tālizpētē un fotogrammetrijā. Fotografēšanas procesu plānošana un organizācija. Atbalsta punktu plānošana. Dronu pielietojums mežsaimniecībā (individuālo koku identificēšanā un koku parametru noteikšana). (3 st.)
10. Aktīvie sensori – Lazērskenēšanas (LiDAR), datu apstrāde un pielietošana mežsaimniecībā. (4 st.)
11. Aktīvie sensori – Zemes virsmas radiolokācija (Sintezētās aparatūras radara (SAR) pamatprincipi un datu apstrāde) (2 st.)
12. Zemes lietošanas veidu un koku sugu klasifikācijas tehnoloģijas tālizpētē un fotogrammetrijā. Mašīnapmācības metodes (“random forest”, mikroaudžu sugu noteikšana utt.). (3 st.)
13. Mežu resursu monitorings un meža inventarizācijas parametru noteikšana (mežu krāja, biomasas utt.), izmantojot tālizpētes datus. Ainu spektrālās analīzes tehnoloģijas (veģetācijas indeksi). (3 st.)
14. Tālizpētes tehnoloģiju pielietošana meža ugunsgrēku, vētru, plūdu un citu bīstamību gadījumu postījumu un seku noteikšanā (2 st.)

Laboratorijas darbi:
1. 3D punktu mākoņu izveide un ortofoto ģenerēšana izmantojot fotogrammetriskas metodes (Pix4D) (12 st.)
2. Atsevišķo koku identificēšana un parametru noteikšana (krāja) izmantojot atklātos LiDAR datus un brīvi pieejamo programmnodrošinājumu (10.st.)
3. Meža koka sugu klasifikācija izmantojot Sentinel2 satelītu datus un brīvi pieejamo programmnodrošinājumu (10.st.)

Prasības kredītpunktu iegūšanai

Vērtēšana: Eksāmens – rakstisks, aptverot visa priekšmeta kursa jautājumus, atbilstoši saņemtai eksāmena biļetei.
Lai tiktu pie eksāmena, sekmīgi jānokārto:
1. Kontroldarbs par kursa teorijas jautājumiem.
2. Sekmīgi izpildīti un aizstāvēti praktisko darbu uzdevumi:
2.1 laboratorijas darbi – aerofoto un terrestrisko ainu apstrāde, 3D punktu mākoņa un ortofoto ģenerēšana, izmantojot fotogrammetrijas paņēmienus un programmnodrošinājumu.
2.2 laboratorijas darbi – brīvi pieejamo (Sentinel) satelītu datu apstrāde un attiecīgo produktu ģenerēšana, izmantojot tālizpētes paņēmienus un bezmaksas programmnodrošinājumu.
3. Studentu patstāvīgais darbs

Studējošo patstāvīgo darbu organizācijas un uzdevumu raksturojums

Studentu patstāvīgais darbs - izmantojot laboratorijas darbu laikā iegūtās iemaņas un prasmes, veikt pastāvīgi fotogrammetrisko datu iegūšanu ar savu ikdienas fotokameru, veikt iegūtu datu apstrādi izmantojot brīvi pieejamo programmnodrošinājumu, pasniedzot rezultātus rakstiskā veidā (apjoms vismaz 6 lpp, iesniedz elektroniskā veidā).

Studiju rezultātu vērtēšanas kritēriji

Studiju kursa vērtējums ir atkarīgs no eksāmena uzdevuma vērtējuma un studiju kursa kontroldarbu un pastāvīga darba kumulatīvā vērtējuma.
Students sekmīgu vērtējumu par kontroldarba vai eksāmena testu var iegūt, ja vismaz 50% testa jautājumu atbildēti pareizi.
Pastāvīgo darbu un eksāmena uzdevumu izpildi novērtē saskaņā ar noteikto 10 ballu vērtēšanas sistēmu.
Gala vērtējumu aprēķina kā vidējo aritmētisko no rakstiskā eksāmena un studentu patstāvīgā darbu atzīmēm.

Obligātā literatūra

1. Vanags V. Fotogrammetrija. VZD. Rīga, 2003. 275 lpp.
2. Kraus K. Photogrammetry: geometry from images and laser scans. Walter de Gruyter, 2011.
Kraus K.. Photogrammetry. Vol.1: Fundamentals and standard processes. Köln: Dümmler, 2000. 397 p.
3. Mūsdienu Latvijas topogrāfiskās kartes. Autoru kolektīvs A. Zelmanis ... u.c. Rīga: VZD, 2001.
4. Štrauhmanis J., Ģeomātikas pamati., Rīga: RTU, 2006.
5. Stūrmanis E. Ģeoinformācijas sistēmas. Jelgava: LLU, 2006.

Papildliteratūra

1. Konecny, Gottfried. Geoinformation: remote sensing, photogrammetry and geographic information systems. [tiešsaiste] CRC Press, 2014. [skatīts 29.03.2023.] Pieejams: https://doi.org/10.1201/b15765
2. Luhmann, Robson S., Kyle S., Boehm J. Close-range photogrammetry and 3D imaging. [tiešsaiste] Berlin; Boston: Walter de Gruyter, 2013. [skatīts 29.03.2023.] Pieejams: https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=nlebk&AN=674390&site=ehost-live&scope=site
3. Airborne and terrestrial laser scanning. [tiešsaiste] Edited by G. Vosselman, H. G. Maas. Dunbeath: Whittles Publishing, CRC press. 2010. 318 p. Grāmata pieejama LLU FB abonētajā datubāzē eBook Academic Collection (EBSCOhost) universitātes tīklā un ārpuss tīkla ar LLU IS parolēm [skatīts 29.03.2023.] Pieejams: https://search.ebscohost.com/login.aspx?direct=true&db=nlebk&AN=691970&site=ehost-live&scope=site http://search.ebscohost.com.ezproxy.llu.lv/login.aspx?direct=true&db=e000xww&AN=691970&site=ehost-live&scope=site

Periodika un citi informācijas avoti

1. Copernicus Open Access Hub. Pieejams: https://scihub.copernicus.eu/dhus/#/home (Sentinel 1-2 data);
2. The International Society for Photogrammetry and Remote Sensing. Pieejams: http://www.isprs.org
3. EuroSDR National Mapping and Cadastral Agencies with Research Institutes and Universities in Europe. Pieejams: http://www.eurosdr.net

Piezīmes

Akadēmiskajā maģistra studiju programmā “Mežzinātne”