GradientTop
PC
Vodeći IT časopis u Srbiji
PC #101 > Softver
ARHIVA BROJEVA | O ČASOPISU | POSTANI SARADNIK | PRETRAGA
preview
Era ER Mapper-a
Stevan Josimović
ER Mapper je tipičan industrijski softver, nešto o čemu ne pišemo često. Prisutan je na tržištu skoro deceniju i po, ima armiju korisnika i predstavlja nezaobilaznu stavku u pravljenju fotografskih mapa...
- PC #101 (Jun 2004)
- U prodaji po ceni od 110 din

broj

Era ER Mapper-a

ER Mapper je image processing softver i u pravu ste ako ste pomislili da na tržištu postoji mnogo pretendenata slične specijalizacije. Ipak, na prste jedne ruke mogu se nabrojati oni koji bi stvarno mogli da pariraju ER Mapper-u. Pre svega, programi kao sto je Photoshop, iako bogati opcijama, ne mogu da manipulišu slikama terena u iole pristojnoj rezoluciji. Dakle, ako uzmete jednu oblast od 50×50 km u metarskoj rezoluciji (što ne bi bilo dovoljno da pokrijete Beograd sa periferijom) imaćete digitalnu sliku od 50.000×50.000 tačaka – daleko izvan domašaja Photoshopa i drugih programa opšte namene. Za ER Mapper to je tek prosečna slika kojom ćete ležerno manipulisati i na skromnijim konfiguracijama.

Iako vam se može učiniti da je ovakva slika monstruozno velika i da bi od nje retko ko imao koristi, varate se. U metarskoj rezoluciji mogu da se vide mnogi detalji od vitalnog interesa za lokalnu samoupravu, građevinsko gradsko zemljište, a policijske i vojne primene ne treba ni spominjati.

Georeferenciranje je od vitalnog značaja ako vas, recimo, interesuje ko stvara divlje deponije, gde se one nalaze i koliku površinu zauzimaju. Takve informacije, i mnogo više od toga, možete sa lakoćom da „iscedite" iz ER Mapper-a. Rasterskim slikama terena mogu biti priključeni i vektorski objekti, tako da ćete sa ER Mapperom moći da radite i klasične mape određenog terena. U zavisnosti od toga kakvim podacima (datasets) raspolažete, moguće je praviti razne vrste mapa, čak i 3D prikaze nekog terena. Pod tim svakako ne podrazumevam fotorealistične pejzaže već vrlo upotrebljive mape i prikaze terena za inženjerske i naučne svrhe.

Na početku – akvizicija

Teško je predstaviti najbitnije odlike ER Mappera a ne pomenuti akviziciju podataka. Do sada ste sigurno već shvatili da digitalne fotografije terena u pomenutim rezolucijama nije moguće napraviti vašim novim digitalnim fotoaparatom, sve i da ga montirate na avion i letite besomučno tamovamo. Za to je potrebna mnogo ozbiljnija aparatura.

Postoje dva glavna izvora fotografija terena danas. Jedan zaista nastaje letenjem u avionu, uz veoma skupu fotografsku aparaturu, a drugi izvor su slike sa satelita. I jedan i drugi metod imaju svoje mane i svoje prednosti, ali je ER Mapper sposoban da se izbori sa svim problemima koji stižu iz faze akvizicije. Najkraće rečeno, kojim god metodom da se služite, vi zapravo slikate zakrivljenu površinu koja kasnije treba da se projektuje na ravan standardnih papirnih mapa. To nije jednostavan zadatak jer podrazumeva snažan matematički aparat koji je sposoban za ovakve projekcije, a stvari se dodatno komplikuju mnoštvom koodinatnih sistema, jedinica, projekcija i datuma.

U geonauci pomenuti datumi i projekcije su od vitalnog interesa jer omogućavaju da pri pravljenju 2D mapa zadržimo različite kvalitete podataka prikupljenih u akviziciji. Datumi su matematički modeli koji predstavljaju Zemlju, dakle elipsoid, dok su projekcije u stvari metode za „spuštanje" fotografija zakrivljenih površi na ravan. Razlog za postojanje tolikog mnoštva datuma i projekcija jeste činjenica da ne postoji savršeni datum i savršena projekcija – svaki deo planete ima svoje datume i projekcije, koji su među sobom manje ili više kompatibilni.

Proces mozaikovanja

(kliknite za veću sliku)

Iako su optika i fototehnika izuzetno napredovali u poslednjih nekoliko godina, slike koje stižu sa satelita i iz vazduha ne mogu da obuhvate dovoljno velike oblasti u dovoljno visokoj rezoluciji. Zbog toga se u visokoj rezoluciji snimaju manje oblasti, a kasnije se te slike kombinuju u mozaik da bi konačno mogle da postanu jedna velika fotografska mapa neke šire oblasti. Sve slike moraju da budu georeferencirane veoma precizno da bi se mogle uklopiti u mozaik.

ER Mapper podržava brojne tehnike georeferenciranja (geocoding) kao što su: triangulacija, polinomijalno georeferenciranje, ortorektifikacija uz kontrolne tačke na tlu, reprojekcija mapanamapu... Kad su svi delovi mozaika georeferencirani, spremni su za mozaikovanje. Najbolji rezultati u mozaikovanju postižu se ukoliko se ivice snimljenih fotografija preklapaju.

Mozaikovanje nije jednostavan proces nadovezivanja fotografija jednih na druge. Ko je ikad pokušao da digitalnim fotoaparatom napravi pristojnu panoramu zna o čemu govorim: osvetljenje nije potpuno jednako na celoj fotografiji, fotografije se slikaju u različitim vremenskim trenucima pa osvetljenje varira i zbog toga. Rezultat su neujednačeni delovi mozaika, ivice pojedinih fotografija su neprijatne čak i kada se gledaju zumirane. Zbog toga je završni korak mozaikovanja u ER Mapperu Color balancing koji će od gomile fotografija u visokoj rezoluciji napraviti jednu fotografiju u supervisokoj rezoluciji. U zavisnosti od toga kakvim podacima (slikama) raspolažete i koliko strpljenja imate, mogu se postići fantastični rezultati.

ER Mapperov algoritam

Još jedan snažan adut ER Mappera je Algorithm. Reč je o fantastično osmišljenom principu da se čitav algoritam obrade digitalnih fotografija odrađuje u realnom vremenu na ekranskoj rezoluciji fotografije. Moderni računari su dovoljno brzi da to mogu da odrade, a na ekranu (prirodno) ne možemo da prikažemo više od ekranske rezolucije. Zbog toga će sve operacije obrade biti smeštene u takozvani algoritam i izvršavati se na svaku promenu zuma ili opsega onog što se vidi na ekranu. Slična tehnika je pre desetak godina bila primenjena u programu Photo Publisher, ali su od tada računari toliko napredovali da se danas slične tehnike ne primenjuju u fotoeditorima. Posledica ovakve obrade je sistem koji se brzo odaziva na sve vaše zahteve, možete da vidite kako će vaša fotografija izgledati u minimalnom i maksimalnom zumu, a jedina mana je što ćete nešto duže čekati na snimanje takvih fotografija, kada izvršene operacije zaista treba obaviti. No, fotografije sa kojima obično radi ER Mapper su ionako tako velike da njihovo snimanje i eventualna kompresija zahteva dosta vremena.

Dodatna prednost je Virtual Dataset koncept. U pitanju je specijalni fajl format u kome će biti zabeleženo koje sve fotografije učestvuju u vašem algoritmu i koje sve obrade na njima treba izvršiti. Dakle, dobijate fajl od nekoliko kilobajta koji često može da zameni gigabajte, ali naravno i obavezu da materijale koje tek treba fizički obraditi čuvate na disku.

Kada govorimo o ER Mapperu, termin „fotografija" nije najsrećnije odabran; mnogo je češće u upotrebi termin dataset (ili „skup podataka"). Razlog za daleko češću upotrebu ovog termina leži u činjenici da „fotografije" koje ER Mapper obrađuje i ne moraju biti uzorci iz vidljivog spektra frekvencija. Recimo Landsat satelit proizvodi „fotografije" sa čak sedam različitih bandova (opsega), među kojima su i vidljivi R, G i B kanali.

Klasifikacija

(kliknite za veću sliku)

Analiza multiband datasetova je veoma značajna jer se često iz vidljivog spektra ne može uvek zaključiti u šta se gleda. Dakle, ako gledate neku površinu koja je vrlo reflektivna ne možete biti potpuno sigurni da li gledate u staklo, vodu ili plastiku. Dilema tog tipa nema kada se analiziraju multiband datasetovi jer se analizom dopunskih bandova (kanala) može sa sigurnošću utvrditi o čemu je zapravo reč. ER Mapper možete „naučiti" da raspoznaje ćelije (ili piksele) sa određenom strukturom bandova i da na taj način nepogrešivo utvrdite u šta gledate. Kada ER Mapper prepozna određenu strukturu bandova u nekoj ćeliji, on je može dodati u regione ili stvoriti čak novi raster layer u kome će određene regije na datasetu biti klasifikovane.

Klasifikacija može da se koristi ukoliko želite da utvrdite odnos zelenih i betonskih površina u nekoj oblasti ili ako želite da obeležite oblasti koje su pogođene poplavom ili možda nekim velikim požarom. Ovakve klasifikacije mogu biti fantastičan alat u efikasnijem pružanju pomoći regijama pogođenim raznoraznim elementarnim nepogodama ili recimo za pronalaženje plantaža zabranjenog industrijskog bilja, u preciznosti od jednog metra ili čak i manje od toga u zavisnosti kakvim datasetovima raspolažete.

Naravno, regioni su vektorski pa se mogu kasnije obrađivati kao bilo koje vektorske slike modulom za anotaciju. Vektore možete i eksportovati u neke često korišćene vektorske formate pa nastaviti sa obradom u nekom drugom programu. Od modula za anotaciju ne treba očekivati ekvivalent Corel Drawa ili Illustratora, jer mu i namena nije takva – tu su tek osnovni vektorski alati, dok ćete za više od toga morati da pređete u drugu aplikaciju. Kada to radite, svakako koristite vektorske aplikacije koje čuvaju prostorne informacije, mada takvih programa nažalost nema mnogo.

Enhanced Compression Wavelet

ECW fajl format je srce ER Mappera jer mu omogućava efikasnu kompresiju baziranu na wavelet tehnologiji. Kvalitet slika kompresovanih ovom metodom je na znatno višem nivou nego ukoliko recimo koristite JPEG, naravno za istu veličinu fajla. Uz to ECW ima tzv. piramidalnu strukturu što je veoma pogodno za pregledanje „gigantskih" slika u ekranskoj rezoluciji. Pomenuta struktura je pogodna još za neke stvari poput ECWP streaming protokola, ali o tome neki drugi put.

ECW je asimetrični algoritam za kompresiju, a trajanje kompresije će uglavnom zavisiti od veličine vaših datasetova i brzine računara, disk sistema i/ili mreže. Iako ćete možda čuti i drugačije ocene, ECW je sasvim sigurno industrijski de facto standard i najznačajniji raster fajl format u spatial sektoru. Na sajtu www.ermapper.com pronaći ćete ECW pluginove za brojne aplikacije, a svi oni koji se bave fotografisanjem terena i analizom ovih fotografija reći će vam da je ECW najpogodniji i najpouzdaniji format u njihovom poslu.

Firma Earth Resource Mapping, tvorac ER Mappera, veliki je zagovornik upotebe JPEG 2000 fajl formata u industriji i open source pokreta. Ova firma aktivno učestvuje u razvoju JPEG 2000 standarda, a odnedavno sa njihovog sajta možete downloadovati ažurirani ECW SDK sa podrškom za JPEG 2000. Osim toga, Earth Resource Mapping je preuzeo obavezu da u sledećoj iteraciji ER Mappera ponudi svojim korisnicima upotebu i ovog formata ravnopravno sa ECW formatom.

Osim ovog SDK-a, na sajtu ćete pronaći i mnoge druge SDK-ove poput Java ECW SDKa, ActiveX SDKa, ECW SDK-a za MacOS, Windows CE, PocketPC i Solaris. Ovoliki broj podržanih platformi (u pripremi je i podrška za Linux) omogućava najširu upotrebu ovog formata. Na sajtu ćete pronaći i besplatni kompresor za ECW, ali i besplatni programčić za pregledanje ovih slika ER Viewer.

Korisnički interfejs

ER Mapper je već dugo na tržištu. Prelazio je preko raznih platformi, a njegov razvoj (kao i razvoj GUI-ja) bio je uslovljen pre svega zahtevima specifične korisničke populacije, koja je obično nešto višeg nivoa obrazovanosti od „običnih" korisnika Windowsa. Inženjeri su više naklonjeni funkcionalnosti nego lepom izgledu, pa je ER Mapper građen kao skup command line programa koji imaju zajednički GUI. Ovakav pristup ima smisla ako se ima u vidu njegova kompleksnost, Unix poreklo i upotreba vremešnog Galaxy GUI enginea. Olakšavajuća okolnost je i to da je zahvaljujući izuzetno efikasnim algoritmima i dobroj arhitekturi, brzina ER Mappera i dalje njegov glavni adut pa mu se sitne nedoslednosti i odstupanja od standardnog Windows okruženja mogu oprostiti. Poslednja zvanična verzija ER Mappera je 6.4, ali će verovatno dok vi ovo budete čitali 6.4 Service Pack 1, koja je trenutno u Release Candidate 3 stadijumu, postati oficijelna.

Najbitnija prednost verzije 6.4 je onthefly warping koji korisnicima omogućava da u istom algoritmu potpuno transparentno koriste dataset-ove georeferencirane u različitim datumima i projekcijama. Ovo korisnike oslobađa konverzija iz jedne u drugu projekciju, posebno ako se radi o mozaiku sa mnogo heterogenih dataset-ova. Postoji i niz manjih poboljšanja koje će korisnici ER Mappera znati da cene.

Licenciranje

ER Mapper se može koristiti u raznim varijantama, ali u osnovi postoje dva tipa licenci: floating (FlexLM) i nodelocked, s tim što ove druge mogu biti sa hardverskom zaštitom i bez nje. U poslednje dve verzije ER Mapper podržava USB dongle licence, pa je time praktično omogućeno da se ER Mapper koristi i na najmodernijim sistemima. Nondongle licence se tipično izdaju poslovnim partnerima i resellerima, odnosno izvršavaju se u organizacijama kojima proizvođač u potpunosti verzuje.

Floating licenciranje preko FlexLM sistema je veoma interesantna opcija za institute ili komercijalne korisnike kojima treba veći broj licenci. U ovom sistemu centralno mesto zauzima računar koji služi kao server licenci, pa program može da koristi praktično neograničen broj klijenata sa neograničenog broja računara. Sistem funkcioniše tako što na serveru postoji određeni broj licenci koji se dodeljuje konkurentnim klijentima. Kada se dosegne maksimalni dopušteni broj aktivnih programa, ostali korisnici moraju da čekaju na oslobađanje neke od licenci da bi mogli da koriste ER Mapper. Ovakav sistem je veoma fleksibilan jer je lako proširiv novim brojem licenci, klijenti nisu ograničeni licencama koje su zaključane na određenoj mašini, već mogu bez problema da koriste ER Mapper na bilo kojoj mašini u firmi/fakultetu/naučnoj ustanovi. Ako je potrebno da se neka od klijentskih mašina reinstalira, nije neophodno prebacivanje licence na pomoćnu mašinu, već se kompjuter jednostavnom konfiguracijom nakon reinstalacije ponovo priključuje na server licenci i korisnik može da nastavi sa radom u ER Mapperu.

Floating licenciranje ima jednu slabu tačku: server. Zbog toga je moguće imati tri servera za isti skup licenci, ali je neophodno da su dva uvek aktivna i da imaju dobru TCP/IP komunikaciju među sobom. Ukoliko se jedan od tri servera izbaci iz upotrebe, sistem administratori mogu da rade na njemu i vrate ga u funkciju, a da ER Mapper klijenti to ni ne primete.

Budućnost mape je fotografija

Jedan od postulata razvoja softvera kaže da ne postoji netrivijalni kod bez bagova, pa ni ER Mapper ne može biti savršen. Zbog brojnih veza sa drugim aplikacijama koje se i same menjaju, s vremena na vreme ćete pronaći da export u neki od spoljnih formata ne može biti pročitan u najnovijim verzijama ciljnih aplikacija. Dobra vest je da je ovo „živi softver“ koji se održava i nadograđuje, a da tehnička podrška na visokom nivou, veliki broj korisnika i aktivni forum garantuju brzo rešenje za većinu problema sa kojom se možete susresti.

Cena dataset-ova u komercijalnom sistemu može igrati značajnu ulogu u efikasnom korišćenju ER Mappera, s obzirom na to da ćete za kvadratni kilometar sa satelita plaćati oko 20 USD. Sam ER Mapper košta oko 4.000 funti, što vam se može učiniti kao visoka cena, ali ne treba zaboraviti da se radi o vrhunskom industrijskom softveru specijalne namene. Cena ne bi trebalo da bude veća prepreka za potrebe državnih službi i vladinih agencija. Nabavka opreme za akviziciju podataka iz vazduha takođe može biti veoma unosna investicija na duži rok, specijalno u situacijama kada ćete određeni prostor nadgledati duže vreme. ER Mapper je u tome nezaobilazan alat, jer je zemljište vredan resurs čije iskorišćenje treba svakako optimizovati.

Iako su korisnici ER Mappera dominantno iz zemljišnog i prostornog sektora, ne treba izgubiti iz vida da je to ipak image processing softver, pa stoga ne čudi da se već duže vreme uspešno primenjuje čak i u medicini. Gde god postoji potreba za obradom i analizom slika u visokoj rezoluciji, ER Mapper vas neće razočarati.

Tokom pripreme ovog teksta pomogao nam je gospodin Mick Armstrong, regionalni direktor Earth Resource Mapping Ltd. Auotr i Redakcija časopisa "PC" zahvaljuju se gospodinu Armstrongu. Za dodatne informacije pogledajte sajtove www.ermapper.com i www.earthetc.com

SLEDEĆI TEKST U PC #101
preview
Computer Associates eTrust
Milan Bašić


Plazma

Pantheon PAW



YuNet

Čitaj PC Press

Excel kuhinjica

BIZIT 2021

.

PC
Twitter Facebook Feed Newsletter