The Sentinel, Cathedral Spires .. Să fie Judas Priest?

7 min read

Ei bine .. Nu, nu e, dar e la fel de tare (it rocks)! 😀

Bun, gata cu glumele seci. Postarea aceasta este despre Yosemite Valley, un canion sculptat glaciar în munții Sierra Nevada din California, care adăpostește unele dintre cele mai mari fețe granitice din lume, precum și turnuri și culmi ca The Sentinel (Sentinel Rock) și Cathedral Spires.

Scriam în septembrie despre sezonul de deschidere al MOOC-urilor (Massive Open Online Courses). Majoritatea sunt gratuite, dar este o cursă, poți ajunge să vrei să urmezi toată specializarea (și să plătești pentru ea), și exact așa am făcut. 🙂 Joi am terminat o specializare pe GIS pe Coursera.

În cursuri s-a folosit gama de produse ESRI, dar cunoștințele sunt independente de software, am vrut să reîmprospătez noțiunile de GIS din era mea de cartograf, și cursurile acestea ghidate m-au ajutat. Nu știu dacă certificarea mă va ajuta în vreun fel, dar cine știe. Trebuie să recunosc că ESRI are resurse foarte bune pentru învățat, îmi place ArcGIS, dar voi folosi QGIS în proiectele de zi cu zi, este gratuit și open-source, și susținut de o communitate grozavă.

Pentru proiectul final, am ales să studiez pereții de cățărat din Yosemite Valley, unde Camp 4 este văzut drept locul de naștere al escaladei moderne. În mare parte pentru că am vrut să încep să explorez LiDAR și să mă joc cu PDAL și Entwine, și mă așteptam să obțin niște vizualizări faine ale lui El Capitan (1000 m high) și Half Dome (1443 m) folosind date cu rezoluția de 0.5 m. 😊

Nu am obținut vizualizările faine, pentru că aș fi avut nevoie de fotografii de înaltă rezoluție sau de date LiDAR culese de la nivelul solului, și ArcScene nu este chiar cea mai bună unealtă pentru artă 3D. Dar am demonstrat, pe baza declivității și lungimii pereților, că cel mai bun perete de cățărat din Yosemite este El Capitan. 😏

De obicei într-un proiect GIS, formulezi o întrebare legată de o problemă care îi preocupă pe clienți, apoi încerci să răspunzi la ea și să rezolvi problema. Întrebările mele au fost Unde sunt posibilii pereți de escaladă în Yosemitte Valley’ și ‘Unde se află cea mai lungă rută mai apropiată de 500 m de drumul principal, și la mai puțin de 100 m de o potecă’, iar răspunsurile ar ajuta (teoretic) cățărătorii să înțeleagă mai bine mediul de cățărat și să descopere posibile noi zone de escaladă.

Între noi fie vorba, sunt sigură că cei care merg să cațere în Yosemite nu au nevoie de o hartă a pereților să găsească rutele pe care le-au planificat îndelung, și acest proiect nu trebuie considerat un ghid de escaladă, dar a fost o ocazie bună să arunc un ochi la bunătățile legate de escaladă din Yosemite Valley și să fac și analiză GIS.

Proiectul de Analiză Geospațială

Pe scurt, am delimitat pereții de escaladă din Yosemite Valley pornind de la crearea unui Model Digital al Terenului de înaltă rezoluție (0.5m), din date LiDAR (Light Detection and Ranging) culese folosind scanarea aeriană.

LiDAR este o tehnică de teledetecție care folosește energia laser vizibilă sau infraroșu-apropiat să măsoare distanța dintre un senzor și un obiect. Senzorii pot fi tereștri (pe tripod), aerieni (avion), mobili (mașină) și fără pilot (drone).

Modelul Digital de Elevație (MDE/ Digital Elevation Model DEM) reprezintă o suprafață topografică organizată într-un fișier de date ca un set de coordonate x, y, z dispuse regulat, unde z reprezintă elevația. Termenul Model Digital de Suprafață (MDS/ Digital Surface Model DSM) reprezintă suprafața pământului și include toate obiectele de pe ea. În contrast cu DSM, Modelul Digital al Terenului (MDT/ Digital Terrain Model DTM) reprezintă suprafața goală a pământului fără alte obiecte ca plantele și clădirile.

Am descărcat date gratuite de tip nor de puncte (point cloud) de pe OpenTopography, și de asemenea date gratuite și complete GIS pentru Parcul Național Yosemite de pe IRMA (Integrated Resource Management Applications) Datastore, și am inspectat regiunea folosind imagini din avion furnizate de NAIP (National Agriculture Imagery Program). Poți găsi date foarte amănunțite, este fain că avem acces la ele, chiar și din toată lumea. Probabil aș fi făcut un proiect pe Cheile Aiudului sau Munții Piatra Craiului în loc de Yosemite Valley, dar încă nu avem luxul datelor GIS sau LiDAR gratuite aici în Romania.

Am folosit PDAL să unesc fișierele, să le reproiectez în același sistem de coordonate, să creez tile-uri, să extrag punctele de la nivelul solului și să îndepărtez zgomotul din tile-uri folosind o serie de comenzi automat pe toate fișierele. Apoi m-am mutat pe ArcMap 3.7 de la ESRI, am importat toate tile-urile rezultate într-un nou set de date de tip LAS dataset și am continuat analiza.

ArcGIS este un sistem informațional geografic (SIG/Geographic Information System GIS) creat pentru utilizatori/organizații ca aceștia să creeze, gestioneze, partajeze și să analizeze datele spațiale. Este alcătuit din componente server, aplicații mobile și desktop, și instrumente pentru dezvoltatori.

PDAL, Point Data Abstraction Library, reprezintă o bibliotecă open-source C/C++ și aplicații pentru transformarea și procesarea datelor de tip point cloud.

Din modelul 3D, am derivat imagini raster și am extras pereții de escaladă: am conturat caracteristicile morfologice ale suprafeței terenului (panta), am identificat zonele cu pante abrupte de peste 75° și am creat un grup de zone similare folosing algoritmi de generalizare de imagini.

De asemenea, am determinat lungimea pereților utilizând algoritmi pentru direcția de scurgere și identificarea pârâurilor pentru obținerea liniilor principale de scurgere care intersectează un perete, și calculând diferența în elevație pentru fiecare. Având datele legate de pantă și lungime, am clasificat pereții de escaladă după cât de abrupți și de lungi sunt, de exemplu de la galben la roșu (> 45° and > 100m diferență în elevație, > 75° and > 900m diferență în elevație).

În final, proiectul descrie o extra analiză de conformitate în care am suprapus criterii subiective (distanța până la drumuri, râuri, izvoare, parcări) și criterii morfometrice (pantă, lungime) pentru a afla cel mai bun perete de cățărat.

Deloc surprinzător, cel mai bun perete de escaladă s-a dovedit a fi El Capitan, lungimea de aproape 1km și abruptul de peste 75° au avut o greutate mare în modelul final de suprapunere. Coordonatele punctului rezultat sunt 37.730285, -119.637618 grade decimale.

Există multe alte metode de a finisa rezultatele analizei și de a defini pereții de escaladă sau de a obține lungimea peretelui, corelate cu analiza de teren. Proiectul nu analizează pereții de escaladă în detaliu, deoarece există goluri de date din cauza efectului de ‘umbră’ care survine când datele sunt colectate de deasupra falezelor și surplombelor (datele LiDAR colectate de la nivelul solului, sau fotografiile de înaltă rezoluție ar fi mai utile pentru acest tip de analiză). Totuși, rezultatul general oferă o imagine mai bună de ansamblu asupra zonelor existente de escaladă și evidențiază posibile noi zone de cățărat, dovedind faptul că LiDAR este o resursă prețioasă ce poate fi folosită cu succes în examinarea morfologiei suprafeței.

Cu privire la specializarea online pe GIS de la UC Davis, Nick Santos este un profesor bun și materialele de învățat au fost interesante și diverse. Doar un lucru m-a deranjat, de fiecare dată erau colegi care dădeau note mai mici fără motiv. A fost și un incident amuzant, când un coleg mi-a copiat pdf-ul cu harta și a suprapus numele lui. Unii oameni nu se maturizează niciodată. 😂

Altceva? Aș mai fi făcut o altă imagine 3D în Blender folosind DTM și imaginile aeriene, o hartă pentru proiect folosind ArcGIS API for JavaScript, și o pagină dedicată pentru proiect.. Mi-ar plăcea să obțin modelul de elevație și în PDAL, și ceilalți pași folosind QGIS. Mi-ar plăcea să colorez norul de puncte de pe imaginile aeriene și să le vizualizez în Potree. Temă de casă 😉

Crearea de hărți web si pentru imprimare

Aici sunt link-urile către fișierele pdf, și mai jos versiunile integrate: Executive Summary, Final Maps, Final Project Analysis.

Executive Summary Climbing-Yosemite-Valley-Executive-Summary

Final Maps Climbing-Yosemite-Valley-LiDAR-Maps

Final Project Analysis (extended Summary of Results) Climbing-Yosemite-Valley-Final-Analysis

Partea de cercetător tocilar din mine s-a gândit că un Sumar al Rezultatelor nu era îndeajuns, astfel analiza finală arată acum ca o lucrare pseudo-academică (cu greșeli gramaticale și font-uri mixate, bonus). 🙂

Aici este un link către versiunea din ArcGIS Online a hărții, la rezoluție mai scăzută, și mai jos o încercare de a o integra în WordPress.

Mai multe resurse? Iată-le:

Lasă un răspuns

Adresa ta de email nu va fi publicată. Câmpurile obligatorii sunt marcate cu *

Scroll Up