Knowledge base: Warsaw University of Technology

Settings and your account

Back

A computer vision system for potentially illegal deforestation analysis

Filip Kołodziej

Abstract

The aim of this thesis is an implementation of computer vision system, programmed to analyse attempts of potentially illegal deforestation. The study pursued data collection using an aircraft. The collected data was in the form of films, which were recorded by an action camera mounted under the airplane’s wing. Moreover, a GPS receiver simultaneously registered geographic positions of the craft. The synchronised data collection and processing generated a topographic map, which highlights areas of potentially illegal logging. The first section of the thesis defines deforestation and explains issues associated with the process. Further, it narrows the phenomenon to illegal logging in order to draw a conclusion concerned about its negative influence on economic aspects. Finally, the focus is redirected to the development and dynamics of deforestation on the global, European and local scale. The second part presents the method of input data collection. Additionally, it assesses the pros and cons of the method. Using aero photography techniques always entails the requirement of spending substantial financial resources. Therefore, an emphasis was placed on reduction of all costs to the minimum, while ensuring that the chosen aircraft and camera were able to succeed in the delivery of their tasks. Additionally, extensive research has been carried out on flying objects. The enquiry considered both, the smallest devices like drones as well as the satellites placed in orbit. Regarding the matching of a camera with the aircraft, a choice was made dependent on the effectiveness of synchronization with the aeroplane. The following chapter concerns the working principle of the computer system. Knowledge relating to computer vision and digital image processing was required to implement the software correctly. The system consists of a few programs referring to the next stages of achieving the intended result. Those include: camera calibration, photomap creation, deforested areas detection and image registration. All of them were implemented using C++ programming language and functions from the OpenCV library. The last section is a comparison of the quality between the created system and other software available on the market. It turned out that finding a similar system was extremely difficult, due to the dynamic, but short-lived development of aero photography techniques. The thesis concludes with suggestions for further development and solutions to problems of interfering with the full functionalism of the system.
Diploma type
Engineer's / Bachelor of Science
Diploma type
Engineer's thesis
Author
Filip Kołodziej (FM) Filip Kołodziej,, Faculty of Mechatronics (FM)
Title in Polish
Wizyjny system analizy potencjalnie nielegalnych wycinek lasów
Supervisor
Maciej Przybylski (FM/IACR) Maciej Przybylski,, The Institute of Automatic Control and Robotics (FM/IACR)Faculty of Mechatronics (FM)
Certifying unit
Faculty of Mechatronics (FM)
Affiliation unit
The Institute of Automatic Control and Robotics (FM/IACR)
Study subject / specialization
, Automatyka i Robotyka (Automation and Robotics)
Language
(pl) Polish
Status
Finished
Defense Date
07-02-2019
Issue date (year)
2019
Reviewers
Maciej Przybylski (FM/IACR) Maciej Przybylski,, The Institute of Automatic Control and Robotics (FM/IACR)Faculty of Mechatronics (FM) Barbara Putz (FM/IACR) Barbara Putz,, The Institute of Automatic Control and Robotics (FM/IACR)Faculty of Mechatronics (FM)
Keywords in Polish
Widzenie maszynowe, Fotomapa, Przetwarzanie obrazów, Wycinki lasów, OpenCV
Keywords in English
Computer vision, Photomap, Image processing, Deforestation, OpenCV
Abstract in Polish
Tematem pracy było stworzenie wizyjnego systemu informatycznego, który umożliwiałby przeprowadzenie detekcji potencjalnie nielegalnych wycinek lasów. Danymi wejściowymi były filmy nagrane kamerą sportową zamontowaną pod skrzydłem samolotu oraz informacje zarejestrowane przez odbiornik GPS podczas przelotu. Efekty odpowiedniego przetworzenia oraz synchronizacji wymienionych materiałów przedstawione zostały na mapie topograficznej w postaci oznaczenia obszarów, na których mogły wystąpić nielegalne wycinki. Pierwsza część pracy stanowi wprowadzenie w problematykę zabiegu deforestacji. Starano się przejść od definicji zjawiska, poprzez zawężenie tematu do aspektu nielegalnych wycinek lasów, do wysunięcia wniosków o negatywnym jego wpływie na walory ekonomiczne. Następnie przedstawiono stopień rozwoju i dynamikę deforestacji w skali globalnej, europejskiej i lokalnej. Następnie zaprezentowano sposoby gromadzenia danych oraz wady i zalety wybranej metody. Wykorzystanie technik aerofotografii zawsze niesie za sobą konieczność wyłożenia odpowiednich środków finansowych. W związku z tym skupiono się na ich minimalizacji, przy założeniu, że wybrany samolot i kamera spełnią swoje zadania. Przeprowadzono przegląd obiektów latających od najmniejszych urządzeń - dronów, aż po satelity sztuczne na orbicie. W przypadku doboru kamery kierowano się głównie efektywnością jej synchronizacji z wybranym statkiem powietrznym. Kolejny rozdział pracy przedstawia istotę działania stworzonego systemu. Do jego poprawnej implementacji wymagana była wiedza z zakresu widzenia maszynowego oraz przetwarzania obrazów. System składa się z kilku programów, które stanowią kolejne etapy do osiągnięcia spodziewanego rezultatu. Są nimi korekcja dystorsji, tworzenie fotomapy, detekcja wycinek lasów i nakładanie obrazu. Wszystkie elementy systemu zostały zaimplementowane w języku programowania C++, przy intensywnym wykorzystaniu funkcji dostępnych w bibliotece OpenCV. Ostatni etap pracy to próba porównania jakości działania stworzonego systemu z innymi oprogramowaniami funkcjonującymi na rynku. Ze względu na dynamiczny, lecz krótkotrwały rozwój technik aerofotografii, trudno było znaleźć oprogramowania o podobnej charakterystyce. Pracę zakończono sformułowaniem wniosków oraz wskazaniem dalszych kierunków rozwoju systemu oraz propozycję rozwiązań zaistniałych problemów stojących na przeszkodzie do jego pełnego funkcjonowania.
File
  • File: 1
    278210_inz.pdf
Request a WCAG compliant version
Local fields
Identyfikator pracy APD: 31715

Uniform Resource Identifier
https://repo.pw.edu.pl/info/bachelor/WUT76130af888f244ffaa559559bee722f8/
URN
urn:pw-repo:WUT76130af888f244ffaa559559bee722f8

Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page