Najpomembnejši znanstveni dosežki projektne skupine

  • Triglav Čekada, M., Adjova, L. (2023). Površina snežišča v Skednju pod Prisojnikom iz fotografij. V: Kuhar, M. (ur.), et al. Raziskave s področja geodezije in geofizike 2022 : zbornik del : 28. srečanje Slovenskega združenja za geodezijo in geofiziko, Ljubljana, 26. januar 2023. Ljubljana: Slovensko združenje za geodezijo in geofiziko, str. 95-103, http://fgg-web.fgg.uni-lj.si/SUGG/referati/2023/SZGG_2023_TriglavCekada_Adjova.pdf  [COBISS.SI-ID 142652931]

Snežišče v Skednju pod Prisojnikom lahko opazujemo že iz ene od najbolj turistično obleganih alpskih lokacij pri nas, to je z jezera Jasna. Zato smo na osnovi starih fotografij, razglednic ter lastnih fotografij proučili, kako se je njegova površina spreminjala skozi čas. Proučili smo dolgoročne spremembe skozi več let, od leta 1906 do 2022, ter spremembe znotraj dveh talilnih dob, to je skozi poletji 2021 in 2022. Za obdelavo posamezne fotografije smo uporabi interaktivno metodo orientacije, ki je v tujini znana tudi pod imenom monoploting. V analizi smo skupno proučili 26 fotografij ali razglednic, dve Badjurovi pregledni karti Julijskih Alp iz let 1913 in 1922, pet ortofotov Cikličnega aerofotografiranja Slovenije ter eno državno lasersko skeniranje iz leta 2014. Od leta 2007 do danes je površina snežišča konec avgusta ali sredi septembra med 3 in 0,1 ha. Največje površine med 14,9 in 9,4 ha smo izmerili v obdobju od 1906 do 1956, vendar pri teh ne vemo, če takratne razglednice ali karte res prikazujejo snežišče konec talilne dobe.

  • Novak, N., Jesenko, D., Drešček, U., Triglav Čekada, M. (2022). Zbiranje prostovoljnih fotografij topografskih sprememb ter ocena njihove uporabnosti. V: Breg Valjevec, M. (ur.), et al. Preteklost in prihodnost (GIS v Sloveniji, 16, ISSN 1855-4954), str. 321-332, DOI: https://doi.org/10.3986/9789610506683_26 [COBISS.SI-ID 124791811]

V prispevku smo predstavili izvedbo treh zbiranj fotografij topografskih sprememb na izbranih množicah prostovoljcev. Zbirali smo fotografije sprememb v prostoru, ki so lahko uporabne za vzdrževanje topografske karte v merilu 1 : 5000 oziroma podatkov t. i. državnega topografskega modela. Skupno je v treh zbiranjih prostovoljnih geografskih informacij sodelovalo 195 potencialnih prostovoljcev: vsi zaposleni Geodetskega inštituta Slovenije, del zaposlenih UM FERI, študentje dveh letnikov UM FERI in študentje treh letnikov UL FGG. Na poziv se je skupno odzvalo 62 prostovoljcev s 567 fotografijami, ki so prikazovale 358 sprememb v prostoru (posamezne spremembe so bile posnete z več fotografijami, nekatere spremembe je fotografiralo več prostovoljcev). Ko smo analizirali odziv, smo ugotovili, da se je v skupinah, kjer sodelujoči niso dobili nobenih bonitet odzvalo 26 % potencialnih prostovoljcev, v skupinah, ki so imele manjšo boniteto, pa je bil ta delež celo 40 %. Analiza potencialne uporabnosti fotografij za zajem vektorskih podatkov in/ali samo pridobitev atributnih podatkov je pokazala, da je kar 92 % fotografij potencialno uporabnih za posodabljanje vsebin na topografski karti merila 1 : 5000.

  • Jesenko, D., Mongus, D., Lešnik, U. (2022). The Influence of COVID-19 on particulate matter concentrations in a medium-sized town = Vpliv COVID-19 na koncentracije prašnih delcev v srednje velikem mestu. Promet, 34 (5), str. 813-823, DOI: https://doi.org/7307/ptt.v34i5.4121. [COBISS.SI-ID 126016771]

Pandemija, ki jo je povzročil koronavirus COVID-19, ima posledice po vsem svetu in posredno vpliva na zdrav-je, gospodarstvo ter onesnaženost zraka v mestih. Tako v Sloveniji kot tudi v vseh ostalih državah je število primerov okuženih v letu 2020 nenehno naraščalo. Vse to je vplivalo na zdravstveni sistem in povzročilo omejitve gibanja ter posledično vplivalo na onesnaženost zraka v državi. Ta članek predstavlja posredni učinek omenjene pandemije na onesnaženost zraka v Mariboru, v Sloveniji. V raziskavi so bili uporabljeni podatki o prometu in kakovosti zraka, predvsem dnevne koncentracije PM10 in PM2,5 z merilne postaje v Mariboru. Z opazovanjem podrobnih podatkov o prometu in koncentracijah prašnih delcev, pridobljenih v središču Maribora pred in med pandemijo, prikažemo vpliv COVID-19 na koncentracije prašnih delcev v tem delu mesta. Rezultati kažejo nekoliko nižje koncentracije trdnih delcev, kar bi lahko razložili z bistveno nižjimi vrednostmi obsega prometa v mesecih popolnega zaprtja države.

V članku so predstavljene posebnosti fotografij narejenih s pametnimi telefoni in njihov potencial za zbiranje prostovoljnih geografskih informacij. Ločljivost in jasnost fotografij, posnetih s pametnim telefonom, je danes že enakovredna fotografijam narejenim s kompaktnimi digitalnimi fotoaparati, hkrati pa omogočajo sprotno shranjevanje lokacije fotografiranja. Na primeru obdelave posamezne fotografije s pomočjo interaktivne orientacije, so te prednosti ovrednotene iz vidika njihovega potenciala za fotogrametrični zajem ob ažuriranju topografskih kart. Kljub dobrim potencialom, pa na koncu obseg zornega polja fotografije odloča o tem ali bomo iz take fotografije lahko izmerili merske 3R-prostorske podatke.

  • Jesenko, D., Mongus, D., Lešnik, U. (2021). Influence of COVID-19 On PM10 Concentrations in Maribor. V: Letnik, T. (ur.). 19th European Transport Congress of the EPTS Foundation e.V : European green deal challenges and solutions for mobility and logistics in cities : conference proceedings : October 7-8, 2021, Maribor, Slovenia. 1st ed. Maribor: Zum urbanizem, planiranje, projektiranje: University, 2021. str. 173-182, https://www.fgpa.um.si/wp-content/uploads/2021/12/Conference-Proceedings.pdf. [COBISS.SI-ID 91893507]

Pandemija, ki jo povzroča koronavirus COVID-19, ima svetovne razsežnosti in vpliva na zdravje, gospodarstvo ter posredno tudi na onesnaženost zraka v mestih. Tako v Sloveniji kot tudi v vseh drugih državah se je število obolelih v letu 2020 nenehno povečevalo, kar je vplivalo na zdravstveni sistem in povzročalo omejitve gibanja ter posledično vplivalo na onesnaženost zraka v državi. Ta članek analizira posredni učinek pandemije na onesnaženost zraka v Mariboru, Slovenija, s primerjavo podatkov iz obdobja omejevanja gibanja državljanov s podatki pred pandemijo, začenši z letom 2013. Za izvedbo te analize so bili uporabljeni podatki o prometu in kakovosti zraka (dnevne koncentracije PM10). Z obdelavo, opazovanjem in analizo podrobnih prometnih podatkov in koncentracij PM10, pridobljenih v središču mesta Maribor (Slovenija) pred in med pandemijo, pokažemo vpliv COVID-19 na koncentracije PM10 v tem delu mesta. Rezultati kažejo nekoliko nižje koncentracije PM10 in bistveno zmanjšan promet v mesecih zaprtja države.

Rezultati klasifikacije stavb na ortofotu se uporabljajo kot vir za vzdrževanje katastra stavb. V zadnjih letih se za klasifikacijo stavb v svetu vse bolj uveljavljajo metode globokega učenja z uporabo konvolucijskih nevronskih mrež. V raziskavi predstavimo primer samodejne klasifikacije stavb z uporabo lastnih podatkovnih zbirk, izdelanih iz barvnih bližnje infrardečih ortofotov (BIR-R-G) in barvnih ortofotov (R-G-B). Preizkusili smo detekcijo stavb z uporabo predučenih uteži podatkovnih zbirk Microsoft Common Objects in Context (MS COCO) in ImageNet. Za detekcijo stavb smo uporabili Mask Region Convolutional Neural Network (Mask R-CNN). Namen raziskave je preizkusiti uporabniško vrednost globokega učenja za detekcijo stavb z uporabo predučenih uteži na podatkih drugega barvnega prostora s ciljem izgradnje klasifikacijskega modela brez ponovnega učenja.

Različne možnosti zbiranja prostovoljnih geografskih informacij tudi v geodeziji omogočajo angažiranje prostovoljcev za različne namene. V članku predstavljamo rezultate raziskave, ki smo jo opravili na podlagi spletne ankete, v kateri smo spraševali, kako bi bili prostovoljci pripravljeni sporočiti svoje vedenje o spremembah v prostoru ali napakah na kartah inštituciji, ki skrbi za ažuriranje kart. Na anketni vprašalnik je odgovorilo 653 anketirancev, ki v prostem času bodisi službeno uporabljajo različne spletne ali klasične topografske karte. Glavna ugotovitev raziskave je, da bi bilo 56 % anketirancev pripravljenih uporabljati spletno aplikacijo za sporočanje sprememb na kartah, presenetljivo pa bi 38 % anketirancev raje sporočala spremembe preko e-pošte, le 4 % vprašanih pa s pomočjo telefona. Analizirali smo še potencialno uporabo različnih funkcionalnosti spletne aplikacije za zbiranje sprememb, kjer smo ugotovili, da so za prostovoljce najpomembnejše tiste funkcionalnosti, ki omogočajo čim bolj poglobljeno povratno komunikacijo (da je bil prispevek oddan, da se ga preverja, da je bil upoštevan, da je bil brisan). Pripravljenost potencialnih prostovoljcev za pogosto uporabo različnih predlaganih funkcionalnosti je odvisna še od njihove dosedanje aktivnosti na spletnih družabnih omrežjih ali v prostovoljnih društvih ter od starostnega razreda kateremu pripadajo.

  • Triglav Čekada, M. (2021): Izračun masnih bilanc ledenikov v času prosto dostopnih satelitskih podatkov. V: Kuhar, M. (ur.), Pavlovčič Prešeren, P. (ur.), Vreča, P. (ur.). Raziskave s področja geodezije in geofizike 2020 : zbornik del : 26. srečanje Slovenskega združenja za geodezijo in geofiziko, Ljubljana, 28. januar 2021. Ljubljana: Slovensko združenje za geodezijo in geofiziko, str. 21-35, http://fgg-web.fgg.uni-lj.si/sugg/referati/2021/SZGG_Zbornik_2021_E_publikacija.pdf [COBISS.SI-ID 55923971]

Srednje ločljivi prosto dostopni satelitski podatki, kot so Sentinel-2, Landsat-8 in Sentinel-1, omogočajo samodejno prepoznavanje površin ledenikov v multispektralnem spektru in v radarskih intenzitetah. Če k satelitskim posnetkom dodamo še digitalnimi model reliefa ter privzamemo enotno gostoto za celoten ledenik, lahko iz sprememb v površinah ledenika izračunamo še masno bilanco ledenika. Ne samo iz površine, tudi na temelju znane nadmorske višine kjer je snežna meja konec talilne dobe, ki jo prav tako lahko izmerimo iz multispektralnih ali radarskih satelitskih podatkov, lahko izračunamo masno bilanco. Na primeru zelo majhnih ledenikov, natančneje Triglavskega ledenika in Ledenika pod Skuto, velikega dolinskega ledenika Pastirca v Avstriji ter od vseh teh največjega ledenika Vatnajökull na Islandiji je opisano, na kaj moramo biti pozorni pri obdelavi prosto dostopnih satelitskih posnetkov pri preučevanju ledenikov.

  • Mangafić, A., Žagar, T. (2020): Izdelava visokoločljivega sintetičnega ortofota na osnovi posnetkov Sentinel-2 z uporabo super-ločljivostnih generativnih nasprotniških mrež. V: CIGLIČ, Rok (ur.), et al. Modeliranje pokrajine, (GIS v Sloveniji, ISSN 1855-4954, 15). 1. izd. Ljubljana: Založba ZRC. str. 97-105, DOI: 10.3986/9789610504696_07. [COBISS.SI-ID 28636931]

V tem prispevku predstavljamo pristop globokega učenja za izdelavo visokoločljivega 2,5-metrskega sintetičnega ortofota na osnovi posnetkov Sentinel-2. Metoda izboljšave sloni na generativnih nasprotniškihmrežah – zvrsti globokega učenja, ki sloni na dveh nevronskih mrežah, generatorju in diskriminatorju. Za povečanje ločljivosti izbranih posnetkov z izvajanjem podpikselske napovedi smo uporabili super-ločljivostne generativne nasprotniške mreže (SR-GAN). Generator, ki smo ga poimenovali SRĐAN, je primeren za izboljšavo vseh posnetkov Sentinel-2 severovzhodne Slovenije brez oblakov in snežne odeje.

Prostovoljne geografske informacije (ang. volunteered geographic information) in zajemanje podatkov množic (ang. crowdsourcing) sta dva termina, ki govorita o uporabi informacij z geografskim položajem, ki jih posredujejo neorganizirani prostovoljci s pomočjo različnih spletnih orodij. Na primeru poplav in potresov bomo prikazali desetletno tujo prakso uporabe takih podatkov. Predstavili bomo različne možnosti sodelovanja: a) take podatke profesionalni raziskovalci obravnavajo le kot vhodni vir, b) se ti uporabljajo za prostovoljno kartiranje in c) obravnavamo priučene prostovoljce kot senzorje in analitike. Kljub znatnemu povečanju števila prostovoljcev v tem času, pa vprašanja uporabe takih podatkov ostajajo ista: kako animirati dovolj veliko množico prostovoljcev, da bomo dobili pravilni prikaz naravne nesreče, kako izločiti nepravilne podatke, kako upoštevati avtorstvo podatkov in kako preprečiti izključenost tistih prostovoljcev, ki nimajo dostopa do spleta v času nesreče.

V letih 2019–2022 izvajamo aplikativni raziskovalni projekt L2-1826. Glavni namen tega projekta je preučiti, kako pridobiti dodatne kartografske podatke za posodobitev nacionalnih topografskih kart v merilu 1: 5000 in 1: 50.000 s pomočjo prostovoljnega geografskih informacij(VGI), zlasti prostovoljnih slik. Interaktivna orientacija (monoplotting) omogoča pridobivanje 3D-podatkov iz ene prostovoljne slike s pomočjo gostega digitalnega modela višin. Na podlagi naših dosedanjih izkušenj, ko smo uporabili posamične slike prostovoljcev za razmejitev poplav leta 2012, ima ta projekt naslednje glavne namene: i) oceniti, kakšne podatke lahko uporabimo za posodabljanje kart v merilih 1: 5000 in 1: 50.000, ki jih lahko dobimo iz prostovoljnih slik, ii) optimiziramo metodo interaktivne orientacije, da omogočimo hitro orientacijo poljubnih posamičnih slik, z različnimi gostimi digitalnimi modeli višin ali gostimi oblaki točk (v Sloveniji imamo na prosto dostopne lidarske podatke), iii) izvesti nadzorovano zbiranje in obdelavo VGI s poudarkom na prostovoljnih slikah. Nadzorovana zbiranje VGI bo omogočilo analizo vloge različnih kognitivnih strategij, ki jih uporabljajo vključeni prostovoljci za boljše načrtovanje prihodnjih odprtih kampanj zbiranja VGI, analizo vloge vključenih strokovnjakov in nestrokovnjakov pri zagotavljanju ustreznih slik za posodabljanje topografskih kart itd.

 Najpomembnejši družbeno-ekonomski rezultati projektne skupine

  • Počkaj, C. D., Triglav Čekada, M., Petrovič, D. (2022). Ocena kvalitete podatkov OpenStreetMap, Wikimapia in OpenTopoMap za območje Slovenije. V: Lapaine, Miljenko (ur.). Program and abstracts : 18th International Conference on Geoinformation and Cartography, 14–16 September 2022, Selce. Zagreb: Hrvatsko kartografsko društvo, Str. 31. ISBN 978-953-49711-1-6. [COBISS.SI-ID 126717187]

OpenStreetMap, Wikimapia in OpenTopoMap so tri spletne kartografske platforme, ki so oblikovane na podlagi zbiranja prostovoljnih geografskih informacij (VGI). Pri analizi smo se osredotočili na popolnost in položajno natančnost prikazanih podatkov. V mejah Slovenije so bili izbrani trije tipi testnih območij, ki predstavljajo urbana, ruralna in visokogorska območja, za vsak tip pa so bila določena tri testna območja. Kot referenčni podatki so bili uporabljeni najnovejši ortofoto in lidarski podatki, dopolnjeni s podatki vektorske topografske baze, podatki katastra stavb, katastra gospodarske javne infrastrukture in eVode. Poudarek je bil na treh objektnih skupinah: zgradbe, prometna omrežja (ceste in poti) ter voda (reke in potoki). Rezultati kažejo, da se kakovost podatkov razlikuje med različnimi kartografskimi platformami in tudi različnimi vrstami testnih območij.

  • Somentorstvo diplomskemu delu:  Počkaj, C. D. (2022). Primerjava popolnosti OpenStreetMap, Wikimapia in OpenTopoMap za testna območja v Sloveniji : diplomska naloga št.: 214/GIG = Comparison of OpenStreetMap, Wikimapia and OpenTopoMap completeness for test sites in Slovenia : Graduation thesis no.: 214/GIG. Ljubljana: [C. D. Počkaj], 2022. X, 34 str., https://repozitorij.uni-lj.si/IzpisGradiva.php?id=140370. [COBISS.SI-ID 132275459]

Triglav Čekada (GI) je bila somentorica diplomskemu delu, ki obravnava problematiko popolnosti prikazanih podatkov na prostodostopnih kartah OpenStreetMap, Wikimapia in OpenTopoMap za testna območja v Sloveniji.

  • Triglav Čekada je sodelovala v znanstvenem odboru/uredniškem odboru 16. bienalnega simpozija GIS v Sloveniji: “Preteklost in prihodnost ”, ki je bil izveden v živo 29. 9. 2022. (https://giss.zrc-sazu.si/ODBOR). Istočasno je izšla še monografija v tiskani in prosto dostopni e-obliki:

Breg Valjavec et al. (uredniki) (2022). Preteklost in prihodnost (GIS v Sloveniji, 16). Založba ZRC, DOI: https://doi.org/10.3986/9789610506683.

Rezultati projekta so predstavljeni v publikaciji EuroSDR, ki skrbi za prenos znanja med raziskovalnimi in izobraževalnimi inštitucijami ter evropskimi geodetskimi in/ali kartografskimi upravam.

Kuhar, M. (urednik), Pavlovčič Prešeren, P. (urednik), Vreča, P. (urednik) (2021): Raziskave s področja geodezije in geofizike 2020 : zbornik del : 26. srečanje Slovenskega združenja za geodezijo in geofiziko, Ljubljana, 28. januar 2021. Ljubljana: Slovensko združenje za geodezijo in geofiziko, 1 spletni vir (1 datoteka PDF (124 str.)), ISBN 978-961-95299-0-4, http://fgg-web.fgg.uni-lj.si/sugg/referati/2021/SZGG_Zbornik_2021_E_publikacija.pdf [COBISS.SI-ID 53030659]

  • Triglav Čekada je sodelovala v znanstvenem odboru/uredniškem odboru 15. bienalnega simpozija GIS v Sloveniji: »Modeliranje pokrajine«, ki je bil izveden v živo 30. 9. 2020. Istočasno je izšla še monografija v tiskani in prosto dostopni e-obliki:

Ciglič, R. Geršič, M., Perko, D., Zorn, M. uredniki (2020). Modeliranje pokrajine, (GIS v Sloveniji, 15). Založba ZRC, 200 p., ISBN 978-961-05-0112-1.1, [COBISS.SI-ID 296251648], https://zalozba.zrc-sazu.si/p/1530

  • Triglav Čekada je vodila programski odbor Geodetskega dne 2020, katerega izvedba je bila zaradi koronavirusa prestavljena iz 12-13. 3. 2020 na kasnejši termin. Geodetski dan je bil izveden v hibridni obliki 17. 9. 2020.

Triglav Čekada, M. (urednik). Geodezija za kakovostne odločitve v prostoru in času = Geodesy and quality of geospatial data for good decision-making: povzetki predavanj. Ljubljana: Zveza geodetov Slovenije: Ljubljansko geodetsko društvo, 2020. ISBN 978-961-93656-5-6 [COBISS.SI-ID 304269568]