Forscher der Aston University haben Unterschiede zwischen erfahrenen Ordnance Survey (OS)-Kartenerstellern und Anfängern in der Art und Weise festgestellt, wie sie Luftbilder für die Kartenerstellung interpretieren, was zu verbesserten Schulungsprozessen für neue Rekruten führen könnte. Die Ergebnisse sind veröffentlicht im Zeitschrift für Vision.
OS ist bekannt für seine Reise- und Wanderkarten, ist aber auch für die Pflege der nationalen geografischen Datenbank Großbritanniens verantwortlich. Jedes Mal, wenn ein Gebäude abgerissen oder neu gebaut oder eine neue Straße und ein neuer Weg gebaut wird, muss die Karte aktualisiert werden.
Von dem Gebiet, das sich verändert hat, werden Luftaufnahmen gemacht, entweder mit dem Flugzeug oder mit Drohnen, und erfahrene Kartographen, sogenannte Fernerkundungsvermesser, untersuchen die Bilder, um Veränderungen zu erkennen und die Karte des Gebiets genau neu zu zeichnen.
Bildpaare werden stereoskopisch dargestellt, eines für jedes Auge, sodass die Fernerkundungsexperten dreidimensional sehen und die Topographie, wie Gräben, Hügel und Hecken, richtig beurteilen können.
Unter der Leitung von Professor Andrew Schofield führte ein Team vom College of Health and Life Sciences der Aston University zusammen mit Dr. Isabel Sargent, zuvor bei OS, eine Studie durch, um zu verstehen, wie Fernerkundungsvermesser die Schatten und Lichter in Bildern interpretieren.
Die Forscher baten sechs ausgebildete Fernerkundungsexperten und sechs Neulinge, 10.000 stereoskopische Luftbilder von Hecken und Gräben auszuwerten, die stark durch Bildverzerrungen verdeckt waren.
Die stereoskopischen Bilder, die die Luftvermesser zur Kartenerstellung verwenden, werden normalerweise an sonnigen Tagen aufgenommen. Das menschliche Gehirn ist von Natur aus darauf programmiert, Licht als von oben kommend zu interpretieren. Allerdings kommt das Licht in den OS-Luftbildern nicht von oben, es ist abhängig vom Sonnenstand. Im Vereinigten Königreich, nördlich des Äquators, kommt das Licht leicht aus dem Süden und scheint daher auf den von den Vermessern betrachteten Bildern von unten zu kommen.
Die Forscher wollten herausfinden, wie sich die Manipulation der Lichtrichtung auf die Vermesser auswirken würde.
Professor Schofield und das Team tauschten in der Hälfte der Versuche die Bildpaare zwischen den Augen aus, so dass Hecken wie Gräben und Gräben wie Hecken aussehen könnten. Bei der Hälfte der Versuche wurden die Bilder auch vertikal gespiegelt, wodurch sich die Richtung der Lichtquelle änderte.
Es stellte sich heraus, dass sich Fachvermesser bei der Ausführung der Aufgabe auf die stereoskopischen Hinweise – den Unterschied in den Bildern, die die beiden Augen sehen – verließen.
Anfänger verließen sich bei der Beurteilung der Form und des Reliefs eines Objekts eher auf Lichtsignale – Lichter und Schatten – und gingen, wie es natürlich ist, davon aus, dass die Beleuchtung von oben kam.
Bei den manipulierten Bildern führte dies dazu, dass Anfänger häufig Fehler machten. Experten waren genauer, auch wenn die Bilder auf den Kopf gestellt worden waren, und einige hatten gelernt, anzunehmen, dass die Lichtquelle aus dem Süden oder von unten kam.
Dies ist das erste Mal, dass jemand gezeigt hat, dass die bei vielen Tierarten verbreitete natürliche Annahme, dass Licht von oben kommt, durch Langzeiterfahrung geändert werden kann. Die Forscher sagen, dass es zur Entwicklung neuer visueller Trainingstechniken für Fernerkundungsvermesser genutzt werden könnte. Beispielsweise kann die intensive Auseinandersetzung mit wiederholten, schwierigen Bildern die Leistung durch einen Prozess namens Wahrnehmungslernen verbessern.
Professor Schofield sagte: „Das ist ein sehr aufregendes Ergebnis. Andere haben gezeigt, dass die Annahme, dass das Licht von oben kommt, um ein paar Grad verändert werden kann, aber niemand hat aufgrund langjähriger Erfahrung jemals eine vollständige Umkehrung gefunden.“
Dr. Sargent sagte: „Dieses Ergebnis wird Ordnance Survey helfen, das Fachwissen unserer Mitarbeiter zu verstehen und die Ausbildung und Verfahren der Vermesser zu verbessern.“
Der Fernerkundungsvermesser Andy Ormerod, der an der Studie mitgearbeitet hat, sagte: „Diese Forschung beweist, dass erfahrene Fernerkundungsvermesser die Welt anders sehen können. Während Nichtvermesser es gewohnt sind, die Welt aus einer Perspektive zu sehen, hat unser Gehirn gelernt, diese zu betrachten.“ Welt aus Luftbildern gesehen.“
Mehr Informationen:
Emil Skog et al., Klassifizierungsbilder für Luftbilder erfassen visuelle Expertise für binokulare Disparität und einen Prior für Beleuchtung von oben, Zeitschrift für Vision (2024). DOI: 10.1167/jov.24.4.11