CERIT-SC & CzechGlobe



Podobné dokumenty
Výzkumné aktivity Centra CERIT-SC,

Služby Národní Gridové Infrastruktury MetaCentrum & Centra CERIT-SC

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

Centrum CERIT-SC Tomáš Rebok

CERIT-SC. Luděk Matyska, David Antoš, Aleš Křenek

Cloudy a gridy v národní einfrastruktuře

CERIT SCIENTIFIC CLOUD. Centrum CERIT-SC. Luděk Matyska. Praha, Seminář MetaCentra,

Služby (nejen) ÚVT MU (nejen) v oblasti výpočtů a práce s daty

MetaCentrum. Tomáš Rebok MetaCentrum NGI, CESNET z.s.p.o. CERIT-SC, Masarykova Univerzita Olomouc,

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

MetaCentrum. Martin Kuba CESNET

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

Národní e-infrastruktura a její služby

Projekt EGEE / EGI. Jan Kmuníček CESNET. Enabling Grids for E-sciencE. EGEE-III INFSO-RI

MetaCentrum. Miroslav Ruda. březen 2017, Brno CESNET

Czech National e-infrastructure. Projekt MetaCentrum. Jan Kmuníček CESNET. meta.cesnet.cz

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

METACENTRUM. Miroslav Ruda CESNET. Seminář MetaCentra, Praha

Czech National e-infrastructure. Projekt MetaCentrum. Jan Kmuníček CESNET. meta.cesnet.cz

Národní gridová infrastruktura MetaCentrum & související služby pro akademickou obec

CESNET, GRIDy a přenosy dat

Opensource ve vědě satelitní dálkový průzkum Země

Možnosti spolupráce Masarykovy univerzity s aplikační sférou. prof. MUDr. Martin Bareš, Ph.D. prorektor pro rozvoj Masarykovy univerzity

MetaCentrum. Aktuální stav anové služby

CERIT-SC reloaded. už se všichni těšíme. Seminář gridového počítání,

CEITEC a jeho IT požadavky. RNDr. Radka Svobodová Vařeková, Ph.D.

Aktuální stav MetaCentra, novinky

Mycroft Mind. Sdružení průmyslových partnerů FI MU

Současné možnosti dálkového průzkumu pro hodnocení heterogenity půd a porostů na orné půdě

CESNET. Národní e-infrastruktura. Ing. Jan Gruntorád, CSc. ředitel CESNET, z.s.p.o.

Služby e-infrastruktury CESNET

METACENTRUM. Miroslav Ruda CESNET. Konference CESNET, Praha

MetaCentrum. Miroslav Ruda. listopad 2013 CESNET

Petrov, v. o. s. Masarykova univerzita. Inovace systému pro správu prodejních automatů

3D laserové skenování Silniční stavitelství. Aplikace

MetaCentrum a e-infrastruktura CESNET

Datová věda (Data Science) akademický navazující magisterský program

Představení e-infrastruktury CESNET Ing. Jan Gruntorád, CSc. ředitel CESNET, z.s.p.o.

Využití metod strojového učení v bioinformatice David Hoksza

VĚDA A VÝZKUM V RESORTU DOPRAVA

02_16_018 Rozvoj výzkumně zaměřených studijních programů. PO 2 Rozvoj vysokých škol a lidských zdrojů pro výzkum a vývoj

Moderní systémy pro získávání znalostí z informací a dat

Služby ÚVT pro VaV & IT pro CEITEC. David Antoš

MetaCentrum. Martin Kuba CESNET

Výpočetní a aplikovaná matematika

Datová centra z pohledu univerzity. David Antoš Ústav výpočetní techniky Masarykova univerzita antos@ics.muni.cz

Automatická detekce anomálií při geofyzikálním průzkumu. Lenka Kosková Třísková NTI TUL Doktorandský seminář,

Videometrie,, LIDAR, Radarová data

Koncepce rozvoje sdružení CESNET do roku 2015

VRCHOLOVÍ ŘÍDÍCÍ PRACOVNÍCI ELI BEAMLINES Reg. č. projektu: CZ.1.07/2.3.00/

Centrum a projekt CERIT-SC

Zápis z aktivity Workshop UAV in forestry

Strategie sdružení CESNET v oblasti bezpečnosti

Výzkumný ústav geodetický, topografický a kartografický, v.v.i

Podpora inovační výkonnosti (ano, ale...) Anna Kadeřábková Centrum ekonomických studií VŠEM

Slezská univerzita v Opavě Matematický ústav v Opavě

1. VZDĚLÁVACÍ POSLÁNÍ UNIVERZITY A PŘÍSTUP ORIENTOVANÝ NA STUDENTA. 1.4 Posílení efektivity a výzkumné činnosti v doktorských studijních programech

PowerOPTI Řízení účinnosti tepelného cyklu

Hyperspektrální dálkový průzkum na CzechGlobe. J. Hanuš a oddělení DPZ

MetaCentrum a náro (nejen matematické) výpočty

Plnění dlouhodobého záměru PEF MENDELU v roce 2014

Airborne Laser Scanning (ASL) - LIDAR (light detection and ranging)

Koordinuje: Ústav fyziky materiálů AV ČR, v. v. i. LIV. Akademické fórum,

METACentrum Český národní gridovýprojekt. Projekt METACentrum. Jan Kmuníček ÚVT MU & CESNET. meta.cesnet.cz

Lítáme v 3D tisku? Ing. Jaroslav Vtípil, Ph.D. Ing. Andrej Chrzanowski

Výrobní pracoviště budoucnosti

OP VVV CERIT-SC v den...

CESNET - Datová úložiště

Gridy v České republice. Luděk Matyska Masarykova univerzita v Brně CESNET, z.s.p.o.

Infrastruktura pro výuku na vysokých školách spojenou s výzkumem

Růstové modely a agrometeorologický monitoring

Specializace Kognitivní informatika

Synergické efekty VaVpI projektů na VŠB-TU Ostrava

Modely a sémantika. Petr Šaloun VŠB-Technická univerzita Ostrava FEI, katedra informatiky

Operační program Praha Adaptabilita a zaměstnanost Přehled priorit a opatření

Úvodní slovo studentům informatických oborů

TAJGA - MONITORING LOKALITY PONECHANÉ SAMOVOLNÉMU VÝVOJI

Magisterský program Biomedicínské inženýrství a informatika na ČVUT FEL Praha

Terestrické 3D skenování

Téma doktorských prací pro rok Pavel Novotný

Portál IT komunity v ČR Kamil Matoušek, Jiří Kubalík ČVUT Praha

Modelování a optimalizace vozidel, linek a dopravní infrastruktury města. Zdeněk Peroutka, Jan Přikryl, Radim Dudek, Pavel Drábek

EU EGEE Presentace projektu

CzechInvest Programové období Operační program Podnikání a inovace pro konkurenceschopnost

Večer s českou chemií 2013

Národní e-infrastruktura v ČR

Zdroj:

5. Umělé neuronové sítě. Neuronové sítě

MAPA VÝZKUMNÉHO A APLIKAČNÍHO POTENCIÁLU ČESKA. Analýza nové infrastruktury pro VaV podpořené z operačních programů

Laserové skenování - zaměření a zpracování 3D dat v průběhu výstavby tunelu

UNIVERZITA PARDUBICE. Fakulta elektrotechniky a informatiky. Shromáždění akademické obce, Simon Karamazov

SPŠS Č.Budějovice Obor Geodézie a Katastr nemovitostí 4.ročník LASEROVÉ SKENOVACÍ SYSTÉMY

Metody zpracování a analýzy medicínských obrazových dat: možnosti využití v neurovědním výzkumu

Hodnocení stavu regenerace. lesních porostů na Šumavě......s využitím ecognition

Provozní statistiky centra CERIT-SC

02_16_016 ERDF výzva pro vysoké školy. PO 2 Rozvoj vysokých škol a lidských zdrojů pro výzkum a vývoj. Ministerstvo školství, mládeže a tělovýchovy

Biotechnology Research and Technology Transfer. BioReTT. Projekt, který boří mýtus o černé Ostravě

Institut teoretické informatiky (ITI) na FI MU

SUPERPOČÍTAČOVÉ CENTRUM. Luděk Matyska

Podpora aplikovaného výzkumu a vývoje

Transkript:

CERIT-SC & CzechGlobe aneb Aplikace pozemního LiDARového skenování pro modely stromů Tomáš Rebok Centrum CERIT-SC Ústav výpočetní techniky Masarykovy univerzity (rebok@ics.muni.cz)

Centrum CERIT-SC výzkumné centrum vybudované při ÚVT MU transformace Superpočítačového centra Brno (SCB, *1994) při Masarykově univerzitě do nové podoby významný partner národní gridové infrastruktury (CESNET) výpočetní a úložné služby pro českou akademickou obec I. poskytovatel HW a SW zdrojů výpočetní zdroje (cca 4500 jader) SGI UV uzel (288 jader, 6 TB paměti) úložné kapacity (cca 3,5 PB) II. služby nad rámec běžného HW centra zázemí pro kolaborativní výzkum http://www.cerit-sc.cz

Hlavní cíle Centra: CERIT-SC cíle Centra I. Podpora experimentů s novými formami, architekturou a konfiguracemi e-infrastruktury vysoce flexibilní infrastruktura (experimentům příznivé prostředí) vlastní výzkum, zaměřený na principy a technologie e-infrastruktury a její optimalizaci II. Studium a posun možností špičkové e-infrastruktury úzkou výzkumnou spoluprací mezi informatiky a uživateli takovéto infrastruktury výpočetní a úložné kapacity jsou pouze nástrojem zaměření na inteligentní a nové použití těchto nástrojů synergický posun informatiky a spolupracujících věd (kolaborativní výzkum) pro informatiku generování nových otázek pro vědy generování nových příležitostí

CERIT-SC kolaborativní výzkum Spolupráce a podpora výzkumu formou: vedení DP a PhD prací studentů FI MU doktorská škola vedení/konzultace DP a PhD prací externích studentů participace na národních/evropských projektech EGI, ELIXIR, CzeCOS/ICOS, BBMRI, Euro-BioImaging, THALAMOSS, SDI4Apps, KYPO, Silné odborné zázemí: organizačně součást Ústavu výpočetní techniky MU dlouholetá tradice spolupráce s Fakultou informatiky MU dlouholetá tradice spolupráce se sdružením CESNET

Spolupráce s CzechGlobe Rekonstrukce individuálních stromů z laserových skenů cíl projektu: návrh algoritmu pro rekonstrukci 3D modelů stromů z mraku nasnímaných 3D bodů strom nasnímán laserovým snímačem LiDAR výstupem jsou souřadnice XYZ + intenzita odrazu očekávaný výstup: 3D struktura popisující strom identifikovat základní strukturální prvky (kmen a hlavní větve) primární zaměření: smrky hlavní problémy: překryvy (mezery v datech)

Vstupní data: Rekonstrukce stromů I. množiny bodů [x ; y ; z ; intensity ] naskenováno 15 živých a 16 mrtvých smrků terrestrial LiDAR -- první a poslední odraz paprsku živé stromy ruční prahování podle intenzity odrazů větve/jehličí průměrně ~100 000 bodů větví a ~400 000 bodů jehličí mrtvé stromy žádné prahování průměrně ~120 000 nerozdělených bodů

Vstupní data: Rekonstrukce stromů II. živé smrky mají mnoho jehličí málo paprsků projde velké mezery na datech strukturu nutno algoritmicky domýšlet často větší mezery mezi segmenty jedné větve než mezi odlišnými vetvemi Existující přístupy: Coté et al., Livny et al.,... v případě mezer v datech vyžadují manuální předzpracování = neakceptovatelné

Rekonstrukce stromů III. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. v rámci DP navržena inovativní metoda rekonstrukce 3D modelů smrkových stromů základní myšlenka metody: (inspirováno přístupem člověka) identifikace zřetelných a souvislých oblastí rekonstrukce kmene propojování identifikovaných souvislých oblastí odhady tloušťky větví závěrečné čištění modelu

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 1. identifikace zřetelných souvislých oblastí segmenty větví představují hodnotnou informací

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 1. identifikace zřetelných souvislých oblastí segmenty větví představují hodnotnou informací

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 2. hledáme kostru stromu větve budou reprezentovány pouze svými osami z každého shluku bodů extrahujeme reprezentaci kostry

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 2. hledáme kostru stromu větve budou reprezentovány pouze svými osami z každého shluku bodů extrahujeme reprezentaci kostry

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 3. potřebujeme kostru celého stromu souvislosti mezi jednotlivými kostrami nutno odhadnout a všechny větve připojit ke kmeni identifikujeme v datech kmen každý segment připojíme k nejlepšímu rodiči / ke kmeni s ohledem na jeho tvar a (očekávaný) směr růstu odchozí vektory

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 3. potřebujeme kostru celého stromu souvislosti mezi jednotlivými kostrami nutno odhadnout a všechny větve připojit ke kmeni identifikujeme v datech kmen každý segment připojíme k nejlepšímu rodiči / ke kmeni s ohledem na jeho tvar a (očekávaný) směr růstu odchozí vektory

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 4. potřebujeme i tloušťku větví model kmene (průměr) lze rekonstruovat přesně zejména ve spodní části stromu tloušťky větví nutno odhadnout jejich tloušťka je pod rozlišovací schopností skeneru

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 4. potřebujeme i tloušťku větví model kmene (průměr) lze rekonstruovat přesně zejména ve spodní části stromu tloušťky větví nutno odhadnout jejich tloušťka je pod rozlišovací schopností skeneru

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů Sloup P. & Rebok T. 5. závěrečné čištění modelu odebírání drobných koncových hran (vysoká chybovost) vyhlazování příliš ostrých zlomů (působí rušivě)

Rekonstrukce stromů IV. Rekonstrukce stromů - Sloup P. & Rebok T. Výsledky hodnoceny jako velmi dobré. navazující kroky: dorůstání drobných větviček (směrem k bodům jehličí) přidávání jednotlivých jehliček

Rekonstrukce stromů V. Využitelnost rekonstruovaných modelů: neinvazivní získávání statistických informací o množství dřevité biomasy a o základní struktuře stromů kmeny rekonstruovány s vysokou přesností struktura větví rovněž poměrně věrná parametrizované opatřování zelenou biomasou mladé větve + jehličky importování modelů do nástrojů umožňujících analýzu šíření slunečního záření s využitím DART modelů většina kroků algoritmu nezávislých na druhu stromu => lze rozšířit i na další druhy

Rekonstrukce lesů I. Rekonstrukce lesních porostů z full-wave LiDAR skenů s jídlem roste chuť návazná PhD práce, možná budoucí společný projekt cíl: co nejvěrnější 3D rekonstrukce celých lesních porostů z leteckých full-wave LiDARových skenů možné využití hyperspektrálních skenů, termálních skenů, in-situ měření,

Rekonstrukce lesů II. Rekonstrukce lesních porostů z full-wave LiDAR skenů skeny získávány leteckým snímáním diametrálně odlišný problém extrémní množství bodů, které jsou však mnohem řidší nastíněné algoritmy pro přesné rekonstrukce jednotlivých stromů nelze aplikovat nutno revidovat i metody pro vizualizaci a uložení dat/modelů

Rekonstrukce lesů III. dosavadní výzkum kolem full-wave LiDAR skenů lesních porostů segmentace stromů, určování druhovosti, rekonstrukce terénů, určování základních fyziologických parametrů (průměrná výška, distribuce biomasy, atp.)... náš cíl: co nejvěrnější rekonstrukce 3D modelů iniciální analýza a zpracování dat rekonstrukce terénu segmentace (detekce kmenů + rozdělení bodů) základní charakteristika (druhovost, rozměry atp.) rekonstrukce jednotlivých stromů automatické verifikace + úpravy modelu

Rekonstrukce lesů IV. Rekonstrukce jednotlivých stromů aneb Jak se vyrovnat s řídkostí bodů? aktuálně uvažujeme 2 přístupy: databáze předvytvořených modelů modely z různých zdrojů (např. rekonstrukce z pozemních skenů) výběr nejvhodnějšího kandidáta na základě zjištěných charakteristických znaků rekonstruovaného stromu základní úpravy kandidátního modelu (úprava rozložení větví, výška, ) umístění na pozici detekovaného kmene rekonstrukce dle skutečných bodů generování modelů tažených body nutno respektovat fyziologii skutečných stromů nosné téma PhD výzkumu (dlouhodobější realizace)

Rekonstrukce lesů V.

Rekonstrukce lesů VI. Verifikace výsledků aneb letecký simulátor prokazování věrnosti rekonstrukce velmi obtížné z reálných dat téměř nemožné (model vs. realita?) nutné využití uměle vytvořených modelů simulace leteckého skenu rekonstrukce porovnání výsledku s původním modelem (mnoho potenciálních zdrojů chyb) součástí PhD i návrh/implementace metody pro evaluaci rekonstruovaných modelů možno využít pro další zpřesňování rekonstruovaných modelů

Další příklady spolupráce s partnery Virtuální mikroskop, patologické atlasy partner: LF MU Hledání problémových uzavírek v silniční síti ČR partner: Centrum Dopravního Výzkumu Biobanka klinických vzorků (BBMRI_CZ) partner: Masarykův onkologický ústav, Recamo Modely šíření epileptického záchvatu a dalších dějů v mozku partner: LF MU, ÚPT AV, CEITEC Fotometrický archív astronomických snímků Extrakce fotometrických údajů o objektech z astronomických snímků 2x partner: Ústav teoretické fyziky a astrofyziky PřF MU Bioinformatická analýza dat z hmotnostního spektrometru partner: Ústav experimentální biologie PřF MU Optimalizace Ansys výpočtu proudění čtyřstupňovou, dvouhřídelovou plynovou turbínou s chlazením lopatek partner: SVS FEM 3.5 miliónu smartmeterů v cloudu partner: Skupina ČEZ, MycroftMind 27.5.2014

Závěrem Centrum CERIT-SC není jen poskytovatelem HW zdrojů či dodavatel informatické síly chceme být výzkumný partner: máme co nabídnout: netriviální/unikátní výpočetní a úložné zdroje nezbytné pro realizaci náročných výzkumných cílů netriviální IT know-how + CESNET + zázemí univerzity (doktorská škola) zkušenosti s velkými národními/evropskými projekty kladné zkušenosti našich partnerů společným výzkumem chceme pomoci s překonáním stávajících limitů výzkumu našich partnerů a tím otevřít další možnosti top-level výzkumu důraz na přidanou hodnotu a práci s e-infrastrukturou 27.5.2014

Projekt CERIT Scientific Cloud (reg. no. CZ.1.05/3.2.00/08.0144) byl podporován operačním programem Výzkum a vývoj pro inovace, 3 prioritní osy, podoblasti 2.3 Informační infrastruktura pro výzkum a vývoj. http://www.cerit-sc.cz 27.6.2014