Landserf อีกโปรแกรมดู Terrain เด่นด้านการวิเคราะห์ภูมิประเทศ (Terrain Analysis) ตอนที่ 1

• ห่างหายไปพอสมควรครับ ผมเพิ่งกลับจากนอร์เวย์ ดินแดนพระอาทิตย์เที่ยงคืน  ตื่นตาตื่นใจเพราะเป็นครั้งแรกที่มาประเทศในย่านแสกนดิเนเวีย เป็นประเทศที่ติดอันดับค่าครองชีพสูงที่สุดในยุโรป ติดอันดับประเทศที่น่าอยู่ที่สุดหลายปีซ้อน แต่นอร์เวย์ประชากรน้อยมากไม่ถึง 5 ล้านคน มองดูนอร์เวย์แล้วย้อนมาดูเมืองไทย ต่างกันเหลือเกิน เมืองไทยวุ่ยวายเหลือเกินไม่รู้จักจบ ที่นั่นผมพบว่าสงบเงียบ จนบางครั้งหาคนไม่เจอ นี่ฮาจริงๆเลยนะ ผมอยู่ที่เมือง Halden ห่างจากเมืองหลวง Oslo ประมาณ 100 กม. ไปเดินดูสถานีรถไฟประมาณ 2 ทุ่ม(ยังสว่างโร่อยู่จะมืดๆประมาณ 6 ทุ่ม) กับรุ่นน้องที่ไปด้วยกัน ปรากฏว่าสถานีรถไฟ มีคนทำงานแค่ 2 คน หาผู้โดยสารไม่มีสักคน ด้วยความ Hi tech ทุกๆสิ่งทุกๆอย่างไม่ต้องใช้คนมาก ถ้าจะซื้อตั๋วก็ใช้ตู้กดเอาอย่างเดียว
• ด้วยความที่นอร์เวย์ประชากรน้อย มาตรฐานการครองชีพสูง ทำให้คนนอร์เวย์ค่อนข้างจะเหงา ก็แปลกดีครับ กลับมาที่ Landserf โปรแกรมด้าน Terrain visualization & Analysis

Landserf VS. Terrain Bender

 

• โปรแกรมที่ผมแนะนำไปตอนก่อนๆคือ Terrain Bender นั้นผมประทับใจในเรื่องการแสดงผล Terrain แบบ 3D ที่โปรแกรมเมอร์มีมุมมองที่เด็ดเหลือเกิน ส่วน Landserf การแสดงผลในด้าน 3D ยังไม่ดีเท่า แต่ที่ได้มาทดแทนคือมีฟังก์ชั่นการวิเคราะภูมิประัเทศ (Terrain Analysis) เช่น
  • Surface  Measurement เช่นการวิเคราะห์ Elevation, Slope, Aspect และ 7 รูปแบบของการวิเคราะห์ด้าน Curvature
  • Multi-Scale Query and Analysis เหมือนกับ Surface Measurement แต่สามารถเปลี่ยน scale ได้
  • Peak Classification เป็นการวิเคราะห์เพื่อหาจุดสูงสุดของยอดเขา
  • Fuzzy Feature Classifications เป็นการวิเคราะห์เพื่อดึงข้อมูลต่างๆออกมาเช่น Peak (ยอด), Pit (หลุม), Channel (ร่องน้ำ). Ridge(สันเขา). Pass (ช่องเขา). Planar(พื้นราบ)
  • Flow Accumulation เป็นการวิเคราะห์หาการไหลรวมของน้ำ
• ส่วนฟีเจอร์อื่นๆได้แก่เมนู Transform ที่สำคัญคือ
  • DEM to Contours สามารถสร้างเส้นชั้นความสูงจาก DEM ได้ สามารถเซฟออกเป็นเวคเตอร์ได้ เช่นรูปแบบ Shape file
  • DEM to TIN สามารถสร้าง TIN (Triangulated Irregular Network) จาก DEM ได้และสามารถเซฟได้ในรูปแบบ
  • Points to TIN เมื่อนำข้อมูลเข้าแบบ point ก็สามารถแปลงเป็น TIN  ได้
  • TIN to DEM ถ้าข้อมูลนำเข้าเป็น TIN สามารถ generate เป็น DEM ได้
  • TIN to Points เมื่อข้อมูลนำเข้าเป็น TIN สามารถแปลงเป็น text file ได้
• ถ้าเรามีข้อมูลเป็น point ในฟอร์แม็ต N,E,Z หรือ N E Z สามารถนำเข้าเป็น point ได้ จากนั้นใช้คำสั่งจาก Points to TIN แล้วสั่่งต่ออด้วย TIN to DEM พูดกันง่ายๆคือสร้าง DEM จาก 3D Point แต่เท่าที่ผมลองแล้วไม่ work มันนานจนต้องปิดโปรแกรมทิ้ง ก็น่าเสียดายมากๆ ที่โปรแกรมฟรีทั้งหลาย ยังไม่มีตัวไหนเทียบได้กับโปรแกรมเชิงพาณิชย์เช่น ERDAS หรือ Global Mapper

ความเหมือน ข้อดีและข้อเสียของ Landserf & Terrain Bender

• ทั้งคู่พัฒนาด้วย Java Base โปรแกรมสนับสนุน OpenGL ทั้งคู่ ทั้งสองโปรแกรมพัฒนาด้วยจำนวนคนไม่มาก Landserf พัฒนาโดย Jo Wood ส่วน Terrain Bender พัฒนาโดย Helen Jenny and Bernhard Jenny
• Terrain Bender ที่ผมลองแล้วไม่ work บนโน๊ตบุคที่ไม่ใช้การ์ดจอแยก โดยเฉพาะของ intel คือเรียกโปรแกรมแล้วก็หายไปเลย แต่อีกเครื่องใช้การ์ดจอของ ATI กลับไม่มีปัญหา ส่วน Landserf ไม่มีปัญหา
• การสนับสนุนฟอร์แม็ตของ Raster & Vector น้อยเกินไป สองโปรแกรมนี้ถ้าใช้ไลบรารี GDAL จะสนับสนุนฟอร์แม็ตได้มากมาย
• Landserf ใช้งานยากไปนิด แต่เท่าที่ผมลองผิดลองถูก ไม่นานก็รู้แนวทางการใช้โปรแกรมแบบยังไงไม่ให้หงุดหงิด
• เหนืออื่นใดคือทั้งสองโปรแกรมนั้นฟรีและผมค่อนข้างชอบทั้งคู่

ดาวน์โหลดและติดตั้ง

• ดาวน์โหลด landserf สามารถไปได้ที่ลิงค์ download/ ก่อนอื่นใดต้องกรอกชื่อ email address ก่อนจะดาวน์โหลดได้ ไฟล์ที่ได้มาตอนที่เขียน blog นี้คือเวอร์ชั่น 2.3 จะได้ไฟล์เป็น zip ออกมาเมื่อ unzip แล้วจะได้ไฟล์ .jar ออกมา สำหรับผมแล้วไม่สันทัด java การจะติดตั้งโปรแกรมผมใช้ตัวช่วยที่ทำให้การติดตั้งโปรแกรมทำได้ง่าย
• ตัวช่วยที่ว่าคือ IzPack ตอนนี้รุ่น 4.3.3 เป็น opensource ที่มุ่งจัดการกับโปรแกรมที่เขียนด้วย Java ให้สามารถติดตั้งได้ง่ายๆ สามารถไปดาวน์โหลดได้ที่นี่ IzPack เมื่อดาวน์โหลดแล้วทำการติดตั้งได้เลย เป็น self-executed file
• ติดตั้ง landserf เปิดโฟลเดอร์ไฟล์ jar ของ landserf คลิกขวาเลือก Open with > Java Platform SE Binary จะเรียก IzPack มาดังรูปด้านล่าง

• ทำการติดตั้ง Landsert ต่อไป

• ติดตั้ง landserf แล้วถ้าเลือกตาม default โปรแกรมจะถูกติดตั้งที่ “c:\program files\landserf” ต่อไปมาดูกันว่า landserf ทำอะไรได้บ้าง

Surface Classification Feature

• ก่อนจะใช้โปรแกรมมาดูคุณลักษณะพื้นฐานของ Terrain Analysis กันก่อน การวิเคราะห์จะให้ผลลัพธ์อยู่ 6 อย่างที่ผมกล่าวไปข้างต้นบ้างแล้วคือ Peak, Channel, Pass, Ridge, Pit, Planar การวิเคราะห์ภูมิประเทศเป็นเรื่องค่อนข้างลึกซึ้ง ผมค้นดูแล้วมีการทำวิจัยกันมาก การวิเคราะห์จาก DEM จะใช้อัลกอริทึ่มแยก pixel ดังรูปด้านล่าง

• รูปด้านบนผมนำมาจากบทความ สามารถดาวน์โหลดได้ตามลิงค์นี้ BrownD.pdf ดูคนเขียนแล้วไม่ใช่อื่นไกล มีคุณ Jo Wood ผู้พัฒนา landserf รวมอยู่ด้วย

• รูปด้านบนเป็นการวิเคราะห์จุดภาพขนาด 3×3 โดยการเทียบความสูงกับจุดกึ่งกลางรูป ถ้ามากกว่าจะเป็นบวก ถ้าน้อยกว่าจะเป็นลบ ถ้าลักษณะของจุดภาพขนาด 3×3 เป็นไปดัง pattern ไหนก็จะได้ลักษณะภูมิประเทศแบบนั้น ฟังดูเหมือนง่ายๆ ถ้าดูฟังก์ชั่นที่ได้ทำการวิจัย คิดค้นกันมาก็ซับซ้อนพอสมควร

การใช้โปรแกรม Landserf

• เมื่อเปิดโปรแกรมมาแล้วจะเห็นหน้าตาของโปรแกรมเรียบง่ายดี ใช้เมนู File > Open… ผมมีไฟล์ทดสอบอยู่ฟอร์แม็ตคือ ArcGIS text raster (*.grd, *.asc) เป็น text file เก็บข้อมูล point ในรูปตาราง

• จะเห็นหน้าตาของโปรแกรมแสดงผล DEM ดังรูปด้านล่าง

• จะลองปรับให้โปรแกรมแสดงผลในรูป Shaded Relief เพื่อให้ดูง่ายและสวยงามขึ้น ที่โปรแกรมไปตั้งค่า Shaded Relief ที่เมนู Configure > Shaded Relief ตรง Vertical Exaggeration ปรับไปประมาณ 3.0

• ต่อไปไปคลิกที่เมนู Display > Relief จะได้รูปที่สวยงามขึ้น

การสร้างเส้นชั้นความสูง (Contours)

• ก่อนจะไปดู Terrain Analysis มาดูฟีเจอร์ที่น่าสนใจกันก่อน ก็คือการสร้างเส้นชั้นความสูงคลิกที่เมนู Transform > DEM to Contours ตั้งค่า Min contour level เป็น 0 (ใช้เลขจำนวนเต็ม) และ Contour interval ไป 20 เมตรดังรูปด้านล่าง

• ตามข้อมูลที่ทดสอบใช้เวลาไม่นานนัก แต่เมื่อสร้างเสร็จแล้วเราอาจจะงงๆว่าทำไมโปรแกรมไม่แสดงเส้น contour ให้เห็นอัตโนมัติ ไปตั้งค่าก่อนด้วยการคลิกที่เมนู Display > Vector ให้แสดงเครื่องหมายถูกหน้าคำว่า Vector จะเห็นหน้าตาของ contour ดังรูป ผม zoom เข้าไปเพื่อให้ดูง่าย จากรูปด้านล่างจะเห็นตรงภาพเล็กด้านซ้ายจะเห็นตัว V แสดงว่าเป็นเลเยอร์ ของ Vector โชคร้ายไปหน่อยที่ผู้พัฒนาไม่ได้เลือกให้ตั้งค่าสีได้เอง สีที่สร้างมาให้จะเป็นสีตาม shade ของ DEM แต่ก็สวยดึครับ

• การเซฟเส้นชั้นความสูงออกไปในรูป Shape file ตอนแรกก็งงๆว่าทำได้อย่างไร ที่จริงตรงรูปเล็กๆด้านซ้ายถ้าคลิกขวาแล้วเลือกเซฟได้ก็จะดี แต่ในโปรแกรมไม่ได้ออกแบบไว้ วิธีการคือใช้เมาส์ซ้ายคลิกที่รูปภาพเล็กของ contour แล้วใช้เมนู File > Save…เลือกฟอร์แม็ตเป็น ArcGIS Shape file ผมลองไปเปิดดูโปรแกรมอื่น ไม่มีปัญหา
• ก็ขอจบตอนนี้ไว้ก่อนเพราะจะยาวไปมาก พบกันตอนหน้าครับ