Blog Layout

VeA IZI VSRC pēta ēku energoefektivitāti, izmantojot tālizpētes datus

2016. gada 20. septembris

2016. g. jūnijā VeA IZI VSRC pievienojās projekta “Reģionāla līmeņa stratēģijas izstrāde siltumnīcefekta gāzu emisijas samazināšanai Kurzemes plānošanas reģiona pilsētu apbūves rajonos, izmantojot satelītattēlus un jaunākās termālās auditēšanas tehnoloģijas” realizācijai. 

VeA aktivitātes ir saistītas ar termālo aeroattēlu apstrādi Liepājas teritorijai un pētījumu veikšanu divos virzienos: ģeometriskās precizitātes automatizētā nodrošināšanā un ēku energoefektivitātes parametru izpētē, izmantojot tālizpētes datus.


Tālizpētes dati ir no dažādu lidaparātu un Zemes mākslīgo pavadoņu platformām iegūta informācija, kas visbiežāk tiek noformēta attēlu veidā. Šajā projektā tiek izmantoti aero dati termālajā un redzamās gaismas diapazonā, pētot to sniegtās informācijas izmantošanas iespējas. Tālizpētes datu galvenā priekšrocība ir iespēja analizēt notiekošo plašās teritorijās un tādos elektromagnētiskā starojuma diapazonos, kurus cilvēks nespēj saskatīt. 

Projekta ietvaros tiek pētīta informācija par termālo starojumu, kas ir saistīts ar siltuma jēdzienu.

Attēlā pa kreisi redzama aerofotogrāfija dabisko krāsu diapazonā, kas iegūta vasaras sezonā (Ortofotokarte mērogā 1:10 000 © Latvijas Ģeotelpiskās informācijas aģentūra).


Pa labi tā pati teritorija parādīta termālā starojuma diapazonā (© SIA Horus Laboratory). Sarkanos toņos ir parādītas relatīvi siltas teritorijas, piemēram, iespējams novērot siltumtrasi un siltuma izdalīšanos no māju skursteņiem un ventilācijas šahtām.

Ziemas sezonā iegūtie termālie aero attēli uzskatāmi parāda siltuma noplūdes no ēku jumtiem. Jumta siltumizolācija ir viens no būtiskākajiem elementiem ēku energoefektivitātes nodrošināšanai, tādēļ tālizpēte var piedāvāt būvju īpašniekiem unikālu informāciju par jumta energoefektivitātes īpašībām.

Termālās aerofotogrāfijas (© SIA Horus Laboratory). Relatīvi siltākie apgabali parādīti dzeltenā krāsā, bet relatīvi vesākie zilā un violetā.


Attēlā pa kreisi redzams, ka siltums izdalās pa skursteņiem un ventilācijas atverēm, taču paša jumta virsma ir vēsa. Attēlā pa labi siltums izdalās arī cauri jumta korei un salaiduma vietām.

Apstrādājot ģeogrāfiskos datus no dažādiem avotiem, izaicinājumus rada ģeometriskās precizitātes nodrošināšana. Tālizpētes attēliem un elektroniskajām kartēm ir piesaistītas ģeogrāfiskās koordinātes, kas sasaista attēla pikseļus ar reālo atrašanās vietu dabā. Lai pilnvērtīgi apskatītu šos datus, tiek izmantota speciāla programmatūra – ģeogrāfiskās informācijas sistēmas (ĢIS). Attēlu ieguves sistēmu, mērījumu kļūdu un citu iemeslu dēļ objektu kontūras dažādos attēlos var nesakrist.

Ar zaļu raustītu līniju parādīta konkrētās ēkas kontūra OpenStreetMap elektroniskajā kartē, kas ir pieejama bez maksas jebkuram interesentam (http://www.openstreetmap.org).


Attēlos var novērot ģeometriskas nobīdes starp objektiem.

Objektu nesakritība ievērojami apgrūtina datu tālāku automatizētu analīzi un pasliktina rezultātu precizitāti, tādēļ tā ir jānovērš jau pirmsapstrādes posmā. Visbiežāk problēma tiek risināta cilvēkam ar roku savienojot zīmīgus punktus (t.s. zemes kontroles punktus) datos, kuriem jānodrošina sakritība. Pēc tam datorizētie algoritmi aprēķina kā ir jāizmaina viena attēla struktūra, lai objekti attēlā sakristu ar otra attēla objektiem. Zemes kontroles punktu atlasīšana ir ļoti laikietilpīgs (nepieciešami ļoti daudz punkti pareiziem labojumiem) un uzmanību prasošs porcess. Ja šis process tiktu veikts manuāli, tad jauni termālie dati būtu manuāli jākalibrē pilnīgi no jauna.


Projekta ietvaros tiek izstrādāts risinājums, kas ļauj datoram pusautomatizēti atpazīt un savienot šādus punktus.

Ar zaļo krāsu ir iezīmēti datorizētā algoritma atrastie pareizie punktu novietojumi.

Kad attēlu ģeometriskā precizitāte ir nodrošināta, tad iespējams matemātiski meklēt sakarības starp attēlos redzamo informāciju un siltumenerģijas patēriņa datiem. Šāda analīze ļautu noteikt problemātiskos apgabalus pilsētā, kā arī sniegt informāciju par konkrētām ēkām, kurām būtu ieteicams veikt energo efektivitātes paaugstināšanas pasākumus un dot informāciju īpašniekiem par to, kāds ir viņu īpašums no energoefektivitātes viedokļa salīdzīnājumā ar citiem līdzīgiem objektiem. Projekta ievaros analīze tiek veikta Liepājas teritorijai kopā ievācot datus par vairāk kā 7000 ēkām.


Pētījumos izmantoti “Horus Laboratory”, Latvijas Ģeotelpiskās Informācijas Aģentūras, OpenStreetMap un brīvi pieejamie siltumenerģijas patēriņa dati.


VeA aktivitāšu realizāciju veic pētnieki Linda Gulbe, Vairis Caune un Gundars Korāts.

Share by: