Knowledge base: Cracow University of Technology

Settings and your account

Back

Miara krajobrazu : obiektywizacja oceny widoków i panoram wspomagana narzędziami komputerowymi

Authors:

  • Agnieszka Ozimek

Abstract

Decisions on the placement of new development projects, made on the micro-scale, lead to the degradation of both the urban and open landscape. This phenomenon has been intensifying in recent years, on the one hand, in the face of the spatial planning crisis and as a result of strong pressure exerted by real estate developers on the other. While the problems resulting from environmental pollution are more and more commonly understood, there is still a lack of social awareness in terms of the visual effects caused by uncontrolled urbanisation. People who decide on the future shape of space often do not find sufficiently strong arguments to protect this space properly. The current level of the development of digital technologies and increasing computing power enable the use of computers in landscape analyses. The results of quantitative research are usually accepted indisputably because they operate with objective numerical values. The aim of this publication was to present the author's Method of the Digitalised Parameterisation of View Components, called „7S”, which measures the colour, shape, surface and height of objects, as well as their percentage share in the view and interference in the sky line. The last of the indicators is a fractal dimension, used to assess the degree of change in the structure of the view. The name „7S” comes from the first letters of the English terms: Shade, Shape, Surface area, Size, Share, Silhouette / Skyline, Structure). The intermediate goal of the work was to acquaint readers (landscape architects, urban planners, planners) with IT issues so as to provide them with the knowledge necessary to understand the technical aspects of the analyses. The described method fills an important research gap because so far quantitative analyses have been carried out primarily using maps or three-dimensional models. There are very few studies of eye-level views, although this is the way observers usually perceive the landscape. The study was divided into three main parts: an analytical and theoretical section, a technical section and a practical section. The first section presents research on related topics. The description has been divided into four groups of issues, taking into account selected methods of landscape assessment, visibility studies, views and panoramas analyses, as well as numerical indicators used in landscape studies. On this basis, it has been proved that the Method of the Digitalised Parameterisation of View Components does not duplicate the research of other authors. Separate chapters have been devoted to the physiology of vision and perception of the landscape, as well as the structure of the view, which is the object of the discussion. Finally, a diagram of the „7S” method has been presented, which should be treated as part of comprehensive studies. The technical section is intended to familiarise readers with the details of the research method. It presents the process of recording digital images, the structure of a raster image and selected image processing algorithms. A separate chapter has been devoted to the difficulties of the automatic segmentation of images, i.e. the problems of indicating areas related to particular objects visible in the photograph. Numerical indicators used in the „7S” method and techniques of their calculation have also been described. The terms for the geometrical features of the form, which are represented by specific factors of shape, have been formulated in a natural language, which required some simplifications to be made. The greater intelligibility of terms was associated with the loss of their precision, formalised beforehand using the symbolic language of mathematical formulas. The practical section has been devoted to the presentation of examples of the application of the method: the selection of an object's colour, the comparison of the degree of attractiveness of a view, and the degree of its change, as well as various design alternatives. It was also used to determine the dominant element of a view, survey the components of a view, and to choose the best variant of its transformations. The examples, given in the practical section, are for illustrative purposes, and therefore obvious examples were selected, ones where there would be no doubts as to verifying the correctness of the research assumptions. The obtained results encourage the use of the new method in situations where an expert's intuition is not sufficient (e.g. when choosing between design variants that differ only slightly). Due to the interdisciplinary nature of the research, the work contains a glossary of terms explaining concepts related mainly to digital photography, information technology and statistics. At the end of the work, a description of the „7S” program interface and instructions for its operation have been presented. The development of new software was necessary because there is currently no application equipped with the functions that perform all the planned calculations. The MATLAB environment and the Image Processing Toolbox were used for this purpose, under a license allowing their use in scientific research. The method developed by the author is intended to help experts in the surveying of visual landscape resources, as well as in making decisions regarding permissible transformations of its physiognomy. The results of such analyses, which constitute a set of numerical parameters, should be supplemented with broader knowledge, including non-visual values of the site and other factors, such as the profitability of a given development project. The author hopes that the Method of Digital Parameterisation of View Components presented in this monograph can contribute to the shaping of spatial order, as a supplement to view analyses in landscape planning and design.

Record ID
CUTa61ef8db00e44f48b59e40b92e907414
Other language title versions
Measure of the landscape. Objectification of view and panorama assessment supported with digital tools
Book type
Monograph
Book categories
science book; reviewed work
Author
Other contributor
Publisher (including from the ministerial list of publishers)
Politechnika Krakowska im. Tadeusza Kościuszki
Publisher name (outside publisher list)
Wydaw. PK
Publishing place (Publisher address)
Kraków
Pages
171
ISBN
978-83-65991-68-3
Issue year
2019
Other elements of collation
fot.; rys.; schem.; tab.; wykr.; Bibliografia (na s.) - 151-158; Oznaczenie streszczenia - Streszcz., pol., ang., niem.
Keywords in Polish
analiza widoku, ocena krajobrazu, współczynniki kształtu, analiza kolorystyczna, gabaryt, linia nieba, panorama
Abstract in Polish
Decyzje dotyczące lokalizacji nowych inwestycji, podejmowane w mikroskali, prowadzą do degradacji krajobrazu, zarówno zurbanizowanego, jak i otwartego. Zjawisko to nasila się w ostatnich latach, z jednej strony w obliczu kryzysu planowania przestrzennego, z drugiej natomiast – jako efekt silnej presji developerów. O ile problemy wynikające z zanieczyszczenia środowiska są coraz powszechniej rozumiane, o tyle nadal brakuje świadomości społecznej w zakresie efektów wizualnych, powodowanych przez niekontrolowaną urbanizację. Osoby, od których zależy przyszły kształt przestrzeni, często nie znajdują wystarczająco dobitnych argumentów, by należycie tę przestrzeń chronić. Stan zaawansowania technologii cyfrowych oraz obecne moce obliczeniowe komputerów umożliwiają zastosowanie maszyn liczących w analizach krajobrazowych. Rezultaty badań ilościowych są przeważnie akceptowane bezdyskusyjnie, ponieważ operują obiektywnymi numerycznymi wartościami. Celem niniejszej publikacji było zaprezentowanie autorskiej Metody Komputerowej Parametryzacji Składowych Widoku „7S”, w której zastosowano pomiary barwy, kształtu, powierzchni i wysokości obiektów, a także ich procentowego udziału w widoku i ingerencji w linię nieba. Ostatnim z wskaźników jest wymiar fraktalny, używany do oceny stopnia zmiany struktury widoku. Nazwa „7S” pochodzi od pierwszych liter angielskich odpowiedników powyższych terminów (ang. Shade, Shape, Surface area, Size, Share, Silhouette/Skyline, Structure). Celem pośrednim pracy było zaznajomienie czytelników (architektów krajobrazu, urbanistów, planistów) z zagadnieniami informatycznymi, aby dostarczyć im wiedzy niezbędnej do zrozumienia technicznych aspektów przeprowadzonych analiz. Opisana metoda wypełnia istotną lukę badawczą, ponieważ dotychczas analizy ilościowe były przeprowadzane przede wszystkim z użyciem map lub trójwymiarowych modeli. Bardzo nieliczne są studia widoków, pomimo że to właśnie w ten sposób obserwatorzy zwykle postrzegają krajobraz. Opracowanie zostało podzielone na trzy główne części: analityczno-teoretyczną, techniczną oraz praktyczną. W pierwszej z nich zaprezentowano badania naukowe o pokrewnej tematyce. Opis podzielono na cztery grupy zagadnień, uwzględniając wybrane metody oceny krajobrazu, badania dotyczące widoczności oraz widoków i panoram, a także wskaźniki liczbowe używane w analizach krajobrazowych. Na tej podstawie dowiedziono, że Metoda Komputerowej Parametryzacji Składowych Widoku nie powiela badań innych autorów. Odrębne rozdziały poświęcono fizjologii widzenia i percepcji krajobrazu, a także strukturze widoku, stanowiącego obiekt rozważań. Na końcu przedstawiono schemat metody „7S”, która powinna być traktowana jako element kompleksowych badań. Część techniczna ma na celu przybliżenie czytelnikom szczegółów opracowanej metody badawczej. Przedstawiono w niej proces rejestracji fotografii cyfrowej, strukturę obrazu rastrowego i wybrane algorytmy przetwarzania obrazu. Odrębny rozdział poświęcono trudnościom w automatycznej segmentacji obrazu, czyli problemom wskazywania obszarów zajmowanych przez poszczególne obiekty widoczne na fotografii. Opisano też numeryczne wskaźniki używane w metodzie „7S” i sposoby ich obliczania. Określenia dla geometrycznych cech formy, które są reprezentowane przez poszczególne współczynniki kształtu, zostały sformułowane w języku naturalnym, co wymagało zastosowania pewnych uproszczeń. Większa przystępność terminów wiązała się z utratą ich precyzji, sformalizowanej uprzednio za pomocą symbolicznego języka wzorów matematycznych. Część praktyczna jest poświęcona prezentacji przykładów zastosowania metody: doboru barwy obiektu, porównaniu stopnia atrakcyjności widoku, oraz stopnia jego zmiany, a także różnych wariantów projektu. Użyto jej również we wskazywaniu dominant widoku, inwentaryzacji składowych widoku i wyborze najlepszego wariantu jego przekształceń. Przykłady, przytoczone w części praktycznej, mają charakter poglądowy, dlatego wybrano przypadki oczywiste, niebudzące wątpliwości, by sprawdzić poprawność założeń badawczych. Otrzymane wyniki zachęcają do stosowania nowej metody w sytuacjach, w których intuicja eksperta nie jest wystarczająca (np. przy wyborze pomiędzy wariantami projektu, które tylko nieznacznie różnią się między sobą). Ze względu na interdyscyplinarność badań praca zawiera słownik objaśniający pojęcia związane głównie z fotografią cyfrową, informatyką i statystyką. Na końcu pracy zamieszczono opis interfejsu programu „7S” oraz instrukcję jego obsługi. Stworzenie nowego oprogramowania było konieczne, ponieważ brakuje obecnie aplikacji, która byłaby wyposażone w funkcje realizujące wszystkie zaplanowane obliczenia. Skorzystano w tym celu z środowiska MATLAB i biblioteki służącej do przekształcania obrazu, na podstawie licencji umożliwiającej wykorzystywanie go w badaniach naukowych. Opracowana metoda ma na celu wspomożenie eksperta w inwentaryzacji wizualnych zasobów krajobrazu, a także w podejmowaniu decyzji dotyczących dopuszczalnych przekształceń jego fizjonomii. Wyniki analiz, stanowiące zestaw numerycznych parametrów, powinny być uzupełnione szerszą wiedzą, obejmującą pozawizualne walory miejsca oraz inne czynniki, jak przykładowo opłacalność danej inwestycji. Autorka żywi nadzieję, że przedstawiona w niniejszej monografii Metoda Komputerowej Parametryzacji Składowych Widoku „7S” może przyczynić się do kształtowania ładu przestrzennego, jako uzupełnienie analiz widokowych na etapie planowania oraz projektowania krajobrazu.
Abstract in original language
Den in der Mikroskala gefassten Beschlüssen über die Lokalisation der neuen Investitionen folgt die Degradation sowohl der urbanisierten als auch der offenen Landschaft. Dieses Ereignis nimmt in den letzten Jahren zu, einerseits angesichts der Raumplanungskrise, andererseits - als Resultat des starken Drucks der Bauträger. Sofern die Probleme aus Umweltverschmutzung immer allgemeiner wahrgenommen werden, fehlt es noch am sozialen Bewusstsein für die visuellen Effekte infolge der unkontrollierten Urbanisierung. Die Personen, von denen die zukünftige Raumgestaltung abhängig ist, finden oft keine ausreichend aussagekräftigen Argumente für den gehörigen Schutz dieses Raumes. Der Fortschrittszustand der digitalen Technologien sowie die aktuelle Berechnungskapazität der Computer ermöglichen die Anwendung von Rechenmaschinen für die Landschaftsanalysen. Die Ergebnisse der quantitativen Untersuchungen werden überwiegend unbestritten akzeptiert, weil sie mit den objektiven nummerischen Werten operieren. Das Ziel dieser Veröffentlichung ist es, die selbständig entwickelte Computergestützte Methode für die Parametrisierung von Ansichtselementen „7S“ darzustellen, in denen die Farben, die Formen, die Oberflächen und die Höhen von Objekten sowie ihr prozentualer Anteil an der Ansicht und die Ingerenz in die Himmellinie gemessen wird. Der letzte Faktor ist die fraktale Dimension für die Bewertung des Veränderungsgrades der Ansichtsstruktur. Die Bezeichnung „7S“ stammt von den ersten Buchstaben der englischen Gegenstücke der vorgenannten Begriffe (Englisch Shade, Shape, Surface area, Size, Share, Silhouette/Skyline, Structure). Das Zwischenziel der Arbeit war es, die Leser (Landschaftsarchitekten, Stadtplaner, Planer) mit den informatischen Fragen vertraut zu machen, um ihnen das notwendige Wissen zum Verständnis der technischen Aspekte der durchgeführten Analysen zu liefern. Die beschriebene Methode füllt die wesentliche Forschungslücke aus, weil die quantitativen Analysen vor allem mit Landkarten oder dreidimensionalen Modellen durchgeführt wurden. Es gibt sehr wenige Ansichtsstudien, obwohl die Beobachter normalerweise die Landschaft auf diese Weise beobachten. Die Bearbeitung wurde in drei Hauptteile eingeteilt: analytisch-theoretisch, technisch sowie praktisch. Im ersten Teil wurden die Forschungen mit verwandter Thematik dargestellt. Die Beschreibung wurde in vier thematischen Gruppen eingeteilt, wobei die gewählten Bewertungsmethoden der Landschaft, die Prüfungen betreffend Sichtweite sowie Ansichten und Panoramen, als auch die quantitativen Indikatoren in den Landschaftsanalysen berücksichtigt wurden. Auf dieser Grundlage wurde nachgewiesen, dass die Computergestützte Methode für die Parametrisierung von Ansichtselementen vervielfältigt nicht die Forschungen der anderen Autoren. Die getrennten Kapitel wurden der Physiologie des Landschaftssehens und -wahrnehmung sowie der Ansichtsstruktur gewidmet, der Erwägungsgegenstand ist. Am Ende wurde das Schema der Methode „7S“ dargestellt, die als Element der komplexen Prüfungen betrachtet werden sollte. Das Ziel des technischen Teils ist es, die Einzelheiten der bearbeiteten Forschungsmethode den Lesern anzunähern. Darin wurde der Aufnahmeprozess der Digitalphotographie, die Struktur des Rasterbildes und die gewählten Algorithmen der Bildverarbeitung dargestellt. Das getrennte Kapitel wurde den Schwierigkeiten bei der automatischen Bildsegmentierung gewidmet, also den Problemen mit der Anzeige der Gebiete, die durch die einzelnen, auf dem Foto sichtbaren Objekte beansprucht werden. Es wurden auch die numerischen Indikatoren in der Methode „7S“ und ihre Berechnungsmethoden beschrieben. Die Bezeichnungen für die geometrischen Merkmale der Formen, die durch die einzelnen Formfaktoren vertreten sind, wurden in der natürlichen Sprache formuliert, was die Anwendung bestimmter Vereinfachungen erforderte. Mit einer größeren Zugänglichkeit der Begriffe war der Verlust ihrer Präzision verbunden, die vorher mit der symbolischen Sprache der mathematischen Formeln formalisiert wurde. Der praktische Teil präsentiert die Anwendungsbeispiele der Methode: Auswahl der Objektfarben, Vergleich des Attraktivitätsgrades der Ansicht, ihres Veränderungsgrades sowie verschiedener Projektvarianten. Sie wurde auch zur Anzeige der Ansicht-Dominanten, Inventur der Ansicht-Bestandteile sowie Auswahl der besten Variante ihrer Umformungen genutzt. Die im praktischen Teil herbeigeführten Beispiele dienen nur als Erläuterung, deswegen wurden die selbstverständlichen, zweifellosen Fälle ausgewählt, um die Richtigkeit der Forschungsansätze zu prüfen. Die erzielten Ergebnisse ermuntern zur Anwendung der neuen Methode in den Situationen, in denen die Intuition eines Experten nicht ausreichend ist (z.B. bei der Auswahl zwischen den Projektvarianten, die sich nur geringfügig voneinander unterscheiden). Aus Hinsicht auf die Interdisziplinarität der Forschungen enthält die Arbeit ein Wörterbuch für die Erläuterung der Begriffe, die hauptsächlich mit Digitalphotographie, Informatik und Statistik verbunden sind. Am Ende der Arbeit befindet sich die Beschreibung des Interfaces des Programms „7S“ sowie seine Bedienungsanleitung. Die Entwicklung des neuen Programms war notwendig, weil es aktuell eine Applikation fehlt, die in die Funktionen ausgestattet ist, die alle geplanten Berechnungen ausführen. Dazu wurde die MATLAB-Umgebung und die Bibliothek für die Bildverarbeitung aufgrund der Lizenz verwendet, die seine Anwendung zu den Forschungszielen ermöglicht. Die bearbeitete Methode hat einen Experten bei der Inventur der visuellen Landschaftsressourcen sowie bei der Beschlussfassung über zugelassene Umwandlungen ihrer Physiognomie unterstützen. Die Ergebnisse der Analysen, als Aufstellung von numerischen Parametern, sollten um weiteres Wissen ergänzt werden, das außer-visuelle Vorteile des Ortes sowie andere Faktoren berücksichtigt, zum Beispiel Rentabilität der gegebenen Investition. Die Autorin hofft, dass die in dieser Monographie dargestellte Computergestützte Methode für die Parametrisierung von Ansichtselementen „7S“ zur Gestaltung der Raumordnung als die Ergänzung zur Ansichtsanalysen auf der Etappe der Landschaftsplanung und -projektierung beitragen kann.
Language
pol (pl) Polish
Score (nominal)
80

Cite


Uniform Resource Identifier
https://cris.pk.edu.pl/info/book/CUTa61ef8db00e44f48b59e40b92e907414/
URN
urn:pkr-prod:CUTa61ef8db00e44f48b59e40b92e907414

* presented citation count is obtained through Internet information analysis, and it is close to the number calculated by the Publish or PerishOpening in a new tab system.


Confirmation
Are you sure?
Report incorrect data on this page
clipboard