Forskare vid Aston University har funnit skillnader mellan erfarna Ordnance Survey (OS) kartmakare och nybörjare i hur de tolkar flygbilder för karttillverkning, vilket kan leda till förbättrade utbildningsprocesser för nya rekryter. Resultaten publiceras i Journal of Vision .
OS är välkänt för sina rese- och promenadkartor, men ansvarar också för underhållet av Storbritanniens nationella geografiska databas. Varje gång en byggnad rivs eller utvecklas, eller en ny väg och stig byggs, måste kartan uppdateras.
Flygfoton tas av området som har förändrats, antingen från ett plan eller med hjälp av drönare, och expertkartmakare, så kallade fjärranalysmätare, kommer att undersöka bilderna för att identifiera förändringar och rita om kartan över området korrekt.
Bildpar presenteras stereoskopiskt, ett för varje öga, vilket gör att fjärranalysmätare kan se i 3D och korrekt bedöma topografin, såsom diken, kullar och häckar.
Under ledning av professor Andrew Schofield genomförde ett team från Aston Universitys College of Health and Life Sciences, tillsammans med Dr. Isabel Sargent, tidigare på OS, en studie för att förstå hur fjärranalysmätare tolkar skuggorna och högdagrarna i bilder.
Forskarna bad sex utbildade fjärranalysmätare och sex nybörjare att bedöma 10 000 stereoskopiska flygbilder av häckar och diken, som hade varit kraftigt maskerade med bildförvrängningar.
De stereoskopiska bilderna som flygmätarna använder för kartläggning är vanligtvis tagna på soliga dagar. Den mänskliga hjärnan är naturligt kopplad att tolka ljus som att det kommer från ovan. Ljuset kommer dock inte ovanifrån i OS-flygbilderna, det beror på solens position. I Storbritannien, norr om ekvatorn, kommer ljuset något från söder, vilket ser ut att komma underifrån på bilder som sedda av lantmätarna.
Forskarna ville se hur manipulering av ljusets riktning skulle påverka inspektörerna.
Professor Schofield och teamet bytte bildpar mellan ögonen i hälften av försöken, så att häckar kunde se ut som diken och diken som häckar. Bilderna vändes också vertikalt på halva försöken, vilket ändrade ljuskällans riktning.
Expertinspektörer visade sig förlita sig på de stereoskopiska signalerna – skillnaden i bilder som ses av de två ögonen – när de utförde uppgiften.
Nybörjare var mer benägna att förlita sig på ljussignaler – höjdpunkter och skuggor – för att bedöma ett föremåls form och relief, och antog, vilket är naturligt, att belysningen kom från ovan.
Med de manipulerade bilderna innebar det att nybörjare ofta gjorde misstag. Experter var mer exakta, även när bilderna hade vänts upp och ner, och vissa hade lärt sig att anta att ljuskällan kom från söder, eller nedanför.
Detta är första gången någon har visat att det naturliga antagandet att ljus kommer från ovan, vilket är vanligt bland många djurarter, kan förändras genom långvarig erfarenhet. Forskarna säger att det skulle kunna användas för att utveckla nya visuella träningstekniker för fjärranalysmätare. Till exempel kan intensiv exponering för upprepade, svåra bilder förbättra prestandan via en process som kallas perceptuell inlärning.
Professor Schofield sa:"Detta är ett mycket spännande resultat. Andra har visat att antagandet om ljus från ovan kan ändras med några grader, men ingen har någonsin hittat fullständiga vändningar efter långvarig erfarenhet."
Dr. Sargent sa:"Detta resultat kommer att hjälpa Ordnance Survey att förstå vår personals expertis och förbättra inspektörernas utbildning och procedurer."
Fjärrmätare Andy Ormerod, som arbetade med studien, sa:"Denna forskning visar att erfarna fjärranalysmätare kan se världen på olika sätt. Medan icke-lantmätare är vana vid att se världen ur ett perspektiv, har våra hjärnor lärt sig att se världen. världen sett från flygbilder."
Mer information: Emil Skog et al, Klassificeringsbilder för flygbilder fångar visuell expertis för binokulär disparitet och en prior för belysning från ovan, Journal of Vision (2024). DOI:10.1167/jov.24.4.11
Journalinformation: Journal of Vision
Tillhandahålls av Aston University
