Схема обработки цифровых снимков

Цифровые данные

Предварительный просмотр снимков Расчет статистических показателей исходных данных

 

Коррекция и восстановление снимков

 

Улучшение визуального восприятия снимка Визуальный анализ

Классификация объектов на снимке

 

Неконтролируемые контролируемые

Дополнительные данные

Классифицированные данные

 

Постобработка

 

Объединение данных

 

Оценка точности классификации

Карты и снимки отсчет данные

 

 

64. Параметры и методы дешифрирования цифровых снимков. Преимущества и недостатки методов неконтролируемой классификации.

 

Параметры: 1) Размер объекта зависит в первую очередь от масштаба.

2) форма объекта или его контуров – четкий критерий

3) тон объекта – характеристика яркости/цвета.

4) структура изображения определяется взаимным расположением объектов на снимке

5) текстура или частота изменений тона (резкая/плавная)

6) тень (высота и профиль объекта)

7) взаимосвязи (определяют закономерности взаимного расположения близлежащих объектов)

8) тип местности (описательная характеристика территории, в том числе е топографии, почвенного и раст. покрова)

 

Методы: 1) полевые исследования (когда местность очень сложная)

2) дешифрирование по прямым признакам (сводится к применению знаний и опыта, полученными специалистом в ходе работы)

3) дешифрирование по косвенным признакам

4) дешифрирование, основанное на вероятностях

5) дешифрирование с помощью измерений (наиболее точный и строгий метод)

6) автоматическая классификация.

 

Классификация методов дешифрирования: 1) Визуальные методы д.

2) Автоматизированные методы д.:

а) неконтролируемые

б) контролируемые:

- основаны на нейтронных сетях

- основаны на статистических методах

 

Преимущества и недостатки неконтролируемой классификации:

Плюсы:

+ необязательное наличие априорной информации о свойствах дешифрируемой местности

+ менее зависима от человеческого фактора

+создает уникальные классы объектов

Минусы:

- классы, с которыми специалист может не согласиться

- специалист ограничен в контроле классов и их свойств

- спектральные свойства с течением времени меняются

 

 

65. Характеристики объектов при создании областей для обучения. Оценка точности классификации

 

 

 

 

 

66. Классификация орбит (в зависимости от плоскости и наклонения, в зависимости от высоты)

По наклонению:

*экваториальные орбиты (наклонение равно 0)

* полярные орбиты (наклонение 90)

* солнечно-синхронная орбита (орбита с такими параметрами, что спутник проходит над любой точкой земной поверхности приблизительно в одно и то же местное солнечное время, наклонение примерно 98)

 

По высоте:

*низкоорбитальные ИСЗ (LEO) (160-2000км)

*среднеорбитальные (2000-35786км) (МЕО)

* геостационарные и геосинхронные орбиты

* высокоорбитальные (НЕО) (более 35786) *выше геостационарных спутников)

 

67. Технология спутниковой съемки

 

 

-Применение излучения. Предварительная обработка. Хранение информации.

-Сброс информации, регистрация на носитель, распаковка.

-Просмотр, оценка качества, привязка

-предварительная обработка

-тематическая обработка (цифровая обработка и распознавание изображения => предоставление результатов тематической обработки)

 

 

68. Классификация типов ИСЗ

 

- исследовательские спутники

- ИСЗ дистанционного зондирования Земли

- космические корабли

- космические станции

- метеорологические спутники

- навигационные спутники

- разведывательные спутники

- спутники связи
- микроспутники

 

69. Перспективные космические съемочные системы ДЗ.

 

Высокий спрос на космическую информацию обусловлен бурным развитием вычислительной техники, а также совершенствованием геоинформационных систем, основным источником данных для которых служат результаты дистанционного зондирования. Насущная потребность в материалах космической съемки стала причиной появления целой плеяды съемочных аппаратов со сверхвысоким пространственным разрешением. Точность географической привязки и детальность получаемых изображений позволили формировать на их основе карты и планы крупного масштаба, что ранее было возможно только с использованием аэросъемки. Высокая востребованность продуктов космической съемки привела к тому, что соответствующий сегмент рынка все активнее осваивается компаниями с частным капиталом.

С 1999 г. в мировом масштабе разработано и запущено 11 гражданских космических аппаратов (КА) c оптико-электронной аппаратурой, обеспечивающих получение снимков с разрешением 0,4–1,0 м, которые нашли широкое применение в землепользовании, при проведении кадастровых работ, проектировании и строительстве инженерных сооружений, разведке месторождений углеводородного сырья, создании топографических карт и планов. Разработчиками первых КА сверхвысокого разрешения были исключительно американские компании, но с 2006 г. запуски подобных аппаратов осуществили: Израиль (EROS-B), Россия («Ресурс-ДК»), Корея (KOMPSAT-2) и Индия (Cartosat-2). Тем не менее, США пока сохраняют технологическое лидерство, о чем свидетельствует вывод на орбиту таких аппаратов, как Geo-Eye-1 (рис. 1), WorldView-1 и WorldView-2 с разрешением 0,4–0,5 м.

 

Важной особенностью рассмотренных перспективных КА является высокая точность координатной привязки изображений, которая достигается благодаря применению космической платформы с высокой стабильностью и улучшенной точностью определения ориентации спутника. Так, координатная точность изображений КА WorldView-1 без использования наземных контрольных точек оценивается в 5,8–7,6 м (СЕ90), с наземными контрольными точками в пределах снимка — в 2 м, с контрольными точками на соседних снимках — в 3–3,5 м (технология Accuracy Transfer Service — ATS). Планируемая координатная точность изображений позволит создавать карты масштаба 1:10 000 без использования наземных контрольных точек.

Сверхдетальные изображения найдут применение при разработке крупномасштабных карт и планов местности, в различных тематических ГИС, при планировании городской застройки, строительстве дорог, линий связи, трубопроводов и других объектов инфраструктуры. В случае устойчивого развития рынка потребителями пространственных данных на основе космических изображений сверхвысокого разрешения могут стать миллионы людей: водители автомобилей, оснащенных навигационными компьютерами, пользователи ГИС, проектировщики, строители, страховщики и др.

 

Космическое агентство Германии DLR ведет разработку дополнительного спутника Tandem-X, который будет запущен в 2010 г. для группового полета с TerraSAR-X в целях оперативной интерферометрической съемки с высокой точностью (рис. 6). Резюмируя, можно отметить, что данные дистанционного зондирования, полученные спутником TerraSAR-X, обеспечивают:

· Наивысшее пространственное разрешение для радарных систем (до 1 м);

· Возможность круглосуточного всепогодного наблюдения за любыми объектами на земной поверхности;

· Получение высокоточных ЦМР с помощью интерферометрических методов;

· Мониторинг даже незначительных (до 1 мм) подвижек поверхности;

· Высокую оперативность выполнения заказов.

 

 

70. Мониторинг земель дистанционными методами.

 

Мониторинг — непрерывный процесс наблюдения и регистрации параметров объекта, в сравнении с заданными критериями.

 

В систему мониторинга входят наземная, авиационная, космическая подсистемы.

Космическая: для федерального и регионального мониторинга на территориях площадью 1 тыс.км2 и более. Используют космические летательные аппараты, съемочные и технические средства, разрабатываемые специально для решения мониторинга земель и экологического мониторинга территорий.

Для проведения анализа многолетних изменений категорий земель и экологических систем существуют архивные фонды материалов космических снимков. В Российских фондах есть снимки с косм.аппаратов серии РЕСУРС-Ф, ОКЕАН-О, АЛМАЗ, также со стации МИР.

Авиационная: для мониторинга на региональном и локальном уровнях. Съемка на высотных, средневысотных и воздушных аппаратах. Высотные ТУ-134СХ, АН-30, ИЛ-20 для достаточно больших площадей. Самолеты подобного класса представляют собой летающие лаборатории с комплексом различной аппаратуры ДЗ.

Средневысотные АН-2, АН-28, ВСХС для аэрофотосъемки, аэровизуальных наблюдений, съемок с использованием видеоаппаратуры.

Низколетающие ЛА для локального мониторинга земель. Мотодельтапланы и беспилотные ЛА.

Наземная подсистема: обеспечение дистанционного мониторинга земель опорной информацией для организации без данных, используемой при обучении интерпретационных систем (автоматизированный метод дешифрирования). Также оценка дешифрирования материалов съемок. Калибровка технических средств ДЗ, учет влияний атмосферы, геодезическая привязка материалов съемок, организация пунктов первичной обработки.

 

 

Этапы системы мониторинга	Основные операции	Содержание операций
Подготовительный этак	Разработка основных технологических процессов	Оценка состояния и динамики изменения категории земель. Выбор условия проведения съемки, типа и параметров съемочных системы.
Проведение аэрокосмических и наземных съемок	Получение двух и трехмерных изображений, результатов измерений.	Первичная обработка результатов съемки
Наземное обеспечение дистанционного мониторинга	Выбор тестовых участков	Получение количественных характеристик категорий земеь
Получение метрической и смысловой информации	Ввод растровых и векторных изображений, фотограмметрическая обработка, дешифрирование изображений	Трансформирование изображений в заданную проекцию, получение семантической информации.
Сопоставление фондовых и новых данных	Сравнение растровых, векторных изображений и данных наземных наблюдений. Количественная оценка связи метрической информации и данных наземных наблюдений	Синтезирование разновременной информации. Выявление изменений метрических и качественных характеристик.
Формирование выходных данных и документов	Вывод цифровых моделей местности: электронных ортофотопланов, геоинформационных слоев, текстовых, табличных и графических материалов; формирование базы данных	Хранение разновременной информации¸ тиражирование электронных и твердых копий.

Наземные наблюдения проводят на тестовых участках, соответственно локального, регионального и федерального значения. Основной критерий выбора тестовых участков – представительность (репрезентативность) объектов, гарантирующая достоверность получаемой информации.

 

Основные операции и их содержание

 

Экологический мониторинг – комплексная подсистема мониторинга биосферы. Основная задача – раннее обнаружение и предупреждение естественных или антропогенных изменений состояния окр.природной среды.

Цели:

-наблюдения за состоянием окр.среды;

- оценка и прогнозы изменений состояния под воздействием природных и антропогенных факторов
- обеспечение потребностей гос-ва, юр. и физ.лиц в достоверной информации

- участие РФ в международных системах экологического мониторинга.

 

Эк.Мониторинг бывает:

- биоэкологический (локальный)

- геоэкологический (региональный)

- биосферный (глобальный)

 

Также:

- методы наземных обследований

- методы ДЗ

 

Также:

- фоновый мониторинг (слежение за состоянием компонентов природной среды, не испытывающих непосредственное влияние техногенных факторов, призван фиксировать относительно слабые сигналы техногенного воздействия) (например, заповедники, заказники)

- импактный (выявление, анализ и прогноз воздействия