ЗЕМЛЯ ИЗ КОСМОСА
В.Пяткин, доктор
технических наук.
Перспективные информационные технологии в прикладных
дистанционных исследованиях Земли из космоса в ближайшие годы
будут безусловно связаны с сетевыми ГИС (геоинформационными)- и
WWW-технологиями, ориентированными на решение задач
пользователей, использующих автоматизированную обработку
аэрокосмических изображений и без сомнения станут предметом
интенсивных исследований и разработок.
С запуском первого природно-ресурсного искусственного спутника
Земли -- стали очевидными две проблемы. Во-первых, поток
информации оказался настолько велик, что наземный комплекс
технически не был готов к автоматической ее переработке.
Во-вторых, возникли трудности с доведением этой информации до
пользователя: системы оказались математически неподготовленными,
поскольку не было соответствующего математического обеспечения
для предварительной и тематической обработки аэрокосмической
информации (АИ).
В 1978 году на базе ВЦ СО АН была организована лаборатория
обработки изображений, основным научным направлением которой была
автоматизация обработки аэрокосмических изображений, главным
образом, в интересах природоведческих институтов Сибирского
отделения. Более 20 лет в институте систематически используется
информация с искусственных спутников Земли, орбитальных станций,
самолетов-лабораторий и, разумеется, -- наземные данные при
решении целого ряда прикладных задач. Эта работа выполняется
совместно с Региональным центром приема и обработки спутниковых
данных Госкомгидромета, Институтом геологии (Новосибирск) и
Институтом леса СО РАН (Красноярск), а также с организациями
различных ведомств. Исследователи предложили оригинальные методы
выделения аномальных (в частности, линейных и кольцевых) структур
с использованием статистического и томографического подходов.
Кратко остановимся на задачах дистанционного зондирования. Прежде
всего, это геологические исследования Земли из космоса. Материалы
аэрокосмических съемок, показавшие повсеместное распространение
линейных и кольцевых образований в структуре земной коры,
заинтересовали геологов. Предварительные результаты
свидетельствуют о перспективности статистического подхода к
выделению из потока аэрокосмической информации линейных и
кольцевых структур. Так, обработка аэрофотоснимков восточной
части Сибирской платформы Якутской кимберлитоносной провинции
показала геологически значимую корреляцию выделенной
статистическим методом системы линейных элементов и типов зон
разрывных нарушений.
Статистический метод выделения линейных и кольцевых структур
оказался достаточно эффективным при решении ряда задач
экологических исследований Земли из космоса.
В проблеме космической охраны Земли существует настоятельная
необходимость изучения процессов падения небесных тел на Землю и
картирование мест их падения. Машинные эксперименты с реальной
аэрокосмической информацией подтверждают эффективность
статистического подхода к выделению импактных кратеров на
поверхности Земли.
Еще одна задача экологической программы исследования Земли из
космоса связана с изучением и картированием сейсмоопасных
регионов по данным цифровой обработки аэрокосмических изображений
и комплекса наземных наблюдений. С использованием статистического
подхода была проведена автоматизированная обработка космических
снимков района Спитакского землетрясения и выделены две новые
крупные дизъюнктивные зоны, не совпадающие с зонами известных
глубинных разломов, и, по-видимому, играющие более существенную
роль в тектонической структуре территории, чем это представлялось
ранее. Полученные результаты могут служить основой для разработки
новой технологии выделения дизъюнктивных зон, аномальных с точки
зрения сейсмоопасности. Метод должен повысить точность и
достоверность картирования сейсмоопасных районов Земли.
Характерная особенность обработки космической видеоинформации --
широкое привлечение дополнительной информации. В анализе
спутниковой информации, используются метеорологические данные
аэросъемок, топографических карт, данные наземных измерений. Как
правило, конечная цель обработки многозональной видеоинформации
-- получение тематической карты исследуемого района, то есть
картографической информации. Отсюда важность создания аппаратных
и программных средств, которые позволили бы вести контроль и
редактирование цифровой информации о местности(ЦИМ) или
картографической информации. В институте с 1982 года ведутся
разработки отдельных подсистем ГИС для задач Российской
топографической службы, а также для задач оперативного управления
городским районом. Отметим комплекс контроля и редактирования ЦИМ
"РЕДАКТОР" (создан совместно с КТИ ВТ СО РАН), который реализует
производительную технологию контроля и редактирования ЦИМ. В нем
заложены элементы многофункциональной картографической системы,
реализующей сквозную технологию создания и обработки ЦИМ:
цифрование и обработку стереопар фотоснимков местности в режиме
анаглифа (объемного изображения); интерактивный графический ввод
контуров объектов на фоне дисплейного изображения цифрового
ортофотоснимка; базу данных обработки ЦИМ; быстрое преобразование
матрицы высот в горизонтали рельефа. Приказом Министра обороны
комплекс "РЕДАКТОР" принят в 1990 году на вооружeниe Российской
армии.
Отметим также муниципальную информационную систему "Дежурный
генеральный план Академгородка", которая прошла успешно
ведомственные испытания в 1993 году.
Анализ этих разработок, а также перспективных космических
проектов подтверждает актуальность проблемы автоматизации
обработки аэрокосмической информации, создание распределенной
сети центров тематической обработки данных дистанционного
зондирования и решения прикладных задач с использованием самых
современных сетевых информационных технологий. Учитывая
планетарный характер исследований в области дистанционного
зондирования Земли, по-видимому, не существует альтернативы
информационной сети Интернет, обеспечивающей доступ к
международным архивам данных и другим глобальным сетям. В основу
современного регионального центра приема и обработки спутниковых
данных, на наш взгляд, должна быть положена аппаратно-программная
Интранет-архитектура системы обработки интегрированной
геопространственной информации. Принципиально новая архитектура
Интранет позволяет строить информационную технологию
корпоративной сети на основе WWW-технологий, что привлекательно
для региональных исследований в области дистанционного
зондирования, так как дает возможность доступа к практически
неограниченным сетевым WWW-ресурсам (программного обеспечения,
данных мониторинга окружающей среды, картографических данных и
др.) исследовательских и природоведческих центров, коммерческих и
государственных организаций.
Перспективные информационные технологии в прикладных
дистанционных исследованиях Земли из космоса в ближайшие годы
будут безусловно связаны с сетевыми ГИС- и WWW-технологиями,
ориентированными на решение задач пользователей, использующих
автоматизированную обработку аэрокосмических изображений и без
сомнения будут предметом интенсивных исследований, и разработок.
стр.
|
