Материалы портала «Научная Россия»

Зондируем землю. Буквально.

Сегодня, снимки поверхности Земли из космоса может посмотреть любой желающий. Но даже фотография со спутника – это лишь фотография. Чтобы получить из нее информацию для решения гражданских или военных задач, необходимо задействовать спутниковые системы.

В современном мире снимки поверхности Земли из космоса может посмотреть любой желающий. Однако даже фотография со спутника – это всего лишь фотография. Чтобы получить из нее информацию для решения гражданских или военных задач, необходимо задействовать специальное оборудование и программные средства. Новые результаты по пространственной обработке изображений были получены в Институте автоматики и электрометрии (ИАиЭ) СО РАН.

Наблюдение за поверхностью планеты с помощью спутников называется дистанционным зондированием Земли (ДЗЗ). Данные ДЗЗ можно использовать для получения качественно новых знаний о подстилающей поверхности, решения прикладных задач геологоразведки, природопользования и экологии, а также для муниципального управления, включая построение трехмерных моделей городов. Кроме того, ДЗЗ применяется для обнаружения, распознавания и оценки характеристик техногенных и естественных объектов.

Поиск объектов техногенного происхождения при комплексной обработке спектральных и структурных признаков.Поиск объектов техногенного происхождения при комплексной обработке спектральных и структурных признаков.

В большинстве случаев данные ДЗЗ используют для обнаружения и классификации определенных объектов – например, строений, дорог, сельскохозяйственных угодий или вырубок леса. Но даже если работать с высококачественными изображениями, полученными с помощью сверхточной аппаратуры, эта задача остается трудоемкой. Новыми эффективными методами обработки таких спутниковых снимков и занимаются ученые ИАиЭ СО РАН. Доктор технических наук Олег Иосифович Потатуркин и его сотрудники разрабатывают методы и программно-алгоритмические средства анализа мультиспектральных спутниковых снимков, тепловизионных и телевизионных изображений и данных радиоканалов, чтобы извлекать из них максимум информации.

Полнота данных ДЗЗ, получаемых с космических аппаратов, во многом зависит от прозрачности атмосферы. А качество этих данных зависит от пространственного, спектрального, радиометрического и временного разрешения регистрирующей аппаратуры. Пространственное разрешение характеризуется размером участка местности на поверхности Земли (от единиц до сотен метров), который соответствует одному пикселю растрового изображения. Временное разрешение определяется частотой пролета спутника над конкретной территорией. Оно имеет особое значение при исследовании серий изображений – например, при обнаружении нелегальных вырубок в лесах. Логично, что именно на вырубках и были протестированы разработанные технологии.

Так, новосибирские ученые предложили метод обнаружения незначительных пространственных изменений на поверхности Земли, вызванных воздействием человека. По результатам обработки разновременных изображений Караканского бора (Новосибирская область) выявлены изменения 1,25% контролируемой площади за 2008-2011 годы и 0,36% – за 2011-2012 годы. Суммарная площадь обнаруженных вырубок, соответственно, 15 и 4,3 кв. км.

Олег Иосифович Потатуркин за работой. На экране – результаты обработки гиперспектральных изображенийОлег Иосифович Потатуркин за работой. На экране – результаты обработки гиперспектральных изображений

Кроме того, разработки ученых позволяют определять на снимках со спутника промышленные и жилые территории, а также объекты неприродного происхождения. При комплексной обработке спектральных и пространственных признаков вероятность «ложной тревоги» – то есть неверного определения тех или иных объектов, снижается в два раза, а доля правильно классифицируемых пикселей увеличивается до 95%. Это удалось выяснить по данным ДЗЗ, полученным спутниками WorldView и QuickBird на территории Новосибирской области. Олег Иосифович отмечает, что новосибирские ученые разработали методы и программно-аппаратные средства для поиска аномалий и контроля их местоположения в поле наблюдения тепловизоров. Аномалии в данном случае – это фрагменты, отличающиеся по своим характеристикам от всего изображения.

Как подчеркнул директор ИАиЭ СО РАН академик Анатолий Михайлович Шалагин, все эти разработки имеют важное гражданское и военное значение и будут совершенствоваться в дальнейшем.

дистанционное зондирование земли институт автоматики и электрометрии информационные спутниковые системы

Назад

Социальные сети

Комментарии

Авторизуйтесь, чтобы оставить комментарий