• Послуги
  • Обробка даних ДЗЗ

Обробка даних ДЗЗ

   ЦПОСІ та КНП оснащений сучасним ліцензійним програмним забезпеченням і має багаторічний досвід обробки космічних даних. В інтересах державних органів і комерційних споживачів виконуються завдання з попередньої і тематичної обробки оптичних та радіолокаційних знімків. Тематична-оперативна  обробка даних ДЗЗ проводиться з метою моніторингу території України на предмет визначення температури земної поверхні (її критичних станів) та водної поверхні у Азово-Чорноморському басейні, дослідження стану рослинності з використанням вегетаційних індексів (NDVI - стан вегетації рослинності, NDMI - вологість, NDDI - засуха), оцінки стану снігового покрову (NDSI – наявність або відсутність снігу; «Радар» - глибина снігу), оцінки льодової обстановки у руслі та водосховищах ріки Дніпро та в Азово-Чорноморському басейні, моніторингу паводкової ситуації. Зазначені роботи виконуються щоденно і представлені кінцевими інформаційними продуктами на геопорталі Центру. Тематична обробка на замовлення споживачів - це інтерферометрична (геодинамічний аудит об’єктів та територій, побудова ЦММ), фотограмметрична (створення ортофотопланів, обробка стереозйомки і побудова ЦММ) обробка даних ДЗЗ, оцінка забруднення морської поверхні нафтою та фітопланктоном, визначення стану атмосфери за окремими показниками, моніторинг зимівлі озимих с/г культур (визначаються ділянки місцевості на яких можливе вимерзання озимих с/г культур), вирубка лісів, видобуток бурштину та ін.. Також забезпечується архівування космічних даних та надання архівних матеріалів споживачам.

   Обробка даних дистанційного зондування землі (ДЗЗ) - процес виконання операцій над аерокосмічними знімками, що включає їх корекцію, перетворення і поліпшення, дешифрування, візуалізацію та проведення математичних процедур з спектральними каналами знімку з метою отримання тематичної інформації про об’єкт (об’єкти) дослідження.

   Методи обробки космічних знімків поділяються на:

  • попередню обробку та нормалізацію даних;
  • тематичну обробку даних.

   Попередня обробка та нормалізація космічних знімків - це комплекс операцій зі знімками, спрямованої на усунення різних спотворень зображення. Спотворення можуть бути обумовлені: недосконалістю реєструючої апаратури, впливом атмосфери, перешкодами, пов'язаними з передачею зображень по каналах зв'язку, геометричними спотвореннями, пов'язаними з методом космічної зйомки, умовами освітлення підстильної поверхні і іншими факторами. Попередня обробка та нормалізація даних ДЗЗ включає в себе радіометричну, атмосферну, геометричну корекцію зображення і географічну прив'язку знімка та ін..

   Тематична обробка даних ДЗЗ - це цифрові методи та алгоритми обробки космічної зйомки, які спрямовані на отримання корисної інформації зі знімку, згідно тематичного завдання і цілі досліджень. Набор процедур обробки зі знімком визначається після постановки завдання і виконуються вони у спеціальному програмному забезпеченні після проведення попередньої обробки  даних.  Найчастіше проводяться такі операції: дешифрування об’єктів зі створенням векторних об’єктів, поліпшення зображення, що включають в себе модифікацію контрастності, придушення шумів, класифікацію знімку з виділенням у клас (класи) об’єктів дослідження, розрахунок вегетацій  індексів, виділення кордонів, розрахунок фізичних параметрів, наприклад температури земної поверхні та інші процедури, які дозволяють за характерними ознаками та з використанням спектральних каналів виділити необхідну характеристику об’єкту або розпізнати сам об’єкт. Нижче наведені загально прийняті рівні обробки аерокосмічної інформації:

Вид обробки

Рівні обробки

Зміст операцій

Попередня обробка

0

Розпакування бітового потоку по приладах і каналах

Прив'язка бортового часу до наземного

Нормалізація

Поділ на кадри

Радіометрична корекція за паспортними даними датчика

Оцінка якості зображень (% збійних пікселів)

Геометрична корекція за паспортними даними датчика

Географічна прив'язка за орбітальними даними і кутовому положенню КА

Географічна прив'язка за інформацією БД опорних точок (ЦКМ)

Оцінка якості зображень (% хмарності)

Стандартна міжгалузева обробка

2

Перетворення в задану картографічну проекцію

Повна радіометрична корекція

Повна геометрична корекція

Рекомендована тематична обробка

3

Редагування зображень (сегментація, зшивання, повороти, зв'язування та ін.)

Поліпшення зображень (фільтрація, гістограмні операції, контрастування та ін.)

Операції спектральної обробки і синтез багатоканальних зображень

Математичні перетворення зображень

Синтез різночасових зображень і зображень з різним розширенням

Конвертація зображень в простір дешифровочних ознак

4

Ландшафтна класифікація

Виділення контурів

Просторовий аналіз, формування векторів і тематичних шарів

Вимірювання і розрахунок структурних ознак (площі, периметр, довжини, координати)

Формування тематичних карт

   В залежності від типу космічного апарату та приладів для проведення зйомки вище зазначені рівні з попередньої обробки та нормалізації даних можуть змінюватись і реалізуються у спеціальному програмному забезпеченні на етапі створення супутника розробником.

   До програмного забезпечення обробки і візуалізації цифрових аерокосмічних зображень відносяться:

  • програмний пакет Leica Geosystems Erdas Imagine — дозволяє обробляти і аналізувати зображення практично від будь-яких джерел і представляти їх у вигляді закінчених інформаційних документів;
  • програмний пакет ITT VIS ENVI — комплексне програмне рішення для візуалізації та обробки багатоспектральних аерокосмічних знімків;
  • програмний пакет Definiens Analyst — призначений для професійної класифікації дистанційних зображень на основі нового наукового підходу об'єктно-орієнтованого аналізу, відсутнього в інших програмних пакетах обробки;
  • програмний пакет PCI Geomatics Fundamentals — дозволяє виконувати візуалізацію, інтерпретацію і орторектифікацію цифрових аерокосмічних знімків;
  • програмний пакет Earth Resource Mapper — використовується для створення безшовних кольоросбалансованих мозаїк цифрових аерокосмічних знімків;
  • програмний пакет LizardTech GeoExpress — використовується для перекодування, зміни картографічної проекції і створення мозаїк цифрових аерокосмічних зображень;
  • програмний пакет Purdue Research MultiSpec — програмна система інтерактивного аналізу багатоспектральних і гіперспектральних матеріалів аерокосмічної зйомки;
  • програмний пакет Open Source Software OSSIM — високопродуктивне програмне забезпечення з відкритим вихідним кодом для обробки даних ДЗЗ і фотограмметрії;
  • програмний пакет National Space Science Technology IVICS — програмний засіб візуалізації, обробки і класифікації цифрових космічних знімків;
  • програмний пакет ScanEx ScanMagic — потужний засіб візуалізації, обробки і аналізу даних ДЗЗ.

    До другої групи програмного забезпечення можна віднести цифрові фотограмметричні пакети:

  • програмний пакет Leica Geosystems Photogrammetry Suite — найбільш функціональний пакет програм для фотограмметричної обробки цифрових аерокосмічних знімків;
  • програмний пакет Blue Marble Geographic Transformer — програмний засіб геореферецирування, накладення і зшивання цифрових зображень;
  • програмний пакет НПФ "Талка" Талка-ТДВ — призначений для створення цифрових ортофотопланів та фотосхем, вимірювальних стереомоделей для векторизації в режимі стерео, цифрових моделей рельєфу місцевості, виготовлення кадастрових планів і топографічних електронних карт з використанням аерокосмічних знімків.

   До третьої групи належать:

  • програмний пакет MicroImages TNTmips — програмний продукт для геопросторового аналізу і включає в себе ГІС, модулі обробки растрових зображень, автоматичного проектування, настільної картографії та просторової візуалізації;
  • програмний пакет Clark Labs IDRISI32 — інтегрований програмний пакет з можливостями ГІС і обробки цифрових аерокосмічних знімків, що складається з понад 200 програмних модулів;
  • програмний пакет Geomatique SIGIS — інтегрований програмний пакет обробки і геопросторового аналізу цифрових аерокосмічних знімків;
  • програмний пакет INPE / DPI SPRING — гібридна ГІС і програмне забезпечення обробки даних ДЗЗ з об'єктно-орієнтованою архітектурою, яке інтегрує растрові і векторні дані в єдиному середовищі обробки;
  • програмний пакет ESRI ArcGIS — класичний інтегрований комплект програмних продуктів для створення, використання і поширення ГІС масштабу організації;
  • програмний пакет MapInfo Professional — професійна ГІС для створення, управління, аналізу і візуалізації геопросторових даних;
  • програмний пакет Free Software GRASS — академічна ГІС для геопросторового аналізу, моделювання, управління, і візуалізації.

   Таким чином, сучасне програмне забезпечення обробки даних ДЗЗ дозволяє створювати завершені технологічні ланцюжки цифрової обробки аерокосмічних знімків для вирі­шення тематичних завдань, починаючи від радіометричної корекції вихідних бортових растрових зображень і, закінчуючи, публікацією результуючих векторних і растрових тематичних карт.