Студопедия
Случайная страница | ТОМ-1 | ТОМ-2 | ТОМ-3
АвтомобилиАстрономияБиологияГеографияДом и садДругие языкиДругоеИнформатика
ИсторияКультураЛитератураЛогикаМатематикаМедицинаМеталлургияМеханика
ОбразованиеОхрана трудаПедагогикаПолитикаПравоПсихологияРелигияРиторика
СоциологияСпортСтроительствоТехнологияТуризмФизикаФилософияФинансы
ХимияЧерчениеЭкологияЭкономикаЭлектроника

Особенности программного обеспечения для обработки данных дистанционного зондирования Земли

Читайте также:
  1. Exsel: получение внешних данных (импорт).
  2. II. Особенности русской бани
  3. IV. Моделирование рекламной кампании по продвижению программного обеспечения отраслевой направленности.
  4. IV. Особенности программы.
  5. JP Morgan видит Линн Energy потенциал роста на продажу активов, земли подкачки потенциала
  6. Quot;Мои мысли – не ваши мысли, ни ваши пути – пути Мои, говорит Господь. Но, как небо выше земли, так пути Мои выше путей ваших, и мысли Мои выше мыслей ваших" (Ис. 55:8-9).
  7. VIII. Особенности проведения вступительных испытаний для лиц с ограниченными возможностями здоровья и инвалидов

Дистанционное зондирование Земли в широком смысле – это получение любыми неконтактными методами информации о поверхности Земли, объектах на ней или в ее недрах, обычно в виде изображения земной поверхности в определенных участках электромагнитного спектра [12]. Информация, полученная в виде фотографического, сканерного, радиолокационного или иного изображения в цифровом либо аналоговом виде, получила название материалов дистанционного зондирования (МДЗ), данных дистанционного зондирования (ДДЗ) или материалов аэрокосмосъемок (МАКС) [3]. Далее для обозначения такой информации используется только аббревиатура ДДЗ.

Системы обработки ДДЗ долгое время развивались отдельно и почти независимо от ГИС. В 1970-е гг. и даже в начале 1980-х гг. основная деятельность по компьютерной обработке ДДЗ в мире была сосредоточена в ограниченном числе организаций. Как правило, это были либо поставщики данных (те, кто реально управлял спутниками и принимал с них информацию), либо крупные научно-исследовательские центры, связанные с космическими исследованиями Земли и общими проблемами обработки изображений.

Обработка изображений заключалась в массовой предварительной коррекции снимков или в опробовании новых алгоритмов, попытках применения созданных методик для решения прикладных задач. Предварительная обработка ДДЗ осуществлялась в производственных объемах, а тематическая носила характер научного эксперимента. При этом программное обеспечение имело черты уникальных комплексов, не предназначенных для широкого применения [3].

Однако большинство методов и приемов обработки изображений, которыми оперируют современные программы, были заложены именно в то время и в математическом смысле не претерпели принципиальных изменений. Главное, что отличает современное программное обеспечение для обработки ДДЗ, – это большая ориентация на конечного пользователя-прикладника и на совершенно другие классы компьютеров [3].

Специфика аппаратного и программного обеспечения для обработки ДДЗ. Аппаратной платформой для профессиональной работы с ДДЗ, как и для ГИС, являются рабочие станции RISC-UNIX и персональные компьютеры к операционным системам Windows 2000 и Windows NT.

Профессиональное программное обеспечение для обработки ДДЗ имеет определенные особенности, отличающие его от систем общего назначения, таких, как PhotoPoint, PhotoShop, и профессиональных систем обработки изображения, применяемых в научных исследованиях (типа пакета/языка IDL). И те, и другие работают с растровой моделью данных, используя или совершенно одинаковые, или опирающиеся на аналогичный математический аппарат методы обработки изображения. Основное различие заключается в специфике самих данных зондирования.

1. ДДЗ – это значительные объемы файлов, для эффективной работы с которыми необходимы специальные средства, в том числе иерархически сжатые форматы данных, более сложные, чем простой растр.

Снимок SPOT, изображающий территорию площадью 60 × 60 км с размером пиксела 10 м на местности, имеет размер примерно 35 Мбайт, а серое 8-битовое изображение, полученное камерой МК-4, при 8-метровом пикселе занимает около 380 Мбайт.

При цветном или трехканальном представлении размеры файлов увеличиваются в 3 раза. Полный оцифрованный снимок камеры КВР-1000 при наилучшем разрешении на местности, составляющем 2 м, требует 1,5 Гбайта машинной памяти. Для того чтобы выполнить обработку таких снимков, требуется минимум в 2–5 раз больше дискового пространства, чем занимает исходное изображение.

2. ДДЗ – это часто многозональные съемки с числом зон более трех (иногда несколько десятков и даже сотен), которые нельзя трактовать как изображения RGB True Color (24 бит/пиксел), чем обычно исчерпываются возможности программного обеспечения общего назначения. При этом возникает задача оптимальной визуализации изображений, сравнительной информативности разных зон, что совсем не характерно для обработки изображений в таких системах, как PhotoPoint или PhotoShop.

3. ДДЗ – это пространственная, географически привязанная информация, связанная с определенной территорией. Соответственно возникает геодезический аспект (картографические проекции, координатные системы и т. п.), который полностью отсутствует в графическом программном обеспечении общего назначения [3].

Размеры файлов изображений и возможность их визуализации средствами специализированного программного обеспечения. Важнейшей характеристикой программного обеспечения для обработки ДДЗ является возможность преобразовывать и визуализировать с достаточной скоростью большие по размеру файлы растровых данных.

Максимальный размер одного файла в большинстве пакетов сегодня ограничивается пределами, определяемыми операционной системой. В большинстве UNIX-систем это 2 Гбайта. Существуют, однако, пакеты для персональных компьютеров с Windows, где эта проблема решена, например, фотограмметрическая система PНОТОMOD (ЗАО «Ракурс», г. Москва), обрабатывающая растры до 3 Гбайт [10]. Сегодня в эти размеры укладываются все ДДЗ, за исключением искусственно собранных мозаик из большого числа кадров. Мозаики в наиболее продвинутых пакетах можно делать виртуальные, позволяющие выравнивать яркостной контраст, совмещать снимки, одновременно их обрабатывать и нарезать на листы фотокарт в заданной системе разграфки, не создавая гигантского общего файла.

Для эффективной работы с большими файлами используются специальные структуры данных, отличные от простого «плоского» растра типа TIFF, BMP, BIL, BIP, BSQ. Например, создаются структуры растра с прямым доступом к множеству прямоугольных блоков небольшого размера или иерархические пирамидальные слои – серии предварительно построенных изображений одного и того же снимка с последовательно уменьшающимся разрешением. Они могут храниться в отдельных файлах или в составе того же файла, где хранится первичный растр. При выводе на экран интерполяция проводится от слоя с наиболее близким разрешением к необходимому для текущего масштаба вывода. Время визуализации такого изображения уменьшается значительно.

Часто для удобства обрабатываемый снимок отображается в двух окнах, в одно из которых выводится полностью вписанное прореженное изображение, а в другое – фрагмент изображения в оригинальном или немного уменьшенном разрешении. При этом действия, выполняемые оператором в любом из окон, одновременно отображаются в обоих, что дает возможность как быстрой работы с большими файлами, так и контроля точности выполняемых операций.

Для современных средств обработки ДДЗ характерно стремление к хранению не результатов обработки, а исходных данных и алгоритмов, позволяющих воспроизвести при необходимости нужный результат. Это происходит в силу нескольких обстоятельств. Во-первых, появилось понимание ценности первичных, необработанных или малообработанных изображений. Например, даже геометрическое трансформирование, необходимое при привязке изображения к карте, требует пересчета значений пикселей на новую сетку растра, что обычно выполняется при участии интерполяции и приводит к некоторой деградации мелких контрастных деталей в изображении и искажению его первичной радиометрии. Поэтому имеет смысл не накапливать многочисленные стадии обработки, а возвращаться к исходным данным, к первичному необработанному изображению. Во-вторых, выгоднее хранить процедуры обработки, повторяя их при необходимости, тем более что промежуточные файлы можно организовывать как временные наборы данных или даже просто располагать их в оперативной памяти. Используя несколько различную терминологию, подобный подход применяется, например, в ERDAS Imagine и ER Mapper.


Дата добавления: 2015-08-21; просмотров: 322 | Нарушение авторских прав


Читайте в этой же книге: Развитие и определение ГИС | Основные технические средства | Модели пространственных данных | Понятие слоя | Общие сведения о модели фигуры Земли | Системы координат | Системы управления базами данных | СУБД, применяемые в ГИС | ТЕХНОЛОГИЧЕСКАЯ СХЕМА ОБРАБОТКИ ДАННЫХ В ГИС | Источники пространственных данных |
<== предыдущая страница | следующая страница ==>
Цифровое картографирование, определение цифровых карт| Erdas Imagine (ERDAS).

mybiblioteka.su - 2015-2024 год. (0.006 сек.)