Система первичной обработки данных дистанционного зондирования Земли

• Автор: Побаруев, Вячеслав Иванович
• Шифр специальности: 05.13.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2002
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 129 с. : ил

СОДЕРЖАНИЕ
Введение
1. Систематизация процессов получения и первичной обработки данных дистанционного зондирования Земли
1.1. Анализ методов и средств оперативного наблюдения Земли
1.2. Формальные модели основных искажающих факторов
1.3. Содержание задачи первичной обработки спутниковых видеоданных
Основные результаты
2. Алгоритмы первичной обработки данных дистанционного зондирования Земли
2.1. Обобщение закона Вебера-Фехнера для случая наблюдения дисперсионных изображений при различных контрастах
2.2. Алгоритмы анализа и коррекции одиночных и групповых искажений информации
2.3. Алгоритм идентификации и восстановления сбойных и пропущенных строк
2.4. Алгоритм коррекции дифференциальной нелинейности квантователя видеоданных
2.5. Алгоритм коррекции зонной характеристики и неравномерности освещенности
2.6. Высококачественная коррекция структурных искажений
Основные результаты
3. Системная организация первичной обработки спутниковой видеоинформации
3.1. Принципы архитектурной организации системы первичной обработки видеоданных
3.2. Оптимизация параметров видеоинформационного обмена
3.3. Виртуальная организация вычислительного процесса

3.4. Управление информационным обменом и стратегией
кэширования
Основные результаты
4. Реализация системы первичной обработки спутниковых
изображений NormSat
4.1. Унификация доступа к видеоданным для процедур первичной обработки
4.2. Разработка интерфейса межпрограммного взаимодействия компонент системы
4.3. Исследование технических аспектов ускорения вычислительного процесса
4.4. Реализация систем первичной обработки данных дистанционного зондирования
Основные результаты
Заключение
Список литературы
Приложение

ВВЕДЕНИЕ
Актуальность работы. В Федеральной космической программе Российской Федерации на период до 2005 г. в числе приоритетных направлений космической деятельности России определено дистанционное исследование Земли, что предполагает периодическую съемку территорий с целью инвентаризации природных ресурсов, разведки полезных ископаемых, оценки ущерба от стихийных бедствий и техногенных процессов, экологического мониторинга и др. [2,4,76,77].
Нынешний мировой рынок продаж космических снимков измеряется сотнями миллионов долларов в год и растет примерно на 20% ежегодно, а в период 2000-2010 г. по утверждению экспертов достигнет 3-10 млрд. долларов [55]. С ростом числа космических систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) происходит постоянное увеличение объемов поступающей на обработку информации. Причем увеличивается как количество снимков, так и их информационная емкость. Если несколько лет назад скорость информационного потока, поступающего от спутниковых систем ДЗЗ, не превышала нескольких десятков Мбит/с, то сегодня этот параметр составляет 128Мбит/с и более [10,67,83]. Общий объем так называемого файл-потока, формируемого за один сеанс связи со спутником может превышать 10Гб. Если учесть, что с каждым космическим аппаратом осуществляется несколько сеансов связи в день, то становится очевидно, что даже для современной вычислительной техники задача обработки таких объемов информации в темпе ее поступления по каналам связи, без принятия специальных мер, становится неосуществимой.
Проведенный в данной работе анализ принципов построения отечественных и зарубежных систем ДЗЗ, таких как LandSat (США), SPOT (Франция), Ресурс-01 (Россия), IRS (Индия), Adeos (Япония) [10,48,67,89,92], позволяет сделать вывод об общих закономерностях и принципах, заложенных в основу получения и использования спутниковых данных. Несмотря на

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ
• Определен устойчивый класс задач, возникающих на этапах приема и архивации данных ДЗЗ, которые характерны для всех существующих и вновь проектируемых отечественных и зарубежных систем. Обоснована необходимость решения этих задач на этапе приема и архивации.
• Сформулированы задачи и цель первичной обработки многозональных космических изображений. Исследованы вычислительные и информационные особенности процессов получения сканерных изображений, выделены узловые проблемные вопросы, возникающие при создании высокоэффективных систем и технологий первичной обработки изображений.
• Дано общее формальное описание процессов первичной обработки изображений земной поверхности. На основе анализа существующих и вновь проектируемых систем ДЗЗ выявлены основные источники искажения получаемой информации - оптический узел, приемный элемент, квантователь, тракт передачи.
• Обоснована необходимость и определены направления по созданию новых эффективных алгоритмов первичной обработки, которые позволят обеспечить коррекцию искажений до уровня визуальной незаметности.