Математическое и программное обеспечение систем обработки данных дистанционного зондирования Земли

• Автор: Кузнецов, Алексей Евгеньевич
• Шифр специальности: 05.13.01, 05.13.11
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Рязань
• Количество страниц: 335 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ
Введение.

1 Анализ проблемы обработки видеоинформации от оперативных

систем дистанционного зондирования Земли.

1.1 Задачи межотраслевой обработки данных дистанционного

зондирования

1.2 Общие модели геометрической обработки аэрокосмических

изображений

1.3 Направления повышения точности пространственной привязки

видеоинформации

1.4 Задачи радиометрического обеспечения материалов космической

съемки.
1.5 Анализ требований к выходной информационной продукции
1.6 Концептуальные направления повышения эффективности систем
обработки данных ДЗЗ.
1.7 Основные результаты
2 Геометрическое обеспечение систем обработки сканерной
видеоинформации.
2.1 Баллистическая модель координатной обработки
видеоинформации спутниковых систем ДЗЗ.
2.2 Навигационная модель самолетной съемки.
2.3 Геометрические модели сканирующих датчиков.
2.4 Технология субпиксельной коррекции сканерных изображений
2.5 Организация поэлементных координатных преобразований
2.6 Метрологическое обеспечение процесса геометрической
обработки видеоданных
2.7 Основные результаты
3 Математическое обеспечение координатной привяжи изображений
по электронным картам
3.1 Информационная технология пространственной привязки
видеоинформации по электронным картам.
3.2 Математическая модель коррекции баллистических параметров и
элементов ориентации
3.3 Регрессионная модель прецизионной координатной привязки
3.4 Алгоритмическое обеспечение автоматического поиска
одноименных сюжетов на снимке и электронной карте.
3.5 Организация высокоскоростной обработки векторной
картографической информации.
3.6 Основные результаты
4 Радиометрическое обеспечение данных
дистанционного зондирования Земли
4.1 Первичная радиометрическая обработка.
4.2 Коррекция искажений средней яркости по полю изображения
4.3 Устранение структурных искажений по калибровочным данным.
4.4 Статистические методы компенсации структурных искажений
4.5 Методика оценки радиометрического качества изображений.
4.6 Основные результаты
5 Комплексирование спектрозональных спутниковых
изображений
5.1 Технология обработки информации при комплексировании.
5.2 Геометрическое объединение изображений, формируемых в
режиме синхронной съемки
5.3 Модели геометрического совмещения разновременных
видеоданных.
ф 5.4 Фотометрическое комплексирование изображений.
5.5 Комплексирование разноспектральных данных.
5.6 Синтез цветных снимков высокого разрешения.
5.7 Основные результаты
6 С истемная организация межотраслевой обработки данных ДЗЗ
6.1 Структурная организация высокопроизводительных программных
систем обработки сканерных изображений.
6.2 Принципы организации эффективных вычислительных процессов
в программных системах.
6.3 Планирование процессов обработки потоков видеоинформации
в реальном масштабе времени
6.4 Замкнутая технология анализа и интерпретации изображений
6.5 Принципы построения электронных каталогов космических
изображений
6.6 Система контроля и аттестация данных ДЗЗ.
6.7 Основные результаты
Заключение
Список использованных источников


В результате анализа этого материала был выявлен ряд узких мест, позволивших определить направления дальнейших исследований, составляющих совместно с вопросами поэлементных координатных преобразований содержание геометрического обеспечения процесса обработки скаиерной информации. В части публикаций рассматриваются варианты построения упрощенных . КА и построителя местной вертикали, эллипсоидаль-ность и вращение Земли и др. В других работах модели тесно завязаны на конкретные типы съемочных устройств и картографических проекций [, -]. В то же время постоянный рост номенклатуры сканеров, разнообразие видов выходных информационных продуктов и необходимость использования моделей на различных технолог ических этапах обработки требует новых подходов в их проектировании. Поэтому первое направление исследований свяжем с разработкой высокоточных моделей геометрической обработки видеоинформации от природно-ресурсных спутниковых систем, инвариантных к типам сканирующих датчиков и картографических проекций. В последнее время наряду с космическими активно развиваются самолетные системы ДЗЗ, которые помимо традиционных фотографических средств оснащаются сканирующими датчиками [9, ]. Модели координатной обработки получаемой от них информации характеризуются рядом особенностей, предопределенных, в первую очередь, использованием для определения пространственного положения носителя системы ГЛОНАСС/СРБ. Новизна данных вопросов и определяет второе направление исследований, связанное с построением моделей обработки самолетной информации. Проектирование унифицированных моделей геометрической обработки сканерных изображений выдвигает соответствующее требование по разработке унифицированных моделей, используемых в отечественной и зарубежной практике сканирующих датчиков. Эта работа составляет третье направление исследований. Одной из важных, но малоизученных задач является синтез высококачественных цветных снимков из нескольких спектрозональных изображений. Из-за неточной установки ПЗС-линеек, соответствующих своим спектральным диапазонам, одноименные элементы земной поверхности отображаются на спектрозональных изображениях в различных позициях. Такие различия достигают нескольких пикселов, что приводит к потере качества и разрешающей способности цветного снимка. Поскольку потребителей интересуют геометрические характеристики выходных изображений, то остро стоит задача аттестации процесса геометрической обработки. Эти вопросы затрагиваются в публикациях [, ]. Однако рассматриваемые в них подходы строго зависят от видов моделей и не позволяют аттестовать качество их программной реализации. Отсюда пятое направление - связано с разработкой унифицированного метрологического обеспечения точности геометрической обработки. В системах обработки космической видеоинформации пространственная (геодезическая или картографическая) привязка снимков осуществляется нанесением на них сетки параллелей и меридианов или иной картографической информации (береговых линий, населенных пунктов и т. На рисунке (Рисунок 1. Первая группа включает детерминированные искажения, присущие космической съемке и описываемые выражениями (1. Вторую группу факторов, определяющих ошибку привязки, образуют случайные отклонения параметров движения и ориентации КА, а также погрешности определения установочных углов датчика и характеристик сканирующего устройства, которые не поддаются аналитическому описанию. Известны три технологии пространственной привязки изображений земной поверхности []: регрессионная, аналитическая и комбинированная. Рисунок 1. Регрессионная технология основана на определении геометрического соответствия между изображением и картографическим документом по координатам одноименных точек и построения соответствующей регрессионной модели. В качестве таких опорных точек местности (ОТМ) обычно выступают легко распознаваемые на снимках естественные и искусственные объекты земной поверхности: пересечения дорог, аэродромы, изгибы береговых линий. В этом случае соотношения (1. Рк ), (рф /Vі) “ некоторые полиномы. Достоинством регрессионной технологии является то, что она не требует какой-либо информации о типе сканирующего устройства и его положении.