Журнал "Компьютерра" N749 - Журнал Компьютерра

В состав ГИС всегда включаются средства разработки и программный инструментарий, позволяющий наращивать возможности системы и дополнять ее специфическими функциями, необходимыми пользователю. Такие ГИС больше похожи на оболочки, конкретную функциональность которым должны придавать конечные потребители подобных продуктов.

Давайте вернемся к вопросу о получении исходных геопространственных данных.Предположим, для моей ГИС понадобилась какая-то информация…

— Если информация может быть получена со спутника — это одно дело. И совсем другое, если для ее получения вам нужна специальная аэрофотосъемка — проблем будет больше, как технических, так и чисто организационных. В принципе, можно думать и об экспедиции геодезистов… Шутка.

Нет, об этом даже думать страшно. Остановимся на спутниках. Расскажите, как воспользоваться их возможностями?

— Для начала вам нужно будет разобраться в том, какие аппараты ДЗЗ сейчас находятся в рабочем состоянии, какую аппаратуру они несут на борту, удовлетворяют ли характеристики аппаратуры тем требованиям, которые вы сформулировали… Далее, важно знать параметры орбит и зоны охвата территории. Теперь, в принципе, вы уже можете себе сказать: "Вот, такой-то спутник меня устраивает. Он получает нужную мне информацию". Однако этот поиск — довольно большая работа, причем работа для знающего специалиста. Но вообще-то можно обратиться в специализированные организации и сказать: "Мне нужно то-то и то-то…" Они сами подберут спутник и даже предоставят пробную информацию.

Например, вы нуждаетесь не просто в снимках местности из космоса, а собираетесь анализировать в ГИС распространение вредных выбросов, миграцию пернатых, динамику лесных пожаров или таяния льда на судоходных реках. Тогда вам нужна спектрозональная съемка в широком диапазоне и с тем разрешением на местности, которое позволит решать вашу задачу. Смотрим справочники… Вот, допустим, MODIS (Moderate Resolution Imaging Spectroradiometer) — хороший гиперспектральный прибор, способный снимать в 36 спектральных зонах с разрешением 250, 500 или 1000 метров, установлен на борту американских спутников TERRA и AQUA, которые работают по программе NASA EOS (Earth Observing System) [www.eostation.irk.ru/index.html.]. Над Россией эти спутники проходят четыре-шесть раз в сутки, есть карты прохождения с указанием номера витка и времени начала и завершения сеанса связи для конкретных пунктов приема информации. Не подходят эти аппараты, значит, ищем дальше. Например, нам требуется лишь высокое разрешение снимков, — тогда идем в DigitalGlobe — договариваться о покупке снимков с их аппаратов WorldView-1, WorldView-2 и QuickBird.

У них высочайшее разрешение снимков — 50-60 см в монохроме и порядка 2 м в мультиспектре. Спутник Geoeye-1 обещает даже большее разрешение…

Перечни функционирующих аппаратов можно найти в Интернете[gis-lab.info/projects/ss/ss.html.] или запросить у компаний, торгующих данными дистанционного зондирования. В любом случае, вам потребуется определить, какая компания является владельцем спутника и какие фирмы предоставляют услуги заказных съемок или доступа к архивам данных.

Данные со спутника — это же цифровая информация. С ней должна работать какая-то программа или даже комплекс программ…

— Эти программы либо пишутся самими разработчиками ГИС, либо — что значительно быстрее и проще — приобретаются у компании-провайдера услуг конкретного спутника. Есть и фирмы, специализирующиеся на поставках такого рода программ[ Например, ITT Visual Information Solutions поставляет интегрированный программный комплекс ENVI (визуализация и обработка данных дистанционного зондирования; обработка и глубокий спектральный анализ мультиспектральных и гиперспектральных изображений; пространственная привязка изображений; ортотрансформирование; создание ЦМР на основе стереоизображений; трехмерная визуализация; топографический анализ; обработка и анализ данных радарной и лидарной съемки; интерактивное дешифрование и классификация; анализ растительности с использованием вегетационных индексов (NDVI); геометрическая и радиометрическая коррекция; интерактивное спектральное и пространственное улучшение изображений; калибровка и атмосферная коррекция; поддержка растровых и векторных форматов; обеспечение поддержки данных дистанционного зондирования, полученных со спутников WorldView-1, QuickBird, Ikonos, Cartosat, ALOS, EROS, Orbview, SPOT, IRS, TERRA (ASTER), Landsat.

Компания Bentley Systems известна своими приложениями MicroStation Geospatial Extension, MicroStation Descartes, Bentley Map, Bentley Geospatial Server. Характерный диапазон цен на программные продукты — от 15 до 200 тысяч рублей. — Прим. ред. ].

Например, для работы с информацией MODIS’а доступны около полусотни стандартных программ. Все они делятся на продукты трех категорий: первая — для записи, калибровки и первичной обработки принятого со спутника потока данных; вторая — это программы для формирования тематических карт для специалистов; и, наконец, третья категория — это программы генерации конечной картографической продукции для широкого круга потребителей.

Что такое тематические карты?

— Это графическая форма представления — в виде карты — специфической научной информации, с которой работают исследователи в той или иной области. Для выделения этой информации из данных спектрозонального снимка как раз и применяются специальные программы цифровой фильтрации, динамического маскирования и анализа физических параметров света, отражаемого или рассеиваемого подстилающей поверхностью, — например, поляризация, показатели диффузности и другие…

Так, существуют программы выделения облачного покрова, оперативного определения зон лесных пожаров, всякого рода тепловых аномалий, в частности вулканической деятельности. Программа мониторинга растительного покрова и типов почв основной инструмент экологов и природоохранных структур. Можно приобрести программы, которые будут давать распределение температур воды и суши с точностью до полуградуса… Есть программы анализа снежного покрова и оледенения водоемов.Много есть разных специализированных программ…

Но ведь подобного рода программы, фильтрующие изображения, имеются и в обычных графических пакетах…

— Сходство есть, но принципиальное отличие этих программ таково: программы, работающие в составе ГИС, — это в первую очередь не инструмент для получения изображений, а измерительный прибор. Эти программы содержат средства калибровки, коррекции ошибок измерений данного конкретного физического прибора, установленного на спутнике. Эти программы — компонент тракта измерения геопараметров.

Особенно это касается получения информации с радиолокационных спутников, которые не снимают местность в обычном смысле слова, а производят цифровой синтез изображения, которое мы рассматриваем в видимом глазу спектре, но изначально оно — картинка в невидимом радиодиапазоне. Вот будете работать с данными спутника TerraSAR-X, который разработали немцы, а запустили нашей ракетой в прошлом году, столкнетесь с этим сами.

Радар спутника работает в сантиметровом диапазоне волн и позволяет получать радиоизображения с разрешением порядка 1 м. И никакая облачность ему не мешает.То есть мы можем получать оперативную геоинформацию вне зависимости от текущих параметров облачного покрова над объектом наблюдения. Фирма-провайдер услуг этого аппарата может принять ваш заказ на съемку и в срок от одного до шести дней его выполнит…

Выходит, надо искать хозяев понравившегося спутника…

— Иногда это не обязательно. Есть отечественные организации, получающие с иностранных спутников информацию, к которой затем предоставляют доступ[Таких организаций много. Можно, скажем попробовать обратиться в компанию "Совинформспутник" (см. о ней www.gisa.ru/1547.html) — конверсионное детище советских космических разведчиков. Она располагает огромным архивом снимков разрешением 1 м на местности и поставляет разнообразные ГИС-продукты, цифровые модели рельефа, специализированное ПО и т. п. Компания заявляла о планах поставлять для России данные от SpaceImaging — оператора аппарата IKONOS и DigitalGlobe, эксплуатирующей спутник QuickBird. Аналогичные услуги предлагает компания "Совзонд" (www.sovzond.ru), поставляющая на рынок информацию со спутников "Ресурс-ДК1", WorldView-1, QuickBird, Ikonos, OrbView, Formosat, Spot, Alos и многих других, включая радарные (www.sovzond. ru/satellites). Заказ можно оформить, заполнив на сайте компании специальную форму (www.sovzond.ru/order/section95). В системе Росгидромета есть организация НИЦ "Планета" (planet.iitp.ru/index1.html) — практически монополист по работе с информацией российских спутников семейств "Метеор", "Океан" и "Ресурс". Через эту же организацию можно работать с данными со спутников NOAA, Terra, Aqua, METEOSAT, GOES, MTSAT и некоторых других. — Прим. ред. ]. Разумеется, не бесплатно. Тем не менее, без объяснения причин, скажу, что работать с иностранцами по спутниковой информации во многих случаях приятнее и, как говорится, себе дешевле… Хочется только надеяться, что это временные проблемы. Детские болезни отечественной ГИС-индустрии.