Возможности

 

Первичная обработка материалов с КА «Ресурс-П» №1,2, «Канопус-В», «БКА»

80

маршрутов в сутки

560

тыс. км2 площадь покрытия

800

Гб на 1 маршрут съемки

В рамках ПК IMC реализованы технологии по первичной и дополнительной обработке материалов космической съемки, в том числе с КА «Ресурс-ДК», «Канопус-В», «БКА» и «Ресурс-П» №1,2. Первичная обработка данных ДЗЗ включает в себя геометрическую, радиометрическую коррекцию изображения, географическую привязку снимка. Дополнительная обработка позволяет улучшить качество выходной продукции путем повышения пространственного разрешения снимков, проведения цветокоррекции, уточнения геопривязки и т.п.

Ресурс-П

«Ресурс-П» №1 запущен 25 июня 2013 года с космодрома Байконур, принят в штатную эксплуатацию 30 сентября 2013 года.
«Ресурс-П» №2 запущен 26 декабря 2014 года с космодрома Байконур.
Головной разработчик: ОАО РКЦ Прогресс.
Оператор: НЦ ОМЗ ОАО Российские космические системы.

Космический аппарат имеет возможности объектовой и маршрутной съемок. Возможна стереосъемка маршрутов размером 115 км; съемка площадок до 100х300 км.

«Ресурс-П» предназначен для обновления карт, обеспечения хозяйственной деятельности МПР России, МЧС России, Россельхоза, Росрыболовства, Росгидромета и других потребителей, а также получения информации в области контроля и охраны окружающей среды.

Подробнее>>

Оптико-электронная аппаратура высокодетального разрешения

Характеристика Панхрома­тический канал Мульти­спектральный канал
Ширина полосы съёмки, км 38
Пространственное разрешение в надире, м 0,9 3-4
Спектральные диапазоны, мкм 0,58÷0,80 синий (0,45÷0,52)
зеленый (0,52÷0,60)
красный (0,61÷0,68)
красный 1 (0,67÷0,70)
красный 2 (0,70÷0,73)
красный + ближний ИК (0,70÷0,80)

Широкозахватная многоспектральная аппаратура высокого и среднего разрешения

Характеристика ШМСА-ВР ШМСА-СР
Панхром. канал Мульти­спектр. канал Панхром. канал Мульти­спектр. канал
Ширина полосы съёмки, км 97 441
Пространственное разрешение в надире, м 12 23 60 120
Спектральные диапазоны, мкм 0,43÷0,70 синий (0,43÷0,51)
зеленый (0,51÷0,58)
красный (0,60÷0,70)
ближний ИК 1 (0,70÷0,80)
ближний ИК 2 (0,80÷0,90)
0,43÷0,70 синий (0,43÷0,51)
зеленый (0,51÷0,58)
красный (0,60÷0,70)
ближний ИК 1 (0,70÷0,80)
ближний ИК 2 (0,80÷0,90)

Гиперспектральная аппаратура

Характеристика ГСА
Ширина полосы съёмки, км 22
Пространственное разрешение в надире, м 30
Спектральные диапазоны, мкм 0,4÷1,1 (до 256 спектральных каналов)

Канопус-В, БКА

«Канопус-В» №1 - российский космический аппарат оперативного мониторинга техногенных и природных чрезвычайных ситуаций. Запущен 22 июля 2012 года с космодрома Байконур. Данные, получаемые с «Канопус-В», содержат RPC-полиномы инструмент для повышения точности изображения и ускорения процесса обработки данных.

«БКА» (Белорусский космический аппарат) запущен вместе с российским спутником «Канопус-В», обладает идентичными техническими характеристиками.

Подробнее>>

Характеристика Панхромати­ческий канал Мульти­спектральный канал
Ширина полосы съёмки, км 23 20
Пространственное разрешение в надире, м 2,5 12
Спектральные диапазоны, мкм 0,58÷0,86 синий (0,45÷0,52)
зеленый (0,51÷0,6)
красный (0,61÷0,69)
ближний ИК (0,75÷0,84)

Схема обработки в ПК IMC

Входные данные Ресурс-П   

 

Предварительная обработка

Загрузка изображения через открытие паспорта   

Предварительная обработка в ПК IMC включает в себя:

  • чтение паспорта снимка;
  • формирование композитного изображения;
  • назначение цветовых каналов;
  • атмосферную коррекцию изображения;
  • удаление неинформативных полей;

Паспорт снимка содержится в наборе исходных данных в текстовом формате или формате XML. В ПК IMC данные из паспорта считываются автоматически с последующим формированием композитного изображения.

Также автоматически заполняется информация о каналах изображения: диапазоны длин волн, ширина диапазонов, коэффициент усиления, сдвиг. И метаданные: наименование КА, время/дата съемки, тип сенсора, тип слоя, разрешение, облачность.

Вся метаинформация используется в последующей обработке и анализе данных ДЗЗ.

Результат атмосферной коррекции   

Перед тематической обработкой проводится атмосферная коррекция по графику пропускания атмосферы, который можно выбрать из предложенного списка или загрузить необходимый.

На рисунке представлен снимок с КА Landsat-8 и усредненный график пропускания атмосферы. Слева изображение до атмосферной коррекции, справа - после. 

Паншарпенинг

Результат паншарпенинга (WorldView-2)   

Паншарпенинг - это формирование комплексированного изображения в естественных цветах с разрешением панхроматического изображения.

На рисунке представлены изображения с КА «Ресурс-П» №1:

  • панхроматический снимок;
  • мультиспектральный снимок;
  • результат паншарпенинга.

Материалы: Россия, Челябинская область, «Ресурс-П» №1 (ОЭА «Геотон-Л1»)

Результат паншарпенинга (WorldView-3)   

На рисунке представлены изображения с КА WorldView-3:

  • панхроматический снимок;
  • мультиспектральный снимок;
  • результат паншарпенинга.

Материалы: Австралия, Сидней, WorldView-3

 

Тематическая обработка

Методы тематической обработки спутниковых снимков позволяют детально изучать изображения и получать векторные слои с атрибутивной информацией, в том числе и в автоматическом режиме. В программном комплексе IMAGE MEDIA CENTER реализован широкий спектр инструментов для тематической обработки спутниковых снимков. 

1. Анализ изображений в псевдоцветах

Входные данные Ресурс-П   

Анализ изображений в псевдоцветах включает:

  • применение различных комбинаций цветовых каналов;
  • метод наибольшего подобия;
  • использование цветовых пространств (RGB, CMYK, Lab, HLS, HSB).

На изображении слева показано исходное изображение с КА Landsat-8 на территорию Республики Саха. Во втором окне – изображение, полученное в псевдоцветах (7-6-4).

Материалы: Россия, Республика Саха, Landsat-8

2. Формирование и анализ индексных изображений

Входные данные Ресурс-П   

Значение яркости каждого пиксела индексного изображения формируется путем проведения математических операций, в которых в качестве параметров используются значения яркости каждого пиксела из разных каналов снимка.

В зависимости от цели исследования используются различные индексы:

  • вегетационные индексы;
  • почвенные индексы;
  • водные индексы;
  • снежные индексы;
  • пользовательские индексы.

Для формирования индексных изображений в ПК IMC реализован инструмент "Калькулятор каналов", который позволяет пользователю составлять любые математические формулы с использованием каналов изображения.

Для вычисления температуры поверхности производится ряд вспомогательных вычислений (спектральной интенсивности излучения, поверхностной яркостной температуры, спектрального коэффициента излучения), перевод значений в градусы Цельсия и применяется универсальная температурная шкала. Для выявления тепловых аномалий производится вычисление температуры поверхности, выделение областей аномальных температур, векторизация объектов и наполнение атрибутивной информацией.

Материалы: Россия, Камчатский край, Landsat 8

3. Кластеризация (классификация без обучения с учетом k-средних)

Входные данные Ресурс-П   

Перед началом кластеризации неизвестно сколько, и какие объекты есть на снимке, а после проведения кластеризации необходимо дешифрирование полученных классов, чтобы определить, каким объектам они соответствуют. Таким образом, классификацию без обучения применяют:

  • если заранее неизвестно какие объекты есть на снимке;
  • на снимке большое количество объектов (более 30) со сложными границами;
  • также можно применять, как предварительный этап перед классификацией с обучением.

Материалы: Россия, Санкт-Петербург, WorldView-2

4. Классификация с обучением

Входные данные Ресурс-П   

Для контролируемой классификации используются эталонные области, которые определяет оператор исходя из их принадлежности определенному классу объектов. Для последующего распознавания в качестве обучающих выборок используются значения пикселей эталонных областей в различных спектральных диапазонах. Таким образом, каждый пиксель изображения относится к определенному классу на основании последовательного сравнения со всеми созданными эталонами. При контролируемой классификации сначала определяются информационные классы, а затем, на их основе, спектральные.

  • метод наименьшего расстояния;
  • метод наибольшего подобия;
  • расстояние Махаланобиса.

На изображение представлен результат классификации подстилающей поверхности с обучением снимка КА "Ресурс-П", аппаратуры "КШМСА-СР".

Материалы: Индия, Ресурс-П, КШМСА-СР

5. Спектральный анализ

Спектральный анализ   

Основными величинами, подлежащими изменению при спектральном анализе, являются длина волны, интенсивность отраженного сигнала и пространственная координата исследуемой поверхности. В ПК IMC реализованы следующие методы спектрального анализа:

  • корреляция с/без учета амплитуды;
  • двоичное кодирование;
  • спектрально-угловое картирование;
  • ортогональная проекция подпространства.

На рисунке представлено гиперспектральное изображение с КА Ресурс-П, пространственная спектрограмма, построенная по строке пикселей, а также спектральные графики, полученные с различных типов объектов.

Материалы: Австралия, Перт, Ресурс-П (ГСА)

 

Работа с векторными объектами

Векторизация   

Работа с векторными данными в рамках ПК IMC включает в себя создание и назначение стилей отображения векторных объектов, а также формирование классификаторов с учетом типов объектов, масштаба отображения и набора атрибутивных данных.

Функционал ПК IMC позволяет создавать векторные объекты любой сложности (маркеры, линии, полигоны, составные объекты).

Векторные слои могут быть сохранены в международных форматах SHP и TAB, а также во внутреннем формате IMF, который позволяет хранить растровые и векторные слои с атрибутивной информацией в едином документе.

 

Создание отчетов

Формирование отчетов   

Для комплексной оценки результатов тематической обработки в ПК IMC реализована возможность формирования отчетов, которые могут содержать: снимки, тематические карты, легенду, графики, диаграммы и т.д.

На изображении представлен отчет, сформированный по результатам актуализации лесов и лесных участков по снимкам с КА Landsat-8 на территорию Кировской области.

Функционал ПК IMC позволяет создавать шаблоны отчетов, которые удобно использовать для демонстрации результатов выполнения конкретной задачи с различными входными данными, например, в ходе разновременного мониторинга.