О.Н. Колесникова, Н.Б. Ялдыгина
Космические эти дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ) сейчас стали серьёзной составляющей при ответе обновления и задач создания цифровых карт, выполнения и планов ГИС-проектов назначения и различного уровня. Применяемые наряду с этим технологические цепочки часто предполагают многоплановую обработку данных: ортотрансформирование и привязку изображений, тематическую классификацию, векторизацию взятых данных, экспорт в ГИС, редактирование и ввод атрибутивной информации для векторных слоев, ГИС-анализ и т. д. Вследствие этого актуальной задачей делается интеграция ГИС-приложений и приложений для обработки данных ДЗЗ, которая разрешила бы экспертам с легкостью переходить от одного этапа обработки растровых и векторных данных к второму (рис. 1).
Рис. 1. Интеграция разработок обработки данных ДЗЗ и векторных данных
Большой ход для ответа данной задачи был предпринят компаниями ITT VIS и ESRI Inc., официально заявившими в 2009 г. о начале стратегического сотрудничества с целью интеграции поставляемых компаниями разработок.
Компания ITT VIS (США) — производитель программных продуктов, предназначенных для анализа и обработки изображений, визуализации данных. Программный комплекс (ПК) ENVI, одно из ответов компании ITT VIS, широко известен в Российской Федерации и в мире как инструмент для географической привязки и ортотрансформирования данных ДЗЗ, спектрального анализа и классификации изображений, работы с рельефом, и решения последовательности вторых задач обработки изображений. Компания «Совзонд» есть эксклюзивным дистрибьютором компании ITT VIS в России и бывших советских республик по распространению программного комплекса ENVI, продукта и дополнительных модулей ENVI EX.
Компания ESRI, Inc. (США) — всемирный фаворит в сфере продвижения и создания геоинформационных совокупностей. Платформа ArcGIS, поставляемая компанией ESRI, включает широкий спектр приложений для ответа разных задач управления, анализа и хранения геопространственных данных: ArcGIS Desktop (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), ArcGIS Server, ArcIMS и др.
Результаты сотрудничества ITT VIS и ESRI были реализованы полностью с возникновением версии 4.7 программного комплекса ENVI и нового продукта ENVI EX, в которых обеспечена большая интеграция с программным обеспечением ArcGIS. Компания «Совзонд» есть официальным дистрибьютором компании ESRI в России и бывших советских республик по распространению семейства ГИС-продуктов ArcGIS: ArcGIS Desktop (ArcView, ArcEditor, ArcInfo), ArcGIS Server, ArcIMS и др.
КРАТКАЯ ИНФОРМАЦИЯ О ПК ENVI
Программный комплекс ENVI предлагает все нужные инструменты с целью проведения полного цикла обработки данных ДЗЗ — от ортотрансформирования и пространственной привязки до получения нужной информацим и ее интеграции с данными ГИС.
Отличительными изюминками ПК ENVI являются:
- возможность анализа мультиспектральных и гиперспектральных изображений;
- помощь широкого диапазона растровых и векторных данных;
- открытая архитектура, возможность додавать функции обработки и собственные алгоритмы данных;
- интуитивно понятный графический интерфейс;
- интеграция с геоинформационными продуктами ArcGIS Desktop.
Структура программного комплекса ENVI и его дополнительных модулей представлена ниже на рис. 2.
Рис. 2. Структура ПК ENVI и дополнительных модулей
DEM (DEM Extraction Module) — модуль для точных цифровых моделей рельефа (ЦМР) и цифровых моделей местности (ЦММ) с применением стереоизображений. Функции DEM разрешают делать коррекцию выстроенной ЦМР (ЦММ), измерять координаты точек, создавать трехмерные векторные объекты.
ACM (Atmospheric Correction Module) — модуль атмосферной коррекции, ликвидирующий влияние разных атмосферных явлений (пара, кислорода, углекислого газа, метана, озона, молекулярного и аэрозольного рассеивания) и разрешающий извлекать более правильную данные из данных ДЗЗ. Посредством инструментов ACM возможно делать атмосферную коррекцию как на базе предварительно заданной модели воздуха, так и без нее (лишь исходя из содержащейся на снимке информации).
ENVI Orthorectification Module — модуль, предназначенный для ортотрансформирования изображений с применением строгих способов и разрешающий приобретать более правильные результаты, чем при ортотрансформировании с применением RPC-коэффициентов. Среди главных возможностей модуля: работа в один момент с несколькими изображениями (а также с различных сенсоров), блочное уравнивание с применением опорных и связующих точек и др.
SARscape — несколько модулей, разрешающих проводить обработку материалов радиолокационных съемок, выполненных радарами с синтезированной апертурой (SAR). SARscape включает все нужные функции обработки данных, включая радарную интерферометрию (построение ЦММ, определение подвижек), поляриметрию (создание композитных поляриметрических изображений, исполнение классификации) и др.
ДРУГИЕ ВОЗМОЖНОСТИ ВЕРСИИ ENVI 4.7
Последовательность дополнительных возможностей был реализован в новой версии ENVI 4.7, а также в пакете обновлений ENVI 4.7 Service Pack 1 (SP1), вышедшем в начале 2010 года.
Помощь новых типов данных.
В версию ENVI 4.7 включена помощь данных с новых космических аппаратов:
- COSMO-SkyMed;
- RapidEye (эти поддерживаются как в формате GeoTIFF, так и в формате NITF);
- WorldView-2.
Кроме этого обеспечена помощь следующих типов данных:
- Landsat GeoTIFF с метаданными (MTL);
- файлы ERDAS Imagine;
- данные в формате MrSID.
Дополнительно был расширен список форматов данных, поддерживаемых в интерфейсе ENVI Zoom. В частности, в ENVI Zoom включена помощь форматов данных CIB и MODIS; доступ к этим данным ранее осуществлялся лишь через обычный (трехоконный) интерфейс ENVI.
Новые инструменты THOR.
Рис. 3. Инструменты THOR
В ENVI была добавлена несколько инструментов THOR (Tactical Hyperspectral Operational Resource), предназначенных для работы с гиперспектральными данными (рис. 3). В базе THOR лежат уже привычные пользователям инструменты обработки данных, каковые былипредставлены в новой форме, максимально несложной и удобной для использования и освоения.
Инструменты THOR разрешают:
- выявлять трансформации;
- проводить атмосферную коррекцию;
- выявлять странности;
- делать анализ растительности и т. д.
Новые тип преобразования изображений.
В ENVI 4.7 был добавлен новый тип преобразований, используемых для настройки гистограммы отображения — Optimized Linear Stretch. Этот тип преобразований разрешает извлекать предельное число информации из затененных либо пересвеченных участков снимка и будет нужен при работе с данными с высоким пространственным и радиометрическим разрешением (к примеру, такими как WorldView-1, 2 и GeoEye-1).
Новая пользовательская панель инструментов в ENVI Zoom.
В интерфейсе ENVI Zoom показалась настраиваемая панель инструментов ENVI Favorites, на которую возможно добавить произвольные инструменты ENVI (рис. 4). В прошлых предположениях ENVI доступ пользователей к главным функциям анализа и обработки данных осуществлялся лишь через обычный (трехоконный) интерфейс ENVI.
Сейчас стало возмможно доступа к тем же функциям из интерфейса ENVI Zoom. Для этого достаточно добавить функцию на панель инструментов ENVI Favorites.
Рис. 4. Пользовательская панель инструментов в интерфейсе ENVI Zoom
Новые инструменты в ENVI Zoom.
В интерфейс ENVI Zoom были добавлены дополнительные инструменты редактирования векторных данных:
- Rectangulator Tool — инструмент для автоматического преобразования многоугольников в фигуры с прямыми углами; инструмент может употребляться, к примеру, при идентификации машин либо крыш строений;
- Smoothing Tool — инструмент для сглаживания многоугольников методом удаления отдельных вершин.
Кроме этого показался инструмент Mensuration Tool, предназначенный для вычисления расстояния между объектами и азимут.
Дополнительные справочные материалы для пользователей.
В справочную совокупность ENVI Zoom были добавлены учебные материалы, которые содержат примеры исполнения главных процедур работы в интерфейсе ENVI Zoom.
Трансформации В ДОПОЛНИТЕЛЬНЫХ МОДУЛЯХ ENVI
Новые возможности показались не только в самой программе ENVI, вместе с тем и в дополнительных модулях — Orthorectification Module и SARscape.
Трансформации в Orthorectification Module.
Orthorectification Module — дополнительный модуль, предназначенный для ортотрансформирования изображений с применением строгих выполнения и моделей сенсоров блочного уравнивания. В Orthorectification Module были включены следующие возможности:
- подключение и отключение отдельных опорных и связующих точек для оценки их влияния на неспециализированную неточность;
- автоматическая генерация связующих точек для перекрывающихся сцен, редактирование существующих точек, ручное добавление новых точек;
- доступ в один момент к таблицам опорных и связующих точек посредством опции Show List;
- изменение цветов для обозначения опорных и связующих точек;
- отображение входных изображений в естественных цветах или в режиме grayscale (оттенки серого) по выбору;
- автоматическое перепроецирование ортотрансформированного изображения в произвольную совокупность координат, поддерживаемую в ENVI.
Трансформации в модулях SARscape.
SARscape — дополнительный модуль, предназначенный для комплексной обработки радиолокационных данных. Последней выпущенной версией программы есть SARscape 4.2.
Одним из самые важных трансформаций, случившихся в программе, есть появление функции Dual Pair Differential Interferometry (в виде отдельного меню программы), разрешающей делать дифференциальную интерферометрическую обработку трех- и четырехпроходных данных. На выходе получается как карта смещений, так и улучшенная цифровая модель местности.
В новой версии SARscape случились кроме этого следующие трансформации:
- улучшены функциональные возможности SARscape по корегистрации, фильтрации, калибровке и ортотрансформированию данных;
- улучшена производительность обработки данных за счет помощи многоядерных процессоров;
- добавлена возможность параллельного запуска нескольких сессий обработки на одном компьютере.
ИНТЕГРАЦИЯ ENVI 4.7 И ARCGIS
В версию ENVI 4.7 были включены следующие возможности, снабжающие совместимость с ArcGIS:
- стремительный доступ к файлам ArcGIS посредством операции «drag and drop»;
- доступ к базам геоданных и файлам ArcGIS;
- сохранение результатов из ENVI в shp-файлы либо базу геоданных ArcGIS;
- применение инструментов ArcGIS при подготовке карт к печати в ENVI;
- синхронизация изображений между окнами ENVI Zoom (один из интерфейсов семь дней) и ArcMap.
НОВЫЙ ПРОДУКТ ENVI EX
ENVI EX — новый продукт, основанный на тех же правилах работы, что и ENVI, но адаптированный для ГИС-экспертов (рис. 5).
Рис. 5. Интерфейс ENVI EX
Ответ стандартных задач ГИС-проектов часто требует применения базисных анализа изображений и инструментов обработки: исполнения привязки и ортотрансформирования, обнаружения объектов интереса на изображении, классификации изображений. Но ГИС-пользователи в большинстве случаев не владеют навыками и необходимыми знаниями для работы в специальных программных продуктах, предназначенных для фотограмметрической обработки либо тематического анализа изображений.
Продукт ENVI EX призван удовлетворить потребность ГИС-пользователей в несложных, но правильных и надежных инструментах обработки данных ДЗЗ. В базе ENVI EX лежат алгоритмы и принципы работы, каковые прекрасно зарекомендовавшие себя за период существования ПК ENVI. Но сами процессы обработки изображений были сделаны максимально понятными и несложными в освоении, дабы с ними имели возможность совладать кроме того неискушенные пользователи.
В ENVI EX включены следующие функциональные возможности.
- Визуализация данных:
- отображение слоев векторных и растровых данных;
- навигация по изображению и масштабирование;
- настройка гистограммы отображения;
- анализ и Обработка изображений:
- ортотрансформирование данных ДЗЗ с применением RPC-коэффициентов;
- процедура pan-sharpening;
- объектно-ориентированная классификация;
- классификация почвенно-растительного покрова;
- обнаружение трансформаций в интересующей области;
- Редактирование данных:
- редактирование и создание новых существующих векторных слоев;
- добавление закладок;
- добавление аннотаций (текста, картин, фигур и т. д.)
ENVI EX снабжает помощь разных типов растровых данных (GeoTIFF, ERDAS IMAGINE, DTED, JPEG, JPEG 2000, MrSID, NITF и др.) и векторных данных (ESRI Geodatabase, Shapefile, ESRI GRID и др.)
Запуск анализа изображений и процедур обработки осуществляется посредством мастера подсказок, что поэтапно запрашивает наиболее значимые параметры исполнения процедур (рис. 6).
Рис. 6. Мастер подсказок в ENVI EX
В ENVI EX включен инструмент объектно-ориентированной классификации, разрешающий выделять объекты на изображениях с применением спектральной информации, пространственных характеристик и текстурного рисунка. Ранее этот инструмент был реализован в дополнительном модуле ENVI Feature Extraction (Fx). С возникновением версии ENVI 4.7 выпуск модуля Fx прекращен, и функции объектно-ориентированной классификации доступны лишь в ENVI EX.
georreferencing with ENVI 4.7
Подобранные по важим запросам, статьи по теме:
-
Новое в линейке программных продуктов envi: envi 4.8, серверное приложение envi for arcgis server
Н.Б. Ялдыгина Линейка программных продуктов ENVI, созданная компанией ITT Visual Information Solutions (ITT VIS) (США), является набором модулей и…
-
Новая версия программного комплекса envi
№2(3), 2009 г. О. Н. Колесникова, Н. Б. Ялдыгина Программный комплекс (ПК) ENVI рекомендован для анализа и обработки данных дистанционного зондирования…
-
М. Ю. Кормщикова В июле 2010 года на ежегодной конференции пользователей ESRI в Сан-Диего был представлен релиз новой версии линейки программных…
-
Sarscape tools for arcgis — набор инструментов для работы с радарными данными дзз в среде arcgis
Ю.И. Кантемиров Программный комплекс SARscape (разработчик – SARMAP SA, Швейцария), поставляемый как комплект дополнительных модулей к программе ENVI…
-
Формат данных dicom и возможности его обработки средствами idl
В. О. Скрипачев, А. П. Пирхавка Современное медицинское оборудование разрешает делать обследование человека с применением разных методик диагностики….
-
Новое поколение продуктов alos
А.В. Беленов За последние годы в РФ четко прослеживается тенденция к повышению числа геоинформационных проектов, основанных на применении материалов…