Rapideye pcm — эффективная технология обновления карт и баз пространственных данных

      Комментарии к записи Rapideye pcm — эффективная технология обновления карт и баз пространственных данных отключены

Rapideye pcm — эффективная технология обновления карт и баз пространственных данных

Б. А. Дворкин

Разработка новых месторождений нужных ископаемых, промышленное и траспортное строительство, развитие городов приводят к постоянному появлению новых антропогенных объектов на земной поверхности. Вследствие этого базы и карты пространственных данных скоро устаревают. Их регулярное обновление классическими способами требует громадных временных и денежных затрат, в особенности в случае если речь заходит об целых территориях (и огромных регионах государствах).

Компания BlackBridge внесла предложение уникальную баз и обновления автоматизированную систему карт пространственных данных — продукт Persistent Change Monitoring (PCM) на базе космических снимков с группировки спутников RapidEye, оператором и владельцем которых она есть.

Продукт RapidEye PCM опирается на запатентованную разработку обнаружения трансформаций (change detection) компании MDA, применяющую методы, не зависящие от типа сенсоров, для сравнения последовательности снимков, сделанных в течение определенного периода времени, и стремительного определения изменившихся районов. Для понимания разработки функционирования продукта RapidEye PCM разглядим коротко сущность данной технологии.

Разработка Обнаружения ТРАНСФОРМАЦИЙ КОМПАНИИ MDA

Разработка, запатентованная компанией MDA (Канада), разрешает определять трансформации на растровых изображениях методом применения взаимно-корреляционного анализа (Cross-Correlation Analysis — CCA), представляющего собой обычный способ оценки степени корреляции двух последова- тельностей. Эту методику MDA удачно применяет для обновления глобального продукта EarthSat GeoCover, представляющего собой карты земельных угодий, созданные согласно данным дистанционного зондирования Почвы (ДЗЗ) со спутника Landsat.

Процесс складывается из двух главных этапов: обнаружение трансформаций земельных угодий и обновление данных. Этап обнаружения трансформаций выполняется посредством способа CCA, тогда как автоматизированное обновление данных применяет разработку Inverse (обратной) CCA.

Способ ССА употребляется в технологии обнаружения трансформаций, созданной MDA специально для обновления информации о земельных угодьях. Проект по глобальному картографированию земельных угодий демонстрирует эффективность предложенной разработке. Способ не имеет ограничений на обнаружение процессов обычных трансформаций.

Многие классические сложности обнаружения трансформаций не есть препятствием при применении способа ССА. Сезонные, радиометрические и спектральные отклонения в разбираемых данных не мешают проводимому анализу. Влияние сезонных изюминок незначительно.

Разработка Inverse CCA либо автоматизированное обновление теоретически снижает человеческий субъективизм. Способ есть обучаемым и применяет в качестве эталонов уже трактуемые ранее эти. Разработка разрешает маркировать районы трансформаций, сравнивая с уже взятым эталоном, но на практике итог нужно контролировать, по причине того, что имеются неоднозначные обстановки.

Двумерный анализ показывает все данные для обнаружения трансформаций между двумя изображениями. Это третий ход в технологии обновления по окончании CCA и Inverse CCA. Способ CCA разрешает выяснить ареал трансформации. Inverse CCA интерпретирует эти трансформации. Двумерный анализ обновляет изображение и оказывает помощь в анализе трансформаций. Помимо этого, он разрешает аналитику переходить от ветхих данных к новым, дабы визуально заметить отличие.

Одним из выходных документов данной процедуры есть всецело обновленное изображение.

RAPIDEYE PCM

Как было отмечено выше, основанный на технологии обнаружения трансформаций компании MDA и на данных со спутников RapidEye продукт (PCM) облегчает задачу обновления огромных массивов баз пространственных данных (Big Data) за счет несложного метода обнаружения областей постоянных трансформаций. Применяя снимки RapidEye и продукт PCM, пользователи смогут определять кроме того маленькие по масштабу трансформации объектов размером до 5?5 м для обновления карт впредь до масштаба 1:5000 (рис. 1).

Снимок RapidEye от 3 ноября 2011 г. с индикаторами трансформаций (зеленые пиксели)

Увеличенный фрагмент снимка до появления трансформаций

Увеличенный фрагмент снимка с индикатором трансформаций (зеленые пиксели)

Новое строение видно на снимке очень высокого разрешения от 15 августа 2012 г.

Рис. 1. Обнаружение трансформаций с применением продукта RapidEye PCM. Токио.

Продукт RapidEye PCM может обнаруживать трансформации и более узких дорог и маленьких объектов. Он может обратить внимание на новые либо изменившиеся объекты, продемонстрировав их следы: дороги, аэропорты, морские порты, маленькие выстроенные объекты в городских либо сельских районах и т. д. (рис. 2).

RapidEye PCM применяет пара разновременных снимков (не меньше восьми), что разрешает отслеживать трансформации с громадной эффективностью. Наряду с этим в ходе анализа любой пиксель изображений тестируется на наличие потенциальных трансформаций, а каждое потенциальное изменение рассматривается с позиций длительности, дабы не учитывать временные, к примеру сезонные, трансформации земной поверхности. После этого по снимку со спутника очень высокого разрешения наносится распознанный и отмеченный индикатором объект.

а)

б)

Рис. 2. Обнаружение новых дорог. Тегеран: a) новые дороги, распознанные RapidEye PCM; б) векторный слой с новыми дорогами (продемонстрирован синим)

Классическое обнаружение трансформаций ведет к громадному количеству неточностей. К примеру, к трансформациям смогут быть отнесены тени объектов либо убранные поля (рис. 3а) RapidEye PCM ликвидирует эти неточности (рис.

3б). Продукт вычисляет совсем поменянными те объекты, трансформации в которых сохраняются на протяжении трех наблюдений. Эта методика разрешает отфильтровывать временные трансформации в окружающей среде, к примеру тени от туч, снег, наличие либо отсутствие листвы и т. д. Таковой метод работы PCM существенно сокращает количество фальшивых определений трансформаций, каковые характерны классическим способам.

а)

б)

Рис. 3. Поиск трансформаций (трансформации продемонстрированы желтым): а) классический метод; б) посредством RapidEye PCM

Громадным преимуществом если сравнивать с классическими способами есть то, что аналитикам, обновляющим пространственные базы данных, применяя RapidEye PCM, нет необходимости просматривать изображения полностью, достаточно просмотреть лишь районы, выделенные совокупностью как имеющие трансформации.

Метод работы PCM предусматривает применение нескольких снимков за различное время, дабы отыскать постоянные трансформации. PCM контролирует любой пиксель по трем параметрам на наличие постоянного трансформации:

  1. Не должно быть никаких трансформаций пикселя на три даты съемки по окончании обнаружения трансформации.
  2. Не должно быть никаких трансформаций пикселя на три даты перед обнаружением трансформации.
  3. Все три новые пиксели (на трех снимках) должны различаться от всех трех предшествующих пикселей. направляться подчернуть, что наличие облачности будет оказывать влияние на возможность успехи успешных результатов. Помимо этого, продукт RapidEye PCM базируется на достаточном количестве снимков в архиве RapidEye, отсутствие снимков в котором может сократить нужную временную цепочку для обнаружения трансформаций.

RapidEye PCM воображает клиенту растровый файл (рис. 4), что легко совмещается с существующей картой, требующей обновления. Комбинирование картографического векторного слоя и снимка с высоким разрешением разрешает скоро создавать новый обновленный векторный слой карты.

Минимальный заказ — 5 тыс. кв. км.

Рис. 4. Схема обновления карты посредством сервиса RapidEye PCM

Продукт RapidEye PCM может употребляться кроме этого для определения приоритетов при обновлении баз пространственных данных. Территории с громадными трансформациями смогут быть рекомендованы к немедленному обновлению, тогда как обновление районов с меньшим числом трансформаций возможно отложено. А на территории, где трансформации происходят неизменно, возможно предложена программа регулярного обновления.

Это разрешает более действенно трудиться с пространственными разрешёнными и поддерживать их в актуальном состоянии.

RapidEye PCM разрешает повысить производительность и эффективность труда при работе с пространственными данными. Аналитику предоставляется возможность сосредоточиться лишь на новых либо изменившихся объектах. Этому содействуют:

  • применение броских индикаторов для стремительного и действенного поиска трансформаций;
  • возможность всегда видеть данные в Гугл Earth на снимках очень высокого разрешения для проверки трансформаций;
  • наблюдение за эталонами для выработки и оценки ситуации предстоящей стратегии;
  • яркое применение данных в совокупностях принятия ответов;
  • отсутствие необходимости тратить средства и время на исследование территорий, не подвергшихся трансформациям.

По заявлению представителей компании BlackBridge, применение продукта RapidEye PCM снижает издержки на модернизацию баз пространственных данных и карт до 90% если сравнивать с классическими визуальными способами. Клиент, один раз получая снимок интересующего его района, в будущем может заказывать лишь данные о сроках и местах трансформаций.

СПРАВКА

Группировка из пяти мини-спутников RapidEye предназначена для ответа мониторинговых задач во многих отраслях. Параметры спутников (табл. 1) особенно подходят для применения в сельском и лесном хозяйстве, нефтегазовом комплексе, энергетике, телекоммуникации, тематическом и особом картографировании, экологии и охране внешней среды, управлении ЧС. В 2019 г. планируется запуск новой группировки спутников RapidEye+, которая будет кроме этого складываться из пяти спутников с 14 спектральными каналами, включая панхроматический канал очень высокого разрешения — лучше 1 м.

Таблица 1. Главные характеристики съемочной аппаратуры спутников RapidEye

Режим съемки

Мультиспектральный

Спектральный диапазон, мкм 0,44–0,51 (светло синий)

0,52–0,59 (зеленый)

0,63–0,685 (красный)

0,69–0,73 (конечный красный либо red-edge)

0,76–0,88 (ближний ИК)

Пространственное разрешение (в надире), м 6,5 (по окончании обработки — 5)
Большое отклонение от надира, град. 77
Радиометрическое разрешение, бит/пиксель 12
Точность геопозиционирования, м 30-90
Ширина полосы съемки, км 77
Производительность съемки, млн кв. км/сут. 5
Периодичность съемки, сут. 1
Скорость передачи данных на наземный сегмент, Мбит/с 80

Благодаря беспрецедентной производительности (5 млн кв. км съемки в день) и высокой частоте съемки (вторичная съемка любой точки земной поверхности с промежутком 24 часа) эти RapidEye удачно используются для мониторинга трансформаций, происходящих на земной поверхности.

СЛИВ ОБНОВЛЕНИЯ — ИЗМЕНЕНИЯ БАЛАНСА КАРТ CLASH ROYALE


Подобранные по важим запросам, статьи по теме: