«Наука в Сибири» ЗЕМЛЯ ИЗ КОСМОСАС запуском первого природно-ресурсного искусственного спутника Земли стали очевидными две проблемы. Во-первых, поток информации был настолько велик, что наземный комплекс в техническом плане не был готов к автоматической ее переработке. Во-вторых, возникли трудности с доведением этой информации до пользователя. Системы оказались неподготовленными в математическом плане, поскольку не существовало математического обеспечения для предварительной и тематической обработки аэрокосмических изображений (АИ). В 1978 году на базе ВЦ СО АН была организована Лаборатория обработки изображений (ЛОИ), основным научным направлением которой стала как раз автоматизация обработки аэрокосмических изображений.
Разработанное в лаборатории программное обеспечение применялось на протяжении 25 лет при обработке космических данных, полученных с различных искусственных спутников Земли, аэрофотоснимков для решения различных задач геофизики, геологии, лесного и сельского хозяйства, картографии. Услугами нашей лаборатории воспользовались представители более 30 организаций отдельных министерств и ведомств. Были созданы алгоритмы и пакеты прикладных программ для предварительной обработки АИ, для выделения геоиндикационных признаков, для совмещения спектрозональных космических изображений с картографической информацией. Ряд алгоритмов и соответствующих программных модулей — уникальны, их нет ни в одном из существующих универсальных пакетов программ обработки изображений (типа ERDAS и др.). Предложены оригинальные методы выделения аномальных (в частности, линейных и кольцевых) структур на аэрокосмических изображениях с использованием статистического и томографического подходов. Есть целый ряд задач дистанционного зондирования Земли, для которых очень важна задача выделения на аэрокосмических изображениях линейных и кольцевых структур. Прежде всего, это геологические исследования Земли из космоса. Материалы аэрокосмических съемок, показавшие повсеместное распространение линейных и кольцевых образований в структуре земной коры, обусловили широкий к ним интерес со стороны геологов. Так, обработка снимков восточной части Сибирской платформы Якутской кимберлитоносной провинции показала геологически значимую корреляцию выделенной статистическим методом системы линейных элементов и типов зон разрывных нарушений. Статистический метод выделения линейных и кольцевых структур оказался достаточно эффективным при решении ряда задач в экологических исследованиях. В проблеме космической охраны Земли существует настоятельная необходимость изучения процессов падения небесных тел на Землю и картирование мест их падения. Машинные эксперименты с реальными снимками подтверждают эффективность предложенного статистического подхода к выделению импактных кратеров на поверхности Земли. Еще одна задача экологической программы исследования Земли из космоса связана с изучением и картированием сейсмоопасных регионов. С использованием статистического подхода была проведена автоматизированная обработка космических снимков района Спитакского землетрясения и выделены две зоны, не совпадающие с зонами известных глубинных разломов и, по-видимому, играющие более существенную роль в тектонической структуре территории, чем это представлялось ранее. Практически все известные сейсмодислокации, разрушения в населенных пунктах и афтершоки Спитакского землетрясения приурочены к выделенным зонам и согласуются с их типом. Результаты могут служить основой для разработки новой технологии выделения зон, аномальных с точки зрения сейсмоопасности. Метод должен повысить точность и достоверность картирования территорий Земли по степени сейсмической опасности. Наблюдение за состоянием ледяного покрова Земли является одной из традиционных задач гидрометеорологии, климатологии и, в целом, мониторинга состояния окружающей среды. Оперативная информация о пространственном распределении, дрейфе, типе, возрасте, концентрации морского льда и айсбергов необходима для обеспечения безопасности навигации, рыболовства, добычи нефти и газа в полярных районах, а также для составления ледовых прогнозов различной заблаговременности. С точки зрения климатологии чрезвычайно важны накопления и анализ многолетних рядов данных о различных характеристиках ледяного покрова, являющихся индикаторами изменений регионального и глобального климата (границы и площади распространения морского льда, изменения границ материкового и шельфового льда Антарктиды и Гренландии, динамика отколов и разрушений айсбергов). Алгоритм линеаментного анализа аэрокосмических изображений используется в мониторинге ледовой обстановки в полярных районах Земли в повседневной практике оперативной работы НИЦ «Планета» Роскомгидромета. В анализе спутниковой информации используются метеорологические данные, аэрофотоснимки, топографические карты, результаты наземных измерений. Конечная цель обработки многозональной видеоинформации — получение тематической карты исследуемого района. Отсюда важность создания аппаратных и программных средств, которые позволили бы вести контроль и редактирование цифровой информации о местности (ЦИМ) или картографической информации. В ЛОИ с 1982 года ведутся разработки отдельных подсистем ГИС для задач Российской топографической службы, а также для задач оперативного управления городским районом. Отметим комплекс контроля и редактирования ЦИМ «Редактор» (создан совместно с СКБ ВТ СО РАН), реализующий производительную технологию контроля и редактирования цифровой информации о местности с элементами многофункциональной картографической системы. В 1990 году приказом Министра обороны комплекс «Редактор» принят на вооружeниe Российской армии. Это достаточно высокий уровень внедрения результатов научных исследований. Отметим также муниципальную информационную систему «Дежурный генеральный план Академгородка», которая успешно прошла ведомственные испытания в 1993 году. Автоматизированная графическая система (АГС) обеспечивает информационные запросы подразделений инженерных служб новосибирского Академгородка, предоставляя общую для всех коммуникаций информационную среду на базе единого инженерно-топографического плана города. Учитывая планетарный характер исследований в области дистанционного зондирования Земли, по-видимому, не существует альтернативы сети интернет, обеспечивающей доступ к практически неограниченным информационным ресурсам. Перспективы прикладных дистанционных исследований Земли из космоса в ближайшие годы будут, безусловно, связаны с сетевыми геоинформационными и интернет-технологиями, ориентированными на автоматизированную обработку аэрокосмических изображений. В. Пяткин, д.т.н. стр. 9 |