Введение к работе
Актуальность проблема. Спутнвковоо зондзрованве в явфранрасноа (ИК) диапазоне спектра пранцзпаадьно обеспвчизаат аолучедгаэ вза-яойяего океанографического параметра - температури морокой поверхности (ТГШ). Картирование ЇШІ на основе спутняховах снимкоз остается актуальной задачей.дм ваучнах чсмэдоваапЭ, проводами океакологичоекзий ияетптутайа ш нодразделоаязна Роскомггдрокзіа, для обеспечения морских зхсавдвцнокаях программ в рибопромислове?, прогнозов. С помодьи КК пзобраїенпй йзучаптез поля поверхностям
ТЄЧЄКІІЙ, ПрОПОДПТСЯ ДОТаЛЬЕІ'З йН8Я23 ТерЧЗЧеСКОЗ С?руКТУ1314 CEOfia
(зпхрзя, меандров, фронтальна* зон, апгзллкнгоз).
ЕодызоЗ поток даншгх с ЯСЗ. Ееобходакоеть точной гоогрэячас-кой привязка ЙК ЕзморояиЁ з аккуратного маскироззияя злвм-замз cyan для получения детальних нолзй - всв_ это требует создавая о*г фектизянх йлгорвтиоз обработкия-програкмпого обеспэчзная.
, CauoS больаоЗ проблемой арз постробкзз погэй' T&J является учат адпянпя облачвостл а. вткосфэрзого поглощения КК язлучекдз. Известна? методгял обработки часто прл^одят к «р?8ф:х?«* {поззлокаа .яоянах контрастоз, обласгзп зй!?зяенгах тгапоратур), особекку яря получении композндкшНа карт а кзобрааэизЗ. Эсо «вгзако с тем, что теплая, однородная облачность к кашта сплс-гзоЗ обйачк'остп на детекглруагся дэга многоелвктралшгяз когодсиз, а яря коиаозкцзп аз учитззавтея различные условяя кабдпдешгг.
Дацкие задачи могут быть, успгяцо репонз только аугеа создаявя янтегрирозакннх програгикнх когшлзкгаз, позволявших*
-
объединять различные котодпк^ получения тецатячесхах продуктов;
-
яспользозать разнороднее псточззка данных - рлогохааайьиуп, разнозремонзуи, разномзезтабяув, мкогоугдозув, сопутствуем», ге-окодярозаннуэ информация:
3)-применять пврспектпвннб эгеиентн технологий геоЕкьораЗндон-нкх (ГИС) я экспертных (ЭС) састги;
4) организовать иерархячзекоэ использование разных «ялов ва-ходних продуктов обработка для управленая процессом анаиаза термических структур.
Зтг.м обусловлена актуальность рззрзботЕП комнязкеа средств нн-тегряровзпкого эналяза спутниковых КК'нзобравэниВ, обесяечиваЕ55-го получение с высоким качествен нолей и зарт Ш различного
просїрансі2біп:о-вреії8ішого разревення, мгновенных п коипозпцион-ках взобраазавя в форма проекций, схем положений термических фронтов е вихровнх структур.
Реседие задач, поставленных в диссертации, проводилось в райках ЕВЕ0ДН6НС.Ч в ШМ ДВО РАК 0б5згосударств8шшх програкы "Мировой океан" н "Космос", ряда хоздоговорных рабої.
4<ель работа. Цель» диссертационной работи является исследование я разработка алгоритмического и программного обеспечения «ля задач разЕсмасагабыого картирования ТИМ на основе спутниковой ПК информации (в юн числе, для получения композиционных карі п пзображеаяй, для выделения тернгческах яеоднородностей).
В соответствие с данной цель» бали поставлена и pesoim следующие задачи.
I. Исслчдованкэ я реализация тохнелогическоа схем:» получения карт ЇІШ и композиционных нзобраавмй аа основе построения картографических проекций. Разработка со-огветсгвущйх быстродойсгву-щях алгоритмов іі виторакгявїдіх методов:
геоііетрлчасЕЕЯ коррекция сканов;
баезрое построение картографических проекций для случаев равномерного захояа скавЕроваїшя по углу нхе строке;
г интерактивные срадотва конї-роля привязки;
средства дла фзаьтрацип облачности в маеккрованпя сусг;
средства дгя .сбора п енеглза ияогоугловнх КК измерений;
средства для построений коишшциогнвх карт ТШІ.
?.. ЭксиарЕыэнтадьиов обоснованно эффективности иерархического подхода при интегрированном анализе териическвх структур-океана по саутяиковіш салакам в процесса построения комиозецесюш изоб-рлгбНЕй в карг ТЕН. Создавав соотвотстеугщах алгоритмов нормализации е зодхоЗ фзгьтращпг облачности с использованием крупноиаса-табких подан ГЮ4 в качестве верхнего уровня иерархии, управлявшей аналязоа.
Э. Разработка системи для получения первичных схеи термических фронтов, Экспериментальная проверка помехоустойчивости и эффективности вкделоапя фронтов за счет применения элементов SC. Выбор подходящего метода сегментации, управляемого с поноцьь модели сцоны, для локализации «їронзов,
Ооновнае методы-исследований. В разработках применена методи линейного регрессионного анализа, робгстного оценивания параметров, пирровой обработке изображений, спутниковой навигации, мето-
%
да разработка прикладного п. системного программного обеспечения з обработки богьвих потоков ннфриацвн.
Оснозу фактического материала составил» цафрозав мвсслва измерений А7ЯРН (Advances Very High Keaeluiion Radiometer) KC3 h'OAA, врянятах з формате копоерэдетвэнцон (API) з цифровой'(HPJT) пврэ-дачн за период с I3Q4 по TS93 гг. а охзаткварцпх регион сзвв-ро-ззпадЕса части Тихого Океана. В качестве дополнительна* источников информации пеподьзозадись: банк бероговит контуров, орбатадьяко дзнниз, результата гздролопнзскоЗ съемка за октябрь 1390 г. з заяявс Петра Водикого,
Научная нсзазна.
I. В отличав от вЗввсшнх методов ааалпза еолэЗ по есродненныа дэавим, пранонокЕвй в рг,ботз универсальная способ геометрического совместная ЙК измерений ка основа построения квртографччаехпх вроэкцга позволяет:
- избегать повторних геопрззяэок зря получений ЇЇ0Л5Й ТШ дгбо-.
го _маептаба я одновременно сохранить исходное високою разрешение;
- применять горкодврозанвув вк^орнацкв (Свреговие контури,
насел ), задзяиуп d масатаба ировккгз, для контроля прззязки в
строгого разграничения элементов типа "суна-иоре";
- нвпосрядстЕзио получать- углозне структурі! ПК излучения.
Z. Разработакиай яорархичвекпй подход при получении композяцз-оаних полей ТКИ усьелно роваої проблему $зльтрацпа остатотлой, однородной и тззлоЗ облачности,, которая иа детектируется тргд;таон-ненгї (pirel-by-pixel) кзтодзяп. 2рз зтеч кзтол фгльтр.'дзг ка требует наличия нескольких спектральна* каналов, а композиция г'з приводят к образованно локянх контрастов. '
3. 3 рабств впьрэие удалось автоаатзгкрованно подучить схеиа херинческах С-роитэв как гаоибтрзчвокя сьязипе <кв пнхез'ляно) объзкгы на спутнікорнх ї!К взобрзгзниях с покоіьо ввсдеіґяя в прог.зес а«э,5пза алакоктзв ЗС.
Практическая ласкость я реализация результатов работ?.
Разработана я г"?8ггзоз8Еа расагряааая састеив для получвкяд а анализа полез ТПМ v. ксиясгкцяошт изобрехвяпЗ so дерна» API г HRPI режамоз, втедвчаюяая тіабор утилит яакетной и темзта^скоа обработки, тпвгрз'гор утплит ТЕРМОС,'сорзпегне г теиатячосм* прогреми - реп.-':-;а-!ія -лч IBM PC/AT (MS-DOS).
Разря'ЗотанЕ! :і ро-.'р,"02а!га подсксївна расчета п графического вивзла i.iV.u 7!Т'' і нзолзаях дал рас^ровк?.- (флторогпстратор, «з?-
ричиый принтер, вядеонокнтор) устройств. Карта вцдсянявтся в рэв-новроизхуточной ели ійеркаїорской проекциях с нвнесоиаем участков
С у ЕЙ.
Созданное ыатоиатяческое обеспеченно было внедрено для использования б ІЙНР0 ЙРХ и ЙКЙ РАН, применялось для автоматизация научных исследований на ИКС "Академик Королев", "Академик Виноградов'' а Бр2 проведения мехдународноб програмка CREAMS'93. Основноз нкзнечоняв программа» комплексов - применение в Региональной центре сщтникозого мониторинга (НАПУ, г.Владивосток) для задач котированая пряСреяннх ыорви.
На защвту выносятся:
-
Технология в нотодн получения декадних, композиционных, мгновенных карт Ш а коилозицвопннх изображений.
-
Быстродействующие еагорпїев построения картографических проекций спутниковых енников, процедури д.пя сбора в анализа угловых завнсииоетев, ыетодзкв прЕиеыекия геокодврованной информации.
-
Алгоритми кратконтроля е нормализации полей Ш п изображений.
-
Программная састена для аатоиатизароеанкого выделения схем термических фронтов по cepasu ИК изобравений.
Апробация работы. Осеовнео разудыаты, полученные в диссертационной работе, докладывались на XII, XIII, XVI Научных чтениях по космонавтике, посвященных панята С.П.Королева (Москву, 1980, I9B9, 1990), 5 Всесоюзной сов'евання-сеианарэ по спутниковой гидрофизике (Севастополь, 1988), Всесоюзной оекЕнаре ""Технические и програтшие средства тематической обработки спутниковой информации" (Носкза, ВДНХ, 1989), Всесоюзной конференция."Электромагнитные процесса в Звіт и косиосе" (Звенигород, ИЗШ1РАН, 1989), Со-веуско-аиерйконскон сампознуне по изучение океана космическими сродотваыа (МОАН, 1991), соианарах в ИАПУ ДВО РА1! и ДВНЙШ (Владивосток, І99І-І953), симпозиуме CREAUS'94 (вукуока, Япония, 1994). Представлен доклад на конференций OCEANS'92 (Род Авленд, США, 1992).
Публикации. По материалам диссертационной работа опубликовано 16 печатных работ.
Структура в объем диссертации. Диссертационная работа состоит из введения, четырех глав, заключения, списка ллтература, содержащего 107 наименований, и приложений. Общий объем диссертации — 144 страивщ], в зон числе 22 рисунка и 4 таблицы.
