МЕТОДИКА АВТОМАТИЧЕСКОЙ ЛОКАЛИЗАЦИИ ОБЪЕКТОВ НАБЛЮДЕНИЯ НА МАРШРУТЕ КОСМИЧЕСКОЙ СКАНЕРНОЙ СЪЁМКИ И АЛГОРИТМ ПОСТРОЕНИЯ МАКЕТНЫХ СКАНЕРНЫХ СНИМКОВ

Рассмотрены задачи, связанные с предупреждением чрезвычайных ситуаций, оценкой и прогнози-рованием последствий стихийных бедствий. Показано, что эффективность решения этих задач в определяющей степени зависит от оперативности анализа сложившейся обстановки и текущего состояния объектов наблюдения на опасных территориях. При этом важнейшим источником информации для принятия решений являются космические снимки, прежде всего цифровые изображения, поскольку они могут быть переданы по высокоскоростным радиолиниям с борта космического аппарата на наземные пункты приёма космической информации сразу после съёмки. Среди них особую роль играют сканерные снимки, получаемые оптико-электронными сканирующими системами, поскольку последние наряду с высокой детальностью обеспечивают регистрацию обширных территорий. В ходе наземной обработки снимков решаются две основные задачи, а именно, локализация объектов наблюдения на космических снимках, связанная с получением предварительных оценок и выдачей целеуказаний наземным силам и средствам для выполнения незамедлительных операций по ликвидации имеющихся угроз, и детальный анализ обстановки и текущего состояния объектов наблюдения с уточнением выданных ранее целеуказаний. При этом наиболее высокие требования по оперативности предъявляются к решению первой задачи. Они обусловлены необходимостью как можно быстрее найти расположение объектов наблюдения на обрабатываемых космических снимках. Рассмотрены известные методы локализации объектов наблюдения на космических сканерных снимках, а именно, визуальные, фотограмметрические (прямые и итерационные), корреляционные и аппроксимационные. Показано, что в условиях огромного объёма поступающей на обработку видовой космической информации, с одной стороны, и ограниченных аппаратно-программных ресурсов наземных пунктов обработки космической информации, с другой стороны, наиболее приемлемы фотограм-метрические методы локализации объектов наблюдения на маршруте съёмки. Известные фотограм-метрические методы реализуются в интерактивном режиме и не требуют больших вычислительных ресурсов, поскольку они основаны на простых алгебраических вычислениях в каждой итерации для одной точки снимка. Вместе с тем, область применения метода критична к длительности обрабатываемого маршрута съёмки, поскольку наряду с технологическими операциями, выполняемыми в автоматическом режиме (выделение фрагментов изображения), содержит выполняемые оператором операции визуальной оценки наличия в них объектов наблюдения. Для устранения отмеченных недостатков предложена и рассмотрена методика автоматической локализации объектов наблюдения на космических сканерных снимках обширных территорий путём организации их фотограмметрической обработки. Для проверки работоспособности методики и исследования её эффективности разработан алгоритм построения макетных сканерных снимков на поверхности общего земного эллипсоида.

оценка и прогнозирование последствий стихийных бедствий, локализация объек-тов наблюдения на космических снимках обширных территорий, оптико-электронные сканирующие системы, макетный сканерный снимок, фотограмметрическая обработка, assessment and prediction of the consequences of natural disasters, localization of surveillance objects in space images of vast territories, optoelectronic scanning systems, prototype scanner image, photogrammetric processing

1. Волобуев Ю.Н., Заичко В.А., Андронов В.Г. Модель дрейфа связки проектирующих лучей в фокальной плоскости оптико-электронной сканирующей системы // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2013. №1. С.166-170.

2. Андронов В.Г., Заичко В.А., Волобуев Ю.Н. Формирование связки проектирующих лучей в космической оптико-электронной сканирующей системе // Изве-стия Юго-Западного государственного уни-верситета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2013. №1. С.15-19.

3. Андронов В.Г. Орбитальный метод планово-высотной координатной привязки одиночных космических изображений // Приложение к журналу Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка: сборник статей по итогам научно-технической конференции. 2009. № 2-2. С. 211-215.

4. Андронов В.Г. Построение макетных снимков местности в режимах маршрутной космической сьёмки // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2013. № 5. С. 56-62.

5. Андронов В.Г., Клочков И.А. Фотограмметрическая модель космических сканерных изображений // Известия высших учебных заведений Сер. Геодезия и аэрофотосьёмка. 2010. №2. С.56-63.

6. Андронов В.Г. Координатно-вре-менная аппроксимация фотограмметрических моделей космических сканерных изо-бражений // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управ-ление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2013. №1. С.147-151.

7. Координатно-временная модель формирования космических сканерных изображений линейками матриц ПЗС / В.Г. Андронов, С.В. Дегтярёв, И.А. Клочков, Ю.Н. Волобуев // Известия высших учебных заведений. Приборостроение. 2011. Т.54. №.9. С. 83-85.

8. Андронов В.Г., Волобуев Ю.Н. Общая постановка и решение обратной фотограмметрической задачи для космических сканерных изображений // Известия высших учебных заведений. Геодезия и аэрофотосъемка. 2011. № 4. С. 53-58.

9. Андронов В.Г. Геометрическая модель построения связки проектирующих лучей в оптико-электронной сканирующей системе // Известия Юго-Запад-ного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2013. № 1. С. 242-245.

10. Андронов В.Г., Волобуев Ю.Н., Шутяев А.С. Определение начального ракурса космической сканерной сьёмки в задачах планирования дистанционного зондирования земли // Инфокоммуникации и информационная безопасность: состояние, проблемы и пути решения: сборник научных статей по материалам III Всероссийской научно-практической конференции: в 2 ч. Курск, 2016. С. 203-207.

11. Андронов В.Г., Волобуев Ю.Н., Фисенко Е.М. Построение замещающих моделей элементов внешнего ориентирования космических сканерных снимков в режиме с постоянным ракурсом сьёмки // Инфокоммуникации и информационная безопасность: состояние, проблемы и пути решения: сборник научных статей по материалам III Всероссийской научно-практической конференции: в 2 ч. Курск, 2016. С. 214-219.

12. Андронов В.Г., Волобуев Ю.Н., Дремова С.О. Построение замещающих моделей элементов внешнего ориентирования космических сканерных снимков в режиме с изменяющимся азимутом сьёмки // Инфокоммуникации и информационная безопасность: состояние, проблемы и пути решения: сборник научных статей по материалам III Всероссийской научно-практической конференции: в 2 ч. Курск, 2016. С. 207-214.

13. Андронов В.Г., Волобуев Ю.Н., Фрундин А.Г. Построение замещающих моделей элементов внешнего ориентирования космических сканерных снимков в режиме с фиксированным азимутом сьёмки // Инфокоммуникации и информационная безопасность: состояние, проблемы и пути решения: сборник научных статей по материалам III Всероссийской научно-практической конференции: в 2 ч. Курск, 2016. С. 219-225.

14. Андронов В.Г., Емельянов С.Г. Автономное определение элементов внеш-него ориентирования космических снимков // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2016. № 2 (19). С. 77-87.

15. Андронов В.Г. Априорная оценка качества космической оптико-электрон-ной сьёмки // Известия Юго-Западного государственного университета. Серия: Управление, вычислительная техника, информатика. Медицинское приборостроение. 2014. № 1. С. 36-40.

16. Андронов В.Г. Технология априорной оценки качества сканерных изображений // Известия Юго-Западного государственного университета. 2014. № 3 (54). С. 8-12.

17. Андронов В.Г., Волобуев Ю.Н. Метод аппроксимирующих функций в задачах фотограмметрической обработки космических сканерных изображений высокого разрешения // Известия Юго-Западного государственного университета. 2013. № 5 (50). С. 251-259.

18. Андронов В.Г., Волобуев Ю.Н. Прокладка трассы космического аппарата через заданную точку земной поверхности // Наукоемкие технологии. 2012. Т. 13. № 9. С. 31-33.