Разработка модуля быстрой пространственной аннотации растровых объектов

Российская Федерация богата своими лесами. И одной из важнейших целей является контроль за использованием и состоянием лесных ресурсов. Среди проблем, характерных для лесного хозяйства, можно отметить контроль за вырубками (в том числе и незаконными), лесные пожары и др. Мониторинг таких событий позволяет оперативно реагировать на те или иные изменения в состоянии лесов: контролировать вырубленный лес, пресекать незаконные вырубки, наблюдать за лесными пожарами, отслеживать направление и скорость их распространения. Дистанционное зондирование Земли из космоса позволило существенно облегчить наблюдение и контроль состояния растительности. В настоящее время доступны самые разнообразные спутниковые данные в хорошем разрешении, получаемые на регулярной основе.
Институт Космических Исследований Российской Академии Наук ведёт постоянный мониторинг природных явлений и изменений земной поверхности с помощью своих сервисов «ИСДМ-Рослесхоз» и «Вега». Пространственные данные об объектах мониторинга хранятся в базах данных в виде полигонов. Проведя анализ таких полигонов, можно получить информацию о, например, площади вырубленного участка леса или пожара, их местоположении, вхождении в состав того или иного субъекта государства, типов местности, которую охватывают этот полигоны. Процесс получения такой информации называется пространственной аннотацией. Производительность алгоритма пространственной аннотации напрямую влияет на способность систем в приемлемое время получать характеристики объектов в зоне мониторинга. Сильное снижение производительности пространственной аннотации объектов при росте их геометрической сложности является актуальной проблемой применяемых в настоящее время алгоритмов.
Данная работа посвящена разработке блока быстрой пространственной аннотации растровых графических объектов. В ней были рассмотрены различные средства по работе с растровой графикой, в том числе и специализированные средства для работы с геопространнственными данными. Среди рассмотренных средств было выбрано оптимальное, наилучшим образом подходящее под поставленную задачу. В результате была разработана программа, осуществляющая аннотацию предоставленного на вход растрового полигона согласно выдвинутым требованиям, среди которых расчёт статистики в выбранной проекции. Модуль использует параллельную обработку данных для обеспечения оптимальной производительности.

Работа выполнена при поддержке Минобрнауки (тема "Мониторинг" госрегистрация № 01.20.0.2.00164). Работа выполнялась с использованием ЦКП "ИКИ-Мониторинг" (Лупян и др., 2015)