Потоковая обработка данных группировки КА Канопус-В в обеспечение формирования базовых продуктов ДЗЗ

В настоящее время (2020г.) основу российской группировки КА ДЗЗ высокого разрешения составляют аппараты типа «Канопус-В» (№1, ИК, №3, №4, №5, №6). Вследствие этого становится актуальной задача автоматической потоковой обработки данных ДЗЗ для этого типа КА.
Общая технологическая схема обработки данных ПСС/МСС КА типа «Канопус-В» включает следующие этапы:
1. Выгрузка данных уровня 0 из долговременного архива и их распаковка.
2. Поиск опорных точек и ориентирование маршрута.
3. Радиометрическая (относительная) коррекция данных МСС и ПСС.
4. Формирование растровых изображений сцен ПСС и МСС в виде «условных кадров».
5. Каталогизация сцен и загрузка данных в ББП.
В рамках приведенной схемы обработки маршрутов данных с КА типа «Канопус-В» в качестве области интереса выступает один или несколько смежных регионов РФ. При этом для обработки маршрутов была выбрана конвейерная потоковая схема, в которой единицей обработки является маршрут.
Аппаратный комплекс конвейерной потоковой обработки данных ПСС/МСС КА типа «Канопус-В» включает: 1) узел для выгрузки данных уровня 0 из архива; 2) узел обработки данных; 3) узел каталогизации и архивирования. Сервер обработки данных представляет собой двух процессорную (Intel Xeon 6132 Gold 14 ядер, всего 28 ядер) ЭВМ оснащенную двумя GPU Tesla M60.
Производительность разработанного программно-аппаратного комплекса рассмотрим на примере обработки данных на Кировскую область имеющую площадь 120374 км2. Было отобрано 87 маршрутов, суммарное время обработки которых составило не более 78ч. Объем выгруженных данных уровня 0 составил 342 ГБ. Выгрузка данных из архива заняла 33ч.
На данный момент (2020г.) с использованием приведённой технологии обработано около 10 000 маршрутов ПСС и МСС, что представляет собой около 75 000 сцен в ББП, доступных для заказа. Общая стратегия наполнения ББП построена на основе обработки субъектов РФ согласно административно-территориальному делению. В настоящее время полностью покрыты данными Центральный ФО, Приволжский, Северокавказский, Южный, покрытие 30-40 % имеют Северо-Западный ФО, Уральский и Сибирский. На сегодняшний день это 47 субъектов РФ. Кроме того, в ББП с периодичностью 2-3 суток попадают данные на новые регионы, увеличивая площадь покрытия.
Сформированные сцены данных КА типа «Канопус-В», в том числе, используются для формирования бесшовных сплошных покрытий регионов РФ с разрешением 2.5м (на основе ПСС/МСС данных) и 10м (на основе МСС данных).
Методика построения БСП на регион РФ включает следующие этапы:
1. Выбор СК в которой будет построена БСП (рассматривались либо UTM либо СК на основе проекции Альберса в зависимости от размеров регионов).
2. Выбор сцен для формирования БСП (на основе каталога ББП).
3. Выгрузка сцен и подготовка данных для построения БСП (трансформирование растровых данных сцен в используемую для БСП СК).
4. Формирование БСП.
С использованием приведенной методики были сформированы опытные образцы БСП на Калужскую, Тульскую, Владимирскую, Амурскую области и Краснодарский край. При этом время интерактивной работы оператора для создания БСП на Краснодарский край заняло не более 32 чел./ч, а процессорное время подготовки и обработки – не более 80ч.