Автоматический мониторинг структурных изменений изображений на разновременных космических снимках

В настоящее время в условиях интенсивной модернизации городской застройки, развития транспортной инфраструктуры, массовой вырубки лесов и другого
воздействия на окружающую среду чрезвычайно актуальной является задача оперативного мониторинга изменений объектового состава как природного, так и
антропогенного происхождения. В то же время, процедура создания и обновления картографических материалов является достаточно трудоемкой и затратной.
Поэтому решение об обновлении, в частности, топографических карт принимается в случае, если на местности произошли существенные изменения объектового
состава. В связи с этим автоматизация процесса поиска таких существенных изменений представляет значительный практический интерес для ведомств,
принимающих решение об обновлении существующих или создании новых картографических материалов (в частности, топографических карт различных масштабов) на отдельные территории.

Представляется алгоритмическое и программное обеспечение, предназначенное для автоматизированного анализа разновременных космических снимков (КС) одного и того же участка земной поверхности с целью автоматического обнаружения и выделения структурных изменений изображений объектового состава на земной поверхности. Под структурными изменениями понимается существенное изменение наблюдаемой сцены типа появления, исчезновения или изменения формы объектов (морфологические изменения), а также – изменения их текстурных свойств. Также к структурным изменениям относятся такие искажения изображений, которые не моделируются с помощью аддитивного шума или линейных фильтров. Отметим, что здесь изменения освещенности и цвета изображений объектов структурными изменениями не являются.

Разработанные алгоритмы автоматического обнаружения и выделения структурных изменений изображений объектового состава на разновременных КС были
реализованы в рамках интегрируемого с ГИС «ENVI» специализированного программного модуля. С помощью инструментальных средств этого модуля можно получить оценку степени структурных изменений изображений объектового состава, отраженного на номенклатурных листах заданного масштаба, покрывающих анализируемые КС.

Работа выполнена при финансовой поддержке программ фундаментальных исследований Президиума РАН №09-П-1-1003, №09-П-1-1013 и гранта РФФИ №09-01-00523.