Методика распределения съемочного ресурса с учетом актуальности данных дистанционного зондирования Земли

Задача распределения съемочного ресурса между средствами дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) предполагает процедуру отбора объектов для съемки в рамках суточного цикла планирования. Традиционный подход к выбору объектов съемки осуществляется по совокупности целевых показателей. Однако наименее формализованным из них остается показатель актуальности данных ДЗЗ, который характеризует достоверность полученной информации об объектах. В отличие от организационных, технико-технических, оперативных, ресурсно-временных и других показателей, актуальность данных ДЗЗ не является константой. Значимость указанного показателя непрерывно снижается с момента получения заявки на съемку под влиянием ряда факторов: скорость изменения обстановки, точность исходных координатных данных, период их обновления, сезонность, время суток, возможность отдачи съемочного ресурса другим системам. В этих условиях актуальной является задача формализованного описания актуальности данных ДЗЗ, например, как непрерывной экспоненциальной функции времени с мультипликативным учетом погрешности координатных данных, количества заявок на съемку и возможности делегирования съемки [1,2].
Выбор экспоненциальной формы обусловлен тем, что процесс снижения актуальности данных носит монотонный характер и при отсутствии внешних воздействий описывается марковским процессом с постоянной интенсивностью. Применение мультипликативной свертки поправок позволяет каждой поправке независимо изменять масштаб времени актуальности данных, что физически соответствует наложению нескольких деградирующих факторов. В отличие от известных подходов, где актуальность рассматривается как дискретная категория (высокая / средняя / низкая) или как статичный балл, присваиваемый заявке на съемку, предлагаемый подход рассматривает актуальность как непрерывную функцию времени, пересчитываемую на каждом шаге цикла планирования.
Проведено исследование, демонстрирующее снижение актуальности данных ДЗЗ применительно к объектам разных классов, и поиск оптимального решения по распределению съемочного ресурса между техническими средствами с учетом старения информации. Выполнено сравнение с базовым методом выбора объектов для съемки по статичному приоритету. Результатами моделирования подтверждено, что предлагаемый подход обеспечивает экспоненциально растущий выигрыш в фактической полезности снимка и позволяет синхронизировать аэрокосмическую съемку с техногенными целевыми процессами, например, с графиком топогеодезических работ [3-5].
Выполнено формализованное описание актуальности данных ДЗЗ через экспоненциальный весовой коэффициент, зависящий от времени, класса объекта, погрешности координатных данных, наличия сопутствующих заявок и наличия альтернативных средств съемки. Указанный коэффициент интегрируется в результирующую функцию выбора объектов съемки при распределении съемочного ресурса между средствами ДЗЗ.
Анализ результатов моделирования показал, что наибольший вклад в снижение актуальности данных вносит фактор наличия альтернативных средств съемки: уже при одном альтернативном варианте съемки характерное время снижения актуальности данных сокращается вдвое, а при пяти – актуальность падает практически мгновенно. Существенно, что при суточном горизонте планирования объекты стационарного класса не теряют актуальности и решающим становится именно делегирование съемки, а не время. Таким образом, для динамичных объектов определяющим условием является время, а для стационарных – возможность распределения съемочного ресурса.
Практическая значимость результатов заключается в том, что предложенный подход позволяет повысить эффективность решения задач топогеодезического обеспечения, к которым относят создание и обновление топографических карт, кадастровых планов и цифровых моделей местности на основе актуальных материалов аэрокосмической съемки. В условиях организационных, технико-технических, оперативных, ресурсно-временных ограничений, а также роста количества заявок на съемку в пределах стандартного цикла планирования, методику распределения съемочного ресурса возможно применить для решения классической задачи выбора объектов из множества доступных, которые следует снять в первую очередь, сократить избыточность данных и повысить целевой эффект от применения систем ДЗЗ.