Использование мультиспектральных данных для мониторинга чрезвычайных ситуаций природного характера

Космические системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) обеспечивают сбор данных в глобальном масштабе с высоким пространственным и спектральным разрешением, однако, для достижения успеха необходима возможность не только доступа к массивам данных, но и их быстрая и качественная обработка. В условиях Российской Федерации с ее огромными территориями и слабо развитой инфраструктурой неизбежно дальнейшее развитие и преобладание методов мониторинга обстановки, основанных на использовании современных материалов ДЗЗ и программно-аппаратных средств нового поколения по их обработке.
Мониторинг чрезвычайных ситуаций (ЧС) с использованием данных ДЗЗ служит для оперативного обнаружения изменений природных ландшафтов и обеспечения безопасности жизнедеятельности населения. Для каждого региона проявление опасных природных явлений обладает своими особенностями, связанными с территориальным положением, природными условиями, геологическим строением и антропогенными факторами. Все это объяснят необходимость обработки космических снимков в комплексе с векторными картами, цифровыми моделями рельефа, погодными данными и т.п.
Для обработки и анализа материалов космической съемки (оптических и радиолокационных), а также совмещения в едином геоинформационном пространстве разнородных данных, на российском рынке существует инновационный программный комплекс «IMAGE MEDIA CENTER» (ПК IMC), разработанный российской компанией «Центр инновационных технологий».
Обнаружение ЧС, таких как пожары или наводнения, возможно по мультиспектральным данным, например, с КА «Канопус-В», «БКА», Landsat-8, WorldView-2 и др. Использование материалов определенного пространственного разрешения определяется конкретной задачей и масштабом происшествия.
Алгоритм выявления опасных явлений в ПК IMC включает в себя полный цикл обработки космических снимков – от предварительной обработки материалов до формирования результирующих векторных слоев, насыщенных атрибутивной информацией. Методы предварительной обработки материалов ДЗЗ включают, в частности, формирование маршрутов съемки (для материалов с КА «Канопус-В», «БКА», «Ресурс-П»), радиометрическую и геометрическую коррекцию, атмосферную коррекцию, повышение качества снимков и др. Для проведения тематической обработки и анализа материалов ДЗЗ реализован текстурный анализ, кластеризация и классификация объектов с обучением, формирование индексных изображений, а также спектральный анализ значений яркости объекта, зафиксированной в различных спектральных зонах. Возможности по работе с векторными данными включают в себя формирование векторных объектов (в том числе как результат тематической обработки), формирование и наполнение атрибутивных таблиц, создание и назначение стилей отображения векторных объектов, формирование тематических и топографических классификаторов объектов (с учетом типа объекта, стиля и масштаба отображения, набором атрибутивных данных).
Автоматизированные алгоритмы обработки, реализуемые в ПК IMC, позволяют анализировать не только качественные, но и пространственные, и временные изменения, происходящие на территории мониторинга. Многофакторный анализ в единой геоинформационной среде позволяет своевременно выявлять критичные места, оперативно реагировать на отрицательные изменения и принимать управленческие решения для предотвращения негативных последствий в случае обнаружения ЧС.