Программное обеспечение для обработки данных дистанционного зондирования

Сегодня существует несколько главных поставщиков мощных универсальных систем для работы с ДДЗ. Это ERDAS, резко преоб­ладающий на рынке США и являющийся мировым лидером по числу пользователей; австралийская компания Earth Resource Mapping (пакет ER Mapper), стремящаяся работать в геолого-гео­физическом секторе; канадская компания PCI, завоевавшая извес­тность благодаря активности в создании программного обеспече­ния для обработки радарных снимков; американская компания International Imagin Systems (Datron), создавшая пакет VPSTA и мощную фотограмметрическую разработку на его основе — PRPSM.

Для другого мирового лидера в области программного обеспе­чения — компании Intergraph — обработка ДДЗ является одним из многих развиваемых направлений, хотя фотограмметрия занима­ет достаточно важное место в спектре решений, предлагаемых Intergraph.

Достаточно широко известен в России пакет TNTmips (Micro-Images Inc.), использующийся, в частности, для создания дистан­ционных основ государственного геологического картирования ря­дом производственных объединений.

Достаточно широким набором алгоритмов обработки ДДЗ об­ладает программный пакет IDRISI for Windows.

Из российских разработок следует отметить фотограмметриче­ское программное обеспечение Photomod ЗАО «Ракурс», позво­ляющее не только получать прецизионные фотограмметрические данные, но и проводить визуальное дешифрирование изображе­ний (вектор поверх растра) на экране персонального компьютера в стереорежиме. Последнее особенно важно для России, где спе-циалисты-дешифровщики привыкли работать со стереоскопом, а Photomod позволяет перенести все наработанные навыки визу­ального дешифрирования на новую компьютерную основу. Спра-

ведливости ради следует отметить, что аналогичные возможности предоставляет программное обеспечение Softplotter и ряд про­дуктов корпорации Intergraph.

Остановимся на некоторых характеристиках перечисленных программных продуктов.

Erdas Imagine (ERDAS)

Текущая версия Erdas Imagine — 8.6, система работает под уп­равлением Windows NT, 2000 и на RISC/UNIX платформах (SUN, SGI, HP, DEC, IBM). Система модульная, число модулей различ­но на разных платформах (наибольшее на SUN и SGI). Характер­ной особенностью системы является то, что она стала практически стандартной средой разработчика для написания прикладного про­граммного обеспечения для обработки ДДЗ — многие фирмы, не только американские, оформляют свои разработки как модули рас­ширения системы Erdas Imagine. Пример тому — последние версии пакета по анализу разрывных нарушений по аэрокосмическим дан­ным LESSA (разработчик А. А. Златопольский, Россия).

Из стандартных модулей расширения следует отметить Vector (встроенное в систему Erdas Imagine подмножество ГИС ARC/INFO для рабочих станций), Radar, Image Catalog, Perspective View. В Vista имеются средства для просмотра снимков, импорта-экспорта, пре­образований изображения, выполняемых «на лету», а также сред­ства подготовки оформленных твердых копий и некоторые утили­ты. Production, помимо этого, содержит богатый набор средств для обработки изображения и пространственного анализа на базе растровой модели. Имеются процедуры классификаций, средства привязки и трансформирования изображений. Есть утилита для построения мозаики из нескольких изображений, сливающая их в один файл.

Для растра используется формат IMG, в котором хранятся как сам растр, так и сопровождающие его данные, включая сведения о картографической проекции, опорных точках, статистику. Фор­мат описан в документации, и имеются свободно распространяе­мые библиотеки для доступа к нему. Есть возможность импорти­ровать практически любую произвольную структуру растра с помощью функций импорта двоичного и ASCII-файлов общего вида (Generic binary loader, ASCII loader).

Erdas имеет несколько векторных форматов, в том числе вектор-но-топологический (покрытия ARC/INFO). Формат Annotation — векторный, не топологический, используется для создания анно­таций, зарамочного оформления для твердых копий и вообще для произвольной рисовки поверх растра, если не требуется ее исполь­зование в ГИС. Area of Interest («области интереса») — совершенно особый векторный формат, необходимый для задания границ рабо-

чих областей, поскольку в пакете обработка изображения может выполняться не только по всему полю снимка, но и в границах произвольной формы. Эти границы хранятся в «областях интереса» в реальных координатах. Все векторные форматы легко переходят друг в друга и не требуют процедуры импорта-экспорта.

В целом в пакете функции работы с векторной и растровой графикой (подмножества ARC/INFO и функции пространствен­ного моделирования) наиболее развиты из всех систем обработки ДДЗ. При этом пользователь может выбирать, как поступать с дан­ными, образующимися на промежуточных стадиях, — организо­вывать постоянные или временные файлы, либо использовать опе­ративную память.

В пакет встроен графический редактор алгоритмов (Spatial Modeler), который позволяет рисовать блок-схему алгоритма об­работки, интерактивно определяя в ней все наборы данных и фун­кции, дополняя комментариями, и затем запускать сконструиро­ванный алгоритм на выполнение. Из графического представления алгоритма можно сгенерировать скрипт на макроязыке SML (Spatial Modeling Language), одном из двух встроенных макроязыков Imagine, предназначенном для описания процедур обработки ра­стра. Другой макроязык — EML (ERDAS Macro Language) — слу­жит для организации пользовательского интерфейса (меню, диа­логовых окон). Алгоритмы обработки растра на языке SML могут вызываться из EML.

Модуль Virtual GIS (виртуальная ГИС) представляет собой передовой край развития ГИС-технологий и обработки ДДЗ. Идея проста: обрабатывая в реальном времени цифровую модель рель­ефа с наложенным на нее растровым изображением (снимком, картой), пользователь может «пролетать» над синтезированным, но вполне реалистичным перспективным изображением местнос­ти, меняя интерактивно и направление полета, и его скорость, и направление взгляда. Кроме этого, на рельеф можно наложить и векторные карты в формате ARC/INFO. На трехмерном изобра­жении с помощью специального курсора доступны как значения пикселей растра, так и атрибуты векторных данных ARC/INFO. Поскольку направление взгляда может меняться вплоть до надир-ного, отличие между плановым (картографическим) и перспек­тивным изображениями фактически исчезает, тем более что и на перспективном изображении можно проводить преобразования контраста и другую обработку.

Модуль OrthoMAX (OrthoBASE) — полнофункциональная фо­тограмметрическая система, включающая фототриангуляцию по блоку, стереорежим дисплея, автоматизированное и интерактив­ное построение цифровой модели рельефа (ЦМР) в виде растра или триангуляционной нерегулярной сети, редактирование ЦМР в стереорежиме, построение цифровых ортофотоизображений.

Из специальных модулей расширения следует упомянуть Subpixel Classifier, ATCOR2, Ebis, HRPT, MET.

Subpixel Classifier — модуль, реализующий специальные мето­ды классификации для многозональных снимков, позволяющие решать так называемую проблему смешанных пикселей.

Ebis — также специализированный модуль классификации, ис­пользующий текстурные признаки.

HRPT и МЕТ — модули, рассчитанные на работу с данными. AVHRR-HRPT со спутников NOAA и со снимками с метеороло­гических спутников низкого разрешения и позволяющие полнос­тью учитывать специфику этих данных.

ATVOR2 — модуль атмосферной радиометрической коррекции многозональных космических снимков.

Хорошо развитая работа с векторными данными в формате ARC/INFO и также богатые функции растрового моделирования и растровой ГИС позволяют рассматривать Erdas Imagine не толь­ко как систему обработки ДДЗ, но и как ГИС.