Разработка программно-технологического комплекса регионального центра космического мониторинга окружающей среды тема диссертации и автореферата по ВАК РФ 05.13.18, доктор технических наук Копылов, Василий Николаевич

  • Копылов, Василий Николаевич
  • доктор технических наукдоктор технических наук
  • 2006, Ханты-Мансийск
  • Специальность ВАК РФ05.13.18
  • Количество страниц 229
Копылов, Василий Николаевич. Разработка программно-технологического комплекса регионального центра космического мониторинга окружающей среды: дис. доктор технических наук: 05.13.18 - Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ. Ханты-Мансийск. 2006. 229 с.

Оглавление диссертации доктор технических наук Копылов, Василий Николаевич

Введение.

1 Задачи космического мониторинга окружающей среды и основные типы систем спутникового дистанционного зондирования.

1.1 Задачи космического мониторинга окружающей среды.

1.2 Основные типы систем спутникового дистанционного зондирования.

1.3 Наземные центры приема, обработки, архивации и распространения пользователям данных зондирования.

2 Структура программно- технологического комплекса регионального центра космического мониторинга окружающей среды.

2.1 Концепция создания системы космического мониторинга окружающей среды.

2.2 Функциональные требования к программно-технологическому комплексу РЦКМ.

2.3 Структура программно- технологического комплекса.

2.4 Практическая реализация программно- технологического комплекса в Центре космического мониторинга Сибири.

2.5 Практическая реализация программно- технологического комплекса в Центре ДЗЗ Югорского НИИ информационных технологий.

3 Математическое и программное обеспечение основных функций регионального центра космического мониторинга окружающей среды.

3.1 Функциональные требования к программному обеспечению

3.2 Математическое и программное обеспечение подготовки данных для управления ПТК, приема и регистрации спутниковых данных.

3.3 Программное обеспечение предварительной обработки спутниковых данных.

3.3.1 Фрагментация данных.

3.3.2 Устранение импульсных помех и сбойных строк.

3.3.3 Радиометрическая коррекция данных.

3.3.4 Атмосферная коррекция данных.

3.3.5 Локализация данных.

3.3.6 Геометрическая коррекция изображений.

3.4 Программное обеспечение архивации и распространения спутниковых данных.

4 Методики и комплексы программ для уточнения гидрометеорологических прогнозов по спутниковым данным.

4.1 Экспресс- обработка данных с метеорологических КА.

4.2 Уточнение метеорологических прогнозов по спутниковым данным.

4.3 Технология гидрологических прогнозов в период весеннего половодья в бассейне реки Обь на основе спутниковой и наземной информации.

5 Комплексы программ обработки спутниковых данных в задачах мониторинга опасных явлений и чрезвычайных ситуаций.

5.1 Мониторинг лесных пожаров космическими средствами.

5.2 Оперативный космический мониторинг паводковой обстановки.

5.3 Экологический анализ воздействий нефтедобычи на природную среду.

5.3.1 Геоинформационное и картографическое обеспечение экологического анализа.

5.3.2 Математические и программные средства моделирования зон техногенного загрязнения атмосферы в нефтедобывающих регионах.

5.3.3 Особенности определения зон техногенного воздействия с использованием космических снимков среднего и высокого пространственного разрешения.

5.3.4 Примеры оценки воздействий загрязнений атмосферы на лесоболотные комплексы с применением космических снимков.

Рекомендованный список диссертаций по специальности «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», 05.13.18 шифр ВАК

Введение диссертации (часть автореферата) на тему «Разработка программно-технологического комплекса регионального центра космического мониторинга окружающей среды»

Актуальность темы. Развитие промышленности, рост народонаселения привели к росту влияния человека на окружающую среду, соизмеримому по своим масштабам с естественными процессами, происходящими в природе, к нарушению динамического равновесия в геосфере и биосфере. Сложность глобальной экологической ситуации обостряется неадекватным уровнем развития науки масштабу экологических проблем, связанных с разрушением крупных экосистем, снижением запасов основных природных ресурсов, глобальным изменением климата. Для решения этих проблем необходимы: проведение фундаментальных исследований, направленных на создание научных основ экологического мониторинга и оптимизации природопользования; разработка концепции наблюдения за ключевыми объектами окружающей среды; создание информационных систем, обеспечивающих решение задач глобального, регионального и локального мониторинга [3]. Научная обоснованность прогнозов и комплексная оценка состояния окружающей среды, рекомендации по рациональному использованию природных ресурсов невозможны без наличия достоверной информации об объектах исследования. Эффективность охраны природы, управления качеством окружающей среды, использования и воспроизводства природных ресурсов напрямую зависит от уровня развития и степени внедрения в практику систем контроля за состоянием окружающей среды.

В настоящее время не существует единой системы мониторинга, которая обеспечила бы решение в полной мере всех поставленных проблем. Однако объединение ряда имеющихся и разрабатываемых систем, решающих различные частные задачи, позволит уже в ближайшее время подойти к созданию комплексных средств экологического и природно-ресурсного мониторинга. Такая комплексная система должна иметь многоуровневую структуру с различными подсистемами сбора, обработки и оперативного распространения информации. Важнейшей подсистемой, несомненно, должна стать космическая подсистема мониторинга окружающей среды, которая обеспечивает большую обзорность, оперативность и регулярность получения информации [2].

Экологические проблемы, как правило, возникают в регионах со значительной концентрацией промышленного производства, в регионах интенсивного природопользования и перспективных с точки зрения использования природных ресурсов, в районах потенциально опасных с точки зрения возникновения чрезвычайных ситуаций.

Автору представляется, что программно- технологический комплекс Центра космического мониторинга окружающей среды регионального уровня, базирующегося на современных информационно- космических технологиях и являющегося звеном государственной системы экологического мониторинга, должен стать предметом серьезного системного исследования, чему и посвящена представленная диссертационная работа.

Основной объект исследований и научно-техническая проблема, решаемая в диссертационной работе - это разработка концепции и создание программно- технологического комплекса для приема, обработки и распространения спутниковой информации в региональном Центре космического мониторинга окружающей среды (далее РЦКМ) с последующей передачей этого комплекса для промышленного использования в существующих и проектируемых Центрах.

Непосредственными предпосылками работ были: расширение области применения спутниковой информации при решении прикладных задач, отраженное в работах российских и зарубежных ученых; диспропорция между запросами пользователей спутниковой информации и качеством и формами представления распространяемой информации в центрах приема и обработки данных; отсутствие комплексного подхода к проблемам разработки программно-технологического обеспечения центров приема и обработки спутниковых данных, ориентированных на региональный космический мониторинг окружающей среды.

Диссертационная работа обобщает результаты теоретических и прикладных исследований и разработок, выполненных в области автоматизации приема, обработки, распространения спутниковой информации и в области технологической организации регионального космического мониторинга окружающей среды.

Актуальность теоретических и прикладных исследований и разработок в вышеперечисленных областях определяется: необходимостью использования спутниковой информации при решении широкого спектра научных, хозяйственных и экологических задач; необходимостью повышения уровня автоматизации процессов приема, обработки и распространения информации с целью улучшения качества получаемой информации и повышения оперативности ее доведения до пользователей; существованием имеющих важное прикладное значение нерешенных проблем, связанных с созданием аппаратно-программных средств для наземного сегмента системы космического мониторинга окружающей среды.

Исследования проводились в Вычислительном центре СО РАН (ВЦ СО РАН, г.Новосибирск) в 1979-1985 гг., в Западно-Сибирском региональном Центре приема и обработки спутниковых данных (ЗапСиб РЦПОД, г. Новосибирск) Федеральной службы России по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды в 1986- 2001 гг. и в Югорском научно-исследовательском институте информационных технологий (ЮНИИ ИТ, г.Ханты-Мансийск) в 2002-2005 гг.

Цель и задачи исследований. Основная цель исследований - разработка математического и аппаратно-программного обеспечения, а на их основе и технологического комплекса для регионального Центра космического мониторинга окружающей среды.

Основные задачи исследований включали: разработку принципов информационного обеспечения мониторинга окружающей среды на базе современных информационно- космических технологий; разработку и анализ концепции аппаратно-программного обеспечения типового регионального Центра космического мониторинга окружающей среды; разработку и исследование ряда конкретных алгоритмов приема и обработки спутниковой информации, их реализацию в виде комплекса взаимосвязанных программ, обеспечивающего функционирование наземного комплекса: автоматическое ведение антенн, оцифровку и регистрацию данных, предварительную, тематическую обработку, распространение данных в типовом Центре космического мониторинга окружающей среды; апробацию разработанного программно- технологического комплекса при решении практических задач экологии и гидрометеорологии.

Методы исследований. В работе использованы методы математического моделирования, многомерного статистического анализа, вычислительной математики, теории переноса излучения, распознавания образов, цифровой обработки изображений, системного и прикладного программирования и ряда других дисциплин.

Для исследования эффективности и достоверности разработанных методов, алгоритмов и программ проводились экспериментальные исследования и моделирование изучаемых процессов и объектов на тесовых и реальных данных.

Научная новизна. Проведенные исследования позволили получить ряд новых результатов: предложена и обоснована структура комплекса для приема и обработки спутниковой информации, обеспечивающая его функциональную полноту, гибкость, способность к развитию; впервые предложена и обоснована Intranet- архитектура программно-технологического комплекса регионального Центра космического мониторинга окружающей среды; предложены методы и созданы быстрые алгоритмы для расчета координат движения антенн, регистрации информации, предварительной обработки изображений, учитывающие особенности процесса съема информации и специфику решаемых задач; создано новое методическое и программное обеспечение для решения ряда прикладных задач космического мониторинга окружающей среды; разработан и практически реализован современный программно-технологический комплекс РЦКМ мирового уровня .

Практическая значимость и реализация научных результатов работы

Результаты, полученные в диссертации, использовались при выполнении следующих научно-исследовательских и опытно-конструкторских работ:

• "Разработка макета регионального центра обработки аэрокосмических изображений", гос. per. № 79044183, 1979-1981гг.;

• «Пакет прикладных программ обработки изображений для ЭВМ БЭСМ

6», гос. per. № 79044185, 1982г.;

• «Пакет прикладных программ "БАРС», гос. per. № П007372, 1983г.;

• «Пакет прикладных программ "ЭЙДОС"», гос. per. № П007372, 1983г.;

• "Центр обработки геоинформации. Создание системного и функционального программного обеспечения обработки данных дистанционных измерений", гос. per. № 81032966, 1981-1984гг ;

• "Разработка и создание инструментального комплекса анализа картографической базы данных Западной Сибири с предоставлением сетевых информационных услуг для обеспечения фундаментальных исследований", грант РФФИ №96-07-89489, 1996-1998гг.;

• «Космический мониторинг нефтяных загрязнений и нефте- и газопроводов», грант ERUNET Европейского космического агентства (ESA) и Международной федерации астронавтики (IAF), 2004-2006гг. ;

• «Всепогодное обнаружение лесных пожаров и оценка их последствий в северной Сибири», грант ЮЗ 110 (Catl) Европейского космического агентства, 2005-2006 гг.;

• «Мониторинг наводнений в северной Сибири с применением ДЗЗ и ГИС», грант ID3161 (Catl) Европейского космического агентства, 20052006гг.;

• «Космический мониторинг загрязнения окружающей среды в районах добычи нефти», грант ID3159 (Catl) Европейского космического агентства, 2005-2006гг.;

• «Организация окружного центра хранения и распространения авиационных, спутниковых и векторных данных для решения задач рационального недропользования и охраны окружающей среды Ханты-Мансийского автономного округа», гос. per. № 0120.0 508576, 2005г.;

• «Развитие систем оперативного мониторинга и предсказания природных и техногенных процессов в Ханты-Мансийском автономном округе- Югре на основе данных дистанционного зондирования Земли из космоса, наземных измерений, геоинформационных систем и имитационного математического моделирования», гос. per. № 0120.0 508578, 2005-2006гг.;

• «Создание технологии Интернет- доступа к результатам космического мониторинга природных и техногенных явлений на территории Западной Сибири и Урала на базе Ханты-Мансийского суперкомпьютерного центра», грант РФФИ № 04-07-90-378-В, 2004-2006гг.;

Результаты исследований реализованы и внедрены в виде пакетов прикладных программ и наборов программных модулей в ряде организаций России: в ГУ НИЦ "Планета" (г.Москва), в филиале ГУ НИЦ "Планета"- центре приема и передачи спутниковой информации в г.Обнинск, в Алтайском государственном университете ( г.Барнаул ), в Дальневосточном региональном центре приема и обработки данных (г.Хабаровск), в автономных пунктах приема спутниковой информации в г. Надым и г Кызыл, в НПЦ «Мониторинг» (г.Ханты- Мансийск), в Гидрометцентре Западно-Сибирского межрегионального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (ЗапСиб УГМС), в лаборатории русловых процессов рек Алтая Алтайского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (г.Барнаул).

Основные научные результаты диссертационной работы были использованы при создании аппаратно-программного комплекса ЗападноСибирского Регионального центра приема и обработки спутниковых данных (г.Новосибирск), входящего в наземный комплекс приема и обработки информации с космических систем метеорологического, океанографического и природно-ресурсного направлений и находящегося в ведении Федеральной службы по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды.

Результаты диссертационной работы легли в основу программно-технологического комплекса Центра космического мониторинга Сибири (ЦКМС, г.Новосибирск), организованного совместными усилиями Межрегиональной ассоциации «Сибирское соглашение», СО РАН и ЗапСиб УГМС.

На базе результатов диссертационной работы также создан программно-технологический комплекс Центра дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) из космоса Югорского научно-исследовательского института информационных технологий (г.Ханты-Мансийск).

Теоретические и прикладные результаты диссертационной работы явились основой для создания курсов лекций «Дистанционные методы исследования геосистем» и «Технологии программирования», читаемых автором на кафедре ГИС и ДЗЗ Югорского государственного университета (г. Ханты-Мансийск).

Основные положения, выносимые на защиту:

1. Intranet- архитектура программно-технологического комплекса Регионального центра космического мониторинга окружающей среды (РЦКМ), многие принципы которой в полной мере реализованы в действующих комплексах - Центре космического мониторинга Сибири (ЦКМС) и центре ДЗЗ ЮНИИ ИТ.

2. Алгоритмы и разработанный на их основе пакет программ для расчета на ПК расписаний сеансов связи с космическими аппаратами (КА), координат движения антенн нескольких типов, следа орбит.

3. Функциональное программное обеспечение предварительной обработки спутниковых данных, которое позволяет проводить разноуровневую обработку данных с КА метеорологического и природно-ресурсного назначения.

4. Технология архивации и автоматизированной каталогизации спутниковых данных с оперативным обновлением и удаленным доступом к каталогам и архивам.

5. Методики, алгоритмы и разработанные на их основе пакеты программ для тематической обработки видеоинформации с метеорологических КА: экспресс- обработки для синоптического анализа, уточнения метеопрогнозов, корректировки гидрологических прогнозов.

6. Математическое и программное обеспечение оперативных технологий космического мониторинга окружающей среды: долгосрочного и краткосрочного прогнозов притока воды в Новосибирское водохранилище в период весеннего половодья, мониторинга паводковой обстановки на реках, раннего обнаружения и мониторинга лесных пожаров.

7. Методика и программное обеспечение экологического анализа воздействий нефтедобычи на природную среду на базе космических снимков.

Апробация работы. Полученные в диссертации новые научные результаты докладывались на Всесоюзной конференции "Автоматизация научных исследований (г.Новосибирск, 1979 г.), на Всесоюзной конференции по обработке изображений (г.Днепропетровск, 1980г.), на Региональной конференции по обработке изображений и дистанционным исследованиям (г.Новосибирск, 1981 г.), на Всесоюзной конференции "Проблемы гидрометеорологического обеспечения народного хозяйства Сибири" (г.Красноярск, 1988 г.), на Региональном семинаре по вопросам развития и применения геоинформационных технологий (г.Новосибирск, 1995 г.), на Региональной научно-практической конференции "О создании единой региональной системы мониторинга окружающей природной среды и здоровья населения Сибири" (г.Новосибирск, 1996г.), на научно- практической конференции «Интеллектуальные автоматизированные системы в управлении» (г. Новосибирск, 1997), на Сибирском совещании по климатоэкологическому мониторингу (г.Томск, 1997), на научно-практическом семинаре пользователей природно-ресурсных и океанографических космических данных (г.Москва, 1997), на научно-практической конференции «Сибирский стандарт жизни: экология, образование, здоровье» (г. Новосибирск, 1997), на Международном семинаре «Космический мониторинг Сибири» (г. Новосибирск, 1998), на Международном симпозиуме «Контроль и реабилитация окружающей среды» (г.Томск, 1998), на Международной выставке-конференции «Природные ресурсы стран СНГ», (г.Санкт-Петербург,1998), на Международной конференции «Применение спутниковой информации при решении задач дистанционного зондирования территорий Сибири» (г. Новосибирск, 1998), на Международном семинаре «Окружающая среда и здоровье населения» г.Якутск, 1999), на Региональной научно-практической конференции «Актуальные проблемы снижения риска и смягчения последствий чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера в Сибирском регионе» (Новосибирск, 1999), на Всероссийском семинаре «Развитие системы экологического мониторинга» (г.Томск, 1999), на Всероссийской выставке-конференции «Новые технологии и инвестиционные проекты» (г.Якутск, 2000), на Всероссийской конференции «Проблемы региональной экологии» (г.Томск, 2000), на Четвертом Сибирском конгрессе по прикладной и индустриальной математике (г. Новосибирск, 2000), на Международной конференции ENVIROMIS-2000 «Измерения, моделирование и информационные системы как средства реабилитации окружающей среды на городском и региональном уровне» (г.Томск, 2000), на Международной конференции «Современные проблемы информационных технологий и космический мониторинг» (г. Ханты-Мансийск, 2001), на Региональной научно-практической конференции «Совершенствование защиты населения и территорий от чрезвычайных ситуаций природного и техногенного характера» (г. Новосибирск, 2001), на Международной конференции «Аэрозоли Сибири» (г.Томск, 2001), на Международной конференции «Суверенный Казахстан: 10-летний путь развития космических исследований» (г.Алма-Ата, 2001), на Международном симпозиуме «NOAA Image of Siberia» (г.Новосибирск, 2002), на Всероссийской конференции «Геоинформатика в нефтегазовой и горной отраслях» (г.Ханты-Мансийск, 2002), на Всероссийской научно-практической конференции «Проблемы региональной информатизации и пути их решения» (г.Ханты-Мансийск, 2002), на Международной конференции «Математические методы в геофизике» (г.Новосибирск, 2003), на 5-м Сибирском совещании по климато-экологическому мониторингу (г.Томск, 2003), на 7-й Региональной научно-практической конференции «Пути реализации нефтегазового потенциала ХМАО» (г.Ханты-Мансийск, 2003), на Международной конференции «Математическое моделирование экосистем» (г.Алматы, 2003), на 3-й Всероссийской научно-практической конференции «Электронная Россия» г.Ханты-Мансийск, 2004), на Международной конференции "Vulnerabilities and Integrated Diagnostics Systems for Trunk Pipelines: Regional Aspects" (Испра, Италия, 2004), на 2-й Всероссийской конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса" (г. Москва, 2004), на Международном научно-практическом семинаре «Мониторинг наводнений на северных реках с использованием данных ДЗЗ» (г. Уайтхорс, Канада, 2005), на Международной конференции "Информационные технологии и обратные задачи рационального природопользования" (г. Ханты-Мансийск, 2005г.), на 3-й Всероссийской конференции "Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса" (г. Москва, 2005).

Основные теоретические результаты, отдельные положения, а также результаты конкретных прикладных исследований и разработок неоднократно обсуждались на Ученых советах и на семинарах ВЦ СО РАН (ИВМиМГ) (г.Новосибирск), НИЦ "Планета" (г.Москва), ЮНИИ ИТ (г. Ханты-Мансийск), на заседаниях Координационного совета по космическому мониторингу Сибири при Межрегиональной ассоциации "Сибирское соглашение" (г.Ханты-Мансийск, г. Новосибирск).

Разработка автора "Аппаратно-программный комплекс АРТ-монтаж", представленная в составе авторского коллектива на конкурс научно-практических работ Федеральной службы России по гидрометеорологии в 1995 году, заняла 1-е место.

Программно-технологический комплекс ЗапСиб РЦПОД получил в 2000г. сертификат Центра сертификации ракетно-космической техники Российского авиационно-космического агентства на соответствие установленным в России техническим требованиям к наземным приемным комплексам.

Решением Российского космического агентства от 14.01.2005г. центр ДЗЗ ЮНИИ ИТ включен в состав наземного комплекса приема, обработки и распространения информации с планируемого к запуску КА детального наблюдения «Ресурс-ДК» № 1 в качестве одного из двух планируемых для работы с К А в России центров.

В июне 2005г. в центре ДЗЗ ЮНИИ ИТ состоялось официальное открытие первой в России станции приема и обработки радиолокационной информации с КА ERS-2 Европейского космического агентства.

Личный вклад. Участие автора заключается в постановке рассматриваемых в диссертационной работе теоретических и прикладных проблем, разработке моделей, алгоритмов и большей части описанных в работе программных средств. Создание технологий решения прикладных задач выполнено под руководством автора и с использованием разработанного им программного обеспечения.

Участие других авторов в определенных этапах работы полностью отражают приводимый в диссертации список литературы и ссылки на него.

Публикации. По теме диссертации соискателем лично и в соавторстве опубликовано 44 печатные работы.

Похожие диссертационные работы по специальности «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», 05.13.18 шифр ВАК

Заключение диссертации по теме «Математическое моделирование, численные методы и комплексы программ», Копылов, Василий Николаевич

Выход

Рисунок 25 - Диалоговое окно формирования калибровочных уровней

3.3.4 Атмосферная коррекция данных

Задача атмосферной коррекции - одна из самых сложных среди задач восстановления данных дистанционного зондирования Земли [27, 28, 176, 197]. Прежде всего, это связано с тем, что для ее решения необходима информация об оптической толщине атмосферы г над снимаемыми объектами. Наилучшим способом ее решения была бы установка по всей поверхности Земли обширной сети солнечных спектрофотометров, измеряющих интенсивность солнечного излучения I, прошедшего через атмосферу, в различных участках спектра. Чаще всего используют данные с немногих, установленных на поверхности суши спектрофотометров, или применяют косвенные методы коррекции. С атмосферной коррекцией над морями и океанами дело обстоит лучше, так как в красном и ИК- диапазонах спектра поверхность воды по своим оптическим свойствам близка к абсолютно черному телу. Существенно больший коэффициент отражения и рассеяния имеют дымки, туманы и облака, их хорошо видно на фоне воды. Это позволяет оценить оптическую толщину. Данные об оптической толщине над морями и океанами помещены в сети Internet по адресу: http://las.saa.noaa.gov/las-bin/climate server/, их можно использовать также для коррекции космических изображений прибрежных районов.

В п.2.5 описан установленный в центре ДЗЗ ЮНИИ ИТ солнечный спектрофотометр с целью атмосферной коррекции космических снимков высокого пространственного разрешения.

Основой метода вычислений оптической толщины т является известный закон Бугера. Зная интенсивность солнечного излучения 10 за пределами атмосферы, по закону Бугера можно определить интенсивность солнечного излучения в точке съемки

I = 10 ехр(-т sec5), где 5- зенитный угол Солнца. Опуская выводы, ограничимся конечными соотношениями определения аэрозольной оптической толщи на практике: та (А)= (In lox - lnlx)/ m -[ тр (A)+ тг (Г)], где , I*. - спектральные интенсивности солнечного излучения вне атмосферы и в точке наблюдения для конкретной длины волны X; тр (А,), тг (А,) -оптические толщи релеевского рассеяния и газового поглощения, ш-оптическая масса, являющаяся функцией зенитного угла Солнца. Таким образом, для получения информации об аэрозольной оптической толще атмосферы необходимо измерение прямого солнечного излучения , определение величины m в момент наблюдения Солнца (на основе измерения его зенитного угла или расчета по времени и координатам) и использование модельных значений тр (А,) и тг (X) (например, по модели LOWTRAN-7 [178]).

Значимость атмосферной коррекции космических снимков возрастает с повышением детальности снимков.

3.3.5 Локализация данных

Под локализацией данных или географической привязкой понимается пересчет координат данных (для изображений это- п- номер строки и ш- номер столбца) в географические координаты В (широта) и L (долгота) [52]. Зависимость вида B(n,m), L(n,m), а также обратные зависимости n(B,L), m(B,L) устанавливаются, основываясь на векторном уравнении вида ат° - единичный вектор сканирующего луча во внутренней системе координат датчика PXdYdZd (Р- центр масс КА), ш=[0,М-1], М- число пикселов в строке;

Tnm - матрица перехода из орбитальной движущейся системы координат OXtYtZ( (О- центр масс Земли), зафиксированной на момент tn= to+nF, to -момент начала кадра, F - строчная частота; п = [0, N-l], N- число строк изображения; в систему PXdYdZd ;

Rnm = rn-DmAnp , ги = Ftn r = (r,,0,0)r-радиус-вектор OP в системе OXtYtZt , An = At ; At- матрица перехода из относительной геоцентрической (гринвической) системы OXgYgZg в систему OXtYtZt ; Dm - матрица, учитывающая движение КА, р- радиус-вектор OS (S- визируемая точка земной поверхности ), компоненты которой равны: и ег - длина большой полуоси и эксцентриситет референц -эллипсоида соответственно; Н- высота местности точки с координатами B,L.

Матрица At и величина г, определяются по текущим значениям стандартных элементов оскулирующей орбиты. Матрица Dm зависит как от переменных углов пространственной ориентации (крен, тангаж, рыскание), так

Nb + Я) cos В cos L р = \(Nb + Я) cos 5 sin Z,

Nb(\-e2r) + H]smB где Nft = , аr = - длина первого вертикала референц -эллипсоида; аг ф - er2 sin2 В и от соответствующих по направлению, но постоянных углов, определяемых неточностью сведения осей прибора, его посадочной платформы и самого КА.

Автором был разработан пакет программ для географической привязки спутниковых изображений. При расчете картографической сетки учитываются параметры орбиты, полученные на основе орбитального прогноза, кривизна и вращение Земли, нелинейность развертки сканирующих устройств. При необходимости аналитическая модель расчетов уточняется по опорным точкам местности (ОТМ) и телеметрическим (ТМ) данным об ориентации объекта.

Реализовано несколько видов корректирующего полинома, который может быть:

• нулевым (осуществляется плоскопараллельное смещение нормализованного кадра по одной ОТМ);

• линеиным: х* = а0 + а1х + а2у, у* = Ь0 + Ъхх + Ъ2у ,

• билинейным: х* = а0 + + а2у + аЗху, у* = b0 + b{x + b2y + b3xy ,

• квадратичным: х* = а0+ ахх + а2у + а3ху + а4х2 + а5у2, y* = b0 +b]x + b2y + b3xy + blx2 +Ъ5у2 ,

• кубическим: х* = а0+а,х+. + а8х3+а9у3, для 3-х и более ОТМ; для 4-х и более ОТМ; для 6-и и более ОТМ; для 10-и и более ОТМ , y*=b0 +Ь,х+ . +Ънх+Ъ9у , где (х*, у*), (х, у) - соответственно плоскостные координаты одноименных точек на карте и изображении; a, b - векторы коэффициентов полинома.

Географическая привязка данных спектрального сканирования, отличающихся низким пространственным разрешением, осуществляется на основе алгоритма, описанного в п.3.2, на последнем этапе производится преобразование экваториальной инерциальной системы в экваториальную вращающуюся систему с помощью матрицы перехода

В результате получается так называемый след орбиты, то есть координаты (широты и долготы) подспутниковых точек с некоторым шагом во времени. Программа, реализующая этот алгоритм, входит в состав пакета программ "Баллист".

Данное программное обеспечение предназначено для экспресс- обработки видеоинформации метеорологического характера, когда требуется нанесение географической сетки без трансформации в проекцию карты в режиме реального времени. Программа, применяющая данный алгоритм, использовалась при нанесении географической сетки на видеоинформацию, принимаемую с КА "Метеор", "Океан" и "NOAA" (рисунок 26) [87,99].

Рисунок 26 - Пример географической привязки без трансформации в проекцию карты

3.3.6 Геометрическая коррекция изображений

Геометрическая коррекция спутниковых изображений является обязательной процедурой предварительной обработки [149]. Процесс трансформирования изображения в заданную картографическую проекцию с пространственной привязкой с использованием ОТМ выглядит следующим образом [33]: т, п) - плоскостные координаты снимка

Ф = Fv(m,n), l = Fx(m,n), где F , Fx- аналитические зависимости ф,X) - географические координаты х = /ЛсрА), y = fy(q>,X), где fx,f - аналитические зависимости х, у) - координаты картографической проекции x* = Gx(x,y), y* = Gy(x,y), где Gx,Gy - регрессионные зависимости на основе ОТМ (л;*, у*) - скорректированные координаты картпроекции

Формально этот процесс можно записать как fxС^ф(т,п), Fx(т,п)), fy (Fv(т,п), Fx(т,п))\ У* =Gy(fx (Fv (т,п), Fx (т, п)), fy (т, п), Fx (т, п))).

Искомые зависимости Gx,Gy определяются с помощью аппроксимирующих функций:

Pi

X =Gx(x,y)=Y; z <*ji-jXJyl~J(x,y), 1=0 7=0 Pi . у* = Gy( X, у) = X z bj,i-j XV 7 Iх' y)' /=0 7=0 где P - степень полинома; • и bjjj , i = 0, P, j = 0, i, - подлежащие определению на основе ОТМ параметры.

Существует множество программных модулей геометрической коррекции, встроенных в распространенные геоинформационные системы (ГИС ERDAS, ArcGis, ErMapper и др.) Однако, автором разработана программа для преобразования спутниковых изображений в ряд стандартных картографических проекций для последующей точной географической привязки изображения к картографическим материалам. Необходимость данной программы обусловлена возможностью дальнейшей ее адаптации к разрабатываемым на языке С++ специальным комплексам программ обработки спутниковых изображений. Программа преобразует изображения в проекции НПИ (номинальная), Гаусса-Крюгера, Меркатора, стереографическую. Выполнить геометрическую нормализацию можно с одним из трёх типов яркостной интерполяции: билинейной, кубической и по ближайшему целому (Рисунок 27).

Параметры обработкиВ

Вий J Формат) Коррекция привязки | Аннотирование | НИ

Геометрическая нормализация----г Ориентация осей регистрации

Г Баллистическая ориентация (* Станаартная ориентация г Проекция--г йркостная интерполяция—

Г НПИ С По ближайшему целому f Гаусса-Крюгера а Билинейная

С Меркатора Г Кубическая

Стереографическая ---

- Фотометрическая нормализация

Г Статистическая I- Калибровочная

R Совмещение СП К датчика МСУЭ

Предполагаемые „ (ЭЗСЗхЭОБЭ размеры вых. касра размер файла, MB [28.91

Показать

DK

Отмена

I Применить | Справка

Рисунок 27 - Графический интерфейс программы геометрической нормализации

Программа геометрической нормализации используется, в том числе, и в пакете прикладных программ «APT- монтаж», описываемом ниже (п.4.1), при получении монтажа нескольких изображений в единое, покрывающее большую территорию изображение. На рисунке 28 показан пример обработки изображения.

Рисунок 28 - А- исходное изображение с КА «Ресурс-О» № 3, сканер МСУ-СК, Б - изображение после устранения структурных искажений и преобразования в картографическую проекцию Гаусса-Крюгера.

В настоящее время спутниковые данные наряду с традиционной картографической информацией составляют информационную основу ГИС-технологий [103, 104, 167, 168]. Благодаря их оперативности, расширению возможностей съемочного оборудования наблюдается постоянное увеличение удельного веса спутниковых данных по сравнению с оцифровкой имеющихся бумажных карт. Это обуславливает тенденцию к интеграции ГИС и средств работы со спутниковыми данными, которая прослеживается в развитии программного обеспечения [29, 30, 39, 40, 160]. Так известный программный пакет для обработки спутниковых данных "ERDAS IMAGINE" приобрел развитые черты ГИС, а классические ГИС, первоначально предназначенные для работы с векторными данными, такие как "ARC/INFO", "ArcView GIS", активно развивают средства для работы с растровыми данными [47, 48, 145].

В этих условиях автором были проведены исследования возможных путей интеграции спутниковых данных, принимаемых и обрабатываемых в ЦКМС, в наиболее распространенные геоинформационные системы. Одним из подходов явилась разработка конверторов для преобразования BRS-формата, используемого в ЦКМС в качестве рабочего, в форматы растровых данных, принятых в распространенных ГИС. Другой подход связан с ограниченным в ГИС числом картографических проекций, несовпадением их наборов в разных ГИС и реализует методы экспорта спутниковых изображений, преобразованных в нужные проекции, в ГИС, не поддерживающие такие проекции.

3.4 Программное обеспечение архивации и распространения спутниковых данных

В контексте выполнения РЦКМ региональных функций особое значение имеют вопросы архивации получаемых спутниковых данных на весь регион, организации оперативного доступа региональных и других пользователей к каталогам и архивам.

Автором рассматривались вопросы структурной организации, а также технические и программные вопросы ведения архивов и каталогов, процедуры доступа к ним локальных и удаленных пользователей. В ЦКМС реализован архив спутниковых данных на компакт- дисках. В архив помещается текущая оперативная природно-ресурсная, метеорологическая а также перезаписанная архивная информация с устаревших магнитных лент с высокой плотностью записи со специализированных магнитофонов ML-0601 (Франция). Для организации перезаписи был разработан аппаратно- программный интерфейс между ML-0601 и IBM- совместимым компьютером. Также разработана технология перезаписи на компакт-диски архива спутниковых данных на фотоносителях, имеющегося в ЗапСиб РЦПОД. Сложнейшей проблемой здесь является задача совмещения многоспектральных данных.

Как упоминалось в п. 3.3.1, большие объемы данных, поступающих с КА во время одного сеанса, предопределяют возможность фрагментации архивных данных, передачи их пользователям с сохранением в заголовке файлов сопутствующих орбитальных данных, данных о режимах работы бортовых устройств и т.д. Важным моментом при создании такого архива является выбор формата, позволяющего создать простой и удобный аппарат фрагментации. В качестве формата для хранения природно-ресурсных данных был выбран формат BRS, разработанный в Институте космического приборостроения (г. Москва). Была разработана методика фрагментации, в том числе и для оперативной передачи файлов по глобальным вычислительным сетям с возможностью конвертирования в другие распространенные форматы.

В рамках ЦКМС была создана система хранения космических сканерных снимков, обеспечивающая функции удалённого манипулирования данными [21]. Система хранения построена по принципу распределенной базы данных. Разработана концептуальная модель хранения данных, описывающая типы данных и связи между ними (Рисунок 29). Для ускорения процесса манипулирования данными с учетом большого объема сеансов спутниковых данных один сеанс разбивается на несколько фрагментов, каждый из которых требует отдельного описания и хранения этой информации в базе данных. Поэтому в базе данных организована основная таблица сеансов, в которой содержатся записи с информацией по всему сеансу приёма данных.

Каждой записи в таблице сеансов соответствует набор записей в таблице фрагментов, содержащих информацию о фрагментах.

Заключение

На основе выполненных теоретических и экспериментальных исследований автором получены следующие основные результаты:

1. Предложена новая Intranet- архитектура программно-технологического комплекса Регионального центра космического мониторинга окружающей среды (РЦКМ). Архитектура реализована в действующих комплексах - в Центре космического мониторинга Сибири (ЦКМС, г.Новосибирск) и в Центре ДЗЗ ЮНИИ ИТ (г.Ханты-Мансийск).

2. Разработано программное обеспечение, реализующее набор функций управления и обмена данными между разнородными устройствами и фрагментами комплекса технических средств РЦКМ. Программное обеспечение передано для практического использования в семь организаций: в ГУ НИЦ "Планета" (г.Москва), в филиал ГУ НИЦ "Планета"- центр приема и передачи спутниковой информации в г.Обнинск, в Алтайский государственный университет ( г.Барнаул ), в Дальневосточный региональный центр приема и обработки данных (г.Хабаровск), в автономные пункты приема спутниковой информации в г. Надым и г Кызыл, в НПЦ «Мониторинг» (г. Ханты- Мансийск).

3. Разработана технология архивации спутниковых данных с оперативным обновлением и удаленным доступом к каталогам и архивам. Используется в ЦКМС, Западно-Сибирском региональном центре приема и обработки спутниковых данных, в центре ДЗЗ ЮНИИ ИТ.

4. Предложены алгоритмы и на их основе разработан пакет программ для расчета на ПК расписаний сеансов связи с КА, координат движения антенн нескольких типов, следа орбит. Пакет используется в четырех Региональных центрах приема и обработки спутниковых данных: в Хабаровске, Новосибирске, Обнинске, Ханты-Мансийске.

5. Создано функциональное программное обеспечение предварительной обработки спутниковых данных, которое позволяет проводить разноуровневую обработку данных с КА метеорологического и природно-ресурсного назначения. Пакет программ легко адаптируется к новым видам спутниковых видеоданных и используется во всех перечисленных в предыдущем пункте центрах.

6. Предложены методики, алгоритмы и на их основе разработаны пакеты программ для тематической обработки видеоинформации с метеорологических КА: экспресс- обработки для синоптического анализа, уточнения метеопрогнозов, корректировки гидрологических прогнозов. Пакеты внедрены в автономных пунктах приема спутниковой информации в г. Надым (Ямало-Ненецкий автономный округ) и г Кызыл (республика Тыва), в Гидрометцентре Западно-Сибирского межрегионального управления по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды (г.Новосибирск), в лаборатории русловых процессов рек Алтая Алтайского центра по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды ( г. Барнаул).

7. Создано математическое и программное обеспечение оперативных технологий космического мониторинга окружающей среды: долгосрочного и краткосрочного прогнозов притока воды в Новосибирское водохранилище в период весеннего половодья, мониторинга паводковой обстановки на реках, раннего обнаружения и мониторинга лесных пожаров. Технологии используются в оперативном режиме в Западно-Сибирском межрегиональном управлении по гидрометеорологии и мониторингу окружающей среды, в Западно-Сибирской и Ханты-Мансийской авиабазах охраны лесов, в информационной системе дистанционного мониторинга лесных пожаров Рослесхоза МПР РФ

8. Предложена методика и создано программное обеспечение экологического анализа воздействий нефтедобычи на природную среду на базе космических снимков. Используется Управлением по охране окружающей природной среды Ханты-Мансийского автономного округа.

Список литературы диссертационного исследования доктор технических наук Копылов, Василий Николаевич, 2006 год

1. Абушевский Н.А. и др. Спутниковый мониторинг лесных пожаров в России. Итоги, проблемы, перспективы: Аналит. обзор / ГПНТБ СО РАН.-Новосибирск. - 2003, 135 с.

2. Авдуевский B.C., Успенский Г.Р. Народнохозяйственные и научные космические комплексы. -М: Машиностроение, 1985. 147 с.

3. Аковецкий В.И. Аэрокосмос и ноосфера. М.: Недра, 1989. - 177 с.

4. Алексеев А.С. и др. Космический мониторинг окружающей среды в Сибири. / А.С. Алексеев, Г.Н. Ерохин, В.Н. Копылов // Контроль и реабилитация окружающей среды.-Тез. докл. Междунар. симпозиума.-Томск, 17-19 июня 1998, с.39-40.

5. Алексеев А.С. и др. Состояние и проблемы развития космического мониторинга в Сибири. / А.С. Алексеев, Г.Н. Ерохин, В.Н. Копылов //

6. Применение спутниковой информации при решении задач дистанционного зондирования территорий Сибири.- Тез. докл. Междунар. конф., Новосибирск, 15 декабря 1998, с. 5-6.

7. Алексеев А.С., Калантаев П.А., Пяткин В.П. Новые информационные технологии в дистанционных исследованиях Земли из космоса // Материалы Междунар. науч.-техн. конф. "Современные проблемы геодезии и оптики". -Новосибирск, 1998.-С. 18-20.

8. Ю.Алексеев А.С., Пяткин В.П., Копылов В.Н. Космический мониторинг и исследования климата. // Климатоэкологический мониторинг: Тез. докл. Сибирского совещания, Томск, 16-18 апреля 1997,с. 9-12.

9. Востока и Арктики". Томск: Изд-е МИЦФОСЭ ТНЦ СО РАН, 2001. -С.331 -335.

10. Алексеева М.Н., Полищук Ю.М. Методические вопросы использования космоинформации в решении экологических проблем добычи нефти // Материалы 2-й науч.-практ. конф. "Добыча, подготовка, транспорт нефти и газа".-Томск: STT,2001.-C. 121 123.

11. Ананьин В. Интранет как инструмент корпоративного управления // СУБД. -1997.-№3,-С. 53 -58.

12. Анфимов Н.А., Лукьященко В.И., Моисеев Н.Ф. и др. Проект государственной космической программы России на 1993 2000 гг. // Космонавтика и ракетостроение. - 1993. - № 1. - С. 14-27.

13. Аппазов Р.Ф., Сытин О.Г. Методы проектирования траекторий носителей и спутников Земли. -М.: Наука, 1987. 440 с.

14. Афонин С.В., Белов В.В. Информационно-методические основы построения эффективных систем спутникового мониторинга лесных пожаров // Вычисл. технологии. 2003. - Т. 8, спец. вып. - С. 35 - 46.

15. Баррет Э., Куртис JI. Введение в космическое землеведение. М.: Прогресс, 1979.-368 с.

16. Барталев С.А. и др. Организация оперативного спутникового мониторинга территории России в целях службы пожароохраны лесов /С.А. Барталев, Е.А.Лупян, В.Е. Щетинский //. Препринт ИКИ РАН. Пр-1981.-М., 1998.-18с.

17. Белан Б.Д., Зуев В.Е., Панченко М.В. Основные результаты самолетного зондирования аэрозоля в ИОА СО РАН (1981 1991 гг.) // Оптика атмосферы и океана. - 1995.-Т. 13.-№ 1 -2.-С. 131 - 155.

18. Белов В.В. и др. Тематическая обработка и атмосферная коррекция аэрокосмических изображений / В.В. Белов, С.В.Афонин, Ю.В.Гриднев, К.Т. Протасов // Оптика атмосферы и океана. 1999. - Т. 12, № 10. - С. 991-1000.

19. Берлянт A.M. Виртуальные геоизображения. М.: Научный мир, 2001. - 56с.

20. Берлянт A.M. Картография и телекоммуникация. М.: Астрея, 1998. -76 с.

21. Бернстайн Ф. Middleware: модель сервисов распределенной системы // СУБД. 1997. - № 2. - С. 76 - 80.

22. Беспамятнов Г.Н., Кротов Ю.А. Предельно допустимые концентрации химических веществ в окружающей среде.-JI.: Гидрометеоиздат, 1985.-366с.

23. Бугаевский Л.М. Теория картографических проекций регулярных поверхностей. М.: Златоуст, 1999. - 144 с.

24. Букс И.И., Фомин С.А. Экологическая экспертиза и оценка воздействия на окружающую среду: Учеб.-метод, пособие. Кн. 1. М.: Изд-во МНЭПУ, 1999.- 128 с.

25. Букчин М.А., Гершензон В.Е., Захаров М.Ю., Лупян Е.А., Плюснин И.А. Возможность создания и перспективы использования недорогих станций приема данных со спутников серии NOAA // Исследование Земли из Космоса. 1992. N6. С. 85-90.

26. Бураков Д.А., Кашкин В.Б. Прогностическая модель стока для рек Севера Красноярского края. // 2-я Всероссийская конференция по математическим проблемам экологии. Тез. докл. Новосибирск, 1994., с. 29-36.

27. Бураков Д.А., Сухинин А.И., Ромасько В.Ю. и др. Методика определения заснеженности речного бассейна по спутниковым данным для оперативного прогноза стока // Метеорология и гидрология. 1996. - № 8. - С. 100 - 109.

28. Бучнев А.А., Калантаев П.А., Пяткин В.П. ИНТРАНЕТ архитектура региональной интегрированной системы для обработки аэрокосмических изображений // VIII-ая Междунар. конф. по компьютерной графике и визуализации ГРАФИКОН-98. - Москва, 1998. - С. 82 - 85.

29. Бучнев А.А., Калантаев П.А., Пяткин В.П. Региональная ГИС для обработки аэрокосмических изображений // Материалы Междунар. конф. "ГИС для оптимизации природопользования в целях устойчивого развития территорий". Барнаул, 1998. - С. 106 - 112.

30. Бучнев А.А., Пяткин В.П. Программный комплекс для обработки аэрокосмических изображений // Труды IV-ой Междунар. конф. РОАИ-4-98. -Новосибирск, 1998.-С. 251-253.

31. Вызова Н.А. Экспериментальное исследование атмосферной диффузии и расчеты рассеяния примесей. J1.: Гидрометеоиздат, 1991. - 278 с.

32. Валендик Э.Н., Доррер Г.А., Сухинин А.И. Система дистанционного контроля и оперативного прогнозирования распространения лесных пожаров // Космические методы изучения природной среды Сибири и Дальнего Востока. Новосибирск: Наука, 1983.-С. 136- 155.

33. Васильев С.В. Воздействие нефтегазодобывающей промышленности на лесные и болотные экосистемы. Новосибирск: Наука, 1998. - 127 с.

34. Вострякова Н.В., Комлев A.M. Об оценке динамики снежного покрова для прогноза весеннего половодья в Горном Алтае по данным спутниковых наблюдений.- Труды ГГИ, вып. 237, 1976, 57 с.

35. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. М.: Изд-во А и Б, 1997. - 296 с.

36. Геоинформационные системы: Сб. М.: CDS- Club, 1996. - 167 с.

37. Геоинформационные технологии в решении региональных проблем: Сб. -Тула, 2000.- 124 с.

38. Герман М.А. Спутниковая метеорология. -JL: Гидрометеоиздат, 1975 368с.

39. Головчин В.Р., Тищенко А.П. Пространственная привязка спутниковых сканерных изображений по траекторным данным // Аэрокосмические исследования Земли. Методы обработки видеоинформации с использованием ЭВМ. М.: Наука, 1978. - С. 56 - 65.

40. Гонин Г.Б. Космическая фотосъемка для изучения природных ресурсов. Д.: Недра, 1980.-320 с.

41. Горелов В.А., Лукашевич Е.Л., Стрельцов В.А. Состояние и тенденции развития космических средств ДЗЗ высокого разрешения // Информационный бюллетень ГИС-ассоциации. 2002. - № 4 (36). - С. 6-11.

42. Гриднев Ю.В. Выделение облачных полей на космических снимках алгоритмом сегментации, основанным на свойствах локальной однородности данных // Там же. 1998. - Т. 11, № 4. - С. 430 - 432.

43. Гриценко А.И., Акопова Г.С., Максимов В.М. Экология. Нефть и Газ. М.: Наука, 1997.-598 с.

44. Дейвис Ш.М. и др. Дистанционное зондирование: количественный подход. -М.: Недра, 1983.-415 с.

45. Ерохин Г.Н., Копылов В.Н. «Использование NOAA/AVHRR данных для оперативного космического мониторинга окружающей среды Сибири», труды международного симпозиума «NOAA Image of Siberia», Новосибирск, 21 апреля 2002г., с.85-91.

46. Ерохин Г.Н., Копылов В.Н. Мониторинг речных пойменных затоплений по данным оперативной космической съемки с ИСЗ "Ресурс-О 1" № 3

47. Материалы Всерос. выставки-конф. "Новые технологии и инвестиционные проекты" (Якутск, 10-13 апреля 2000 г.). С. 17 - 18.

48. Ерохин Г.Н., Копылов В.Н., Полищук Ю.М., Токарева О.С. Информационно-космические технологии в задачах экологического анализа воздействий нефтедобычи на природную среду. -ГПНТБ СО РАН, Новосибирск, 2003. -106 с.

49. Жеребцов Г.А. и др. Использование данных AVHRR с ИСЗ NOAA для обнаружения лесных пожаров / Г.А. Жеребцов, В.Д. Кокуров, В.В. Кошелев, Н.П. Минько // Исследование Земли из космоса. 1995. - № 5. - С. 74 - 77.

50. Жеребцов Г.А., Захаров М.Ю., Кошелев В.В., Лупян Е.А., Мазуров А.А., Минько Н.П., Назиров P.P. Возможности и опыт работы региональных центров приема и обработки спутниковых данных. Уфа, 1995. Проблемы экологического мониторинга. Часть И.

51. Захаров М.Ю. и др. Построение архивов данных метеорологических спутников на основе технологий глобальных сетей ИНТЕРНЕТ / Препринт ЖИ РАН. Москва, 1998. - 24 с.

52. Захаров М.Ю., Лупян Е.А., Мазуров А.А. и др. Организация системы оперативного доступа удаленных пользователей к спутниковым данным // Исследования Земли из космоса. 1996. - № 5. - С. 67 - 72.

53. Израэль Ю.А. Экология и контроль состояния природной среды. М.: Гидрометеоиздат, 1984. - 560 с.

54. Инженерная экология: Учебник / Под ред. проф. В.Т. Медведева. М.: Изд-во "Гардарики", 2002. - 687 с.

55. Информационный бюллетень "О состоянии окружающей среды ХМАО в 2001 году". Ханты-Мансийск: НПЦ "Мониторинг", 2002. - 122 с.

56. Использование снимков со спутников SPOT // Ракетно-космическая техника. 1996.-№ 11-12.-С. 6.

57. Киенко Ю.П. Основы космического природоведения. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1999.-285 с.

58. Клепиков И.Н., Покровская И.В., Шарков Е.А. Спутниковые и радиодистанционные исследования мезомасштабной атмосферной турбулентности в предтайфунных ситуациях // Исследование Земли из Космоса. 1995. N3. С. 13-24.

59. Кондратьев К.Я. Метеорологические спутники. Д.: Гидрометеоиздат, 1963.-311 с.

60. Кондратьев К.Я. Новые зарубежные метеорологические спутники. Д.: Гидрометеоиздат, 1975. - 38 с.

61. Кондратьев К.Я. Приоритеты глобальной экологии и задачи дистанционного зондирования окружающей среды и биосферы // Исследования Земли из космоса, 1991,-№5.-С. 3-9.

62. Кондратьев К.Я. Радиационная аппаратура метеорологических спутников США// Метеорология и гидрология. 1968. - № 12. - С. 89 - 102.

63. Кондратьев К.Я. Мелентьев В.В. Космическая дистанционная индикация облаков и влагосодержания в атмосфере Д.: Гидрометеоиздат. 1987. 263 с.

64. Коновалова Н.В., Капралов Е.Г. Введение в ГИС: Учеб. пособие. М.: ООО "Библион", 1997.-160 с.

65. Копылов В.Н. Автоматизация первичной обработки спутниковой метеорологической видеоинформации // Тез. докл. Всесоюз. конф. "Проблемы гидрометеорологического обеспечения народного хозяйства Сибири". Красноярск: Изд-во КНЦ СО РАН, 1988. - С. 56 - 58.

66. Копылов В.Н. Программно-технологический комплекс регионального центра космического мониторинга окружающей среды. Новосибирск: Изд-во НГУ, 2001.-71 с.

67. Копылов В.Н. Разработка и реализация аппаратно-программного комплекса центра дистанционного зондирования Земли для решения задач космического мониторинга окружающей среды Севера Сибири. // Исследование Земли из космоса. 2004- № 6. - С. 81-88.

68. Копылов В.Н., Ерохин Г.Н. Проблемы космического мониторинга Сибири. // Региональные проблемы Сибири и Дальнего Востока,- Труды Четвертого Сибирского конгресса по прикладной и индустриальной математике, 26 июня-1 июля, Новосибирск, 2000, с 4-8.

69. Копылов В.Н., Ерохин Г.Н. Экологический мониторинг в России. Космические и наземные системы действующие и планируемые // Труды Междунар. семинара "Окружающая среда и здоровье населения". Якутск: Изд-во АН Саха (Якутии), 1999. - С. 11 - 13.

70. Копылов В.Н., Зацепин А.Г., Ерохин Г.Н. Дистанционные космические методы мониторинга окружающей среды в Сибири. // Природные ресурсы стран СНГ. Тез.докл.Междунар.выставки-конф.,Санкт-Петербург, ноябрь 1998, с.37-40.

71. Копылов В.Н., Крысов В.П., Костоманов В.И. Космический мониторинг окружающей природной среды. // В сб. Состояние окружающей природной среды в Новосибирской области в 1994 году., Новосибирск, 1995, с.155-156

72. Копылов В.Н., Малыхин А.Е., Юшин П.Е. Комплекс программно-технических средств обработки спутниковой информации в оперативном режиме. М.: Гидрометеоиздат, 1988. - С. 1 - 3. - (Серия: Изучение верхних слоев атмосферы и спутниковая гидрометеорология).

73. Космическая система "Метеор-ЗМ" № 1: Справ, материалы / Под ред. Г.М. Полищука. СПб.: Гидрометеоиздат, 2001. - 104 с.

74. Кошкарев А.В., Каракин В.П. Региональные геоинформационные системы. М.: Недра, 1987. - 126 с.

75. Кошкарев А.В., Тикунов B.C. Геоинформатика. М.: Картгеоцентр-Геодезиздат, 1993.-213 с.

76. Крайнев А.Г., Лупян Е.А. и др. Первичная обработка данных метеорологических спутников на локальных станциях приема // Исследование Земли из космоса. 1994. - № 5. - С. 112-117.

77. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли. М.: Мир, 1988. - 343 с.

78. Крутиков В.А., Полищук Ю.М. Геоинформационное обеспечение мониторинга окружающей среды и климата // Оптика атмосферы и океана. -2002. Т. 15,№ 1.-С. 12-20.

79. Кугаенко Б.В., Эльясберг П.Е. Долгосрочный прогноз движения ИСЗ по почти круговым орбитам с учетом произвольного числа зональных гармоник // Математические методы моделирования в космических исследованиях. -М.: Наука, 1971.-С. 106-119.

80. Ладыженский Г.М. Архитектура корпоративных информационных систем //СУБД,- 1997.-№5-6.-С. 18-24.

81. Либерман Н.Р., Исаев Л.И. Вредные вещества в промышленности: Справочник. Л.: Химия, 1985. - 464 с.

82. Липаев В.В. Системное проектирование сложных программных средств для информационных систем. М.: Синтег, 1999. - 224 с. - (Сер. " Информатизация России на пороге XXI в.").

83. Лупян Е.А., Мазуров А.А. Данные спутникового дистанционного зондирования в глобальных компьютерных сетях ИНТЕРНЕТ // ГИС-обозрение. 1997. - № 3. - С. 40 - 41.

84. Мазур И.И. Экология нефтегазового комплекса. Наука. Техника. Экономика. М.: Недра, 1993. - 493 с.

85. Моисеенко А.Е. Современное состояние и перспективы использования средств дистанционного зондирования Земли из космоса в целях изучения природных ресурсов и экологии: Обзор. М.: Наука, 1994. - 103 с.

86. Параметры Земли 1990 г.(ПЗ~90) /Под ред. В.В. Хвостова,- М., 1998.-40с.

87. Паренаго О.П., Давыдова С.Л. Экологические проблемы химии нефти // Нефтехимия. 1999. - Т. 39, № 1. - С. 3 - 13.

88. Полищук Ю.М. и др. Геоинформационный анализ воздействий загрязнения атмосферы на растительные биосистемы с использованиемкосмоснимков / Ю.М. Полищук, О.С. Токарева, В.В. Рюхко, М.Н. Алексеева //Геоинформатика.-2002,-№2.-С. 10-13

89. Полищук Ю.М. и др. Региональные экологические информационно-моделирующие системы / Ю.М. Полищук, В.А. Силич, В.А.Татарников, И.А. Ходашинский, Т.А. Ципилева. Новосибирск: ВО "Наука", 1993. - 133 с.

90. Полищук Ю.М. Имитационно-лингвистическое моделирование систем с природными компонентами. Новосибирск: Изд-во "Наука", 1992. - 229 с.

91. Полищук Ю.М., Токарева О.С. Анализ экологических последствий нефтедобычи в Западной Сибири с использованием ГИС // Материалы 4-ой Междунар. конф. "Химия нефти и газа". Томск: Изд-во STT, 2000. - Т. 2. -С. 400-405.

92. Полищук Ю.М., Токарева О.С. Методика оценки воздействия техногенного химического загрязнения атмосферы на лесоболотные комплексы в нефтедобывающих районах Западной Сибири // Химия в интересах устойчивого развития. 2002. - Т. 10, № 5. - С. 659 - 668.

93. Полищук Ю.М., Токарева О.С., Булгакова И.В. Оценка воздействий загрязнений атмосферы на лесные комплексы в нефтедобывающих районах с применением космоснимков // Оптика атмосферы и океана. 2003. - № 5 -с. 6-10.

94. Прокачева В.Г., Усачев В.Ф. Наводнения и дистанционные средства для их наблюдения. С.-Петербург, ГГИ, 1996, 74 с.

95. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. -Т. 1. М.: Мир, 1982. -311с.

96. Пяткин В.П., Салов Г.И. Непараметрические статистические критерии в задачах дистанционного зондирования // Труды IV-ой Междунар. конф. РОАИ-4-98. Новосибирск, 1998. - С. 368 - 372.

97. Рапута В.Ф., Копылов В.Н. Исследование процессов регионального переноса пыли от площадных источников. // Аэрозоли Сибири,- Тезисы докладов Международной конференции, Томск, 27-30 ноября 2001, с.74.

98. Руководство по использованию спутниковых данных в анализе и прогнозе погоды. Под ред. И.П. Ветлова и Н.Ф. Вельтищева. Л.: Гидрометеоиздат. 1982. 300 с.

99. Рюхко В.В., Полищук Ю.М. Геоимитационное моделирование и оценка воздействия химического загрязнения атмосферы // Материалы 7-го Междунар. симп. "Оптика атмосферы и океана". Томск: Изд-во "Спектр" ИОА СО РАН, 2000. - С. 155.

100. Селиванов А.С. Космическое телевидение на службе науки и народного хозяйства // Техника кино и телевидения. 1977. - № 10. - С. 61 - 67.

101. Селиванов А.С., Тучин Ю.М. Региональная станция приема и обработки спутниковой информации // Дистанционное зондирование и решение задач природопользования и экологии на федеральном и региональном уровнях. -М.: РКА ЦПИ, 1996.-С. 69-71.

102. Соловьев B.C. Спутниковый мониторинг в Якутии // Космофизические исследования в Якутии. Якутск: ЯФ изд-ва СО РАН, 2001. - С. 302 - 308.

103. Сорокин И.В. Космические системы ДЗЗ: научно-коммерческие системы: Аналит. обзор. Справочник. -М.: РКК "Энергия", 1994. -420 с.

104. Справочник потребителя спутниковой информации / Под ред. В.В. Асмуса, О.Е. Милехина. СПб.: Гидрометеоиздат, 2002. - 106 с.

105. Теллин С. Интранет и адаптивные инновации: переход от управления к координации в современных организациях //СУБД 1996 - № 5-6- с. 68-79.

106. Тикунов B.C. Моделирование в картографии М.: Изд. МГУ,1997.-405с.

107. Токарева О.С. Программа "Оценка воздействия загрязнения атмосферы на природную среду", зарегистрирована в Роспатенте, свидетельство № 2002611530 от 30 августа 2002 г.

108. Уткин В.Ф., Анфимов Н.А., Лукьященко В.М. и др. Концепция построения космической программы России // Проблемы авиационной и космической техники. 1995. - № 8. - С. 6 - 8.

109. Хижниченко В.И. Алгоритмическое обеспечение задач нанесения широтно-долготных сеток, геометрической коррекции и поддержки банка опорных точек./ Труды ГосНИЦИПР, М., 1986, вып. 27, с. 14-23.

110. Чекалин В.Ф. Ортотрансформирование фотоснимков.-М.: Недра, 1986168 с.

111. Чижов Б.Е. Лес и нефть Ханты-Мансийского автономного округа. -Тюмень: Изд-во Ю. Мандрики, 1998. 144 с.

112. Экоинформатика. Теория, практика, методы и системы / Под ред. В.Е. Соколова. СПб.: Гидрометеоиздат, 1992. - 520 с.

113. Экологический энциклопедический словарь. М.: Издат. дом "Ноосфера", 1999.-930 с.

114. Экология Ханты-Мансийского автономного округа / Под ред. В.В. Плотникова. Тюмень: Изд-во "СофтДизайн", 1997. - 287 с.

115. Эльясберг П.Е. Введение в теорию полета ИСЗ. -М.: Наука, 1965. 540 с.

116. Эльясберг П.Е. Определение движений по результатам измерений. М.: Наука, 1976.-416 с.

117. Эскобал П. Методы определения орбит. М.: Мир, 1970. - 386 с.

118. Abushenko N.A. et al. Near real-time satellite monitoring of Russia for forest fire protection // Mapping Science and Remote Sensing. 1999. - Vol. 36, № 1. -P. 54-61.

119. Avery Т.Е., Berlin G.L. Fundamentals of Remote Sensing and Airphoto Interpretation, 5th Ed., 1992, MacMillan Publ. Co. -472 p.

120. Baret F., Guyot G. Potentials and limits of vegetation indices for LAI and APAR assessment//Remote Sensing of Environment- 1991-№ 35-p.161-173.

121. Bernhardsen T. Geographic Information Systems. N.Y.; London: Join Wiley & Sons, 1992.-318 p.

122. Bernstein R. Image Geometry and Rectification / Chapter 21 in The Manual of Remote Sensing. R.N. Colwell, ed. Bethesda, MD, American Society of Photogrammetry, 1983. - № 1. - P. 875 - 881.

123. Blackburn, J. and Hicks, F.E. "Suitability of Dynamic Modelling for Flood Forecasting During Ice Jam Release Surge Events", American Society of Civil Engineering: Journal of Cold Regions Engineering , 2002, 17(1): p. 18-36.

124. Brookshire G., Nadler M., Lee C. Automated Stereophotogrammetry // Computer Vision, Graphics and Image Processing 1990. - № 52. - P. 276 - 296.

125. Buchnev A.A., Kalantaev P.A. Pyatkin V.P. An Integrated Information System for Processing Aerospace Images // Pattern Recognition and Image Analysis. -1998. Vol. 8, № 3. - P. 287 - 289.

126. Coops N.C., Waring R.H. The use of multiscale remote sensing imagery to derive regional estimates of forest growth capacity using 3-PGS // Remote sensing in Environment. 2001. - Vol. 75,1. 3. - P. 324 - 334.

127. Curran P.J. Remote Sensing Methodologies and Geography // International Journal of Remote Sensing. 1997. -№ 8. - P. 1255 - 1275.

128. DeMers M. Fundamentals of Geographic Information Systems. N.Y.; London: Join Wiley & Sons, 1996. - 320 p.

129. Drury S. A. A Guide to Remote Sensing: Interpreting Images of the Earth. -Oxford: Oxford University Press, 1990. 425 p.

130. Ferrare R., Fraser R.S., Kaufman Y.J. Satellite measurements of large-scale air pollution measurements of forest fire smoke // J. Geophys. Res. 1990. V. 95 (D7). P. 9911-9925.

131. Healy, D. and Hicks, F, "A Comparison of the ICEJAM and RIVJAM Ice Jam Profile Models", American Society of Civil Engineering: Journal of Cold Regions Engineering, 1999, 13(4): p. 180-198.

132. Hoots F.R. A Short, Efficient Analytical Satellite Theory // AIAA Paper № 801659, August 1980.-297 p.

133. Hoots F.R., Roehrich R.L. Models for Propagation of NORAD Element Set (Pakage Compiled by T.S. Kelso) SPACETRACK Report N3 Defense Documentation Center. Alexandria. 1988. 49 p.

134. Hsio F.-B., Guan W.-L. Establish a University-class Satellite Ground Station for Space Technology Education and Student Traning // 2nd International

135. Symposium on "Reducing the Cost if Spacecraft Ground Systems and Operations" 21-23 July 1997. Proceedings Oxford, UK. P. 64.1-64.10

136. Kaufman Y.J. Atmospheric effects on remote sensing of surface reflectance. SPIE // Remote Sensing. 1984. - Vol. 475. - P. 20 - 33.

137. Khamarin V.I., Protasov K.T., Serykh A.P. Supervised classification of RESURS MSY-E data for recognized predominant cone-bearing tree regions // Proceedings of SPIE. 1999. - Vol. 3983. - P. 186 - 191.

138. Kneizis F., Anderson G. et al. Users guide to LOWTRAN-7. AFGL-TR-88-0177, 1988,- 137 p.

139. Krutikov V.A., Polishchuk Yu.M. Geoinformation software for environmental and climatic monitoring // Atmospheric and Oceanic Optics, 2002. Vol. 15, № 1. -P. 8-15.

140. LeeH.-Y. An application of NOAA AVHRR thermal data to the study of urban heat islands // Atmospheric Environ. 1993. V. 27B. P. 1-13.

141. Lillesand T.M., Kieffer R.W. Remote Sensing and Image Interpretation, 3rd Ed., 1994, J. Wiley & Sons. 750 p.

142. Lo C.P., Quattrochi D.A., Luvall J.C. Application of high-resolution thermal infrared remote sensing and GIS to assess the urban heat island effect // International journal ofremote sensing. 1997. - Vol. 18, № 2. -P. 123 - 130.

143. Madden R., Parsons C. A technique for real time quantitative display of APT scanning radiometer data //J. Appl. Meteorol.- 1973,- Vol. 12, № 2,- P. 381-385.

144. McPherson E., Nowak D. et al. Quantifying urban forest structure, function and value: The Chicago Urban Forest Climate Project. Urban Ecosystems. 1997. -№ l.-P. 49-61.

145. Nemani R.R., Running S.W. Estimation of Regional Surface Resistance to Evapotranspiration from NDVI and Thermal-IR AVHRR Data // J. of Applied Meteorology. 1989. - № 28. - P. 276 - 284.

146. O'Brien D.M., Mitchell R.M. An Error Budget for Cross-Calibration of AVHRR Shortwave Channels against ATSR-2 // Remote sensing in Environment. 2001. - Vol. 75, № 2. - P. 216 - 229

147. Polichtchouk Y. et al. Geoinformation systems for regional environmental studies / Y. Polichtchouk, E.Kozin, V. Ryuhko, 0. Tokareva // Proceedings of SPIE.- 1999. -Vol. 3983. -P. 572-577.

148. Polichtchouk Y. Geoinformation Systems and Regional Environmental Prediction // Safety Science. 1998. - Vol. 30. - P. 63 - 70.

149. Polichtchouk Y., Tokareva O. Analysis of impact of atmospheric pollution on the forest-swamp ecosystems of Siberian oil producing regions // Atmospheric and oceanic optics. 2000. - Vol. 13, № 10.-P. 882-885.

150. Polichtchouk Y., Tokareva O. Geoinformation Analysis of Atmosphere Pollution Impact on Landscape of Siberian Oil -Producing Territories // Proceedings of SPIE. 2000. - Vol. 4341. - P. 571 - 576.

151. Polichtchouk Yu.M., Salmina N.Yu., Tsipileva T.A. Modelling of the Structure of Chemical Compounds and Prediction of Ecological-Toxicological State of the Environment//Chemistry for Sustainable Development 1996- Vol. 4-p. 21-31.

152. Pyatkin V.P. Extraction of Structures of Arbitrary Shape in Aerospace Images // Pattern Recognition and Image Analysis. 1998. - Vol. 8, № 3. - P. 327 - 329.

153. Rahman H., Dedieu G. SMAC: a simplified method for the atmospheric correction of satellite measurements in the solar spectrum // Int. J. Remote Sensing. -1994.-Vol. 15,№ i.p. 123- 143.

154. Richardson A., Wiegand C. Distinguishing vegetation from soil background information // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1997. - № 43.-P. 1541 - 1552.

155. Russ J. C. The Image Processing Handbook. Boca Raton, FL: CRC Press, 1992.-445 p.

156. Sabins Jr. F.F., Remote Sensing: Principles and Interpretation. 3rd Ed. N.Y.: W.H. Freeman & Co., 1996. - 496 p.

157. Seeker J., Staenz K., Gauthier R., Budkewitsch P. Vicarious calibration of airborne hyperspectral sensors in operational environments // Remote sensing in Environment.-2001.-Vol. 75, №l.l.-P. 81-92.

158. The cataloque of SPOT products and services. SPOT IMAGE, 1989. 55 p.

159. Ward K., Barrington-Brown J., Gardner S. Small low cost ground station Capabilities // 2nd International Symposium on "Reducing the Cost if Spacecraft Ground Systems and Operations" 21-23 July 1997. Proceedings Oxford, UK. P. 35.1-35.10

160. Wegmuller U., Werner C., Nuesch D. Land surface analysis using ERS-1/SAR interferometry, ESA Bulletin, 02, 1995. № 81. - P. 30-37.

161. Zakharov M.Yu., Loupian E.A., Nazirov R.R., Mazurov A.A., Flitman E.V. Experimental System for Satellite Data Acquisition and Processing // Space Bulletine 1995. V 2. N4. P. 22-24.

Обратите внимание, представленные выше научные тексты размещены для ознакомления и получены посредством распознавания оригинальных текстов диссертаций (OCR). В связи с чем, в них могут содержаться ошибки, связанные с несовершенством алгоритмов распознавания. В PDF файлах диссертаций и авторефератов, которые мы доставляем, подобных ошибок нет.