Системотехнический анализ задачи проектирования исследовательского центра по обработке данных дистанционного зондирования

При проектировании сложного процесса используются принципы системного анализа: единства, связанности, развития, функциональности, децентрализации, иерархии, неопределенности, организованности [1, c. 27].

Разрабатываемый процесс представляется в виде «черного ящика» как показано на рисунке 1, согласно принципу глобальной (конечной) цели. Данный принцип является основополагающим, то есть конечная цель имеет абсолютный приоритет, и вся логика функционирования системы должна быть направленна на ее достижение [2, c. 31].

Рисунок 1. Структура в виде «черный ящик»

На структуре вектор X – входные данные, которые включают в себя следующую информацию:

• получение космических снимков со спутников;
• требования, которые относятся к формату данных (не все форматы данных являются актуальными в области дешифровки).

Вектор Z – управляющие параметры, которые включают в себя следующую информацию:

• нормативная база (ГОСТы и стандарты, нормативно-технические документы, которые устанавливают ряд норм, требований и правил);
• техническое задание от заказчика, в котором прописаны все требования к конечному результату.

Вектор W – параметр механизма, который включают в себя следующую информацию:

• использование различных комбинаций каналов при предварительной обработке данных (в зависимости от типа задачи, используется своя комбинация спектральных каналов);
• аппаратно-программный комплекс, которому присущи соответствующие требования;
• база данных с большими объемами памяти.

Y – выходные данные, которые включают в себя следующую информацию – результат исследований с элементами прогноза на основе предварительной обработки входных данных.

Для выполнения равенства  должны выполняться следующие функции:

Ф₁ – корректный сбор входных данных; Ф₂ – корректная предварительная обработка сырых данных; Ф₃ – исследование обработанных снимков; Ф₄ – хранение результата.

Следующий принцип – принцип единства. Данный принцип подразумевает выделение подсистем, композиция которых в совокупности со связями позволяет выполнять все функции проектируемой системы, а вместе с тем непосредственным образом влияет на ее структуру [3, c. 37]. В соответствии с этим, на основании функции проектируемой системы можно выделить следующие подсистемы:

• подсистема сбора входных данных;
• подсистема предварительной обработки данных;
• подсистема исследования обработанных снимков;
• подсистема хранения результата.

На рисунке 2 представлена структурная схема исследовательского центра снимков данных дистанционного зондирования Земли, указаны информационные и управляющие сигналы.

На рисунке информационные сигналы:

1. получение ТЗ от заказчика;
2. прием данных ДЗЗ со спутников;
3. процесс предварительной обработки данных;
4. исследование обработанных данных, составление прогноза состояния исследуемой территории;
5. передача результата с базы данных непосредственно заказчику.

В свою очередь управляющие сигналы:

1. уточнение деталей ТЗ у заказчика: период исследований, точная территория, форма результата;
2. сбор дополнительных данных ДЗЗ, которые выходят за рамки периода исследования;
3. повторная обработка/дообработка данных.

Рисунок 2. Структурная схема корпоративной системы

Далее, согласно принципу связности, рассматривается подсистема сбора входных данных, главным компонентом которой является приемная станция. Она предназначена для приема информации с низкоорбитальных спутников дистанционного зондирования Земли и состоит из антенной системы, которая позволяет принимать данные.

Подсистема предварительной обработки включает в себя два компонента: аппаратно-программный комплекс (АПК) и квалифицированного специалиста. Обработка осуществляется при помощи программного обеспечение просмотра, каталогизации, оперативной и углубленной обработки, тематического дешифрирования. Если рассматривать специалиста, то стоит отменить, что он должен обладать специальными навыками и умениями по работе с вышеперечисленным АПК, а также иметь углублённые знания в области геоинформатики, дистанционного зондирования и базовые знания по физике (оптика).

Подсистема исследования обработанных снимков служит для достижения основной цели рассматриваемого исследовательского центра – построения прогноза на основе проводимых исследований.

Подсистема хранения результатов представляет из себя хранилище, в котором расположены сервера с большим объемом памяти.