Статья:

Автоматизация процесса получения данных ДЗЗ европейской космической программы Sentinel

Конференция: XLIV Студенческая международная заочная научно-практическая конференция «Молодежный научный форум: технические и математические науки»

Секция: Технические науки

Выходные данные
Кошкин А.В., Мазун А.А., Вдовых П.Е. [и др.] Автоматизация процесса получения данных ДЗЗ европейской космической программы Sentinel // Молодежный научный форум: Технические и математические науки: электр. сб. ст. по мат. XLIV междунар. студ. науч.-практ. конф. № 4(44). URL: https://nauchforum.ru/archive/MNF_tech/4(44).pdf (дата обращения: 22.08.2018)
Лауреаты определены. Конференция завершена
Эта статья набрала 37 голосов
Мне нравится
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
Дипломы
лауреатов
Сертификаты
участников
на печатьскачать .pdfподелиться

Автоматизация процесса получения данных ДЗЗ европейской космической программы Sentinel

Кошкин Александр Владимирович
студент, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» Институт космических и информационных технологий, РФ, г. Красноярск
Мазун Александр Александрович
студент, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» Институт космических и информационных технологий, РФ, г. Красноярск
Вдовых Полина Евгеньевна
студент, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» Институт космических и информационных технологий, РФ, г. Красноярск
Хоркуш Анатолий Владимирович
магистрант, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» Институт космических и информационных технологий, РФ, г. Красноярск
Скворцов Семен Геннадьевич
магистрант, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» Институт космических и информационных технологий, РФ, г. Красноярск
Мосин Дмитрий Александрович
магистрант, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» Институт космических и информационных технологий, РФ, г. Красноярск
Маглинец Юрий Анатольевич
научный руководитель, проф., канд. техн. наук, ФГАОУ ВО «Сибирский федеральный университет» Институт космических и информационных технологий, РФ, г. Красноярск

 

Использование данных дистанционного зондирования глубоко развито в области наук о Земле. В последние годы растет число организаций, которые разрабатывают и запускают собственные космические аппараты (КА) для мониторинга земной поверхности, а также организаций, занимающихся получением, обработкой и продажей спутниковых данных [1].

Одновременно с улучшением разрешающего качества сенсоров и ростом общего числа спутников, соответственно увеличивается и производительность самих КА, что в совместном итоге приводит к усложнению форматов данных и к значительному увеличению общего объема пространственной информации, которую необходимо получать, обрабатывать и накапливать. Наибольшая часть этих данных принадлежит зарубежным коммерческим или государственным организациям. Область российского сектора данных дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) развита чрезвычайно слабо. В свете такой обстановки не целесообразно выполнять накопление полного массива свободно распространяемых данных космосъемки. Лучший вариантом является – использовать имеющиеся каталоги организаций, основной сферой деятельности которых и является накопление данных ДДЗ. При необходимости получения данных космосъемки для научных исследований на конкретную территорию, имеется возможность подключения и получения данных с космических аппаратов Sentinel, Landsat, Modis, AVHRR, Aster и других. Каждый вид космического аппарата имеет свои характеристики (тип съемки, полоса захвата, разрешение, периодичность съемки и др.). Такая организация более разумна. Нет необходимости в приобретении дорогостоящего оборудования для хранения огромнейшего массива данных получаемых ежедневно с большого числа спутников. Использование сервисов, которые предлагают получить данные ДЗЗ, позволит получить как новые, так и архивные данные, с помощью которых можно провести временной анализ изменений.

Актуальность проблемы автоматизации заключается в том, что с ГИС работают пользователи c разной степенью знаний в данной области, следовательно, процесс автоматизированного получения данных должен быть ориентирован на конечного пользователя (далее – КП). КП могут быть инженеры, агрономы, представители управлений с/х муниципальных районов. Они, в большинстве случаев, не являются специалистами в области получения и обработки данных ДЗЗ, не имеют навыков работы в среде систем ДЗЗ, геоинформационных систем и их аналогов в web-среде. Следовательно, автоматизация процесса получения данных ДЗЗ должна исключить специальные требования к квалификации КП. Так же, автоматизация процесса позволит исключить оператора из процесса работы.

В качестве решения одной из проблем была поставлена цель работы, которая заключается в разработке модуля для автоматизации процесса получения данных ДЗЗ. Чтобы достичь поставленную цель потребовалось сформулировать следующие задачи:

1.  Поиск сервиса с открытыми данными ДЗЗ.

2.  Разработка модуля автоматизации процесса получения данных ДЗЗ на примере европейской космической компании Sentinel.

3.  Интеграция сервиса в рабочую систему на примере ГИС DigitalAtlas.

При решении первой задачи было произведено сравнение источников ДЗЗ. Список сравнивания включал в себя организации: United States Geological Survey (USGS), The Global Land Cover Facility (GLCF) и «Космоснимки». Критериями сравнительного анализа являлись: возможность поиска требуемых снимков, возможность загрузки растровых данных, объем открытых видов данных ДЗЗ, периодичность обновления данных, условия распространения данных.

В процессе анализа было выявлено следующее: возможность поиска актуальных снимков и загрузки растровых данных являются основными функциями всех систем, самое большое количество открытых данных ДЗЗ представлено у сервиса USGS, периодичность обновления архива данных у компаний USGS и «Космоснимки» – ежедневное, а у GLCF данные архива не обновляются, условия распространения данных у USGS и GLCF – бесплатное, а у компании «Космоснимки» – платное, на основе заявок.

В результате было принято решение работать с источником данных USGS, так как имеет самое рациональное решение для разработки.

Для решения задачи №2 был разработан скрип автоматизации на языке Python. Скрипт основан на сетевом подключении к серверу USGS, установление сессии, передачи запроса на поиск данных, состоящий из координат требуемой области данных, даты съемки и типа спутника. Сервер в ответ на запрос передает список доступных данных, удовлетворяющих запросу, с указанием ссылок на скачивание.

В процессе интеграции разработанного модуля автоматизации в ГИС DigitalAtlas был разработан графический модуль для работы с ним. Графический модуль и система DigitalAtlas разработаны на программной платформе Microsoft Silverlight. Данный графический модуль, изображенный на рисунке 1, располагается в углу поверх карты Земли и позволяет выделить область в которой требуется выполнить поиск данных ДЗЗ, а также перейти к расширенному режиму уточнения фильтров отбора (рисунок 2), нажав кнопку - «Настройки».

 

Рисунок 1. Графический модуль в геоинформационной системе DigitalAtlas

 

В режиме расширенного поиска пользователю предоставляется возможность выбрать/уточнить следующие параметры: область поиска, задаваемая в координатах, дату съемки, спутник, сенсор, разрешение и угол наклона.

 

Рисунок 2. Окно расширенного режима поиска

 

После уточнения фильтров отбора, пользователь должен нажать кнопку – «Далее», система в ответ на нажатие произведет запуск разработанного скрипта автоматизации получения данных ДЗЗ, входными данными которого будут выбранные фильтры поиска. По завершении работы скрипта, в графическом окне системы DigitalAtlas отобразится список всех найденных данных ДЗЗ удовлетворяющих запросу (рисунок 3). В списке для каждого космоснимка отображается его индентификатор, тип спутника, разрешение, угол и дата съемки.

 

Рисунок 3. Окно результата отбора данных дистанционного зондирования Земли

 

В результате найденных данных ДЗЗ, для скачивания этих космоснимков требуется добавить их в заказ, нажав соответствующую кнопку. По нажатию кнопки, на сервер ГИС DigitalAtlas будут загружены отобранные данные ДЗЗ.

Разработанный модуль автоматизации процесса получения данных ДЗЗ должен исключить специальные требования к квалификации КП. Так же, автоматизация процесса позволит исключить оператора из процесса работы. Это повысит качество и оперативность выдачи актуальных данных, так как ему не придется самому искать картографическую информацию в открытых источниках данных и загружать ее на сервер.

 

Список литературы:
1. Боярчук, К.А. Дистанционное зондирование Земли как часть современной информационной системы / К.А. Боярчук, М.В. Туманов. – Москва: Научно-производственная корпорация «Космические системы мониторинга, информационно-управляющие и электромеханические комплексы» имени А.Г. Иосифьяна, 2009. – 33–36 с.
2. About USGS – [Электронный ресурс] // usgs.gov: USGS Science for a changing world. – Режим доступа: http://www.usgs.gov/ (Дата обращения: 02.04.2017).