автореферат диссертации по информатике, вычислительной технике и управлению, 05.13.01, диссертация на тему:Базовые алгоритмы и технологии координатной и яркостной обработки изображений в системах дистанционного зондирования Земли

На правах рукописи

ЕРЕМЕЕВ Андрей Викторович

БАЗОВЫЕ АЛГОРИТМЫ И ТЕХНОЛОГИИ КООРДИНАТНОЙ И ЯРКОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

Специальность 05.13.01 - Системный анализ, управление и обработка

информации (технические системы)

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Рязань 2005

Работа выполнена в Рязанской государственной радиотехнической академии

Научный руководитель: заслуженный деятель науки и техники РФ,

доктор технических наук, профессор Злобин Владимир Константинович

Официальные оппоненты: доктор технических наук, профессор

Кириллов Сергей Николаевич

кандидат технических наук Гусев Игорь Андреевич

Ведущая организация: Центральный НИИ Машиностроения

г. Королев Московской области

Защита состоится 15 июня 2005г. в 10 часов на заседании диссертационного совета Д 212.211.01 в Рязанской государственной радиотехнической академии по адресу:

390005, г. Рязань, ул. Гагарина, д.59/1.

С диссертацией можно ознакомиться в библиотеке Рязанской государственной радиотехнической академии.

Автореферат разослан 4 мая 2005г.

Ученый секретарь

диссертационного совета Д 212.211.01 к.т.н., доцент е.

Пржегорлинский В.Н.

1006-У

ОБЩАЯ ХАРАКТЕРИСТИКА РАБОТЫ

Актуальность работы. Космические изображения поверхности Земли находят эффективное применение в гидрометеорологии, охране окружающей среды, картографии, геологии, сельском и лесном хозяйствах, экологии, картографии, мониторинге чрезвычайных ситуаций, военной разведке и многих других областях человеческой деятельности. Однако космические снимки, полученные в различных спектральных диапазонах, в исходном виде не могут быть использованы по назначению, поскольку содержат значительные геометрические и яркостные искажения по отношению к наблюдаемой сцене. Необходимо выполнить коррекцию снимков с целью получения таких изображений, по которым с максимально возможной точностью можно оценивать геометрические, энергетические и спектральные характеристики объектов земной поверхности.

Традиционно вопросы проектирования технологий обработки материалов космической съемки в нашей стране решаются в значительной степени децентрализовано, в рамках Создания и эксплуатации конкретных систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ). Различными кооперациями разработчиков проектируются средства ограниченного применения с использованием разных подходов и программно-аппаратных платформ. В результате происходит «распыление» финансовых и трудовых ресурсов, отсутствуют глубокое межпроектное заимствование и преемственность технических решений при переходе от одной системы ДЗЗ к другой. В то же время анализ показывает, что десятки и сотни потребителей данных ДЗЗ нуждаются в решении одних и тех же типовых задач координатно-яркостной обработки изображений.

В условиях отсутствия базовых технологий потребители вынуждены самостоятельно решать непростые вопросы, для чего необходимы глубокие знания по процессам формирования изображений; принципам функционирования сканирующих датчиков, систем спутниковой навигации и ориентации, передающей аппаратуры; форматам и структурам представления данных и др. В настоящее время в различных ведомствах (Росгидромет, Роскосмос, Мингтрирода, Роскартография, Рослесхоз, Минсельхоз, Росземкадастр, Роскомзем, МЧС, МВД, ФСБ, Минобороны и др.) созданы и эксплуатируются системы обработки данных ДЗЗ в интересах конкретных отраслей. Как правило, эти системы информационно не совместимы друг с другом. Это не только приводит к необоснованным финансовым затратам, но и препятствует эффективному обмену данными между различными отраслями и регионами страны и затрудняет интегрировать полученную информацию на федеральном уровне. Аналогичная ситуация наблюдается и на региональном уровне. Сегодня такие системы созданы более чем в 20 субъектах Российской Федерации (Нижний Новгород, Элиста, Ханты-Мансийск, Курган, Салехард, Иркутск, Южно-Сахалинск и др.). Региональные системы используют различную программно-аппаратную среду; форматы данных; технологии обработки, хранения и распространения спутниковой информации. Иными словами, в России остро назрела проблема унификации

средств получения, обработки и использова [июсатопмямякмяяфкой съемки на региональном, отраслевом и федералы ом урбШМИОТЕКА I

^тттттт'тшшштшятпт Ф

В рамках Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» на 2002-2006 годы и Федеральной космической программы Рязанской государственной радиотехнической академии в кооперации с Российским НИИ космического приборостроения поручена разработка базовых технологий обработки, архивации и распространения данных от российских и многих зарубежных систем ДЗЗ. В настоящей диссертации представлены результаты исследований в части проектирования базовых технологий координатной и яркост-ной обработки спутниковых изображений.

Степень разработанности проблемы. Значительный вклад в решение ,

рассматриваемой проблемы внесли отечественные и зарубежные ученые: Арманд H.A., Асмус В.В., Журкин И.Г., Злобин В.К., Киенко Ю.П., Лукьянчен-коВ.И., Лупян Е.А., Полищук Г.М., Селиванов A.C., ТюфлинЮ.С., Черняв- <

ский Г. М., Huang Т., Jardan L„ Kronberg P., Pratt W., Rosenfeld А. и др. Их рабо- * ты составляют теоретическую основу для решения задач, поставленных в диссертации.

Характерной особенностью публикаций по организации геометрической и яркостной обработки спутниковых изображений является ориентация исследований на конкретные системы ДЗЗ, сканирующие датчики и области использования результатов обработки. Во многих работах предложены эффективные подходы и технологии координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ, нацеленные на достижение высокой точности и скорости решения данной задачи. Однако вопросы построения универсальных технологий координатной и яркостной обработки, некритичных к техническим характеристикам и целевому назначению различных систем ДЗЗ, являются мало исследованными.

«Платой» за универсальность построения какой-либо технологии, как правило, бывает ухудшение ее других технических характеристик, в нашем случае точности и скорости обработки данных ДЗЗ. Поэтому при проектировании базовых технологий координатно-яркостной коррекции изображений возникает необходимость в решении ряда новых вопросов, связанных с расширением области применения, повышением точности и скорости обработки.

Практически отсутствуют исследования вопросов рациональной декомпозиции весьма сложных процессов координатной и яркостной обработки данных ДЗЗ. В то же время при построении базовых технологий обработки видеоданных эти вопросы являются ключевыми.

Целью диссертации является разработка базовых алгоритмов и технологий координатной и яркостной обработки многозональных видеоданных от отечественных и многих зарубежных систем ДЗЗ.

Задачи исследований. Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

• системного анализа общих закономерностей в организации координат-но-яркостной обработки изображений в современных системах ДЗЗ и выработки концептуальных положений по построению базовых технологий;

• разработки моделей декомпозиции процессов координатной и яркостной обрэбесгоддзниык ДЗЗ на базовые процедуры;

» t •: v.* i.j г * . * !

• проектирования базовых технологий геометрической и яркостной обработки изображений;

• разработки методик оценки качества обработки изображений;

• определения проектных решений по реализации базовых технологий в составе типовой межведомственной системы обработки данных ДЗЗ.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней выявлены общие закономерности в организации процессов координатной и яркостной обработки данных ДЗЗ, сформулированы и реализованы концептуальные положения по построению базовых технологий.

На защиту выносятся следующие новые научные результаты:

• модели декомпозиции процессов координатной и яркостной обработки изображений, основанные на общих закономерностях функционирования различных систем ДЗЗ;

• базовые алгоритмы и технологии геометрического трансформирования изображений, инвариантные к различным законам координатной обработки;

• базовые алгоритмы и технологии яркостной обработки спектрозональ-ной видеоинформации, основанные на систематизации радиометрических искажений и общих закономерностях их проявления;

• алгоритмы статистической коррекции структурных искажений на изображениях, обеспечивающие качественную обработку в условиях высокой яркостной неоднородности объектов наблюдаемой сцены и малого объема статистической выборки;

• методики оценки качества координатной и яркостной обработки изображений.

Практическая ценность работы состоит в том, что на базе предложенных базовых алгоритмов и технологий координатно-яркостной обработки изображений созданы программные комплексы серии Ыопг.Ба!, определен проектный облик типовой межведомственной системы обработки данных ДЗЗ.

Специальное программное обеспечение, реализующее базовые алгоритмы и технологии, в составе комплексов ЫогтБа! используется для обработки видеоинформации от космических систем ДЗЗ «Ресурс-01» и «Метеор-ЗМ».

Реализация и внедрение. Диссертация выполнена в Рязанской государственной радиотехнической академии, на кафедре Электронных вычислительных машин, в рамках НИР 2-03 Г, НИР 13-03 Г, НИР 23-99, ОКР 6-04.

Результаты работы в виде научно-технических отчетов, специального программного обеспечения и эксплуатационной документации внедрены в Российском НИИ космического приборостроения, НИИ точных приборов, Научно-исследовательском центре космической гидрометеорологии «Планета», а также на ряде центров приема и обработки данных ДЗЗ.

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на Международной конференции «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика» (Рязань-2003), Международных конференциях «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций» (Рязань-2002, 2003, 2004), Международной конференции

«Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации» (Курск-2003), Международной конференции «XXX Гагаринские чтения» (Москва-2004), Международной конференции «Новые информационные технологии и системы» (Пенза-2004), Всероссийских конференциях «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании» (Рязань: 2003 - 2005), Всероссийской конференции «Современные проблемы ДЗЗ из космоса» (Москва-2003), Всероссийской конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (Нижний Новгород-2004), Всероссийской конференции «Информационно-телекоммуникационные технологии» (Сочи-2004).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 работы: 6 статей, 13 тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях, разделы в трех отчетах по НИР.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения, которое содержит документы о внедрении результатов. Объем работы составляет 144 стр., в том числе основное содержание - 125 стр., рисунки и таблицы - 5 стр., список литературы (103 наименования) - 11 стр., приложение - 3 стр.

ОСНОВНОЕ СОДЕРЖАНИЕ РАБОТЫ

В первой главе выполнен системный анализ вопросов координатно-яркостной обработки данных в отечественных и зарубежных системах ДЗЗ. Выявлены общие закономерности в организации этих процессов. Сформулированы концептуальные положения по построению унифицированных технологий координатно-яркостной обработки.

Дистанционное исследование Земли основано на оценке геометрических характеристик объектов наблюдаемой сцены, а также энергии и спектрального состава исходящего от них излучения, путем обработки и анализа снимков, одновременно полученных в различных спектральных диапазонах. Для этого с максимально возможной точностью должно быть найдено отображение Г: В(т,п)-> Е(Х,У,2,Х), где в(т,п) = {в!с(т,п), к = ),к\- набор изображений, полученных в К спектральных диапазонах; г Д) - функция распределения лучистой энергии в зависимости от длины волны X; (Х,У,2) и (т,п) - координаты одноименных точек на поверхности Земли и снимке. Отображение Г может быть охарактеризовано координатным отображением /: (т, п) (X, У, Z) и яркостным Ь: {В^ (т, п), к = 1, К } Е(к). Установлено, что для любой системы ДЗЗ, вне зависимости от ее характеристик и целевого назначения, процессы формирования и геометрической коррекции изображений могут быть представлены в виде следующей схемы:

/V V X = гх(т,п), У = 2 = Рг(гп,п) х = Г(т,п), >- = С(т,и) , ,

[Л,г,/,) <-\т,п)-Э- \х,у)

I_х = /х(Х,Г, 7), у = /у(Х,У,2)_^

Функции описывают процесс формирования изображения В{т,п) в

условиях действия различных искажающих факторов. Для нахождения этих функций вначале определяется время формирования элемента изображения с координатами (т,п), затем для этого времени рассчитываются координаты сканируемой точки Земли (Х,У,2). Функции /х,/у описаны в математической картографии, они устанавливают координатное соответствие одноименных точек на поверхности Земли и карте, выступающей в качестве ее наиболее точной геометрической модели. Функции Р, б определяют процесс координатной обработки, в результате которого формируются изображения 0(х,у)= [ок(х,у), к~\,К ), максимально совпадающие по геометрии с картой. Из приведенной схемы следует, что функции координатной обработки х = р(т, и), у = С(т, п) определяются как

х = /х[рхп\ Ру[т,п), (т,п% у = /у (т,и), FY(т,п), Р7{т,п)}. (1)

Обоснована целесообразность организации обработки с использованием обратного координатного соответствия т = /(х,у), п = g[x, у) и необходимость разработки технологии обращения функций Г, С Изучены основные процессы, определяющие вид функций /% б и, следовательно, геометрию формируемых изображений - это движение спутника по орбите, сканирование точек Земли и опрос светочувствительных элементов видеодатчика. Первые два процесса для любой системы ДЗЗ описываются векторным уравнением

_Ит(/)=Яя(0+Нс(0, (2)

где Кт(г), (0 - вектора, исходящие из центра Земли и определяющие для любого момента времени I соответственно координаты сканируемой точки {Х,У,2) и координаты спутника (Хл, Гл, гл); Кс(*) - вектор визирующего луча, соединяющий спутник со сканируемой точкой. Третий процесс можно описать функцией / = 5Д/и,и), определяющей время формирования каждого элемента изображения с координатами (т,п). На основе (2) координаты сканируемой точки (Х,У,2) определяется через (т,п) как

Нт[ЛГ(5,(т,и)), ФДт,«)), 2{8,{т,п))\ = Кл(5, («,«))+ Ъс(5,{т,п)). (3)

Рассмотрена технология нахождения II л по данным измерений положения и скорости спутника навигационными системами ГЛОНАС/ОРЭ. Предложен подход, основанный на пересчете навигационных измерений в параметры кемеровской орбиты, которые на небольших интервалах времени априори не должны изменяться, и уточнении этих параметров с использованием избыточного числа измерений. Выполнена систематизация принципов сканирования земной поверхности в действующих и вновь проектируемых системах ДЗЗ. Все сканирующие устройства разделены на характерные группы, для которых в унифицированной форме представлены развернутые выражения вектора .

В результате анализа общих закономерностей процессов формирования и яркостной коррекции спектрозональных изображений в различных системах

ДЗЗ определена единая схема решения типовых задач яркостной обработки: Е[тп?) В(т,П)=Гв(Е(т,П,Л)^ в{тп)

_Е\т,п,Л)=РЕ{р{т,п))_|

На этой схеме: ¥в = {рвк, к = \,К } - набор функционалов, описывающих процесс преобразования спектральной яркости Е(т,п,Х) точек Земли в набор спектрозональных изображений В{т,п)~ { Вк(т,п), к = \, К };

= { Рок, к = 1, К | - функции яркостной коррекции; - оператор, определяющий для каждой точки (т,п) по скорректированным изображениям £>(/и,я) = [ок(т,п), к = 1, К } оценку спектральной яркости Е'(т,п,Х). Сформулированы основные задачи яркостной обработки - это точное описание процесса формирования спектрозональных изображений в условиях действия различных искажающих факторов в виде функционалов Рв и построение технологий получения таких скорректированных изображений 0{т,п), которые обеспечивают максимально возможную точность оценки функции Е(т,п,Х).

Выполнены анализ и систематизация различных яркостных искажений, возникающих при прохождении лучистой энергии через атмосферу и видеотракт датчика. По характеру проявления они разделены на три группы: низкочастотные, среднечастотные и высокочастотные. Низкочастотные искажения приводят к плавному изменению средней яркости по полю изображения, среднечастотные - к локальным яркостным изменениям, высокочастотные - к случайным искажениям строк и столбцов видеоданных. Рассмотрены подходы к коррекции подобных искажений. Показано, что самой сложной задачей является коррекция искажений, обусловленных различием передаточных характеристик ПЗС-элементов, которые порождают так называемые структурные искажения в виде характерной «полосатости» изображений. Выполнен анализ существующих технологий решения этой задачи, установлены причины низкого качества работы известных алгоритмов, предложены подходы к построению новых более эффективных алгоритмов коррекции структурных искажений.

На основе выполненного анализа сформулирован ряд концептуальных положений по проектированию базовых технологий координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ, определены направления научных исследований по реализации этих положений.

Во второй главе обоснована базовая модель координатной обработки изображений и схема ее декомпозиции, рассмотрено навигационное обеспечение этого процесса, разработаны технологии кусочно-аффинной и кусочно-билинейной координатной обработки и их метрологическое обеспечение.

Анализ общих закономерностей функционирования различных систем ДЗЗ дал основание определить модель декомпозиции процессов формирования и координатной обработки изображений в виде схемы, представленной на рис.1.

х = р(т, п), у = С(т,п)~

А

= 8«(Г) = вл(|)

Я = 8А(КТ)

«> = МКт) У = $у(л ,<р)

->

............................. т = /(х,у), п = %{х,у).......-...................

Рис. 1. Схема декомпозиции процессов координатной обработки

На этой схеме: Бг - функция, определяющая время t формирования элементов с координатами (т,п); 8С - закон сканирования наблюдаемой сцены в конкретном датчике; 8Л - закон движения летательного аппарата; - функция, определяющая для каждого момента времени координаты сканируемой точки земной поверхности {Х,У,2)\ к - функции преобразования пространственных координат (X, У, 2) в географические (X, ср); 8Х и функции преобразования географических координат (А,,ср) в картографические (х,у). Отличительной особенностью этой схемы является то, что она описывает процесс геометрической обработки изображений х = Р(т, п), у = С(т, п) последовательностью независимых функциональных преобразований, характерных для любой системы ДЭЗ.

Показано, что процесс получения скорректированного изображения £> (х, у) проще всего организовать, формируя его элементы для последовательных значений х = 1, 2, 3, ...,Х и у-1,2,3,У. Для этого необходимо соотношения х = F(m) п), у ~ С(т,п) представить в виде т = /(х,у), п = д{х,у), где /и g - функции, для которых х = р(/(х,у)^(х,у)), у = С(/(х,у)^{х,у)). В связи с этим рассмотрены алгоритмы оценки функций /и # на основе аналитического обращения функций Р и С. Получены рекуррентные соотношения, позволяющие определить производные от обратных функций т- /(х,у), n-g{x,y) на основе производных от прямых функций х = /7(ти, п), у = Сг(т, п) . В частности, для первых производных /'=С'п/А, гД= (4)

для вторых производных

)/Д , С

К Рю )/л > (5)

где (а,у)е {(*,*), (х,у), (у,у)},ат ¡'и /; + ¥"тп {/^ ^ + /; ¿и )+Fл'и ^

6/пп (/и Яу + Уу ёи)+^пп 8и 8у и т-Д- На основе полученных соотношений разработаны процедуры отображения точек (х, у) в плоскость исходного изображения.

Разработано базовое навигационное обеспечение координатной обработки видеоданных, основанное на унифицированном описании процессов формирования и коррекции изображений и инвариантное к различным условиям

функционирования систем ДЗЗ. Оно основано на пересчете данных навигационных измерений в параметры кеплеровской орбиты, уточнении этих параметров и последующем расчете географических координат сканируемой точки.

Исследованы вопросы кусочно-аффинного и кусочно-билинейного представления функций / к g тл организации на этой основе массовых поэлементных координатных преобразований изображений. Обоснована целесообразность использования второго представления, которое практически не уступает первому по скорости и точности обработки, но позволяет организовать простой и однородный в вычислительном отношении процесс. Разработана базовая технология кусочно-билинейной координатной обработки (рис. 2). На первом этапе плоскость исходного изображения разбивается на прямоугольные фрагменты Ру с узлами (ту,пу), г = 1, /, у = 1, У. Затем узлы (ту,пу) переносятся в плоскость ху преобразованного изображения, где образуют фрагменты Яу с координатами углов ху = Р(ту,пу), у у = С(ту,пу) . По четырем угловым точкам (ту,Пу)еРу и (ху,уу)<=Ку- определяются функции т = /у(х,у), n = g1j(x,y) обратного билинейного преобразования точек {х, у)е в (т,п) е Ру :

т = а0у + а,ух + а21]у + а^ху, п = /?0у + /3]ух + р^у + Р^ху . (5)

I т _£_х

(ти>пу) 1 2 (ту,пц) (х1Гу0) /¿г ' 1 2 <—

ро 1 1 \ ы 4-

4 3 А „ 4 А,

2 1- (х„ >У«) 1 г

1

п 3 ~>1 Ад, ' 4 У -» А,

Рис. 2. Кусочно-билинейные координатные преобразования

На втором этапе плоскость преобразованного изображения разбивается на прямоугольные фрагменты Рх( с узлами (х^, ув(), л = 1,5, I = 1, Т, и для каждого фрагмента определяются попавшие в него узлы (х^.г, у81) из условия ту < аои + а,у х5., + агуу$1 + агух3,у8, < ту + Ат,

"у 5 А«, + А/)**/ + РгуУз1 + ^ Щ} + А и • (6)

Узлы {х3(,уц)е Яу отображаются по (5) в (тм>пм)- ^ результате устанавливается точечное отображение (/у, ): (х5,, у51) -> (т5,, п5,), £ = 1,5, / = 1, Т. На третьем этапе по , ) е Р5( и (тз1, п3() с определяются искомые функции т = /¡., (х,у), п = (х,у) переноса точек (х, у) е Р5, в (т, п) е :

т = аш + а15(х + агв1у + аъ$(ху, п = рш + Ршх + Р23,у + (7)

где д:^ < х < х51 + Ах , у6{ < у < у1( + Ау; 5 = 1,5 , ? = 1, Т. При движении вдоль строки от {х,у) к (х + 1,^), а также вдоль столбца от (х,у) к {х, у +1), координаты т и п получают постоянные приращения. И поскольку Ах , Ау измеряются

десятками и сотнями пикселов, то в среднем на каждый элемент изображения приходятся практически две операции сложения. Рассмотренная технология координатной обработки отвечает всем выдвинутым концептуальным установкам. Она не зависит от вида функций Р и С, просто и универсальным образом реализует процесс обращения этих функций, обеспечивает высокие скорость и точность обработки. В рамках этой технологии разработано метрологическое обеспечение процесса геометрической коррекции видеоданных, которое позволяет для заданных законов обработки ^ ий выполнить расчет параметров разбиения изображения ДЛ , Ау и оценить верхнюю границу погрешности кусочно-билинейного приближения функций ^ и С.

В третьей главе обоснована модель декомпозиции процессов формирования и яркостной обработки спектрозональных изображений, основанная на анализе и систематизации различных искажающих факторов. В рамках этой модели разработаны алгоритмы и базовые технологии яркостной коррекции изображений и восстановления по спектрозональным данным функции спектральной яркости объектов земной поверхности.

В результате анализа и систематизации основных факторов, определяющих процесс преобразования видеоинформации по цепи «поверхность Земли вход датчика -> исходное изображение -> скорректированное изображение», построена схема декомпозиции этого процесса (рис.3).

Рис. 3. Декомпозиция процессов получения и яркостной обработки данных ДЗЗ

На этой схеме: РА - оператор, описывающий процесс передачи через атмосферу лучистой энергии с поверхности Земли Е(т,п,Х) на вход датчика; Рв - набор функционалов, описывающих амплитудные и спектральные искажения, вносимые датчиком в процессе формирования спектрозональных изображений к = \,К; Р0 - набор функций яркостной коррекции изображений В^т,!*), к = \,К\ РЕ - оператор, описывающий процесс оценки по нескольким спектрозональным изображениям спектральной яркости точек земной поверх-

ности Е*(т,п,к). Представленная схема описывает процессы получения и коррекции данных ДЗЗ в виде набора независимых преобразований, характерных для любой системы ДЗЗ, и поэтому положена в основу построения базовых технологий яркостной обработки изображений.

Разработаны алгоритмы коррекции низкочастотных яркостных искажений, которые обусловлены неравномерностью передачи лучистой энергии в фокальную плоскость датчика, где установлены оптоэлектронные преобразователи. Эти алгоритмы основаны на комбинированном использовании трех подходов: аналитическом описании искажений; анализе данных предполетной и бортовой калибровки и статистическом анализе искаженных изображений. Экспериментально установлено, что эти алгоритмы обеспечивают яркостную коррекцию изображений с относительной точностью порядка 0,5%.

Центральное место третьей главы составили вопросы построения технологий статистической коррекции структурных искажений в экстремальных условиях их применения - при наличии на изображениях резко отличающихся по яркости объектов (чаще всего это водная поверхность, суша и облака) и малой статистической выборке. В этом случае гистограммы gm{x), т = ], М, построенные по данным от каждого т-го ПЗС-элемента (т-го столбца изображения), имеют ярко выраженную многомодальную форму, обычно в виде двух - трех «горбов», разделенных протяженными «впадинами» с gm(x)«0. Из-за изменения сюжета гистограммы gm{x), т = 1, М, могут отличаться как по числу «горбов», так и по представительству (объему) данных в одноименных «горбах». В этих условиях известные статистические алгоритмы, основанные на оценке чувствительности и темнового сигнала для каждого ПЗС-элемента путем сопоставления гистограмм или эмпирических функций распределения Рт(х),

т = 1, М, оказываются неработоспособными. В связи с этим разработаны алгоритмы коррекции структурных искажений, основанные на трех конструктивных положениях. Во-первых, чем выше яркостная неоднородность участков изображения, тем с меньшим весом они используются при построении функций Рт{х), т = \,М. Для этого предложено несколько мер оценки статистической неоднородности. Во-вторых, сопоставление функций Рт{х), т = \,М, осуществляется только в областях определения одноименных «горбов», для чего разработаны процедуры идентификации «горбов». В-третьих, сопоставление функций Рт(х), т = \,М, осуществляется с учетом различия в объемах данных, соответствующих одноименным «горбам». Для этого предложены процедуры нормирования Рт{х), т = \,М, и определения степени изменения неоднородности сюжета как функции от т. Конкретно, алгоритм функционирует следующим образом. На первом этапе формируются Рт{х), т = \,М,с учетом статистической неоднородности сюжета, и в табличной форме находятся обратные функции Ртр —» хтр, где Ртр = р/(Р+1), р = \,Р. На втором этапе

фиксируются принадлежность хтр, р = \,Р, «горбу» ( Атр < Ammed + Am) или «впадине» (Атр > Am^med + а Ат )> гДе А тр *тр ^т,р — \» Arn,med = med Атр , Am>min = min Атр, Ат = Am med - Am>min ,а - коэффициент, характеризующий протяженность «впадины» (а = 3-5). На третьем этапе выполняется коррекция Fm(x)-* F^(x) так, чтобы все Fm(x), т = \,М, в центрах «впадин» хтк имели бы одинаковые значения:

Гтк ~ Гт,к-1

где Fmk = Рт{хт/с), Ffr =—^lFmk • Преобразования (8) обеспечивают равное

М „ т

представительство данных в одноименных «горбах» для всех F„(x). Далее

формируется таблица F^ ->х*тр, р = \,Р. На четвертом этапе определяются

* »

корректирующие функции. Вначале в виде таблиц хтр -> утр, где

у*тр = —> а затем в виДе полинома у = Рт(х), т = ],М. Р Р

Другой, более быстрый алгоритм основан на тех же положениях. Однако в нем принадлежность хтр тому или иному «горбу» определяется для каждого

значения р путем сопоставления степени разброса значений хтр, т = \,М, в

виде диапазона (max хтр - min хтр ) с расчетным значением, определяемым

СКО флюктуаций чувствительностей и темнового сигнала ПЗС-элементов. Кроме этого, на третьем этапе вместо (8) осуществляется построение функции у = Р(х) как зависимость хтр от т. Значение хтр корректируется на

Утр=Р(хтр), этим достигается равное представительство данных в одноименных «горбах». Рассмотренные алгоритмы в отличие от известных обеспечивают коррекцию структурных искажений с относительной точностью порядка 0,2 % на изображениях, содержащие резко неоднородные по яркости объекты.

Разработаны алгоритм и базовая технология оценки по отсчетам изображения Вк, к = \,К, полученным в ^спектральных диапазонах, функции спек» я-1

тральной яркости в виде степенного полинома Е (Я)= £ агЯг . Алгоритм ос-

/■=0

нован на решении системы линейных уравнений

Bk = \[Ki:arAsk{X)dl, k = (9)

я

\г=0 У

описывающих процесс формирования Bk, к = 1, К, датчиком со спектральными

чувствительностями S^, к = 1, К. В результате численного интегрирования системы (9) и ее решения находятся коэффициенты аг, г = О, AM. Экспериментально установлено, что для наиболее типовых объектов земной поверхности СКО оценки Е(Х) при К = 3 составляет порядка 3 %. На базе данного алгоритма построены технологии решения ряда практически важных задач: коррекция искажений, обусловленных нелинейностью и различием спектральных чувст-вительностей датчика; формирование изображения в цветах, близких к истинным; раскраска панхроматического изображения высокого разрешения с использованием спектрозональных изображений с многократно худшим пространственным разрешением.

В четвертой главе рассмотрены принципы построения типовой межведомственной системы обработки данных ДЗЗ и реализации 6 ее составе базовых технологий координатно-яркостной коррекции изображений.

Обоснован проектный облик межведомственной системы, реализующей базовые технологии обработки данных ДЗЗ. В основу построения такой системы положены целевые установки на глубокую унификацию, функциональную полноту и рациональное структурирование базовых технологий, обеспечение международных требований по точности и качеству обработки, высокоэффективную системную организацию.

Предложены принципы структурной организации межведомственной системы обработки данных ДЗЗ, обеспечивающие высокую гибкость и производительность за счет реализации архитектуры системы в виде ядра и подключенными к нему специализированными модулями обработки. Разработана технология виртуального импорта данных, основанная на специальной организации вычислительного процесса и обеспечивающая возможность мгновенной загрузки изображений в виртуальную память с сохранением всех свойств последовательной загрузки. Сформулированы принципы унификации программного обеспечения обработки данных ДЗЗ, основанные на универсальном представлении растровых и атрибутивных данных в виртуальной памяти. Разработан интерфейс межпрограммного взаимодействия, основанный на многокомпонентной модели.

Рассмотрены вопросы построения в составе межведомственной системы базовой технологии оценки качества результатов координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ. Разработаны методики решения этой задачи. Они основаны на внесении искажений с заданными статистическими характеристиками в некоторое базовое изображение, восстановлении изображения с использованием разработанных программных средств координатно-яркостной коррекции и получении численных оценок качества путем сопоставления исходного, искаженного и скорректированного изображений.

Рассмотрены вопросы программно-аппаратной реализации межведомственной системы и входящих в нее базовых технологий. Обоснован выбор операционной среды ОС MS Windows 9x/2000/NT 4 0, а в качестве аппаратной среды - компьютеров IBM/PC последних версий, которые приближаются по производительности и надежности к рабочим станциям. С учетом многолетнего

опыта создания средств аналогичного назначения в рамках космических проектов «Pecypc-Ol», «Океан-О», «Метеор-ЗМ» и др., а также с учетом международных экспертных оценок, использована среда программирования MS Visual С++ 6.0/7.0. Базовые программные модули координатной и яркостной обработки, реализованные автором, включают более 100 файлов - это около 100 тыс. программных строк.

Спроектированные базовые алгоритмы и технологии координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ реализованы в составе программной системы NormSat, которая в различных модификациях используется на федеральном центре (Научный центр оперативного мониторинга Земли, г. Москва), находящемся в ведении Роскосмоса, на отраслевых центрах Росгидромета (гг. Долгопрудный, Новосибирск) и на Ханты-Мансийском региональном центре.

ОСНОВНЫЕ РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Выполнен системный анализ технологий координатной и яркостной обработки данных в отечественных и зарубежных системах ДЗЗ. Разработаны общие модели процессов формирования и координатно-яркОстной коррекции многозональных изображений. Изучены и систематизированы основные факторы, определяющие общую структуру этого процесса. Сформулированы концептуальные положения по построению базовых технологий координатно-яркостной обработки, которые не критичны к техническим характеристикам различных систем ДЗЗ и максимально учитывают требования потребителей космической видеоинформации.

2. Разработаны модели декомпозиции процессов формирования, координатной и яркостной обработки видеоданных, основанные на общих закономерностях функционирования различных систем ДЗЗ и на систематизации различных искажающих факторов. Эти модели положены в основу построения базовых технологий геометрической и яркостной коррекции изображений.

3. Разработано базовое навигационное обеспечение процесса координатной обработки видеоданных, основанное на унифицированном описании Процессов формирования и коррекции изображений и инвариантное к различным условиям функционирования систем ДЗЗ.

4. Выполнены разработка базовых алгоритмов и технологий массовых поэлементных координатных преобразований, основанных на кусочно-аффинном и кусочно-билинейном представлении законов обработки и обеспечивающих высокие скорость (порядка 2-х операций на 1 элемент изображения) и точность (0,5 шага дискретизации) геометрической коррекции данных ДЗЗ. Разработана методика оценки точности координатной обработки, позволяющая выполнить расчет параметров разбиения изображений и оценить верхнюю границу погрешности кусочно-билинейного представления закона обработки.

5. Разработаны алгоритмы коррекции низкочастотных яркостных искажений, основанные на комбинированном использовании трех подходов, аналитического описания искажений; анализе данных предполетной и бортовой калибровки и статистическом анализе искаженных видеоданных. Эксперимен-

тально установлено, что эти алгоритмы обеспечивают яркостную коррекцию изображений с относительной точностью порядка 0,5%.

6. Разработаны алгоритмы коррекции структурных искажений, основанные на анализе видеоданных от одноименных объектов земной поверхности и учете статистической неоднородности изображения. В отличие от известных подходов предложенные алгоритмы обеспечивают качественную коррекцию искажений (с относительной точностью порядка 0,2%) на изображениях, содержащих резко неоднородные по яркостным характеристикам объекты.

7. Предложены и экспериментально отработаны алгоритм и базовая технология восстановления по спектрозональным данным спектральной яркости точек земной поверхности, позволившие решить задачи коррекции искажений, обусловленных сложной формой спектральных чувствительностей видеодатчика в различных каналах; получение изображений в цветах, близких к истинным; раскраску панхроматического изображения высокого разрешения с использованием спектрозональных данных с многократно худшим разрешением.

8. Разработаны методики и базовые технологии оценки качества результатов координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ, основанные на моделировании различного рода искажений и их оценке с помощью аттестуемых программных средств и позволяющие получить достоверные оценки качества скорректированных изображений. С использованием этих методик установлено, что разработанные базовые технологии обеспечивают: точность коррекции средней яркости - 0,5 %, структурных искажений - 0,2%; точность геометрического отображения длин - 0,2 %, площадей - 0,3 %, углов - 3 угл. сек; точность геодезической привязки 30 - 50 м.

9. Определены проектный облик и принципы организации типовой межведомственной системы, реализующей базовые технологии обработки данных ДЗЗ. В основу построения такой системы положены целевые установки на глубокую унификацию, функциональную полноту и рациональное структурирование базовых технологий, обеспечение международных требований по точности и качеству обработки, высокоэффективную системную организацию.

10. Разработана технология виртуального импорта данных, основанная на < специальной организации вычислительного процесса и обеспечивающая возможность мгновенной (виртуальной) загрузки изображений в виртуальную память с сохранением всех свойств последовательной загрузки. Сформулированы принципы унификации программного обеспечения обработки данных ДЗЗ, основанные на универсальном представлении растровых и атрибутивных данных виртуальной памяти. Разработан интерфейс межпрограммного взаимодействия, основанный на многокомпонентной модели.

11. Разработанные базовые алгоритмы и технологии реализованы в составе системы обработки данных ДЗЗ >}опп8а1. Эта система в различных модификациях используется в Научном центре оперативного мониторинга Земли, на отраслевых центрах Росгидромета (гг. Долгопрудный, Новосибирск) и на Ханты-Мансийском региональном центре.

ПУБЛИКАЦИИ ПО ТЕМЕ ДИССЕРТАЦИИ

1. Еремеев A.B. Декомпозиция и агрегирование типовых процедур координатной и яркостной обработки растровых изображений. Рязань: РГРТА, 2001. 6 с. Деп. в ВИМИ 30.07.01, № ДО-8895.

2. Еремеев A.B. Базовые операции при решении задач улучшения качества спектрозональных изображений // Тез. докл. междунар. конф. «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций». Рязань, 2002. С. 75-76.

3. Еремеев A.B. Геометрические преобразования изображений на основе кусочно-билинейного представления закона обработки //Известия Тульского гос. университета. Том 1, вып. 2.2003. С. 90-94.

4. Еремеев A.B., Кузнецов А.Е. Базовая технология для организации геометрической обработки изображений. Рязань: РГРТА, 2003. 6 с. Деп. в ВИМИ 22.05.03, №ДО-8924.

5. Еремеев A.B. Метрологическое обеспечение данных от многоэлементных оптико-электронных сканирующих устройств // Тез. докл. междунар. конф. «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации». Курск, 2003. С. 110-112.

6. Еремеев A.B., Москвитин А.Э. Оценка статистической неоднородности изображения в задаче коррекции структурных искажений // Тез. докл. междунар. конф. «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика». Рязань, 2003. С. 338-340.

7. Еремеев A.B., Кузнецов А.Е. Организация геометрической обработки изображений на основе кусочно-аффинного представления функций координатных преобразований. Рязань: РГРТА, 2003. 7 с. Деп. в ВИМИ 04.06.03, № ДО-8925.

8. Еремеев A.B. Организация унифицированного вычислительного процесса геометрической обработки изображений // Тез. докл. всероссийск. конф. «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании». Рязань, 2003. С. 182-184.

9. Антонушкина С.В., Еремеев A.B. Технология восстановления спектральной яркости объектов земной поверхности по данным спектрозональной съемки // Тез. докл. всероссийск. конф. «Современные проблемы дистанционного зондирования Земли из космоса». Москва, 2003. С. 104.

10. ЗлобинВ.К., Еремеев A.B. Концепция построения базовых технологий межотраслевой обработки данных дистанционного зондирования Земли // Вестник РГРТА, вып. 14. Рязань, 2004. С. 3-11.

11. Еремеев A.B. Базовые информационные технологии яркостной коррекции спектрозональных аэрокосмических изображений // Тез. докл. всероссийск. конф. «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании». Рязань, 2004. С. 177.

12. Злобин В.К., Еремеев A.B. Информационная технология геометрической обработки аэрокосмических изображений, основанная на определении об-

ратного координатного соответствия // Тез. докл. междунар. конф. «XXX Гага-ринские чтения». Москва, 2004, Том 1. С. 315-317.

13 Антонушкина C.B., Еремеев A.B. Технология статистической коррекции структурных искажений на изображениях от оптоэлектронных сканирующих устройств // Методы и устройства формирования и обработки сигналов в информационных системах: Межвуз. сб. науч. тр. Рязань: РГРТА, 2004. С. 82-87.

14. Еремеев A.B. Информационная технология геометрического трансформирования видеоданных, некритичная к законам координатной обработки// Тез. докл. междунар. конф. «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций». Рязань, 2004. С. 71-73.

15. Еремеев A.B. Информационная технология статистической коррекции структурных искажений на аэрокосмических изображениях // Тез. докл. всерос-сийск. конф. «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве». Нижний Новгород, 2004. С. 28.

16. Еремеев A.B. Унифицированные технологии геометрической и радиометрической коррекции данных дистанционного зондирования Земли // Тез. докл. всероссийск. конф. «Информационно-телекоммуникационные технологии». Сочи, 2004. С. 36-38.

17. Еремеев A.B. Концепция построения базового математического обеспечения для систем межотраслевой обработки аэрокосмических изображений // Тез. докл. междунар. конф. «Новые информационные технологии и' системы». Пенза, 2004. С. 42-43.

18. Злобин В.К., Еремеев A.B. Принципы декомпозиции процесса межотраслевой обработки данных дистанционного зондирования Земли // Тез. докл. 13-й междунар. конф. «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций». Рязань, 2004. С. 200-201.

19. Еремеев A.B., ПобаруевВ.И. Технологии унификации и управления процессами координатно-яркостной обработки изображений //Тез. докл. всероссийск. конф «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании». Рязань, 2005. С. 120-121.

20. Системный анализ вопросов радиометрического обеспечения данных дистанционного зондирования Земли: Отчет о НИР (заключительный) / РГРТА; Рук. Злобин В. К. - Тема № 23-99; № ГР 01200201700, Инв. № 02200200933. Рязань, 2002. 85 с. Соисполнитель Еремеев A.B.

21. Методы и базовые технологии межотраслевой обработки данных дистанционного зондирования Земли: Отчет о НИР (заключительный) / РГРТА; Рук. Злобин В. К. - Тема № 13-03Г; № ГР 01200501427, Инв. № 02200501067. Рязань, 2004. 150 с. Соисполнитель Еремеев A.B.

22. Межведомственная система сбора, обработки и распространения данных ДЗЗ: Отчет о НИР (заключительный) / РГРТА; Рук. Злобин В. К. - Тема №2-03Г;№ГР 01200302099, Инв. № 02200501093. Рязань, 2004. 180 с. Соисполнитель Еремеев A.B.

Еремеев Андрей Викторович

БАЗОВЫЕ АЛГОРИТМЫ И ТЕХНОЛОГИИ КООРДИНАТНОЙ И ЯРКОСТНОЙ ОБРАБОТКИ ИЗОБРАЖЕНИЙ В СИСТЕМАХ ДИСТАНЦИОННОГО ЗОНДИРОВАНИЯ ЗЕМЛИ

Автореферат

диссертации на соискание ученой степени кандидата технических наук

Подписано в печать 25.04.05г. Формат бумаги 60 х 80 1/16. Бумага офисная. Печать трафаретная. Усл. печ. л. 1,0. Уч.-изд. л. 1.0. Тираж 100 экз.

Редкционно-издательский центр Рязанской государственной радиотехнической академии. 390005, г. Рязань, ул. Гагарина, 59/1.

Р-9748

РНБ Русский фонд

2006-4 8028

Введение.

1. Системный анализ вопросов координатной и яркостной обработки спектрозональных космических изображений.

1.1. Содержание задачи координатной обработки изображений.

1.2. Анализ типовых задач яркостной обработки спектрозональных изображений.

1.3. Концептуальные положения по построению базовых технологий координатной и яркостной обработки космических изображений.

Основные результаты.

2. Базовые алгоритмы и технологии координатной обработки данных ДЗЗ.

2.1. Общая модель координатной обработки и ее декомпозиция

2.2. Базовое навигационное обеспечение процесса координатной обработки.

2.3. Алгоритм геометрической обработки изображений на основе кусочно-аффинного координатного соответствия.

2.4. Базовый алгоритм и технология геометрической обработки изображений на основе кусочно-билинейного координатного соответствия.

2.5. Метрологическое обеспечение процесса координатной обработки изображений.

Основные результаты.

3. Базовые алгоритмы и технологии яркостной обработки данных ДЗЗ.

3.1. Общая модель яркостной коррекции и ее декомпозиция.

3.2. Алгоритмы коррекции низкочастотных яркостных искажений.

3.3. Алгоритм коррекции структурных искажений, основанный на статистическом анализе данных от одноименных объектов.

3.4. Алгоритм коррекции структурных искажений, основанный на анализе статистической неоднородности видеоданных.

3.5. Базовая технология оценки спектральной яркости земной поверхности.

Основные результаты.

4. Реализация базовых технологий в составе типовой межведомственной системы обработки данных ДЗЗ.

4.1. Принципы организации типовой межведомственной системы обработки данных ДЗЗ.

4.2. Принципы информационной унификации и управления процессом обработки данных ДЗЗ.

4.3. Методики оценки качества результатов координатной и яркостной обработки данных ДЗЗ.

4.4. Программно-аппаратная реализация базовых технологий координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ.

Основные результаты.

Актуальность работы. Космические изображения поверхности Земли находят эффективное применение в гидрометеорологии, охране окружающей среды, картографии, геологии, сельском и лесном хозяйствах, экологии, картографии, мониторинге чрезвычайных ситуаций, военной разведке и многих других областях человеческой деятельности [1-4]. Однако космические снимки, полученные в различных спектральных диапазонах, в исходном виде не могут быть использованы по назначению, поскольку содержат значительные геометрические и яркостные искажения по отношению к наблюдаемой сцене. Необходимо выполнить коррекцию снимков с целью получения таких изображений, по которым с максимально возможной точностью можно оценивать геометрические, энергетические и спектральные характеристики объектов земной поверхности.

Традиционно вопросы проектирования технологий обработки материалов космической съемки в нашей стране решаются в значительной степени децентрализовано, в рамках создания и эксплуатации конкретных систем дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) [5-9]. Различными кооперациями разработчиков проектируются средства ограниченного применения с использованием разных подходов и программно-аппаратных платформ. В результате происходит «распыление» финансовых и трудовых ресурсов, отсутствует глубокое межпроектное заимствование и преемственность технических решений при переходе от одной системы ДЗЗ к другой. В то же время анализ показывает, что десятки и сотни потребителей данных ДЗЗ нуждаются в решении одних и тех же типовых задач координатно-яркостной обработки изображений.

В условиях отсутствия базовых технологий потребители вынуждены самостоятельно решать непростые вопросы, для чего необходимы глубокие знания по процессам формирования изображений; принципам функционирования сканирующих датчиков, систем спутниковой навигации и ориентации, передающей аппаратуры; форматам и структурам представления данных и др. В настоящее время в различных ведомствах (Росгидромет, Роскосмос, Минприрода, Роскартография, Рослесхоз, Минсельхоз, Росземкадастр, Роскомзем, МЧС, МВД, ФСБ, Минобороны и др.) созданы и эксплуатируются системы обработки данных ДЗЗ в интересах конкретных отраслей. Как правило, эти системы информационно не совместимы друг с другом. Это не только приводит к необоснованным финансовым затратам, но и препятствует эффективному обмену данными между различными отраслями и регионами страны и затрудняет интегрировать полученную информацию на федеральном уровне. Аналогичная ситуация наблюдается и на региональном уровне. Сегодня такие системы созданы более чем в 20 субъектах Российской Федерации (Нижний Новгород, Элиста, Ханты-Мансийск, Курган, Салехард, Иркутск, Южно-Сахалинск и др.) [3,10-14]. Региональные системы используют различную программно-аппаратную среду; форматы данных; технологии обработки, хранения и распространения спутниковой информации. Иными словами, в России остро назрела проблема унификации средств получения, обработки и использования материалов космической съемки на региональном, отраслевом и федеральном уровнях.

В рамках Федеральной целевой программы «Национальная технологическая база» на 2002-2006 годы и Федеральной космической программы Рязанской государственной радиотехнической академии в кооперации с Российским НИИ космического приборостроения поручена разработка базовых технологий обработки, архивации и распространения данных от всех российских и многих зарубежных систем ДЗЗ. В настоящей диссертации представлены результаты исследований в части проектирования базовых технологий координатной и яр-костной обработки спутниковых изображений.

Степень разработанности проблемы. Значительный вклад в решение рассматриваемой проблемы внесли отечественные и зарубежные ученые [15-28]: Арманд Н.А., Асмус В.В., Журкин И.Г., ЗлобинВ.К., КиенкоЮ.П., Лукьянчен-коВ.И, Лупян Е.А., Полищук Г.М., Селиванов А.С., ТюфлинЮ.С., Чернявский Г.М., Huang Т., Jardan L., Kronberg P., Pratt W., Rosenfeld А. и др. Их работы составляют теоретическую основу для решения задач, поставленных в диссертации.

Характерной особенностью публикаций по организации геометрической и яркостной обработки спутниковых изображений является ориентация исследований на конкретные системы ДЗЗ, сканирующие датчики и области использования результатов обработки. Во многих работах предложены эффективные подходы и технологии координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ, нацеленные на достижение высокой точности и скорости решения данной задачи [29-37]. Однако вопросы построения универсальных технологий координатной и яркостной обработки, некритичных к техническим характеристикам и целевому назначению различных систем ДЗЗ, являются мало исследованными.

Платой» за универсальность построения какой-либо технологии обработки, как правило, бывает ухудшение ее других технических характеристик, в нашем случае точности и скорости обработки данных ДЗЗ. Поэтому при проектировании базовых технологий координатно-яркостной коррекции изображений возникает необходимость в решении ряда новых вопросов, связанных с расширением области применения, повышением точности и скорости обработки.

Практически отсутствуют исследования вопросов рациональной декомпозиции весьма сложных процессов координатной и яркостной обработки данных ДЗЗ. В то же время эти вопросы являются ключевыми при построении базовых технологий обработки видеоданных.

Целью диссертации является разработка базовых алгоритмов и технологий координатной и яркостной обработки многозональных видеоданных от отечественных и многих зарубежных систем ДЗЗ.

Задачи исследований. Поставленная цель достигается путем решения следующих основных задач:

• системного анализа вопросов координатно-яркостной обработки изображений в современных системах ДЗЗ и выработки концептуальных положений по построению базовых технологий;

• разработки моделей декомпозиции процессов координатной и яркостной обработки данных ДЗЗ на базовые процедуры;

• проектирования базовых технологий геометрической и яркостной обработки изображений;

• разработки методик оценки качества обработки изображений;

• определения проектных решений при реализации базовых технологий в составе типовой межведомственной системы обработки данных ДЗЗ.

Научная новизна работы определяется тем, что в ней впервые выявлены общие закономерности в организации процессов координатной и яркостной обработки данных ДЗЗ, сформулированы и реализованы концептуальные положения по построению базовых технологий.

Конкретно на защиту выносятся следующие новые научные результаты:

• модели декомпозиции процессов координатной и яркостной обработки изображений, основанные на общих закономерностях функционирования различных систем ДЗЗ;

• базовые алгоритмы и технологии геометрического трансформирования изображений, инвариантные к различным законам координатной обработки;

• базовые алгоритмы и технологии яркостной обработки спектрозональ-ной видеоинформации, основанные на систематизации радиометрических искажений и общих закономерностях их проявления;

• алгоритмы статистической коррекции структурных искажений на изображениях, обеспечивающие качественную обработку в условиях высокой неоднородности и малого объема статистической выборки;

• методики оценки качества координатной и яркостной обработки изображений.

Практическая ценность работы состоит в том, что на базе предложенных базовых алгоритмов и технологий координатно-яркостной обработки изображений созданы программные комплексы серии NormSat, определен проектный облик типовой межведомственной системы обработки данных ДЗЗ.

Специальное программное обеспечение, реализующее базовые алгоритмы и технологии, в составе комплексов NormSat используется для обработки видеоинформации от космических систем ДЗЗ «Ресурс-Ol» и «Метеор-ЗМ».

Реализация и внедрение. Диссертация выполнена в Рязанской государственной радиотехнической академии в рамках НИР 2-03 Г, НИР 13-03 Г, НИР 23-99, ОКР 6-04.

Результаты работы в виде научно-технических отчетов, специального программного обеспечения и эксплуатационной документации внедрены в Российском НИИ космического приборостроения, НИИ точных приборов, Научном центре оперативного мониторинга Земли, Научно-исследовательском центре космической гидрометеорологии «Планета».

Апробация работы. Основные положения и результаты диссертации докладывались и обсуждались на Международной конференции «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика» (Рязань-2003), Международных конференциях «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций» (Рязань-2002, 2003, 2004), Международной конференции «Оптико-электронные приборы и устройства в системах распознавания образов, обработки изображений и символьной информации» (Курск-2003), Международной конференции «XXX Гагаринские чтения» (Москва-2004), Международной конференции «Новые информационные технологии и системы» (Пенза-2004), Всероссийских конференциях «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании» (Рязань-2003, 2004), Всероссийской конференции «Современные проблемы ДЗЗ из космоса» (Москва-2003), Всероссийской конференции «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве» (Нижний Новгород-2004), Всероссийской конференции «Информационно-телекоммуникационные технологии» (Сочи-2004).

Публикации. По теме диссертации опубликованы 22 работы: 6 статей, 13 тезисов докладов на международных и всероссийских конференциях, разделы в трех отчетах по НИР.

Личный вклад автора по опубликованным работам состоит в следующем:

• в работах [60, 61] соискателем предложен алгоритм и базовая технология высокоскоростной координатной коррекции видеоданных на основе кусочно-аффинного представления закона обработки;

• в работах [46, 80, 81] соискателем предложены модели декомпозиции процессов координатной и яркостной обработки изображений;

• в работе [76] соискателем представлен алгоритм коррекции структурных искажений, основанный на статистическом анализе многомодальных гистограмм;

• в работе [90] соискателем предложены меры численной оценки статистической неоднородности изображения;

• в работе [91] соискателем разработана модель оценки спектральной яркости изображения по нескольким спектрозональным отсчетам;

• в работах [75,82,93] соискателем представлены алгоритмы и базовые технологии координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ;

• в работе [97] соискателем предложены принципы организации базовых технологий обработки данных ДЗЗ в составе типовой межведомственной системы;

• работы [45,62,63,64,77,87,88,94,95,96] выполнены соискателем без соавторов.

Структура и объем работы. Диссертация состоит из введения, 4 глав, заключения, списка литературы и приложения, которое содержит документы о внедрении результатов. Объем работы составляет 144 стр., в том числе основное содержание - 125 стр., рисунки и таблицы - 5 стр., список литературы 103 наименования - 11 стр., приложение - 3 стр.

Основные результаты работы состоят в следующем.

1. Выполнен системный анализ технологий координатной и яркости ой обработки данных в современных отечественных и зарубежных системах ДЗЗ. Разработаны общие модели процессов формирования и координатно-яркостной коррекции многозональных космических изображений. Изучены и систематизированы основные факторы, определяющие общую структуру этого процесса для различных по назначению и составу систем ДЗЗ. Сформулированы концептуальные положения по построению базовых технологий координатно-яркостной обработки, которые не критичны к техническим характеристикам различных систем ДЗЗ и максимально учитывают требования потребителей космической видеоинформации.

2. Разработаны модели декомпозиции процессов формирования, координатной и яркостной обработки видеоданных, основанные на общих закономерностях функционирования различных систем ДЗЗ и на систематизации различных искажающих факторов. Эти модели положены в основу построения базовых технологий геометрической и яркостной коррекции спутниковых изображений.

3. Разработано базовое навигационное обеспечение процесса координатной обработки видеоданных, основанное на унифицированном описании процессов формирования и коррекции изображений и инвариантное к различным условиям функционирования систем ДЗЗ.

4. Выполнены разработка и исследование базовых алгоритмов и технологий массовых поэлементных координатных преобразований, основанных на кусочно-аффинном и кусочно-билинейном представлении законов обработки и обеспечивающих высокие скорость (порядка 2-х операций на 1 элемент изображения) и точность (0,5 шага дискретизации) геометрической коррекции данных ДЗЗ. Разработана методика оценки точности координатной обработки, позволяющая выполнить расчет параметров разбиения изображений и оценить верхнюю границу погрешности.

5. Разработаны алгоритмы коррекции низкочастотных яркостных искажений, основанные на комбинированном использовании трех подходов: аналитического описания искажений; анализе данных предполетной и бортовой калибровки и статистическом анализе искаженных видеоданных. Экспериментально установлено, что эти алгоритмы обеспечивают яркостную коррекцию изображений с относительной точностью порядка 0,5%.

6. Разработаны алгоритмы коррекции структурных искажений, основанные на анализе видеоданных от одноименных объектов земной поверхности и учете статистической неоднородности изображения. В отличие от известных подходов предложенные алгоритмы обеспечивают качественную коррекцию искажений (с относительной точностью порядка 0,2%) на изображениях, содержащие резко неоднородные по яркостным характеристикам объекты.

7. Предложены и экспериментально отработаны алгоритм и базовая технология восстановления по спектрозональным данным спектральной яркости точек земной поверхности, позволившие решить задачи коррекции искажений, обусловленных сложной формой спектральных чувствительностей видеодатчика в различных каналах; получение изображений в цветах, близких к истинным; раскраску панхроматического изображения высокого разрешения с использованием спектрозональных данных с многократно худшим разрешением.

8. Разработаны методики и базовые технологии оценки качества результатов координатно-яркостной обработки данных ДЗЗ, основанные на моделировании различного рода искажений и их оценке с помощью аттестуемых программных средств и позволяющие получить достоверные оценки качества скорректированных изображений. С использованием этих методик установлено, что разработанные базовые технологии обеспечивают: точность коррекции средней яркости - 0,5 %, структурных искажений - 0,2%; точность геометрического отображения длин - 0,2 %, площадей - 0,3 %, углов - 3 угл. сек; точность геодезической привязки 30 - 50 м.

9. Определены проектный облик и принципы организации типовой межведомственной системы, реализующей базовые технологии обработки данных ДЗЗ. В основу построения такой системы положены целевые установки на глубокую унификацию, функциональную полноту и рациональное структурирование базовых технологий, обеспечение международных требований по точности и качеству обработки, высокоэффективную системную организацию.

10. Разработана технология виртуального импорта данных, основанная на специальной организации вычислительного процесса и обеспечивающая возможность мгновенной (виртуальной) загрузки изображений в виртуальную память с сохранением всех свойств последовательной загрузки. Сформулированы принципы унификации программного обеспечения обработки данных ДЗЗ, основанные на универсальном представлении растровых и атрибутивных данных виртуальной памяти. Разработан интерфейс межпрограммного взаимодействия, основанный на многокомпонентной модели.

11. Разработанные базовые алгоритмы и технологии реализованы в составе межведомственной системы данных ДЗЗ NormSat. Эта система в различных модификациях используется на федеральном центре (Научный центр оперативного мониторинга Земли, г. Москва), находящемся в ведении Роскосмоса, на отраслевых центрах Росгидромета (гг. Долгопрудный, Новосибирск), на Ханты-Мансийском региональном центре.

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

1. Алавердов В.В., Анфимов Н.А., Коптев Ю.Н. Концепция и основная направленность Федеральной космической программы РФ на период до 2005 г. // Космонавтика и ракетостроение, вып. 8. 1996. С. 5-14.

2. Федеральная космическая программа России на 2001-2005 гг. // Новости космонавтики. Т. 10,2001. № 11. С. 2-6.

3. Гарбук С.В., Гершензон В.Е. Космические системы дистанционного зондирования Земли. М.: Издательство А и Б, 1997. 296 с.

4. Кронберг П. Дистанционное изучение Земли. М.: Мир, 1988. 350 с.

5. Селиванов А.С. О составе и основных параметрах космической системы исследования природных ресурсов // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1982. № 1. С. 22-33.

6. Космический аппарат «Океан-О»/ Под ред. М.Г.Мартиросова. Королев: Центр управления полетами, 1999. 12 с.

7. Хижниченко В.И. Дистанционное зондирование Земли. Обзорная информация. СПб.: Гидрометеоиздат, 2000. 80 с.

8. Рынок геоинформатики России 2001: Каталог- справочник. Вып. 72001). М.: ГИС-Ассоциация, 2002. С. 64.

9. Злобин В.К., Урличич Ю.М., Еремеев В.В., Кузнецов А.Е. Проблемы создания региональных космических геоинформационных технологий // Тез. докл. 3-й междунар. науч.-техн. конф. «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика». Рязань, 2000. С. 257.

10. Арманд Н.А., Саворский В.П., Смирнов М.Т., Тищенко Ю.Г. Центр обработки и хранения космической информации ИРЭ РАН//Тез. докл.2.й междунар. науч.-техн. конф. «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика». Рязань, 1998. С. 30-32.

11. Макриденко Л.А., Злобин В.К., Еремеев В.В. и др. Системы и технологии приема, обработки и распространения данных дистанционного зондирования Земли Росавиакосмоса // Исследование Земли из космоса. 2001. №6.

12. Анисимов Б.В., Курганов В.Д., Злобин В.К. Распознавание и цифровая обработка изображений. М.: Высш. шк., 1983. 295 с.

13. Журкин И.Г., Зайцев А.А. Геометрическая калибровка фотоизображений // Исследование Земли из космоса. 1997. № 2. С. 53-57.

14. Журкин И.Г., Гук А.П. Алгоритм раздельного определения элементов внешнего ориентирования сканерных изображений (идеальная модель) // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 1992. № 1. С. 51-56.

15. Прэтт У. Цифровая обработка изображений. М.: Мир, 1982. кн. 1. 312 с., кн. 2. 480 с.

16. Обработка изображений и цифровая фильтрация / Под ред. Т.Хуанга. Пер. с англ. М.: Мир, 1979. 318 с.

17. Арманд Н.А., Воронков В.Н., Никитский В.П. и др. Перспективы исследований в области дистанционного зондирования Земли и экологического мониторинга // Радиотехника и электроника. 1998. Т. 43, № 9. С. 1061-1069.

18. Лупян Е.А., Мазуров А.А. Быстрый алгоритм произвольных геометрических преобразований изображений // Исследование Земли из космоса. 1992. № 5. С. 38-43.

19. Еремеев В.В. и др. Организация координатной обработки видеоинформации в однородных системах реального времени // Известия вузов. Приборостроение. 1984. № 2. С. 39-43.

20. Малыхин А.Е. Геометрические преобразования цифровых изображений // Методы дистанционных исследований для решения природоведческих задач. Новосибирск: Наука, 1986. С. 115-117.

21. Петрищев В.Ф. Аналитическая модель отклонений в координатах точек псевдокадра, получаемого при сканерной съемке, для случая круговой орбиты и сферической невращающейся Земли // Исследование Земли из космоса. 1993. № 2. С. 48-55.

22. Хижниченко В.И. К вопросу о геометрической коррекции сканерных снимков земной поверхности // Исследование Земли из космоса. 1981. №4. С. 96-103.

23. Фомин Е.И., Фетисов А.Г. О трансформировании космических снимков по опорным точкам // Тр. ГосНИЦИПР, вып. 35. 1989. С. 54-60.

24. Кузнецов А.Е. Математическое программное обеспечение систем обработки данных дистанционного зондирования Земли //Дис. на соиск. уч. степени д.т.н. Рязань. 2003. 329 с.

25. Moreno J.F., Melia J.A. Method for accurate geometric correction of NOAA AVHRR HRRT data//IEEE Trans. Geosci. Rem. Sens. 1993. 31. № 1. P. 204-213.

26. Дейвис Ш.М., Ландгребе Д.А., Филипс Т.Д. и др. Дистанционное зондирование: количественный подход / Под ред. Ф.Свейна и Ш.Дейвис. Пер. с англ. М.: Недра, 1983. 415 с.

27. Природа Земли из космоса/ Под ред. Н.П.Козлова. JI.: Гидрометеоиздат, 1984. 152 с.

28. Программа дистанционного зондирования Земли // Spot Seliction DERSI. 1998. № 8. С. 4.

29. Иванчик М.В. Опыт цифровой обработки изображений с метеорологических ИСЗ// Исследование Земли из космоса. 1985. №2. С. lll-ll 6. 42. ER Mapper 5.0. Helping people manage the earth: Earth Resource Mapping Press, 1997. 42 p.

30. ERDAS Field Guide, IMAGINE OthoBASE Tour Guide.

31. Злобин B.K., Еремеев B.B., Кузнецов A.E., Нефедов В.И. Модели координатной обработки сканерных изображений от природно-ресурсных спутниковых систем // Известия вузов. Геодезия и аэрофотосъемка. 2002. № 5. С. 141-154.

32. Еремеев А.В. Декомпозиция и агрегирование типовых процедур координатной и яркостной обработки растровых изображений. Рязань: РГРТА, 2001. 6 с. Деп. в ВИМИ 30.07.01, № ДО-8895.

33. Злобин В.К., Еремеев А.В. Концепция построения базовых технологий межотраслевой обработки данных дистанционного зондирования Земли // Вестник РГРТА, вып. 14. Рязань, 2004. С. 3-11.

34. Сихарулидзе Ю.Г. Баллистика летательных аппаратов. М.: Наука, 1982.351 с.

35. Инженерный справочник по космической технике. Под. ред. А.В.Соловьева. М.: Воениздат, 1969. 696 с.

36. Серапинас Б.Б. Глобальные системы позиционирования: Учеб. изд. М.: ИКФ «Каталог», 2002. 106 с.

37. Глобальная спутниковая радионавигационная система ГЛОНАСС /

38. Под ред. В.Н.Харисова, А.И.Перова, В.А.Болдина. М.: ИПРЖР, 1999. 560 с.

39. Морозов В.П. Курс сферической геодезии. М.: Недра, 1969. 304 с.

40. В.К.Злобин, В.В.Еремеев, А.Е.Кузнецов и др. Межотраслевая обработка изображений датчика МСУ-В ИСЗ «Океан-О» // Исследование Земли из космоса. 2001. № 1. С. 24-31.

41. NOAA AVHRR data processing software user's guide.

42. Соловьев M.A. Математическая картография. M.: Недра, 1969. 287с.

43. Гимельфарб Г.Л. Автоматизированная межотраслевая обработка снимков земной поверхности, получаемых с ИСЗ серии Landsat//Зарубежная радиоэлектроника. 1983. № 8. С. 56-84.

44. Коршунов Ю.М. Математические основы кибернетики. М.: Энергоатомиздат, 1987. 496 с.

45. Дрейпер Н., Смит Г. Прикладной регрессионный анализ. Пер. с англ. М.: Финансы и статистика, 1986. кн. 1. 336 с. кн. 2. 351 с.

46. Злобин В. К., Еремеев В. В. Системы межотраслевой обработки космических изображений поверхности Земли. Этапы становления и развития // Космонавтика и ракетостроение. 1998. № 4. С. 89-97.

47. Еремеев А.В., Кузнецов А.Е. Базовая технология для организации геометрической обработки изображений. Рязань: РГРТА, 2003. 6 с. Деп. в ВИМИ 22.05.03, № ДО-8924.

48. Еремеев А.В., Кузнецов А.Е. Организация геометрической обработки изображений на основе кусочно-аффинного представления функций координатных преобразований. Рязань: РГРТА, 2003. 7 с. Деп. в ВИМИ 04.06.03, №ДО-8925.

49. Еремеев А.В. Базовые операции при решении задач улучшения качества спектрозональных изображений // Тез. докл. междунар. конф. «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций». Рязань, 2002. С. 75-76.

50. Еремеев А.В. Базовые информационные технологии яркостной коррекции спектрозональных аэрокосмических изображений // Тез. докл. всероссийск. конф. «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании». Рязань, 2004. С. 177.

51. Кузнецов А.Е., Гектин Ю.М., Антонушкина С.В. Фотометрическое выравнивание спутниковых изображений // Исследование Земли из космоса. 2002. № 5. С. 66-70.

52. Популис А. Теория систем и преобразований в оптике. М.: Мир, 1971.495 с.

53. Кибардин В.М., Кондратьев Ю.М., Стожкова В.Н., Яковлев С.Г. О результатах калибровки в полете аппаратуры МСУ-Э К А «Ресурс-Ol» № 3 // Тез. докл. 3-й междунар. науч.-техн. конф. «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика». Рязань, 2000. С. 194.

54. Киселев И.А. и др. Контроль энергетических характеристик многозональных сканирующих устройств ИСЗ «Ресурс-Ol» // Исследование Земли из космоса. 1991. № 2. С. 34-43.

55. Thome K.F., Growther B.G., Biggar S.F. Reflectance-and irradiance-basedcalibration of Landsat-5 thematic mapper // Canadian journal of remote sensing. 1997, V. 23, №4. P. 108-115.

56. Антонушкина С.В., Еремеев В.В., Кузнецов А.Е. Статистическая коррекция структурных искажений от многоэлементных сканирующих устройств// Новые информационные технологии. Межвуз. сб. науч. тр. Рязань: РГРТА, 2002. С. 5-10.

57. Злобин В.К., Еремеев В.В. Статистические алгоритмы радиометрической коррекции видеоинформации от многоэлементных сканирующих систем // Автометрия. 1995. №2. С. 78-83.

58. Системный анализ вопросов радиометрического обеспечения данных дистанционного зондирования Земли: Отчет о НИР (заключительный) / РГРТА; Рук. Злобин В. К. Тема № 23-99; № ГР 01200201700, Инв. № 02200200933. Рязань, 2002. 85 с. Соисполн. Еремеев А.В.

59. Ярославский Л.П. Цифровая обработка сигналов в оптике и голографии: Введение в цифровую оптику. М.: Радио и связь, 1987. 296 с.

60. Бахвалов Н.С., Жидков Н.П., Кобельков Г.М. Численные методы: Учеб. пособие. М.: Наука, 1987. 600 с.

61. Методы и базовые технологии межотраслевой обработки данных дистанционного зондирования Земли: Отчет о НИР (заключительный) / РГРТА; Рук. Злобин В. К. Тема № 13-03Г; № ГР 01200501427, Инв. № 02200501067. Рязань, 2004. 150 с. Соисполн. Еремеев А.В.

62. Singh A. Postlaunch Correction for Thematic Mapper 5 (TM-5) Radiometry in the Thematic Mapper Image Processing System (TIPS) // Photogrammetric Engineering and Remote Sensing. 1985. № 9. P. 1385 1390.

63. Thome K. J., Growther B. G., Biggar S. F., Reflectance and irradiance -based calibration of LandSat-5 thematic mapper // Canadian journal of remote sensing, 1997, volume 23, No 4. P. 108-115.

64. Biggar S. F., M. C. Dinguirard, P. Henry, R. D. Jackson,P., M. S. Moran, P. N. Slater. Radiometric calibration for SPOT-2 HRV a comparison of three methods//Proc. Spie, 1991, vol. 1493. P.155-162.

65. Slater P. N., Biggar S. F., R. G. Holm, R. D. Jackson, Y. Mao, M. S.

66. Moran, J. M. Palmer, B. Yuan. Reflectance- and radiance-based methods for the inflight absolute calibration of multispectral sensors // Remote Sensing of Environment, 1987, vol. 22. P. 11-37.

67. Еремеев А.В. Информационная технология статистической коррекции структурных искажений на аэрокосмических изображениях // Тез. докл. всероссийск. конф. «Информационные технологии в науке, проектировании и производстве». Нижний Новгород, 2004. С. 28.

68. Еремеев А.В. Унифицированные технологии геометрической и радиометрической коррекции данных дистанционного зондирования Земли //Тез. докл. всероссийск. конф. «Информационно-телекоммуникационные технологии». Сочи, 2004. С. 36-38.

69. Пугачев B.C. Теория вероятностей и математическая статистика. М.: Наука, 1979. 496 с.

70. Еремеев А.В., Москвитин А.Э. Оценка статистической неоднородности изображения в задаче коррекции структурных искажений // Тез. докл. междунар. конф. «Космонавтика. Радиоэлектроника. Геоинформатика». Рязань, 2003. С. 338-340.

71. Чапурский JI. И. Отражательные свойства природных объектов в диапазоне 400-2500 нм. М.: Министерство обороны СССР, 1986, часть 1. 160 с.

72. Межведомственная система сбора, обработки и распространения данных ДЗЗ: Отчет о НИР (заключительный) / РГРТА; Рук. Злобин В. К. Тема № 2-03Г; № ГР 01200302099, Инв. № 02200501093. Рязань, 2004. 180 с. Соисполн. Еремеев А.В.

73. Еремеев А.В. Информационная технология геометрического трансформирования видеоданных, некритичная к законам координатной обработки//

74. Тез. докл. междунар. конф. «Проблемы передачи и обработки информации в сетях и системах телекоммуникаций». Рязань, 2004. С. 71-73.

75. Еремеев А.В. Организация унифицированного вычислительного процесса геометрической обработки изображений // Тез. докл. всероссийск. конф. «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании». Рязань, 2003. С. 182-184.

76. Еремеев А.В. Концепция построения базового математического обеспечения для систем межотраслевой обработки аэрокосмических изображений // Тез. докл. междунар. конф. «Новые информационные технологии и системы». Пенза, 2004. С. 42-43.

77. Еремеев А.В., Побаруев В,И. Технологии унификации и управления процессами координатно-яркостной обработки изображений // Тез. докл. всероссийск. конф. «Новые информационные технологии в научных исследованиях и в образовании». Рязань, 2005. С. 120-121.

78. Radhadevi P.V. Ramachandran R. Orbit attitude modeling of SPOT imagery with a single ground control point // Photogram. Rec. 1994. 14. P. 973-982.

79. Хижниченко В.И. Критерии оценки геометрических искажений сканерных снимков//Геодезия и картография. 1981. № 2. С. 25-27.

80. Показатели качества изображений системы Spot//Ракетно-космическая техника. 1996. № 14-15. С. 13-17.

81. Guide des utilisateurs de donnees SPOT. Volume 1. Manuel de reference // CNES, FRANCE, 1986. 296 p.

82. Thome K.J., Gustafson-Bold C.L., Slater P.N., Farrand W.H. In-flight radiometric calibration of HYDICE using a reflectance-based approach // Proc. SPIE Conf. 2821, Denver, Colorado, 1996. P. 38-54.

83. Farrand W.H., Singer R.B., Merenyi E. Retrieval of Apparent Surface Reflectance from AVIRIS Data: A Comparison of Empirical Line, Radiative Transfer, and Spectral Mixture Methods//Remote Sensing of Environment, 1994, vol. 47. P. 311-321.