автореферат диссертации по геодезии, 05.24.02, диссертация на тему:Разработка технологии геоинформационного картографирования по материалам космических фотосъёмок

ВВЕДЕНИЕ.

ГЛАВА 1. Анализ технологий и методик картографирования по материалам космического фотофафирования.

Методика комплексного изучения и картографирования природных ресурсов.

Технология интерактивного обновления цифровой карты.И

Автоматизация процесса дешифрирования материалов космической съемки.

Проблемы и задачи геоинформационного картографирования по материалам дистанционного зондирования.

ГЛАВА 2. Технология геоинформационного картографирования по материалам космической фотосъёмки.

I. Блок подготовки.

II. Блок формирования структур и классификаторов.

III. Блок формирования растровой подложки.

IV. Блок формирования информационного массива.

V. Блок отображения и обработки данных.

ГЛАВА 3. Реализация разработанной технологии геоинформационного картографирования по материалам космической фотосъёмки на примере ГИС-Байкал.

Функциональная структура ГИС-Байкал.

Реализация предложенной технологической схемы.

Описание комплекса технических средств.

Описание систем классификации и кодирования.

Экономическая эффективность использования разработанной технологии.

Развитие информационных технологий на современном этапе привело к их активному использованию в интересах исследования поверхности Земли и ее недр. Одним из основных продуктов исследовательских работ в этой сфере является картографическое произведение, которое позволяет наглядно отобразить совокупность тех или иных природных явлений в их связи с результатами человеческой деятельности. Применение информационных технологий позволяет в цифровой форме представить логико-математическое описание объектов земной поверхности и отношений между ними. Такой подход даёт возможность использовать высокопроизводительные вычислительные системы для целей математико-картографического моделирования [62]. С каждым годом увеличивается массив данных об объектах земной поверхности. Необходимость хранения и накопления картографической информации требует совершенствования средств и методов формирования картографических банков данных. Объём картографических данных в фондах, измеряемый гигабайтами цифровой информации, выдвигает на первый план вопросы автоматизации информационного обеспечения.

Задачи хранения, накопления и обработки картографической информации эффективно решаются посредством геоинформационного картографирования на базе последних достижений технической кибернетики. 11од термином "геоинформационное картографирование (ГК)" подразумевается автоматизированное создание и использование карт на основе 4 геоинформационных систем (ГИС) и баз картографических данных и знаний. Суть ГК составляет информационно-картографическое моделирование [17,28].

По мнению руководства Федеральной служба геодезии и картографии, с учетом того, что в 90—е годы основные усилия в отрасли были направлены на сохранение производственного и кадрового потенциала, а также на формирование основ цифрового картографирования, следующий этап развития будет характеризоваться повсеместным переходом на цифровые технологии создания картографической продукции[27].

Вместе с тем, в настоящее время с особой остротой встал вопрос о современности имеющейся картографической информации. Известно, например, что содержание топографической карты на густонаселенные районы страны должно обновляться каждые пять лет. Принимая во внимание, что такие сроки не приемлемы для решения многих экологических и социально-экономических задач, приходится констатировать, что современное положение в топографо-геодезической отрасли не позволяет обновлять все листы в указанные сроки. В связи с этим особое место в осуществлении ГК принадлежи т средствам и методам дистанционного зондирования (ДЗ) Земли, в частности использованию материалов космического фотографирования (МКФ). Получение картографически значимой информации по МКФ характеризуется высокой оперативностью и возможностью их многоцелевой (комплексной) интерпретации[40,43]. Дос тоинством методов ДЗ является также возможность получения информации об объектах, находящихся на 5 труднодоступной территории. На основе МКФ в нашей стране с 70-х годов производится комплексное многоаспектное изучение природных ресурсов, сформировалось новое научное направление - космическое природоведение. Интеграция картографических источников информации и материалов ДЗ [5] поднимает на качественно новый уровень решение задач мониторинга окружающей среды.

Использование МКФ в процессе ГК порождает вместе с тем ряд проблем, решению которых посвящена данная работа.

Научно-технической основой выполненной работы являются исследования, проведенные автором в период 1991 - 1998 гг. в Государственном научно-исследовательском и производственном центре «Природа» по автоматизированному дешифрированию, цифровой обработке материалов космической фотосъемки, использованию геоинформационных технологий при обновлении топографических и составлении тематических карт.

Практические результата исследований использованы в разработанных технологиях: автоматизированного дешифрирования материалов космических съемок, составления и подготовки тематических карт к изданию на создаваемом экспериментальном образце автоматизированного рабочего места дешифровщика — картографа; обновления цифровых топографических карт масштаба 1:200 ООО на основе автоматизированной обработки космической информации; б

- создания геоинформационной системы для оценки экологической обстановки в бассейне озера Байкал.

Результаты работ докладывались на конференциях:

3-я Международная научная конференция «Методы дистанционного зондирования и ГИС технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды» (Москва, 1996 г.);

IV Всероссийском форуме «Геоинформационные технологии. Управление. Природопользование. Бизнес» (Москва, 1997 г.);

- юбилейной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития геодезии, фототопографии, картографии и геоинформационных систем» (Москва, 1997 г.);

Второе Всероссийское совещание «Аэрокосмические методы и геоинформационные системы в лесоведении и лесном хозяйстве» (Москва, 1998 г-);

- 4-я Международная научная конференция «Методы дистанционного зондирования и ГИС технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды» (Москва, 1998 г.);

- Международная научно-техническая конференция, иосвягцённая 220-летию со дня основания Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК) (Москва, 1999 г.).

ПЛКУЧЛХТГГП.РЛДигссртация В.С. ГрузпногалЬс 16.11.99 17:08 7

ЗАКЛЮЧЕНИЕ v tJLAr* , ^ П ?

В процессе выполнения работы предложены эффективные варианты решения следующих задач: произведен сравнительный анализ технологий картографирования по материалам космической съемки; на основе анализа информационных свойств определены классификационные группировки дешнфровочных признаков с точки зрения описания МКФ как источника геоданных при ГК. предложены принципы автоматизации процесса дешифрирования с точки зрения эффективного использования возможностей интерактивной системы «человек-компьютер»; разработана технология геоинформационного картографирования по материалам космического фотографирования; определены требования к исходным материалам, точности технологических процессов и системе контроля качества продукции; представлены практические результаты использования предложенной технологии на примере тестовых участков «ГИС-Байкал»; на примере объектов ландшафтного и экологического картографирования определены принципы формирования единого классификатора тематической информации, получаемой по результатам дешифрирования материалов космической съемки на основе встраивания структурированных тематических

140

СП И С О К О П У Б Л И К О В AH H Ы X РАБОТ

Грузинов B.C.

Проблемы формирования по материалам космической съёмки топоосновы природоресурсных ГИС

М., Изв.ВУЗ. Геодезия и аэросъёмка - №5 - 1997 г., с. 136-147

Грузинов B.C.

Некоторые особенности интерактивного дешифрирования материалов космической съёмки при обновлении топографических карт/ в сб. тезисов докладов Юбилейной научно-технической конференции «Современное состояние и перспективы развития геодезии, фототопографии, картографии и геоинформационных систем». Москва,

1997 г.

Ю.Л. Липоветдкий, А.Е. Гаврилюк, B.C. Грузинов, Б.С. Смоляков

Технология автоматизированного дешифрирования интегральных чёрно-белых космических снимков при картографировании и инвентаризации лесов с использованием комплекса АРМ-Д / в сб. тезисов докладов Второго Всероссийского совещания «Аэрокосмические методы и геоинформационные системы в лесоведении и лесном хозяйстве». Москва,

1998 г.

Грузинов B.C.

О перспективах обновления топографических карт по материалам космической съёмки методами геоинформационных технологий / в сб. тезисов докладов 4-ой Международной научной конференции «Методы дистанционного зондирования и ГИС технологии для контроля и диагностики состояния окружающей среды». Москва, 1998 г.

Киселёв В.В., Филимонов Е.В., Колесников C.B., Гаврилюк А.Е., Грузинов B.C., Липовецкий Ю.Л., Нонуровский А.Р., Смоляков Б.С.

Результаты работ по созданию ГИС Байкал / в сб. тезисов докладов Международной научно-технической конференции, посвящённой 220-летию со дня основания Московского государственного университета геодезии и картографии (МИИГАиК). Москва, 1999 г.

Грузинов B.C., Журкин И.Г.

Об образовательном уровне руководителя ГИС-проекта / в сб. тезисов докладов Международной научно-технической конференции, посвящённой 220-летию со дня основания Московского государственного университета геодезии и картографии (МШ 1ГАиК). Москва, 1999 г.

141