Система космического топографического мониторинга. Этапы становления, пути развития Текст научной статьи по специальности «Компьютерные и информационные науки»

УДК 528.71: 528.93:[502:3030.15]

Е.А. Бровко

ФГУП «Государственный научно-исследовательский и производственный центр "Природа"» Роскартографии, Москва

СИСТЕМА КОСМИЧЕСКОГО ТОПОГРАФИЧЕСКОГО МОНИТОРИНГА. ЭТАПЫ СТАНОВЛЕНИЯ, ПУТИ РАЗВИТИЯ

E.A. Brovko

ФГУП «the State research and industrial center "Nature"» Роскартографии, Moscow Polimernaja 10, Moscow,111394, Russian Federation

SYSTEM OF SPACE TOPOGRAPHICAL MONITORING STAGES OF BECOMING, A WAY OF DEVELOPMENT

One of the basic directions of purposeful use of results of space activity with a view of actualization of spatial data in a national infrastructure of spatial data (ISD) is creation and development of system of conducting space topographical monitoring (system of conducting STM). Reception actual, authentic and exact adhered the information on changes of objects of district and maintenance at a level of the present of the state topographical cards forming IPD - is one of system designated purposes of conducting STM which development now is carried out under direction of Roskartografy ФГУП "State Center" the Nature ».

Одним из основных направлений целенаправленного использования результатов космической деятельности в целях актуализации

пространственных данных в национальной инфраструктуре пространственных данных (ИПД) является создание и развитие Системы ведения космического топографического мониторинга (Система ведения КТМ). Получение актуальной, достоверной и точной координатно-привязанной информация об изменениях объектов местности и поддержание на уровне современности государственных топографических карт,

формирующих ИПД - является одним из назначений Системы ведения КТМ, разработка которой в настоящее время осуществляется под руководством Роскартографии ФГУП «Госцентр «Природа».

Формирование Системы ведения КТМ предусматривает использование современных научно-обоснованных и технологически реализуемых методов актуализации пространственной информации и базируется на интегральном использовании методов цифрового картографирования, дистанционного зондирования Земли и спутниковой навигации на основе современных ГИС технологий. Ориентированная на оперативное обеспечение потребителей актуальной, комплексной, метрически точной геопространственной

информацией о состоянии территорий Система ведения КТМ позволит на

основе постоянного, регламентированного картографического слежения за изменениями объектов природного и техногенного комплексов системно осуществлять актуализацию пространственных данных на территорию Российской Федерации.

Система ведения КТМ определяется внутренней упорядоченной и взаимосвязанностью структурных компонентов (картографической, космической и геоинформационной составляющих) и состоит из совокупности функциональных подсистем, обеспечивающих:

- Формализацию, документирование и контроль процессов сбора, накопления, учета исходной пространственной информации (цифровых топографических карт, оптико-электронных космических снимков, справочных данных об изменениях территории);

- Комплексную автоматизированную обработку исходной информации о территории;

- Ведение базы данных об изменениях объектов местности;

- Актуализацию содержания цифровой дежурной топографической основы (ЦДТО);

- Оперативное создания различных видов выходной продукции.

Информационные массивы пространственных данных формируются в базах данных Системы ведения КТМ:

- БД цифровой дежурной топографической основы (ЦДТО);

- БД информации дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ);

- БД цифровой картографической информации об изменениях объектов местности (блок 1 - справочная информация из отраслевых министерств; блок 2 - фактическая информация об изменившихся объектах);

- БД служебной информации (классификаторы и словари системы ведения ГТМ);

- БД региональных предприятий Роскартографии по зонам их деятельности в рамках КТМ;

- БД выходной продукции КТМ (формы выходных документов);

- База метаданных.

Технология комплексной обработки исходной картографической информации в интеграции с материалами современной оптико-электронной и радиолокационной космической съемки в процессе ведения КТМ базируется на специализированной программной среде «ГИС-Панорама», версия 9 и программном модуле КТМ - основы информационно программного комплекса ведения КТМ.

Выполнение технологических процессов обработки исходной пространственной информации в информационно-программном комплексе (ИПК) - базовом элементе Системы ведения КТМ, осуществляется на основе функций, реализующих следующие задачи:

- Работа с векторной картой (загрузка и управление процессом визуализации векторной карты, изменение масштаба отображения карты и другие функции);

- Работа с космическим изображением (загрузка ортофотоплана в ИПК, привязка ортофотоплана к ЦТК, полномасштабное управление растровым изображением совместно с ЦТК);

- Редактирование классификатора цифровой карты (создание объектов спецнагрузки - элементов содержания специализированных карт межотраслевого назначения, создание условных знаков спецнагрузки);

- Управление блоком создания пользовательских слоев, в том числе:

- Автоматизированное создание пользовательских слоев «Оригиналов изменений» и работа в них по элементам содержания;

- Анализ изменений местности (автоматическая выборка из БД изменений объектов на данный лист и внесение их на номенклатурный лист

);

- Картографическая фиксация изменений местности

(автоматизированный переход на соответствующий слой; редактирование объектов векторной карты в процессе дешифрирования, с привлечением эталонов космических изображений объектов местности);

- Формирование семантики (автоматическое и в диалоговом режиме с использованием дополнительных материалов);

- Управление блоком ведения базы данных изменения объектов местности (БД ИОМ) - автоматическое и интерактивное помещение информации в базу данных.

Основными научно-методическими и технологическими принципами формирования Системы ведение КТМ, обеспечивающими актуализацию пространственной информации являются:

- Обеспечение единых требований к представлению разновременной исходной пространственной информации для сбора и систематизации, унификации методов обработки и анализа пространственных данных при оперативном картографировании изменений отдельных объектов местности, так и территориальных изменений взаимосвязанных компонентов природного и техногенных комплексов;

- Регулярность и периодичность регламентированного топографического мониторинга ЦТК масштабов 1: 100 000 и крупнее за пространственно-временными изменениями объектов местности на основе актуальной космической информации и его ценность для создания современной и метрически точной выходной картографической продукции и обновления государственных топографических карт;

- Единообразие подходов к методологии опознавания и идентификации изменений объектов местности по современным космическим снимкам и их выделения на всей территории Российской Федерации;

- Информационное описание идентифицированных пространственно -временных изменений объектов в соответствии с едиными критериями и установленной формой представления пространственных данных;

- Проведение оперативного обновления ЦДТО масштаба 1: 100 000 по данным ДЗЗ и формирование базы данных изменений объектов местности (ИОМ) на основе унифицированных и стандартизованных решений.

Проблема создания Системы космического топографического мониторинга может быть реализована при условии:

- Дальнейшего развития российских космических систем исследования природных ресурсов Земли - создания специализированного космического картографического комплекса оптико-электронного наблюдения, отвечающего все необходимым требованиям к получению данных ДЗЗ с повышенным фотограмметрическим качеством;

- Создания КА радиолокационного детального наблюдения;

- Совершенствования методов и технологий автоматизированной обработки космической информации;

- Организации единой универсальной технологии сбора, обработки, хранения и использования единых стандартов на представление данных ДЗЗ, спутниковой навигации, а также ЦТК в Системе ведения КТМ;

- Обеспечение оперативного сбора космической информации и данных спутниковой навигации для ведения текущего КТМ в реальном времени для своевременного и качественного принятия управленческих решений по территории картографирования;

- Разработки картографического и аэрокосмического методов изучения и картографирования природных ресурсов и экологических условий применительно к территории России.

© Е.А. Бровко, 2008