CC BY
474
УДК 528.852
С.С. Савидова
ООО «Дата+», Москва
ТЕХНОЛОГИИ ОБРАБОТКИ ДДЗ ОТ LEICA GEOSYSTEMS И ДАТА+
Leica Photogrammetry Suite (LPS)
Этот программный продукт предназначен для решения целого спектра фотограмметрических задач - от привязки и ортотрансформирования снимков до создания цифровых моделей рельефа и стереодешифрирования. Он разработан для широкого круга пользователей - от ГИС-специалистов, не имеющих опыта фотограмметрических работ, до профессиональных фотограмметристов.
LPS обладает возможностями цифровых фотограмметрических станций и является точным и удобным инструментом для работы с изображениями. LPS поддерживает более 150 форматов данных и 150 проекций и систем координат. Работает с различными типами снимков - черно-белыми, цветными, многозональными.
В LPS используются как стандартные, так и пользовательские модели сенсоров для аэрофотосъемочных камер, 35-мм фотокамер, цифровых камер на матрицах ПЗС, видеокамер, сенсоров космического базирования SPOT, IRS-1C, MODIS, Quick Bird, ASTER, EROS A1, IKONOS.
Для проведения фототриангуляции можно использовать не только аэрокосмические изображения, но также и снимки, полученные с земной поверхности или под большим углом к снимаемому объекту, в результате фототеодолитной съемки и промышленной фотограмметрии.
LPS построен по модульно-иерархическому принципу. В основе любой конфигурации лежит ядро системы LPS Core, обладающее широким спектром возможностей и подходящее для решения большинства стандартных задач. Остальные модули могут быть добавлены к ядру для расширения его функциональности. Помимо этого, LPS может обмениваться данными опорными, векторными данными и данными ориентирования с аналоговыми и аналитическими рабочими станциями. Модульная архитектура LPS позволяет подстраивать программное обеспечение под конкретные задачи в области фотограмметрии и ГИС.
Для дополнения функциональности LPS, совместно с ним могут работать четыре других программных продукта. Фотограмметристы, инженеры и ГИС-профессионалы могут найти в программной среде LPS все необходимые инструменты, отвечающие их требованиям.
Ядро (Core) - самостоятельный продукт и фундамент для работы всех модулей, содержит функции создания и настройки проекта, управления им, проведения триангуляции, ортотрансформирования, монтажа ортотрансформированных снимков в единое изображение и вывода полученных результатов.
Automatic Terrain Extraction (ATE) - инструмент для автоматического создания цифровых моделей рельефа (ЦМР) на основе блока снимков или стереопар. Результатом являются либо отдельные файлы на каждое
перекрытие, либо общая мозаика. ЦМР выводятся в растровом формате или в виде TIN. Есть возможность вывода горизонталей и трехмерных шейп-файлов.
Terrain Editor (TE) позволяет интерактивно редактировать цифровые модели рельефа в стереорежиме. Это продвинутый инструмент, обладающий уникальными возможностями. Пользователь, видя одновременно стереоснимок и рельеф (горизонтали и/или TIN), может редактировать рельеф или создавать его вручную.
PRO600 - мощный модуль стереодешифрирования, связывающий LPS и MicroStation. Он позволяет проводить трехмерную векторизацию в среде MicroStation, используя весь представленный там набор инструментов, и предназначен для крупных картографических проектов.
ORIMA DP (Digital Photogrammetry) - модуль, предназначенный для проведения сложной фототриангуляции в неоднородных блоках с неограниченным количеством снимков. Доступны расширенный графический анализ и методы автоматического поиска грубых ошибок.
ERDAS IMAGINE® 8.7
ERDAS IMAGINE - программный пакет, разработанный специально для обработки и анализа данных дистанционного зондирования (ДДЗ). Это идеальное решение как для новичка в области обработки ДДЗ, так и для эксперта.
ERDAS IMAGINE предоставляет полный набор инструментов в области обработки ДДЗ, которые позволяют анализировать данные из любого источника и представлять результат в различных формах - от печатных карт до трёхмерных моделей.
ERDAS IMAGINE построен по модульному принципу, и вы можете приобрести только те модули, которые вам необходимы. ERDAS IMAGINE является масштабируемым решением, производительность которого зависит от требований пользователя к процессу обработки изображений. Из трёх базовых комплектов и большого количества дополнительных модулей вы сможете построить подходящую вам систему обработки и анализа ДДЗ.
ERDAS IMAGINE поставляется в виде базовых комплектов - IMAGINE Essentials™, IMAGINE Advantage™ и IMAGINE Professional™ - каждый последующий включает в себя и дополняет функциональные возможности предыдущего.
ERDAS IMAGINE имеет единые архитектуру, интерфейс пользователя и функциональные возможности на различных платформах UNIX и IBM PC.
Визуализация и импорт данных
ERDAS IMAGINE имеет широкие возможности по визуализации и анализу различных типов данных. Более 50 форматов файлов могут читаться и записываться напрямую, не требуя никакой конвертации, импорта или экспорта. Среди них - собственный формат *.img, ArcSDE Raster, Windows
Bitmap, ENVI, ENVISAT, HDF, GeoTIFF (.tif), JFIF (.jpeg), JPEG 2000 (включая GeoJP2), MrSID, PCI (.pix), SPOT-5 DIMAP, Surfer, TIFF (.tif).
Более 100 форматов файлов доступны через импорт, экспорт или конвертацию в форматы прямого доступа. Таким способом могут быть использованы растровые данные спутников ASTER, NOAA, IKONOS, IRS, Landsat, MODIS, QuickBird, SeaWiFS, SPOT, Ресурс-О; данные радиолокационных спутников ERS, Envisat, Radarsat; данные в форматах ASCII, Maplnfo, MrSID, PCI, Sun, Surfer, VITEC и многих других. Кроме этого, в ERDAS IMAGINE реализована поддержка баз геоданных ESRI.
Главным инструментом визуализации данных в ERDAS IMAGINE является Вьюер Просветного Стола (IMAGINE Geospatial Light Table™, GLTTM), содержащий инструменты интерактивной визуализации и обработки изображений. Он позволяет отображать, комбинировать, географически связывать, анализировать и представлять данные в едином окне. Вьюер также предоставляет возможности одновременного отображения разнотипных изображений и их взаимного наложения, причем данные могут иметь разные разрешение, систему координат и проекцию. Имеются удобные регуляторы яркости, контрастности, масштабирования и поворота изображения, инструменты цветового синтеза, измерения площадей и расстояний.
Вьюер содержит инструмент работы с GPS-приёмником, позволяющий отслеживать во Вьюере текущее местоположение на экране компьютера поверх загруженных снимков и картографических материалов любого масштаба, а также записывать информацию об опорных точках и перемещении в пространстве.
Геометрическая коррекция
Для правильной работы с данными дистанционного зондирования необходима их геометрическая коррекция и привязка, т.е. приведение к определённой системе географических координат.
В ERDAS IMAGINE привязка данных может производиться автоматически на основе орбитальных данных или в интерактивном режиме с помощью различных алгоритмов и моделей сенсоров:
- Трансформирование изображения на основе аффинного и полиномиального преобразований и метода «резинового листа»;
- Трансформирование снимков определённых сенсоров на основе специальных моделей, учитывающих параметры этих сенсоров (IKONOS, QuickBird, Landsat, Spot и др.);
- Быстрая привязка изображения по одной точке (для смещенных координат или после импорта);
- Перепроецирование трансформированных изображений.
Трансформированные смежные снимки могут быть сшиты в единое
бесшовное изображение при помощи инструмента монтажа изображений (Mosaic tool), который предоставляет возможности цветовой балансировки и сшивки снимков, получения чётких и единых по контрасту, цвету и яркости изображений. Помимо создания единого изображения, есть возможность
автоматической нарезки итогового изображения на листы разграфки любого масштаба.
Улучшающие преобразования и ГИС-анализ
В состав ERDAS IMAGINE входит модуль Image Interpreter, содержащий набор инструментов для обработки изображений и пространственного анализа. В его состав входят:
Пространственные улучшающие преобразования (фильтрация со свёрткой, фокальная тематическая фильтрация, адаптивные фильтры Уоллеса, слияние снимков с разными пространственным и спектральным разрешениями и др.).
Радиометрические преобразования (выравнивание и совмещение яркостных гистограмм, подавление шума и др.);
Спектральные преобразования (преобразование главных компонент, Tasseled cap и пр.);
Гиперспектральные инструменты (нормализация спектра, вычисления относительных яркостей, нормализация яркостей, и пр.);
Фурье-анализ (прямое и обратное преобразование Фурье, подавление периодических шумов и пр.).
Кроме того, имеется набор инструментов анализа: топографический анализ ЦМР (построение зон видимости, карт уклонов и экспозиций склонов, отмывка рельефа, интерполяция поверхностей и др.) и ГИС-анализ (анализ по окрестности, функции обработки тематических растров, построение буферных зон, картографическое наложение, пространственная статистика, перекодирование и др.).
Дешифрирование снимков
ERDAS IMAGINE предоставляет возможности проведения дешифрирования ДДЗ любого уровня - от простейшей автономной классификации до построения сложной многопараметрической экспертной системы классификации данных.
Встроенный модуль Classification содержит несколько алгоритмов классификации данных:
Алгоритм ISODATA, позволяющий проводить автономную классификацию (кластеризацию).
Классификация с обучением, которая дает возможность управлять классификацией на всех её этапах: выбор, оценка и редактирование эталонов; проверка пригодности системы эталонов для классификации; быстрая пре-классификация с показом неоднозначных областей; построение спектральных графиков и гистограмм эталонов; постклассификационное редактирование и оценка точности классификации.
ERDAS IMAGINE - один из первых коммерческих программных продуктов в сфере разработки экспертных систем, использующих географическую информацию для поддержки принятия решений. При помощи инструмента экспертной классификации IMAGINE Expert Classifier™ пользователи получают доступ к построению экспертных систем для
классификации изображений, обработки результатов классификации и ГИС-моделирования на профессиональном уровне.
Моделирование
В состав IMAGINE Advantage входит Spatial Modeler™ - универсальный инструмент обработки изображений и построения алгоритмов пространственных вычислений. Алгоритмы обработки могут также строиться с помощью графического редактора блок-схем, преобразующего их в программы (скрипты) на языке SML. Многие функции ERDAS IMAGINE представлены в виде таких скриптов и блок-схем, которые пользователь может использовать в своих разработках.
Создание карт
Результат любого процесса по обработке ДДЗ в ERDAS IMAGINE может быть представлен в виде карты, как электронной, так и бумажной. При помощи модуля Map Composer пользователь может создавать и редактировать карты и фотопланы, готовить их к выводу на печать. В компоновку карты можно добавлять различные элементы: любое количество фреймов данных (картографических изображений), координатные сетки (возможно добавление нескольких сеток в различных проекциях), рамки, масштабные линейки, заголовки и надписи, графика и логотипы, стрелки направления на север и пр. Легенды карт могут создаваться как автоматически, так и с учётом параметров, определяемых пользователем. Возможно создание пользовательских шаблонов карт и печать серий карт в произвольной разграфке любого масштаба.
«ДАТА+» - официальный представитель компаний Leica Geosystems (поставщик профессионального фотограмметрического оборудования и программного обеспечения для обработки, анализа, моделирования пространственных данных) и ESRI (мирового лидера по разработке и внедрению Геоинформационных Систем) в России и большинстве стран СНГ.
Основной вид деятельности компании - продажа программного обеспечения Leica Geosystems и ESRI. «ДАТА+» предлагает своим пользователям локализованные версии программных продуктов, а также интегрированные решения для создания и развития комплексных информационных систем, базирующихся на пространственной информации.
Всего около 2000 организаций стали деловыми партнерами, клиентами, пользователями компании «ДАТА+». Постоянное увеличение числа клиентов является одним из важнейших показателей продуктивной работы «ДАТА+».
Учебный центр «ДАТА+» осуществляет подготовку специалистов по работе с новейшими программными продуктами Leica Geosystems и ESRI.
© С.С. Савидова, 2005
