В.Ю. Андрианов, ДАТА+
Хотя практически в каждом номере ArcReview можно найти информацию по применению данных дистанционного зондирования Земли (ДДЗЗ), вот уже три года мы не выпускали номер, целиком посвященный данной тематике. А за это время не только выполнено много интересных проектов и исследований, но изменилась и сама ситуация с использованием ДДЗ и программного обеспечения для обработки изображений. В течение этого периода мы наблюдаем стабилизацию объема реализации программного обеспечения для обработки изображений и, одновременно, значительный рост продаж космоснимков. Также повысилось внимание к современным средствам сбора данных, в частности к цифровым камерам воздушного базирования. Это говорит о том, что наши пользователи в своей повседневной работе начали широко применять ДДЗ, как один из важнейших источников информации для своих геоинформационных систем. Вспоминается известный слоган: «ГИС – это сосуд, который надо наполнить». И один из основных источников получения нового знания – данные дистанционного зондирования.
По статьям этого номера можно видеть, что использование снимков перешло в новое качество – это уже не просто информационный фон, подложка для векторных карт, а полноценный источник данных для проведения пространственного анализа и построения моделей принятия решений. При этом иллюстративная функция, конечно, продолжает играть свою роль в дальнейшем распространении ДДЗ, к тому же она в значительной степени усилена высоким качеством современных снимков высокого разрешения. И используются они уже не просто как красивые картинки, а для создания полноценных реалистичных трехмерных моделей местности. Хотя до сих пор распространен стереотип, что это всё «игрушки для генералов», на самом деле лучше «один раз увидеть», прежде чем «наломать дров».
Если раньше чуть ли не единственным источником данных для ГИС были оцифрованные карты, то теперь космоснимки все чаще используются и для обновления карт, и для первичного ввода информации. Ни для кого не секрет, что подавляющее число топографических карт России устарели на 10-20 лет. Есть и такие районы, на которые карты не обновлялись с 50-х годов прошлого века. Поскольку сегодня эти территории включаются в экономический оборот, актуальные карты становятся насущной необходимостью. Интенсивное развитие систем дистанционного зондирования (к сожалению, пока только зарубежных) привело к ощутимому снижению общего уровня цен на коммерчески доступные космоснимки, а также дало возможность более широкого выбора съемочных систем. В совокупности эти факторы и повлияли на ощутимый рост интереса к ДЗЗ.
Космическая съемка обладает рядом достоинств, благодаря которым она становится все более популярной. Это регулярность, простота заказа, наличие архивов за многие годы, большое покрытие одного снимка, цифровая форма представления. В России уже появились компании, в структуре бизнеса которых продажа космоснимков занимает одно из ведущих мест (например, Прайм-Груп, Совзонд). Нельзя не отметить также активность компании СканЭкс по расширению спектра данных, принимаемых на ее приемные станции, и продвижению на российский рынок новых видов ДДЗ. Соответственно, мы полагаем, что вскоре возрастут также и потребность в программном обеспечении для работы с ДДЗ, и интерес к новым методикам дешифрирования.
В 1994 году ДАТА+ стала дистрибьютором компании ERDAS и распространяет широко известный программный пакет для работы с ДДЗ под названием ERDAS IMAGINE. Несколько лет назад эта компания вошла в состав международной корпорации Leica Geosystems, на ее основе сформировано структурное подразделение «ГИС и картография». А ДАТА+ является дистрибьютором Leica Geosystems.
В состав Leica Geosystems входит еще 5 подразделений, выпускающих различное измерительное оборудование и специализированное программное обеспечение. Более подробную информацию о структуре Leica Geosystems и ее деятельности можно найти на нашем сайте, на сайте самой Leica Geosystems (http://www.leica-geosystems.com) и в наших рекламных брошюрах. Если говорить коротко, то визитной карточкой Leica Geosystems являются уникальные приборы и программно-аппаратные комплексы, интегрирующие высокоточные лазерные, оптико-механические и цифровые технологии.
Мы уже рассказывали о самолетном сканере ADS-40 (см. ArcReview, № 3(22), 2002), позволяющем получать аэроснимки высочайшего качества непосредственно в цифровой форме. Большой интерес привлекают также лазерные сканеры самолетного базирования для получения высокоточной модели рельефа (ALS-50) и наземного базирования для получения трехмерных цифровых моделей реальных объектов (продукция Отделения Съемки высокого разрешения). Leica Geosystems выпускает и другие приборы для выполнения пространственных измерений и получения пространственных данных.
Что же касается программного обеспечения, Leica Geosystems очень активно развивает линейку продуктов на основе ERDAS IMAGINE. Если раньше фотограмметрические решения предлагались в виде дополнительных модулей (OrthoBASE, OrthoBASE Pro, Stereo Analyst), то теперь они выделены в новый продукт под названием Leica Photogrammetry Suite (LPS). То есть, теперь параллельно развиваются два семейства продуктов на основе общей технологии: ERDAS IMAGINE — как универсальное решение в области обработки изображений и LPS — как специализированное решение для фотограмметрии. Такой подход вполне логичен, если учесть многолетнюю традицию относительной независимости фотограмметрии и тематической обработки изображений. А общая архитектура и программные компоненты обеспечивают тесную интеграцию этих семейств в тех проектах, где это требуется.
Вообще говоря, уже давно ведутся разговоры о скором слиянии ГИС и систем обработки изображений. А здесь мы видим картину вроде бы обратную – выделение фотограмметрических решений из единого прежде семейства ERDAS IMAGINE. Такая ситуация обусловлена не только спецификой фотограмметрических задач. Развитие возможностей персональных компьютеров позволило реализовать на них те задачи, которые прежде были по плечу только дорогим профессиональным аппаратно-программным комплексам. Яркий пример тому – LPS с его функциями построения и редактирования рельефа местности. То есть, и ГИС, и обработка изображений, и фотограмметрия – все три технологии активно развивают свой инструментарий, который становится все более мощным и специализированным. И это, естественно, отодвигает на более отдаленную перспективу вопросы полной интеграции и создания единой, сквозной технологии.
Тем не менее, встречное движение не прекращается. Leica Geosystems разрабатывала компоненты ArcGIS для работы с растровыми данными, а также модули Image Analysis для ArcGIS и Stereo Analyst для ArcGIS. В то же время информация из базы геоданных ESRI теперь может читаться и редактироваться в продуктах Leica Geosystems. В свою очередь, возможности использования растровых данных в продуктах ArcGIS в последнее время существенно расширились, в том числе за счет хранения изображений в форматах ERDAS IMAGINE. Таким образом, несмотря на активное собственное развитие, все три семейства (IMAGINE, LPS и ArcGIS) продолжают расширять возможности взаимодействия. И это важно для крупных геоинформационных проектов, где возможности интеграции программных продуктов существенно влияют на успешность реализации и стоимость решений.
Эксперты ДАТА+ ведут мониторинг не только уже известных продуктов и технологий ESRI и Leica Geosystems, но также и всех перспективных направлений работы с геоинформацией. Так, развитие возможностей персональных компьютеров и цифровых фотокамер позволило реализовать на их базе трехмерное моделирование сложных географических объектов и целых городов. Соответственно, в нашей компании был создан специальный проектный отдел для решения подобных задач. Современные компьютеры, данные космосъемки высокого разрешения, цифровые фотокамеры и программное обеспечение позволяют построить сквозную технологию трехмерного моделирования, на выходе которой – фотореалистичные виртуальные модели городов или любых других территорий. В отличие от своих деревянных и пластмассовых предшественников, такие модели поддерживают пространственный анализ, их легко изменять, добавлять новые объекты и оценивать, насколько они вписываются в существующую среду, проигрывать различные сценарии развития территории и т.д. Такая модель легко умещается на жестком диске ноутбука и может быть показана в любом месте и в любое время. При этом она сохраняет свою географичность и может быть интегрирована с другими ресурсами геоинформационных систем.
Еще одно перспективное направление работы с ДДЗ – объектно-ориентированное дешифрирование изображений. Дешифрирование – необходимый шаг для извлечения полезной информации из ДДЗ и наполнения ею базы данных ГИС. В этой области очень долго доминировали методы так называемой по-пиксельной классификации, интерпретирующие каждый пиксел изображения независимо от других. Новая же методика вначале выделяет на изображении объекты, как области относительной однородности цвета, текстуры и яркости, и уже потом классифицирует эти объекты как по традиционным спектрально-яркостным признакам, так и по признакам геометрическим (форма, площадь, ориентация и др.), контекстным (вхождение в более крупные объекты или области, близость к объектам определенного класса и др.) и текстурным. Наша компания предлагает реализацию этого подхода в виде продукта eCognition немецкой компании Definiens Imaging. Этот продукт – единственная коммерчески успешная технология этого типа для автоматизированного дешифрирования космоснимков высокого разрешения, радарных, тепловых и аэрофотоснимков.
Современный момент в России характеризуется налаживанием правовых отношений в области имущества и недвижимости. Совершенно очевидно, что эта информация имеет сильную пространственную составляющую. Территория нашей страны огромна, объекты отношений очень разнообразны, и применение одних только традиционных технологий съемки и описания совершенно недостаточно. Текстовые описания часто не точны и сложны в проверке. Ручные методы съемки трудоемки и требуют много времени. Поэтому без космической и цифровой аэрофотосъемки обойтись крайне проблематично. Более того, уже стали популярны технологии лазерного и теплового сканирования, дающие огромные объемы высокоточных данных и информацию, попросту недоступную при других методах съемки. Хотя они пока еще довольно дороги, интерес к ним постоянно растет. Именно сочетание современных высокопроизводительных съемочных технологий и программного обеспечения позволяет в максимально сжатые сроки создать кадастры земель, имущества, природных ресурсов, наиболее полно отвечающие современным требованиям. Точность, актуальность, полнота – это не просто благие пожелания, а реальная основа для сокращения конфликтности отношений и, следовательно, для ускорения экономического роста.
Большинство наших граждан (в том числе и управленцев) до сих пор считают, что космос — это что-то суперсложное и супердорогое, и относят космоснимки к научной экзотике. Но сегодня это совершенно не так! Цена одного снимка сейчас сравнима с месячной зарплатой специалиста, а информации этот снимок может содержать гораздо больше, чем этот специалист смог бы собрать за месяц. Надо только научиться эту информацию извлекать. Заказ съемки и получение снимков стало рутинной процедурой, такие услуги предоставляет множество компаний, включая и ДАТА+. Программное обеспечение для обработки и дешифрирования изображений становится все мощнее и, в то же время, проще в использовании. К тому же, в России уже начал развиваться сервис по обработке снимков и созданию информационных систем на их основе. В общем, смелее нужно быть, товарищи!
