Компания «Совзонд», получив статус официального дистрибьютора данных с отечественных спутников дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ), запустила серию экспериментов, направленных на изучение свойств поставляемых продуктов с позиций их применимости для решения различных прикладных отраслевых задач.
Автоматизированное выявление изменений по космическим снимкам — одно из основных направлений тематической обработки данных ДЗЗ, развивающееся в компании «Совзонд» в последнее десятилетие. В соответствии с общемировой тенденцией, более 50% всех отраслевых проектов, реализуемых компанией, в той или иной степени подразумевают извлечение из разновременных снимков информации о произошедших изменениях земной поверхности.
В декабре 2016 г. компания «Совзонд» подписала дистрибьюторское соглашение с ГК «Роскосмос» на поставку данных со спутников «Ресурс-П» на территории России, стран СНГ и дальнего зарубежья, после чего специалисты компании начали тестирование применимости данных ДЗЗ с этих аппаратов для решения различных прикладных задач. Эксперименты проводятся на фрагменте территории Воронежской области, на которую АО «Российские космические системы» предоставило компании «Совзонд» космические снимки с аппаратов «Ресурс-П».
В качестве модельного участка для оценки возможностей автоматизированной обработки и анализа снимков со спутников «Ресурс-П» с целью выявления изменений на земной поверхности была выбрана территория общей площадью 16,5 тыс. га, включающая в себя городские и промышленные районы города Воронежа, пригородную зону с участками частной застройки, места добычи общераспространенных полезных ископаемых и сельскохозяйственные земли.
Для удобства визуального дешифрирования, была проведена процедура паншарпеннинга, в результате которой пространственное разрешение спектральных каналов каждого снимка было увеличено до 0,75 м с помощью панхроматического изображения. На основе панхроматических каналов ортоизображений были созданы разновременные композиты, отображающие изменения, произошедшие с 2015 г по 2016 г. Все эти процедуры реализованы в программном обеспечении Sovzond СhangeDetection
Такой подход позволяет выявить даже самые небольшие по площади изменения, произошедшие на территории (что важно именно в рамках тестирования), но при этом отсутствие мультиспектральной информации несколько усложняет автоматизацию задачи классификации изменений по типам и векторизации изменений.
Применение к снимкам «Ресурс-П» автоматизированной технологии выделения изменений, ранее применявшейся компанией «Совзонд» к другим видам космической съемки высокого разрешения, позволяет четко выявить объекты нового строительства всех типов: жилое многоэтажное, малоэтажное, частное, социально-культурное, коммерческое, промышленное, линейное. В ряде ситуаций возможно автоматизированное определение стадии строительства, в частности возведения перекрытий и покрытия крыши. Также хорошо выделяются изменения территорий открытого недропользования, участки изменения состояния поверхности почвы (нарушения почвенно-растительного покрова), вновь появляющиеся свалки и т.п.
На рис. приведен фрагмент модельного участка на примере снимков 2015, 2016 годов (а,б), разновременного синтезированного изображения (в) и автоматизированно сформированного векторного слоя изменений (г).
 а) ортоизображение «Ресурс-П», 2015 г. |
 б) ортоизображение «Ресурс-П», 2016 г. |
 в) разновременной композит |
 г) векторный слой изменений |
В ходе эксперимента определялись площадные изменения следующих типов объектов: жилое многоэтажное и малоэтажное строительство, промышленное коммерческое и социальное строительство, строительство для сельскохозяйственного производства, дорожное строительство, карьеры и др. Анализ снимков показал, что больше всего изменений произошло в сфере жилого (15 зон с многоэтажной застройкой и 178 — с малоэтажной), коммерческого (25 новых объектов) и промышленного (19 новых объектов) строительства. Использование информации о границах кадастровых участков позволило установить нарушения типа использования для всего объекта или его частей.
С помощью снимков, полученных с КА «Ресурс-П» возможно автоматизированное выявление небольших по площади изменений, например строительство отдельных строений с размерами 6 Х 3 метра и менее в частном секторе
Выполненная экспериментальная работа позволяет сделать вывод, что использование автоматизированной технологии компании «Совзонд», направленной на выявление изменений земной поверхности по космическим снимкам высокого разрешения, дает хорошие результаты в применении к отечественным снимкам с КА «Ресурс-П».
С полным текстом статьи можно ознакомиться на сайте Geomatics.ru