Введение 4
1 Аналитический обзор 5
1.1 Использование вегетационных индексов в космическом агромониторинге 5
1.2 Вегетационный индекс нормированной разности (NDVI) 6
1.3 Сервис Вега-ПРО 6
1.4 Система агромониторинга Красноярского края 8
1.5 Анализ аналогичный систем 9
1.6 Вывод по главе 1 13
2 Проектирование модуля интеграции сервиса Вега-ПРО и системы
агромониторинга Красноярского края 15
2.1 Анализ требований к сервису интеграции 15
2.2 Модель взаимодействия пользователя и системы 16
2.3 Объектная модель системы 20
2.4 Модель взаимодействия компонентов системы 21
2.5 Проектирование интерфейса пользователя 22
2.6 Вывод по главе 2 24
3 Реализация модуля 26
3.1 Программная реализация 26
3.2 Вывод по главе 3 29
Заключение 30
Список сокращений 31
Список использованных источников 32
Приложение
В настоящее время самым перспективным и экономически целесообразным способом для получения данных о земной поверхности, является дистанционное зондирование Земли космическим аппаратом.
В недавнем прошлом считалось, что каждая специализированная система мониторинга должна строиться на собственных центрах приема и обработки спутниковых данных. Однако практика развития технологий работы со спутниковыми данными показала, что данный путь далеко не самый эффективный и очень затратный. Поэтому в последние годы все большее число функционирующих систем дистанционного мониторинга ориентируются на использование информации крупных центров приема, способных обеспечить работу со спутниковыми системами. В связи с этим особо остро встал вопрос организации эффективного взаимодействия крупных многофункциональных центров, сетей приема данных и систем дистанционного мониторинга [2].
Кафедра систем искусственного интеллекта занимается исследованиями в сфере дистанционного зондирования Земли в пределах Сухобузимского района Красноярского края. Данный сервис позволит получать часть, необходимых для исследований данных, не обращаясь напрямую к серверам сторонних исследователей, а получать и хранить данные на сервере Института информационных и космических технологий, что позволит продолжать исследования в условиях отсутствии связи с ними. В настоящее время поставлена задача модернизации системы агромониторинга Красноярского края путем импорта данных о динамиках вегетационного индекса NDVI из системы Вега-ПРО для улучшения качества дистанционного наблюдения за динамикой вегетации сельскохозяйственных полей. Необходимость модернизации системы агромониторинга так же обусловлена постановлением Правительства Российской Федерации от 14 июля 2012 года № 717 «Об утверждении Государственной программы развития сельского хозяйства и регулирования рынков сельскохозяйственной продукции, сырья и продовольствия на 2013-2020 годы».
Целью данной бакалаврской работы является разработать интерфейс публикации результатов исследования динамики вегетации на основе данных, полученных с сервиса Вега-ПРО. Для решения поставленной цели были выявлены следующие задачи:
1) провести анализ доступных аналогов, выявить достоинства и недостатки;
2) спроектировать интерфейс подсистемы интеграции с внешними сервисами для публикации результатов исследования динамики вегетации на основе данных, полученных с сервиса Вега-ПРО;
3) реализовать интеграцию сервиса Вега-ПРО с системой агромониторинга Красноярского края.
В результате бакалаврской работы были выполнены все поставленные задачи. Проведен анализ проблемной области, в результате которого получены необходимые сведения о структуре системы агромониторинга Красноярского края и сервиса Вега-ПРО работает на базе Института космических исследований Российской академии наук, где к настоящему времени собраны и непрерывно пополняются многолетние архивы спутниковых данных, основанные преимущественно на использовании открытых источников данных, в качестве основных из которых на настоящем этапе выступают системы Terra/Aqua- MODIS и Landsat-TM/ETM+. Данные о вегетационном индексе NDVI (показатель состояния посевов) в течение вегетационных периодов с сентября 2000 г. по текущую дату на сервисе Вега-ПРО обновляется не реже одного раза в неделю, обрабатываемые для получения данных снимки проходят атмосферную коррекцию. Получены данные о некоторых известных вегетационных индексах, таких как NDVI, PVI, SAVI, MSAVI и примеры их использования для различных исследований. Проведён анализ аналогичных систем, результатом которого является сравнительная таблица возможностей системы агромониторинга Красноярского края и других геопорталов, предоставляющих картографическую информацию.
В результате анализа аналогичных систем были выявлены функциональные требования к модулю интеграции сервиса Вега-ПРО и системы агромониторинга Красноярского края. Разработаны следующие модели: модель взаимодействия пользователя и системы, представленная в виде диаграмм вариантов использования и деятельности; объектная модель системы, представленная в виде диаграммы классов; модель взаимодействия компонентов системы, представленная в виде диаграммы компонентов. Благодаря полученной информации было осуществлено проектирование интерфейса модуля интеграции для пользователя в подсистеме MapSurfer.
Выбран инструмент для разработки модуля интеграции, с его помощью разработан модуль интеграции сервиса Вега-ПРО и системы агромониторинга Красноярского края и осуществлено его внедрение в подсистему MapSurfer системы агромониторинга. Для формирования графиков используется плагин jqPlot библиотеки jQuery языка программирования JavaScript. HTML-код был использован для разметки интерфейса, то есть формирования его «каркаса», с помощью технологии CSS, данная разметка приобретает приятный внешний вид, который ориентирован на конечного пользователя.
Реализованный модуль выполняет следующие функции:
- получение данные о значениях индекса вегетации NDVI с внешнего сервиса Вега-ПРО;
- преобразование данных в необходимые форматы;
- формирование графиков, отображающих динамику вегетации
