Реферат 1
Введение 4
1 Анализ современных методов и средств обработки ДЗЗ 6
1.1 Характеристики аппаратных средств и космических снимков 6
1.2 Спутниковые данные 10
1.3 Методы обработки спутниковых данных 13
1.4 Системы обработки и интерпретации данных ДЗЗ 15
1.4.1 Программный комплекс ENVI 15
1.4.2 Язык программирования IDL 16
2 Формирование первичного банка данных 18
3 Разработка программы 20
3.1 Алгоритм программы 20
3.2 Алгоритм STL 21
4 Оценка динамики характеристик растительности 25
Заключение 32
Список использованных источников 33
Спутниковые системы дистанционного зондирования Земли (ДЗЗ) измеряют параметры электромагнитного излучения для получения информации о свойствах объектов земной поверхности. Методы обработки данных спутниковых измерений характеристик отраженного земной поверхностью излучения в разных диапазонах длин волн широко используются для определения количественных и качественных характеристик растительного покрова. С увеличением доступности данных дистанционного зондирования для широкого круга исследователей методы их обработки стали стремительно развиваться. Длительный период измерений позволяет выявлять изменения. В целом можно оценивать, как глобальные, так и пространственное локальные изменения.
Занимая более 78% поверхности суши, а также являясь ключевым компонентом биосферы и важнейшим возобновляемым ресурсом, растительный покров Земли имеет огромное экологическое и экономическое значение [1]. Современные системы ДЗЗ, обеспечивая возможность регулярных измерений спектрально-отражательных характеристик земного покрова, являются эффективным инструментом сбора информации о пространственном распределении и динамике растительности. Таким образом, с учетом практической невозможности одновременного проведения наземных измерений характеристик растительности больших территорий, актуальным является развитие методов обработки данных спутниковых измерений для оценки характеристик растительности в глобальном масштабе т.е. по всей земной поверхности. Выпускная квалификационная работа выполнена в рамках научного исследования лаборатории Экологической информатики института биофизики СО РАН, для проведения анализа характеристик растительности была поставлена следующая цель:
разработка программного обеспечения для расчетов динамических характеристик растительности суши по спутниковым данным.
Задачи:
- анализ современных методов и средств обработки ДЗЗ для изучения динамических характеристик растительного покрова Земли;
- формирование первичного банка спутниковых данных MODIS/ ТЕРРА для оценки пространственно-временной изменчивости характеристик растительного покрова;
- разработка программы в среде IDL для расчета временных трендов характеристик растительности;
- оценка динамики характеристик растительности глобальном масштабе земной поверхности.
В ходе выполнения выпускной квалификационной работы были проанализированы современные методы и средства обработки ДЗЗ для изучения динамических характеристик растительного покрова земли.
Сформирован первичный банк спутниковых данных MODIS/TERRA, в нем хранятся как данные источника, так и обработанные данные общий объем информации больше 40гб, решены проблемы, связанные с получением данных.
Создана программа, для расчета временных трендов, основанная на методе процедуры сезонно трендовой декомпозиции, основанной на Losse, решена проблема с формированием файлов для расчета из-за большого объема данных. Возможности программы заключаются в обработке данных ДЗЗ формата HDF или Tiff. Программа рассчитывает нелинейные тренды данных ДЗЗ методом STL основанном на Losse. Создан каркас обеспечивающий возможность дальнейшего насыщения проекта новыми процедурами.
Выполнена оценка динамики характеристик вегетационного индекса и температуры в глобальном масштабе. Получены данные параметров нелинейных трендов температуры и вегетационного индекса с 2000 по 2017 гг. была произведена корреляция между ними.
В ходе работы были получены навыки обработки спутниковых снимков с помощью программного комплекса ENVI.
